儿童呼出气一氧化氮检测的临床应用

呼出气一氧化氮（exhaled nitricoxide fraction，FeNO）水平能较好地反映气道嗜酸性粒细胞性炎症，是最早出现异常的气道炎症标志物，具有检测简单、安全、无创、标准化测量、疾病不同时期反复检测、可重复性好等优势。患者的依从性较好，尤其是在对检查配合度欠佳的儿童中，越来越多地被应用于临床，与肺功能检查等手段相互补充，对儿童支气管哮喘的诊断及病情监测起到重要的作用。

一、FeNO测定原理及方法

1．测定原理一氧化氮（NO）产生于呼吸道上皮细胞。内源性一氧化氮是一氧化氮合酶（nithic oxide synthase，NOS）把L－精氨酸作为底物通过裂解反应而产生。NOS有三种不同亚型，即神经型一氧化氮合酶（nNOS）、内皮细胞型一氧化氮合酶（eNOS）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS），前两者为原生型同工酶（cNOS）。原生型同工酶（cNOS）主要存在内皮细胞、神经细胞，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）主要存在于巨噬细胞、中性粒细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞和内皮细胞中，在干扰素－γ、肿瘤坏死因子－α、白细胞介素-1等细胞因子及内毒素的刺激下，iNOS能诱导产生大量的NO。生成的NO激活靶细胞的鸟苷酸环化酶（cGMP）进而引起平滑肌细胞的松弛等一系列病理生理反应。有研究证实嗜酸性粒细胞、肥大细胞、炎症因子（IgE、白细胞介素等）刺激上皮细胞产生NO，在哮喘患者中升高，过敏因素越多FeNO越高。来自患者气道的NO和来自设备的臭氧发生化学反应，产生氧气和二氧化氮，同时释放出光子，检测所产生光子的量，进而确定呼出气NO的水平。

2．测定方法相对于成人，儿童在完成测量时配合度欠佳，目前儿童FeNO检测主要有3种方法：在线潮气测量法、离线潮气测量法、一口气法。

在线潮气测定法：即患儿平静呼吸状态下用面罩扣住口鼻，采取气体样本后经采样管道直接进入一氧化氮测定仪即刻测定。与离线潮气测量法（气袋法）相比，它的主要优点是可以即刻记录呼出气流量并同时得到正确的结果。它的劣势在于测量时需要足够的固定设备，检查者与被检查者必须同时在场。

离线潮气测量法：即先用专门的气体收集袋收集呼出气样本后再进行测定。这种方法的优点在于可以运用NO分析仪对事先收集的气体进行远程分析，此方法被广泛用于大样本数据的流行病学调查与研究。它同样也存在一些潜在的问题，包括由于样本储存引入的错误、测量时呼出气流的不可控性以及不能够根据气流的差异来调整结果。

一口气法：需要首先对受检儿童进行镇静，然后使用充气夹克对婴幼儿进行胸腔挤压，模仿用力呼气过程，并要求达到一定呼气流速，运用正压通气法，对呼出气不同的流量进行FeNO的测量。通过调节呼气阻力可以避免鼻腔的污染，但此操作较为复杂，临床实际应用较少。

二、儿童FeNO的正常参考值

2011年美国胸科 制定的关于FeNO临床应用指南推荐：儿童FeNO低于20ppb提示无嗜酸性粒细胞性炎症且可能无皮质类固醇激素应答，儿童FeNO高于35ppb提示嗜酸性粒细胞性炎症，如果患者有症状则可能有皮质类固醇激素应答。

2014年vail der Heijden等对年龄在1～岁的51例健康儿童用离线潮气测量法进行FeNO的测定，发现其FeNO均值为7.1ppb，其95％置信区间为（2.8～11.5）

ppb。2013年发表在《中华全科医学》上的“中国人呼出气FeNO正常值全国多中心研究”是关于国内20个医学中心联合进行的一项针对6～14岁的儿童及成人的一项横断面研究，研究结果显示6～14岁健康儿童FeNO测量的均值为12ppb，其95％置信区间为（5.0～24.0）ppb，与年龄、身高存在明显的相关性，中国健康儿童FeNO值较国外 道偏高，24ppb可作为中国健康儿童的正常值界限。

三、儿童FeNO水平的影响因素

1．年长儿年龄是年长儿FeNO水平的一个重要的影响因素。研究表明4～17岁儿童FeNO均数随年龄增长而增加，平均每年增加1ppb。随着年龄增长，儿童的肺容积及气道表面积增加，呼吸道NO的弥散增加。FeNO水平与儿童身高也具有相关性。研究发现当年龄、特应质及种族条件一致时，身高明显高于欧洲儿童的美国儿童，其FeNO值也明显高于欧洲儿童。此外，女童FeNO值较男童低，可能与女性气道管腔隙较小有关。目前未发现儿童体重与FeNO具有相关性。

2．婴幼儿5岁以下婴幼儿出生后最初几年全身各器官系统呈快速生长发育，其FeNO影响因素较为复杂。有些研究发现，年幼儿（学龄前期儿童）FeNO水平与年龄、身高、体重、性别等无关，与吸入过敏原致敏或特应性有关。有学者对婴幼儿FeNO检测需要考虑的因素及其影响进行了一些研究，这些影响因素包括非疾病因素及疾病因素。非疾病影响因素包括：生理因素、家庭因素、测量技术因素等。父母过敏体质、父母吸烟、儿童被动吸烟的时间和强度、环境中NO水平、呼气流速、采样时呼出气与鼻中的NO混合等等对FeNO的影响程度较高，性别、种族对FeNO的影响程度较低，是否母乳喂养、检测时是否对患儿镇静对FeNO无影响。疾病因素包括支气管哮喘、过敏性鼻炎、病毒诱发性喘息、原发性纤毛不动综合征、肺囊性纤维化、支气管肺发育不良等。大多数儿童在婴幼儿时期均出现过喘

