支气管哮喘(哮喘)最重要的病理学改变是气道的慢性炎症，而气道炎症水平与气道高反应性密切相关，是出现临床症状的根本原因[1]。因此，气道炎症的评估，特别是无创气道炎症评估方法的发展和临床应用，对于更加深入了解哮喘的病理生理改变和特征，指导哮喘的管理，更好地达到哮喘的总体控制目标有着重要的意义[2]。
中国医师协会呼吸医师分会和中国哮喘联盟组织有关专家进行了认真的讨论，并参照国际相关指南以及近年国内外发表的重要文献[3,4]，撰写了本共识，希望能在无创气道炎症评估方法，特别是呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide，FeNO)检测的方法学、质量控制、结果判读以及临床应用等方面提出指导意见，以达到更好应用该项技术，指导临床应用的目的。关于FeNO检测的临床意义和使用价值尚有诸多有待探索的地方，本共识也提出了存在的问题和未来研究的方向，期待我国哮喘防治工作者予以关注，结合我国实际情况开展临床研究，特别是多中心协作研究，以提高我国在该领域的临床应用和研究水平。
哮喘是由多种炎症细胞、结构细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病，这种慢性炎症导致气道高反应性(airway hyperresponsiveness，AHR)的发生和发展，引起广泛多变的可逆性气流受限，在临床上表现为反复发作性的喘息、气急、胸闷或咳嗽等症状，常在夜间和(或)清晨发作、加剧，多数患者可自行缓解或经治疗缓解。嗜酸粒细胞(EOS)是哮喘气道慢性炎症主要的效应细胞，气道EOS浸润是哮喘病理学的主要特征。EOS释放的毒性蛋白[如主要碱性蛋白、嗜酸粒细胞阳离子蛋白(ECP)等]和炎性介质(如血小板活化因子、白三烯C4、D4等)、细胞因子(如IL-5)、氧自由基(如超氧化物阴离子、过氧化氢和单态氧)等在哮喘发病中具有重要作用。
AHR指患者的气管和支气管对内源性和外源性(包括各种物理、化学和免疫性)刺激呈现过度强烈和持久的收缩反应。AHR是哮喘重要的病理生理学特征，99%以上的哮喘患者均有不同程度的AHR。哮喘患者气道对刺激物的反应性是正常人的100～1 000倍。气道反应性的高低不仅是诊断或排除哮喘的指标，也是评估哮喘病情严重程度和治疗效果的重要依据。大量研究结果证实，只有有效抑制哮喘患者的慢性气道炎症，才能降低AHR，达到并维持哮喘的临床控制，避免哮喘急性发作，改善肺通气功能，提高生活质量，减少急诊和住院率，最终降低病死率。
因此，客观评估哮喘患者的气道炎症，对于哮喘的诊断、治疗方案的选择和调整、控制哮喘目标的实现均具有十分重要的意义。
气道炎症与AHR及哮喘症状之间的关系见图1。
气道反应性可以通过支气管激发试验(bronchial provocation test，BPT)测定。BPT是通过吸入抗原或非特异性刺激物诱发气道收缩反应的方法，于1873年首次应用临床。20世纪80年代这一技术受到广泛重视，其方法学也逐渐完善，并趋向标准化和规范化。国内外呼吸学会都相应制定了气道反应性检查的指南，使之更好地应用于哮喘的研究和诊治。根据所使用激发物的不同，该技术又分为非特异性气道反应性测定和特异性气道反应性测定两类。非特异性的激发物，如组胺、乙酰甲胆碱、心得安、蒸馏水、干冷空气、甘露醇、白三烯E4、单磷酸腺苷和臭氧等，其中较为常用的是组胺和乙酰甲胆碱。特异性以吸入过敏原浸液作为激发物，旨在明确AHR与特定过敏原之间的关系[8]。
分为直接激发试验和间接激发试验。直接激发试验最常用的激发药物为磷酸组胺和乙酰甲胆碱。先测定基础肺功能，激发前FEV1占预计值%应>70%。从最低浓度起依次吸入浓度递增的激发药物，直至肺功能指标达到阳性标准或出现临床阳性症状，给予吸入支气管舒张剂使肺功能恢复至(接近)基础水平。若吸入最高浓度激发剂仍呈阴性反应，停止激发剂吸入，也给予吸入支气管舒张剂。
