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呼吸道感染是临床最常见的疾病之一。感染过程中,呼吸道纤毛上皮细胞受到破坏,黏液分泌杯状细胞数量增加,引起炎症和氧化应激反应,最终导致气道高反应性和黏液高分泌。慢性气道黏液高分泌(CMH)是许多呼吸系统疾病的重要表现之一,如慢性阻塞性肺疾病、支气管扩张症等。黏液高分泌不仅影响气道阻力,更会引起病情急性加重和疾病恶化,导致气流受限和呼吸功能障碍。基于此,本报特邀四川大学华西医院文富强教授,解析CMH的发病机制与最新研究进展。
文富强 教授
四川大学华西医院大内科主任、呼吸内科主任
四川大学华西医院呼吸与危重症医学科学科主任
生物治疗国家重点实验室呼吸病学研究室主任
我国首位呼吸病学国家杰出青年科学基金获得者
全球慢阻肺诊治策略委员会成员及中国负责人
澳大利亚悉尼大学医学院名誉教授
中国生理学会呼吸生理专委会副主任委员
中华医学会呼吸病分会慢阻肺学组副组长
中国呼吸医师协会慢阻肺工作委员会副主任委员
中国慢阻肺联盟副主席
中国中药协会呼吸药物专业委员会副主任委员
中国医药教育协会慢性气道疾病专业委员会副主任委员
International Immunopharmacology副主编
Respirology-Case Report、国际呼吸杂志副主编
在国际专业学术杂志发表英文SCI论著两百余篇
被包括NEJM, Nature, JAMA等国际杂志引用五千余次
获教育部自然科学奖、中华医学科技奖等三项
主编出版专著五部、获得国家发明专利六项
文富强教授访谈视频
患者黏液分泌过多而不能有效清除,引发气流受限和呼吸功能障碍
CMH是由于气道上皮黏液腺和杯状细胞分泌黏液过度导致,正常情况下,黏液分泌是人体的防御机制,是呼吸道清除吸入的微粒和细菌病毒的屏障。而CMH则是在疾病状态下黏液分泌过多而不能有效清除,导致气流受限、呼吸道反复感染。其诱发机制包括急性上呼吸道感染导致的炎症反应,以及长期吸烟产生的有害物质和活性氧自由基而刺激黏液高分泌。
大量黏蛋白产生会导致患者不断咳痰,从而阻塞气道、限制气流,患者肺功能显著下降,进而影响患者生活质量。与此同时,痰液中富含寡糖,是铜绿假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌等细菌的结合配体靶点,在细菌产物的刺激下炎症加剧造成肺功能进一步受损,令痰液分泌不断增加,最终形成恶性循环。
CMH加重患者肺功能障碍,反复感染与CMH形成恶性循环
既往,CMH被认为是正常的机体反应,随着学界对于CMH认识不断深入,研究发现黏液过度分泌会导致气道阻塞,从而进一步影响患者肺功能。慢阻肺患者长期的氧化应激和炎症反应损伤了气道上皮细胞的离子通道和能量代谢,同时改变了黏蛋白的酸碱度和生化特性,使之黏度增加,正常的咳嗽反射也难以将痰液排出。酸性的黏蛋白增多后易形成痰栓,栓塞气道后可导致气道上皮细胞缺氧,又进一步加重炎症反应。同时有研究发现黏蛋白的寡糖作为多种细菌的配体与其结合,使其定植在气道上皮,进而损伤气道上皮的纤毛清除功能,加剧炎症反应,从而进一步加重气道阻塞。
支气管扩张症也是气道炎症性疾病之一,不同于慢阻肺的地方在于合并反复感染,从而破坏支气管结构,形成囊状或柱状扩张。最为关键的是,反复感染下的炎症反应会促进黏液分泌,进一步为细菌在气道的定植提供了良好环境。在反复感染的情况下,肺功能加剧下降,最终部分患者会发展合并肺动脉高压、肺源性心脏病,甚至诱发呼吸衰竭而死亡。