息症状，只有少数人在以后生活中发展成持续的、多重诱发的喘息，被诊断为哮喘。呼吸道合胞病毒、腺病毒、鼻病毒等为常见的引起婴幼儿喘息的病毒。研究发现，病毒感染的婴幼儿与健康对照组相比其FeNO是减低的。

四、FeNO检测的临床应用

1．协助儿童哮喘的诊断多项研究表明过敏性哮喘患者其FeNO值明显高于正常。2005年美国胸科学会（ATS）／欧洲呼吸学会（ERS）共同制定的《呼出气一氧化氮临床应用指南》认为对有咳嗽、喘息、憋气等症状的患者，FeNO水平升高可作为支持诊断哮喘的客观依据，而非确诊。

2．监测哮喘患者气道炎症，协助调整药物剂量哮喘患儿急性发作期FeNO水平一般较高，气道炎症越重，其FeNO水平越高，气道炎症减轻，其FeNO水平也会随之下降。应用某些抗感染药物，如糖皮质激素（ICS），白三烯受体拮抗剂等药物治疗后，FeNO水平会随之降低，当FeNO水平较低时可减少ICS剂量，甚至停药，测定FeNO水平可以作为一项很好的指标来评价吸入糖皮质激素对激素用量进行调整，为指导哮喘长期激素用药提供帮助。

ATS／ERS制定的《呼出气一氧化氮临床应用指南》推荐FeNO用于监测哮喘患者气道炎症时需要获得患者病情稳定时的FeNO水平作为自身参考或个人最佳值。

3．协助儿童哮喘的分型、指导治疗对哮喘儿童喘息类型进行分型，有助于更好地治疗和管 理哮喘。GINA2014版提出将哮喘分为以下表型：过敏性哮喘、非过敏性哮喘、迟发型哮喘、伴有固定气流受限的哮喘、伴有肥胖的哮喘。通过检测FeNO可反映嗜酸粒细胞性气道炎症，对客观评价哮喘气道炎症及改善对哮喘患者的管理有其重要的临床意义。

通过检测FeNO的水平能更好的将过敏性哮喘从其他5种喘息表型中更好地区分出来，以制定最佳的治疗方案，减轻患者及家属的负担。

4．喘息喘息是5岁以下婴幼儿最常见的呼吸道症状，多与病毒感染有关，鉴别患儿是病毒诱发性喘息与哮喘首次发作或反复发作尤为重要。MoeUer等对年龄在3～47个月的有反复咳嗽及喘息的婴幼儿采用离线气袋集气法进行FeNO的测量，研究表明哮喘预测指数高的反复喘息的婴幼儿比哮喘预测指数低的反复咳嗽的婴幼儿FeNO的测量值高。因此，婴幼儿时期FeNO检测值可帮助预测发生哮喘的风险。

5．儿童过敏性鼻炎过敏性鼻炎是机体接受变应原后，由IgE介导嗜酸性粒细胞浸润为特点的鼻黏膜过敏性炎症疾病。国外有研究发现，过敏性鼻炎、特应性皮炎的患者其FeNO值显著增高。过敏性鼻炎是导致哮喘发生和发展的重要因素。研究发现，对于不合并哮喘的过敏性鼻炎患者其支气管黏膜含有大量嗜酸性粒细胞、肥大细胞、淋巴细胞等炎症细胞，长期气道慢性炎症会导致小气道功能障碍及气道高反应性，最终可发展成支气管哮喘。因此，控制儿童过敏性鼻炎，能延后及控制哮喘的发生发展。

6．其他某些疾病可引起NOS蛋白低表达，FeNO水平相对较低。此类疾病肺囊性纤维化（CF）、原发性纤毛运动障碍（PCD）等。CF的特点是慢性中性粒细胞性气道炎症，黏液堵塞和特定病原体的定植。有研究表明，肺囊性纤维化的婴幼儿与健康对照组相比，一氧化氮合酶蛋白低表达。PCD的特点是由于有缺陷的纤毛运动导致上下呼吸道的慢性反复感染。PCD儿童鼻部以及FeNO均较低，在其他疾病中少见，其机制尚不得而知。测定FeNO可协助诊断反复感染的PCD患者，鼻一氧化氮检测用于筛查原发性纤毛运动障碍。

五、总结与展望

FeNO检测在儿童呼吸系统疾病的诊断和治疗中有其作用和地位，与肺功能等诊疗技术相互补充，实现了个体化监测、防治结合，可防止抗生素的滥用，减少激素的用量，不仅减轻患儿及家属的负担，而且可协助临床医生对疾病进行诊断和治疗。近年来，FeNO检测的在临床上得到广泛应用，但同时也存在很多问题。国内外专家对于6岁以上年长儿FeNO测定研究较成熟，标准化的FeNO检测难以获得5岁以下婴幼儿的配合及健康儿童的正常参考值。目前国内外尚缺乏对于婴幼儿FeNO正常值的大样本研究。对于婴幼儿喘息性疾病是否可通过检测FeNO区分是单纯病毒诱发喘息，或是过敏性哮喘的早期阶段尚待进一步研究。