检测方法主要分为2种：(1)以FEV1为检测指标，如Chai测定法(间断吸入法)、Yan测定法(简易手捏式雾化吸入法)、Cockcroft测定法(潮气吸入法)等。先以用力呼气方法测定基础的FEV1，然后吸入浓度逐渐增高的组胺或乙酰甲胆碱。每一浓度记录1次FEV1，当FEV1较基础值下降≥20%或体检出现哮鸣音时或已吸至最高浓度后，吸入支气管舒张剂沙丁胺醇，然后电脑会自动算出PD20，了解支气管激发试验是否阳性及其程度。(2)采用强迫振荡技术连续描记呼吸阻力，如Astograph法，患者平静呼吸，先吸入生理盐水，记录基础阻力值，后连续吸入不同浓度的乙酰甲胆碱，同时不断监测呼吸阻力。整个雾化系统包括12个雾化罐，第1罐为生理盐水，第12罐为支气管舒张剂，第2～11罐为浓度依次倍增的乙酰甲胆碱(49～25 000 mg/L)。每种浓度吸入1 min。以吸入生理盐水时的阻力为基础阻力，然后逐渐吸入浓度倍增的乙酰甲胆碱，仪器自动连续记录阻力的变化，当呼吸阻力升高到基础水平的2倍或体检出现哮鸣音时或已吸至最高浓度后，吸入支气管舒张剂沙丁胺醇，最后由电脑自动计算出Dmin和PD35，了解是否支气管激发试验阳性及其程度[9]。
(1)定性判断：①在试验过程中，若FEV1或PEF较基础值下降≥20%，或比气道传导率(sGaw)下降≥35%时，或出现喘息，可判断为支气管激发试验阳性；②如果吸入最大浓度的激发物，FEV1下降15.9%～20%，无气促喘息发作，判为激发试验可疑阳性；③如果吸入最大浓度的激发物，上述指标均未达到上述阳性标准，判为支气管激发试验阴性。(2)定量判断：PD20是指FEV1较基线下降20%时吸入激发药物的累积剂量，PC20是使FEV1较基线下降20%时的浓度。根据PD20的累计剂量或PC20的累计浓度对AHR进行定量分级。例如PC20-FEV1(乙酰甲胆碱)分为4级：<0.1 g/L为中～重度AHR；1.0～4.0 g/L为轻度AHR；4.0～16 g/L为轻度(可疑)AHR；>16 g/L为正常气道反应性。PD20-FEV1见表1。
气道高反应性(AHR)分级(PD20-FEV1)
气道高反应性(AHR)分级(PD20-FEV1)
| 分级 | 组胺 | 乙酰甲胆碱 | ||
|---|---|---|---|---|
| mg | μmol | mg | μmol | |
| 正常 | >2.400 | >7.8 | >2.500 | >12.8 |
| 可疑(极轻度) | 1.013~2.400 | 3.3~7.8 | 1.076~2.500 | 5.5~12.8 |
| 轻度 | 0.276~1.012 | 0.9~3.2 | 0.294~1.075 | 1.5~5.4 |
| 中度 | 0.031~0.275 | 0.1~0.8 | 0.035~0.293 | 0.18~1.4 |
| 重度 | <0.031 | <0.1 | <0.035 | <0.18 |
(1)用于协助哮喘的诊断：气道反应性阳性，哮喘的可能性较大，如激发的同时有哮喘样症状，则基本上可诊断为哮喘。(2)哮喘严重度及预后的评估：气道反应性增高程度与哮喘的严重度呈正相关，气道反应性越高，哮喘越严重，预后越差。(3)指导哮喘的治疗及评估疗效：气道反应性越高，越需要积极抗炎治疗。哮喘患者经抗炎治疗后AHR下降，说明气道炎症得到控制，可降级治疗。如治疗后气道反应性无下降则可能需要升级治疗。(4)研究哮喘的发病机制：既然AHR是哮喘的特征，了解AHR形成的原因，也就可以了解哮喘的发病机制，掌握了哮喘的发病机制，有助于哮喘的治疗。(5)了解其他可能伴有气道反应性增高的疾病的气道反应性。(6)特异性激发试验同时可以明确引起哮喘的病因。
(1)应在哮喘的非急性发作期进行，至少1周内无哮喘发作，测试时应无明显的呼吸困难和哮鸣音；(2)试验前应进行肺功能测定，FEV1占预计值%不得低于70%；(3)有严重的心肺功能不全、高血压和妊娠期妇女不宜进行此试验；(4)支气管激发试验测定有一定的风险，试验时应有安全措施。吸入药物浓度应从小剂量开始，逐步增加剂量。现场应备有抢救措施，包括吸入β2受体激动剂、注射用肾上腺素、地塞米松、氧气和气管插管设备。试验时需要有经验的临床医师在场。试验结束时应使受试者肺功能恢复至试验前水平才能让受试者离开。
气道反应性测定可以间接反映气道炎症水平高低，评价哮喘治疗的疗效和判断预后。但其对设备要求高，操作复杂、费时；不适于肺功能较差(FEV1占预计值%<70%)以及急性发作的哮喘患者；敏感度高而特异度相对较低，过敏性鼻炎、囊性纤维化、病毒感染等非哮喘疾病也可出现阳性结果；反映气道炎症滞后性；有诱发哮喘发作的可能。