因此,CMH不应被忽视,患者需要认识到CMH可能带来严重的后果,甚至可能威胁生命健康。
关注CMH与慢阻肺患者疾病进展,及时识别、干预有助于患者预后
慢性气道疾病黏液高分泌的治疗关键在于减少黏液形成和促进黏液排出,黏液溶解剂正是治疗慢性气道疾病的手段之一,该类药物能够解离黏蛋白中的二硫键,使痰液液化,黏稠性降低,容易被咳出,从而改善患者的呼吸功能。此外,慢性气道疾病的发生与氧化应激介导的炎症级联反应密切相关,N-乙酰半胱氨酸(NAC)作为黏液溶解剂,不仅可以打断黏蛋白二硫键,同时还有抗氧化的效果,能够清除氧化应激产物,并且可以通过增加细胞内谷胱甘肽的含量,从而促进细胞内还原反应,增强抗氧化能力。
抗氧化治疗能够帮助患者进一步改善症状,抑制氧化应激能够减少人气道上皮细胞黏蛋白表达,改善气道黏液纤毛的清除功能,增加肺泡Ⅱ型上皮细胞表面活性物质的分泌,表面活性张力提高后利于痰液排出。此外,感染反复发作形成的细菌生物被膜会像盔甲一样阻碍抗生素或其他药物的渗透,抗氧化治疗能够抑制生物膜形成并且破坏已形成生物膜,从而发挥增强抗生素的抗菌作用,降低慢性气道疾病急性加重的概率。
对于呼吸道感染性疾病,可以通过抗生素进行治疗,但形成细菌生物被膜后单纯的抗菌治疗达不到理想的效果。通过祛痰抗氧化治疗,一方面可以将气道中的痰液黏度降低,帮助患者排痰,另一方面还可以破坏细菌形成的生物被膜,与抗菌治疗发挥协同作用,减少加重发作次数,改善患者生活质量。
在三年新冠疫情阶段,钟南山院士在欧洲呼吸杂志发表的一篇评述文章中指出,要重视新冠患者的痰液栓塞问题,治疗应关注气道通畅管理,后续多项研究均表明NAC能够稀释痰液,改善症状,提高新冠患者救治的成功率。总而言之,对于慢性气道疾病患者,需要综合运用多重治疗手段,增强气道防御功能,改善患者肺功能。
隐匿型CMH不易诊断,得不到及时干预令患者肺功能逐年下降
气道黏液高分泌为患者带来诸多不便,因此一直是临床中关注的重点。在临床中,很多吸烟患者就诊时存在长年的咳嗽咳痰症状,即便在戒烟很久后症状也难以好转,这也正说明了CMH一旦发生,若得不到有效的阻断,氧化应激与炎症反应会令气道黏液高分泌形成恶性循环。此外很多慢阻肺患者肺功能较差,气流受限导致咳痰困难,有研究证实许多慢阻肺患者在小气道中存在痰液,痰液难以排出加重患者呼吸困难、胸闷气紧的症状。近期国外一项研究表明,许多没有黏液相关症状的慢阻肺患者在CT检查中能够观察到黏液栓塞,并且这类患者在慢阻肺中十分常见,隐匿性黏液栓与较差的疾病严重程度相关,及时识别并给予适当的干预对于患者预后十分重要。
结语
CMH在许多呼吸系统疾病的发生发展中具有重要作用,可加重气流阻塞、降低肺功能,增加患者急性加重和预后不良的风险,在临床中应予以充分的重视。气道黏液高分泌主要由于吸烟、空气污染及反复感染后炎症与氧化应激诱导黏蛋白基因MUC5AC的高表达,针对CMH,祛痰治疗是一种有效的治疗策略,此外,对抗氧化和抗炎治疗也在逐渐成为临床诊治研究的重点。CMH的治疗关键在于减少黏液形成和促进黏液排出,需要综合运用包括抗氧化、抗炎等多重治疗手段,增强气道防御功能,改善患者肺功能。
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