诱导痰技术是通过雾化吸入高渗盐水诱导痰液生成，并进一步分析痰液中细胞成分和上清液可溶性介质以研究哮喘气道炎症性质及程度的非侵袭性方法，目前除用于哮喘气道炎症机制的研究外，对气道疾病的诊断和鉴别诊断以及药物疗效观察及其机制研究也有较大的价值。诱导痰标本取材方便，能够反映气道分泌物在自然状态下(未经稀释)的浓度，可直接检出与炎症反应相关的炎症细胞、炎性介质和细胞因子，较为直接地反映气道炎症，可提供与BALF相似的气道炎症定量信息，其敏感度和特异度优于外周血，无创、可重复、安全性高[10]。
(1)检测基础FEV1值。(2)吸入沙丁胺醇200 μg/次，2次。(3)20 min后再测FEV1，若FEV1占预计值%>60%则可继续以下操作。(4)嘱患者排除鼻腔分泌物，平静呼吸，用超声雾化吸入3%高渗盐水约15 min，在诱导5、10、15和20 min时分别指导患者主动咳嗽、排痰。排痰前嘱受试者漱口和吞水，然后再将痰液收集于清洁玻璃皿中。(5)每次诱导排痰后，复测FEV1，若FEV1下降不超过10%则继续操作，若FEV1下降10%～20%，则再次吸入沙丁胺醇200 μg。如果再次吸入沙丁胺醇后FEV1没有改善则应终止该试验，如果有所改善则可继续诱导排痰。(6)如果诱导排痰量不满意，可依次用4%和5%的高渗盐水重复以上步骤，每一浓度的盐水雾化吸入至少7 min，累计雾化时间不超过30 min。(7)结束诱导：诱导所得的标本已足够实验需要(痰液量应不少于0.7 ml，或>0.3 g，且口腔上皮细胞比例<5%)；或总吸入时间已达30 min。(8)终止诱导：若患者出现胸闷、咳嗽、喘鸣、呼吸困难等症状或FEV1下降超过基线值的20%以及FEV1占预计值%<60%，则应停止操作，并吸入沙丁胺醇200～400 μg，待症状缓解。
改良诱导法：先用生理盐水雾化吸入1 min再依次用3%、4%、5%的高渗盐水雾化吸入1～2 min，按照上述方法留取痰液，每次操作前，测定FEV1，若FEV1下降超过10%或痰量已足够检测，则停止操作。
从理论上讲，哮喘气道炎症反应过程中的所有细胞和介质均能够在诱导痰当中测得，如EOS和中性粒细胞计数、ECP浓度、NO3－/NO2－浓度、细胞因子和炎性介质水平等。目前临床上主要使用诱导痰进行细胞计数，判断气道的炎症类型。目前国际上通用的诱导痰细胞计数中EOS的正常值为<3.0%[11]，我国咳嗽指南推荐的正常值为<2.5%[12]。当诱导痰细胞计数中EOS高于正常值时，可判定为存在EOS性气道炎症。
诱导痰EOS作为哮喘气道炎性标志之一，能及时反映哮喘气道炎症水平，也是评估糖皮质激素治疗反应性的敏感指标[13]。此外，有相当比例的哮喘患者属于混合细胞或非EOS炎症，观察诱导痰中其他细胞数量的变化也有一定的临床意义。
临床常用于：(1)鉴别哮喘与其他呼吸道疾病；(2)了解哮喘患者及其他呼吸系疾病气道炎症的类型；(3)研究气道炎症性疾病加重的原因；(4)预测糖皮质激素的疗效、指导药物的选择：哮喘患者痰中EOS增多通常预示对糖皮质激素治疗效果较好；(5)评价药物对气道炎症的作用：通过观察药物治疗前后诱导痰中细胞组分及炎性介质的改变，有助于研究药物的作用机制。
(1)高渗盐水吸入对气道是一种非特异性刺激，可诱发气道平滑肌收缩，降低通气功能，对哮喘患者影响尤其显著，因此实施诱导痰时必须严格掌握适应证和禁忌证，术前必须进行肺功能或峰流速测定。没有条件进行肺功能检查者不得随意进行该项操作；(2)诱导痰过程中，操作者必须注意观察患者的反应，现场应配置必要的抢救设施；(3)诱导操作前后均应吸入β2受体激动剂；(4)经吸入高渗盐水诱导出来的痰标本应尽早进行处理，因为痰液可能含有唾液，因此应对痰标本进行甄别，首先要鉴别标本是来自上呼吸道还是下呼吸道，可通过痰液镜检观察黏液含量、计数鳞状上皮细胞来判断，若来源于声门以下气道，则其中鳞状上皮细胞较少；(5)对诱导痰液应进行选择，可按需选择其中的黏稠部分或通过倒置显微镜选择无鳞状上皮细胞的部分进行处理，这部分痰液细胞总数、活细胞数目、EOS及上清液ECP的含量比未经选择的痰标本高。含唾液的诱导痰在进行分析之前就已经被稀释，可能影响结果。另一种方法是处理全部排出物，包括唾液及痰液。比较这两种痰液处理方法，发现用上述第2种处理方法得到的非鳞状上皮细胞分类计数中显示中性粒细胞比例较高，上清液中ECP浓度较高。无论采用上述哪一种方法，均需用0.1%的二硫苏糖醇(DTT)将标本匀化。DTT能够使糖蛋白纤维丝之间交联的二硫键打开从而溶解黏液、分散细胞。
严格按照操作规程进行诱导痰检查一般是安全的，主要的并发症为支气管痉挛导致哮喘发作，因此应制订不良反应处理的标准操作规程(SOP)并配置相应的抢救设施。
禁忌证：(1)FEV1<1 L的任何患者；(2)近期大咯血；(3)中重度哮喘急性发作、急性或慢性呼吸衰竭、气胸或纵隔气肿、各种原因引起的大量胸腔积液或心包积液和严重心功能不全。相对禁忌证：活动性肺结核。
诱导痰检查虽然操作过程简单，但是费时耗工，缺少标准化流程，操作过程不容易进行质量控制，从而影响其结果的准确性，限制了这项技术在临床上的广泛应用。
一氧化氮作为一种气体分子，因表达于气道而受到广泛关注。一氧化氮可由多种气道表面的固有细胞和炎症细胞在一氧化氮合酶氧化作用下产生(图2)。一氧化氮在气道的生理作用包括神经传递、扩张血管、舒张气道和调节炎性介质等。虽然一氧化氮在哮喘气道中的作用还未完全明确，但大量研究结果显示，哮喘时FeNO升高，而在糖皮质激素治疗后则出现降低。1997年欧洲呼吸学会(ERS)首次制订"呼出气一氧化氮测定推荐意见" [14]，2005年美国胸科学会(ATS)联合ERS修订了上述标准[15]，2011年ATS颁布了"FeNO临床应用指南" [3]，2014年英国国家卫生医疗质量标准署(NICE)也在线颁布了相关指导文件[16]。
过敏原等刺激因素诱发气道炎症，EOS等细胞释放细胞因子，激活一氧化氮合酶，气道一氧化氮水平增高。
目前推荐电化学检测法。受试者一般采取坐位，安静休息5 min后，尽量呼气排空肺部气体，然后用嘴紧含一氧化氮测定仪的口器(含过滤器/滤菌口器)，用力吸气达肺总量(TLC)，以恒定的流速50 ml/s(±5%)平稳、缓慢呼气10 s(12岁以下儿童至少4 s，12岁以上儿童及成人至少6 s)。检测结果以ppb表示。
美国儿童及成人的FeNO正常参考范围分别为5～20 ppb和5～25 ppb，建议界值分别为20 ppb和25 ppb[3,17]。我国一项临床多中心研究结果显示：健康儿童(<15岁)及成人的FeNO界值分别为5～24 ppb和5～30 ppb，并建议界值分别为24 ppb和30 ppb。
(1)推荐FeNO测定用于：①辅助哮喘诊断与鉴别诊断；②区别气道炎症类型和评估气道炎症水平；③判断吸入性糖皮质激素(ICS)治疗的反应性；④判断ICS治疗的依从性；⑤评估哮喘控制水平和预测哮喘急性发作；⑥指导哮喘治疗方案调整[3]。(2)FeNO与EOS性气道炎症相关，对此类哮喘的诊断价值较高，非EOS性炎症优势型的哮喘FeNO水平通常不高，此时诊断应慎重。最近研究结果显示，在临床稳定的老年哮喘患者中FeNO水平不高，并且与受试人群的数量、合并症、治疗、症状以及肺计量测定无相关性，提示常规检测老年哮喘患者的FeNO临床价值不大[18]。我国FeNO的界值研究不多，还需要进一步的流行病学调查资料以及更多严格设计的随机对照临床研究。
(1)FeNO的测量应在室内进行，室内环境空气中一氧化氮浓度会影响检测结果(要求环境空气中一氧化氮含量<5 ppb)。受试者需在检测前4 h内禁酒，2 h内禁食含硝酸盐食物，1 h内禁水、禁食、禁止吸烟、避免剧烈运动。测试过程中吸气及呼气应连续进行，不可屏气及停顿[14,15,16]。(2)下列因素可使FeNO表达增加：进食含硝酸盐食物和药物、L-精氨酸、吸入β受体激动剂、特应质(atopy)以及病毒感染等。下列因素可使FeNO表达减少：吸烟、饮酒、吸入或者口服糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂、肺功能测定、诱导痰检测、支气管激发试验以及奥马珠单抗等。性别、妊娠、月经期、咖啡因等对FeNO有无影响，目前意见尚不统一[16,17,18,19]。
FeNO是一种新型、无创、检测方便的生物标志物，主要与过敏性气道炎症相关，能明确哮喘的气道炎症类型，有助于哮喘的诊断、评估和治疗，已逐渐在临床上推广应用。
EBC分析是通过对呼出气冷凝液中的生化标志物的测定，评价气道炎症和氧化应激水平的一项新的方法。
患者直接将呼出气呼入收集管，收集管浸入冰浴或其他冷凝装置中(低于4 ℃)，随着温度逐渐下降，呼出的气体凝结成EBC。EBC需要2～4 ml，通常需要10～15 min收集。EBC中液相介质的浓度一般较低，常需要特殊的检测手段。
目前较认可的EBC生物标志物有过氧化氢(H2O2)、8-异前列腺素、一氧化氮产物、白三烯和pH值。其他指标如前列腺素、谷胱甘肽和醛类、细胞因子、腺苷、内皮素-1、干扰素-α、阳离子、巨噬细胞相关介质和生长因子等，现有研究尚不多，结论也存在争议。(1)H2O2：H2O2是氧化级联反应的重要产物，常用分光光度计或荧光光度法测量。有研究发现哮喘儿童H2O2水平明显升高[20]。一项荟萃分析发现不吸烟的哮喘患者H2O2水平与FEV1呈负相关，在糖皮质激素治疗后则出现明显降低[21]。(2)8-异前列腺素：8-异前列腺素是前列腺素类似复合物，可用酶免疫测定法(EIA)、气相色谱/质谱测定法(GC/MS)或液相色谱/质谱测定法(LC/MS)测定。大多数研究结果表明，儿童哮喘8-异前列腺素水平升高[20,22,23,24,25,26,27]与哮喘严重程度亦相关[20,22]。(3)一氧化氮产物：经由一氧化氮途径产生的3-硝基酪氨酸以及氮氧化物(NOX)也可在EBC中检测出，可通过EIA测定。有研究结果显示，哮喘儿童亚硝酸盐水平和亚硝酸盐/硝酸盐的比值明显升高[28,29]。(4)白三烯：白三烯途径参与了哮喘的气道炎症，可通过EIA、GS/MS或LC/MS检测。大多数研究均发现白三烯在哮喘儿童中明显升高[23,25,26,27,30,31]。(5)pH值：EBC的pH值可用酸碱计或者血气分析测定。哮喘患者pH值明显降低，病情越重者，降低越明显[32,33]。
由于哮喘气道炎症涉及多种炎症细胞、细胞组分及炎性介质的相互作用，一些新的评估指标近年来逐渐受到关注。
外周血EOS计数是判断哮喘EOS表型的一个可靠指标[35]，其数目升高可提示EOS型哮喘急性发作，并能监测哮喘药物及免疫干预效果，如外周血EOS>150个/μl，则提示该哮喘患者可使用美泊珠单抗(mepolizumab)等抗IL-5药物治疗[36]。此外，外周血EOS的日变异率显著增加还提示患者可能处于哮喘发作状态[37]。
尿白三烯E4(Urinary leukotriene E4，ULTE4)在哮喘患儿急性发作期可显著升高，其浓度高低能反映患儿的气流受限程度，预示二手烟雾及空气污染诱发哮喘的风险[38]。同时，ULTE4水平或ULTE4/FeNO比值还能预测轻、中度哮喘患儿对白三烯受体拮抗剂治疗的敏感度[39]。
骨膜蛋白(periostin)是一种细胞外基质蛋白，其血清含量可用于判断患者是否存在Th2型气道炎症，并筛选哮喘患者可否进行抗IL-13治疗[40]。
溴酪氨酸(bromotyrosine，BrY)是反映EOS活化的高特异性指标，哮喘急性发作期尿中BrY含量可迅速增高[41]。
S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione，GSNO)是体内对抗气道高反应性的重要生物活性因子，哮喘患者吸入GSNO后会出现FeNO迅速降低，通过GSNO激发试验来检测FeNO衰减率可用于识别体内高EOS及高GSNO还原酶的人群[42]。
哮喘患者尿F2-异前列腺素(F2-isoprostanes，F2IsoPs)水平明显增高，且与哮喘严重程度密切相关[43]。
哮喘患者血清精氨酸酶增加与哮喘急性发作、病情控制不佳密切相关[44]，重症哮喘患者的精氨酸酶活性还与FeNO值呈反比[45]，尤其对一些糖皮质激素抵抗型哮喘患者，两者可能是反映其气道炎症的重要指标。
对于大多数典型的哮喘，诊断主要建立在症状和病史的基础上。对于症状不典型、需要与其他疾病相鉴别的病例，应进行实验室检查，目前临床上最常用的包括支气管激发试验、支气管舒张试验及最大呼气流速的监测。上述检查主要反映通气功能，而不能直接反映是否存在气道炎症。迄今已进行了大量关于FeNO诊断价值的临床研究，但结果不完全一致。国外的研究以临床症状及支气管激发试验或支气管舒张试验阳性作为哮喘诊断的金标准，选择的诊断界值有7、12、16和20 ppb，发现FeNO诊断哮喘的敏感度从32%到88%不等，特异度为79%～93%，阳性预测值为70%～80%，阴性预测值为61%～92%[44,45,46,47]。日本的一项研究发现过敏性鼻炎和吸烟可显著影响测定结果，故吸烟者和鼻炎患者诊断最佳界值调整为18和28 ppb[48]。国内一项临床研究以临床症状和支气管激发试验或舒张试验作为哮喘诊断的金标准，以FeNO≥36.5 ppb为阈值，诊断哮喘的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度分别为79.2%、94.3%、92.7%、83.3%和87.1%[49]。国内另一项在358例儿童哮喘中的研究结果显示，当选取17.9 ppb为诊断界点时，FeNO有很好的阴性预测值，但阳性预测值仅为56.33%[50]。
对于哮喘症状不典型的个体，通过支气管激发试验测定AHR是重要的诊断方法，激发试验阴性通常可排除哮喘。但在临床实践中，并非所有的个体均能够进行激发试验，如不能配合肺功能检测的儿童和已存在通气功能障碍的患者。关于FeNO是否可作为AHR的替代指标，相关的临床试验结果并不一致。2005年Berkman等[47]的一项研究发现，以FeNO>7 ppb为界值，FeNO检测与支气管激发试验的诊断价值相当。但其他研究结果显示的FeNO和AHR相关性并不一致，提示一氧化氮代谢和AHR间的相关性非常复杂[51]。
虽然上述研究结果显示FeNO诊断哮喘具有一定的敏感度和特异度，但目前相关的指南并不推荐单独使用FeNO诊断哮喘[52]，其原因在于：(1)健康人和哮喘患者的FeNO水平存在一定范围的重叠，因此很难设定一个FeNO的正常预计值，从健康人群中得到的参考值其价值不如从患者中得到的界值，故而ATS指南推荐对FeNO水平进行解释时使用界值而非参考值。(2)哮喘气道炎症有不同的表型，包括EOS性、中性粒细胞性、混合型以及寡粒细胞性，大约50%～60%的哮喘属于EOS性，而FeNO主要反映EOS性气道炎症。对于其他类型的气道炎症，以及已经接受糖皮质激素治疗的患者，FeNO可能出现阴性结果，这是FeNO在哮喘诊断中的主要局限性。(3)在不同的研究中，采用的诊断阈值或界值不完全相同。在确定FeNO诊断哮喘最佳界值的研究中，诊断界值自20至26 ppb不等[53,54]。阈值越高，则诊断的特异度越高，敏感度越低，反之亦然，但迄今尚没有一个公认的诊断哮喘的最佳界值。(4)遗传、年龄、性别、特应质状态、体重和身高、当前吸烟状态以及饮食等可以影响FeNO水平[55]，而在部分慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)患者以及EOS性支气管炎中，FeNO水平亦可增高，可能导致诊断哮喘的假阳性结果。(5)FeNO水平的高低可以提示诊断哮喘可能性的大小，但不足以确诊或排除哮喘。高水平和低水平的FeNO诊断价值不一样，对于具有典型哮喘症状的患者，FeNO水平升高更多的是提供哮喘诊断的支持性证据。而对非特异性呼吸道症状患者，低水平的FeNO具有较高的排除哮喘的价值，此时需要考虑其他引起类似症状的疾病，如反应性气道功能障碍综合征、慢阻肺、支气管扩张症、囊性纤维化、原发性纤毛运动障碍、长期病毒感染后支气管高反应性综合征、声带功能障碍、焦虑性换气过度、胃食管反流疾病、心脏病、肺动脉高压等。
如前所述，鉴于FeNO水平检测存在多项混杂因素，且健康人群与哮喘人群间存在重叠，我们认为：(1)目前尚无足够的证据推荐FeNO作为常规的临床诊断工具；(2)对于具有某些临床特征的人群，FeNO检测仍然具有较高的诊断价值，如早年发病、具有特应质的个体，高水平的FeNO强烈提示哮喘的诊断；(3)FeNO阴性预测值的诊断意义高于阳性预测值，即FeNO水平越低排除哮喘诊断的价值越高，极低水平的FeNO提示哮喘的可能性很小，但仍需结合临床表现及其他实验室检查综合判断；(4)哮喘的完整诊断不仅要确认是否为哮喘，还包括评估哮喘的严重程度和控制水平，未来有可能还包括哮喘的表型(临床和炎症表型)。因此，从广义的角度，FeNO检测将丰富哮喘的诊断手段，尤其在区别哮喘气道炎症的类型，进而预测对糖皮质激素的治疗反应性，FeNO检测具有独特的优势，下文将进行详细的讨论。
哮喘的气道炎症主要类型为EOS性、中性粒细胞性、混合性及寡粒细胞性。炎症表型不同，其临床特征及治疗反应性也不同，最终将影响临床结局。确定炎症表型及炎症水平，有利于指导临床医生选择和调整治疗方案。
FeNO主要反映气道EOS性炎症[52]。许多研究已经显示，对于未使用ICS的成人或儿童轻～中度哮喘患者，FeNO与痰液、BALF、肺组织以及外周血中EOS明显正相关[56,57,58,59,60,61,62,63]。FeNO水平与外周血及BALF ECP明显相关[56,64]。不吸烟的哮喘患者中FeNO>36 ppb对于识别诱导痰EOS>3%的敏感度和特异度分别为78%和72%[61]。在检测是否存在EOS炎症时，低水平FeNO对EOS炎症的阴性预测值意义更大[65,66]。但对于有吸烟史或已使用激素治疗的哮喘患者，FeNO水平判断气道EOS性炎症的价值降低[67]。2011年ATS指南[52]已将FeNO作为气道EOS性炎症标志物(表2)，把FeNO水平分为低水平(<25 ppb，儿童<20 ppb)、中水平(25～50 ppb，儿童20～35 ppb)和高水平(>50 ppb，儿童>35 ppb)。ATS推荐：FeNO水平，成人<25 ppb，儿童<20 ppb，可初步排除EOS性炎症，不建议给予糖皮质激素治疗(强烈推荐，证据质量中)；FeNO水平，成人>50 ppb，儿童>35 ppb，提示EOS性炎症可能，建议有症状者应该给予糖皮质激素治疗(强烈推荐，证据质量中)；FeNO水平，成人25～50 ppb，儿童20～35 ppb，应考虑EOS性炎症，需进一步临床评估(强烈推荐，证据质量低)。
呼出气一氧化氮(FeNO)区分哮喘气道炎症类型及预测治疗反应性
呼出气一氧化氮(FeNO)区分哮喘气道炎症类型及预测治疗反应性
| FeNO(ppb) | 判断EOS炎症类型 | 预测ICS治疗反应性 | |
|---|---|---|---|
| 成人和大于12岁儿童 | 小于12岁儿童 | ||
| >50 | >35 | 很可能 | 可能对ICS反应性良好 |
| 25~50 | 20~35 | 有可能，结合临床综合判断 | 对ICS反应性需结合临床综合判断 |
| <25 | <20 | 不太可能 | 可能对ICS反应性不佳 |
FeNO水平可识别伴有持续气道EOS性炎症的重症哮喘患者。研究提示，相对于轻～中度哮喘组，重症哮喘组具有更高水平的FeNO(中位数分别为38和27 ppb)和痰EOS(中位数分别为11.8%和0.8%)[68]，即使正在接受吸入或口服激素治疗的重症哮喘患者，FeNO仍与支气管黏膜活检组织的EOS炎症相关，FeNO值高于72.9 ppb提示存在持续的EOS性气道炎症，敏感度及特异度分别为56%和100%[57,69]。
哮喘患者对ICS治疗反应并不一致，个体化治疗中选择最优的ICS剂量对于减少药物不良反应，同时维持哮喘控制和减少急性加重风险非常重要。鉴于在气道疾病中EOS性炎症和激素治疗反应间存在相关性[70]，因此通过监测FeNO水平有助于鉴别哪些哮喘患者适于激素治疗，且能够判定哮喘个体对激素治疗的反应性，FeNO水平的改善早于肺功能、支气管舒张剂反应性、PEF变异率及AHR[71,72,73](图3)。未使用激素治疗的成人或儿童哮喘患者中，FeNO水平与ICS抗炎效果之间存在显著的剂量-反应关系[74]，且FeNO水平下降同时伴有炎症、肺功能、气道反应性及哮喘控制水平的改善[75,76]。在未使用激素的哮喘患者中，当FeNO的界值在47 ppb或更高时，对ICS治疗反应性的阳性预测值较高；而FeNO的界值在20～30 ppb范围内对识别ICS治疗反应性的阴性预测值更高[77]。即使患者痰液中未发现EOS，FeNO也可能较好地预测激素的反应性(界值为33 ppb)[78]。另一方面，监测FeNO有助于筛查已经使用激素但"炎症未控制"的哮喘患者[79]。对于FeNO水平高于25 ppb、临床症状控制良好(ACT评分>20)的哮喘患者，继续应用ICS治疗可使FeNO水平下降，FEF25-75等反映小气道功能的指标明显改善[80]。2011年ATS指南推荐，高水平FeNO往往提示其很有可能对ICS治疗有效，判断激素治疗有效的标准(表3)：(1)>50 ppb时，较基础值下降>20%；(2)<50 ppb时，较基础值下降>10 ppb(弱推荐，证据质量低)。ATS指南提出FeNO可以为临床医生提供哮喘患者能否从激素治疗中获益的重要信息，但目标人群不同，EOS性炎症流行情况不一样，其结果可能存在差异。
根据FeNO变化情况判断激素治疗疗效
根据FeNO变化情况判断激素治疗疗效
| FeNO水平基线(ppb) | 较基线改变 | 激素反应性 |
|---|---|---|
| 成人和大于12岁儿童>50 | 较基线下降>20% | 反应性好 |
| 小于12岁儿童>35 | ||
| 成人和大于12岁儿童<50 | 较基线下降>10 ppb | 反应性好 |
| 小于12岁儿童<35 |
FeNO水平下降与激素治疗具有时间相关性。一项研究结果显示，规律吸入布地奈德1周FeNO即逐渐下降，3～4周下降最明显[81]。
FeNO对重症哮喘患者的治疗反应性判断也有一定的指导意义。在难治性哮喘患者，FeNO≥30 ppb，判断高剂量ICS或系统激素治疗有效的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为87.5%、90.6%、87.5%和90.6%[82]。
ICS治疗的依从性是哮喘能否得到良好控制的前提，但哮喘患者对ICS治疗的依从性普遍较低，其原因包括患者担忧药物不良反应、低估疾病严重程度以及缺乏和医师交流等[4]。连续监测哮喘儿童吸入ICS后的FeNO水平，同时评估其治疗依从性，发现与肺功能检测不同的是，FeNO与依从性之间有明显相关性[83]，FeNO值的升高与依从性的降低呈正相关[84]。作者认为提高患儿父母对药物以及FeNO的认识有助于提高患儿用药依从性，从而达到更好的哮喘控制。有研究结果表明，对吸入ICS的难治性哮喘患者检测其FeNO，发现依从性好的患者FeNO水平降低更明显，所以对于难治性哮喘，FeNO同样可以在特定的条件下作为患者用药依从性好坏的评判指标[85]。FeNO水平与其他炎症指标相比，其在ICS治疗后变化速度相对较快，因此对于监测患者依从性以及治疗反应性具有较高的实用性。
哮喘的控制水平分为完全控制、部分控制及未控制，其评价指标为白天/夜间症状、有无活动受限、需要使用缓解药的次数、肺功能水平与急性发作次数[86]。FeNO水平低(<20 ppb)的哮喘儿童与FeNO水平高(≥20 ppb)的哮喘儿童相比较，肺功能更好，哮喘控制水平更高[87]。FeNO与肺总量(TLC)具有相关性，FeNO水平的升高与TLC的增高呈正相关，而TLC的升高则与哮喘急性发作及哮喘控制不佳相关[88]。高水平的FeNO(成人>50 ppb，儿童>35 ppb)或较缓解期的FeNO水平升高>40%，提示哮喘未控制或嗜酸性气道炎症恶化[89]。
综上所述，FeNO作为直接反映气道炎症的指标，结合临床指标可更全面地反映哮喘控制水平。其他影响因素(如鼻窦炎、焦虑、胃-食管反流、肥胖或持续性过敏原暴露)也可以影响FeNO的水平，FeNO评估患者哮喘控制状况需排除以上因素的影响，故仍有一定局限性[52]。
FeNO水平高于正常预计值300%的儿童及成人过敏性哮喘患者，可预示在未来1年中更多使用SABA以及急性发作风险增高的可能[90]。FeNO≥28 ppb且FEV1占预计值%≤76%的临床稳定哮喘患者有85%的比例有可能在将来出现哮喘急性发作，而FeNO≤28 ppb且FEV1占预计值%≥76%的哮喘患者在将来出现哮喘急性发作的可能性几乎为零[91]。
GINA等指南推荐的哮喘治疗策略主要根据临床症状和肺功能，并未针对哮喘气道炎症的本质。长期以来，研究者对基于气道炎症检测的哮喘治疗策略寄予很高的期望。既往数项研究根据诱导痰EOS计数调整ICS剂量，证实这一策略较单纯依据症状或肺功能指标能够更有效地改善哮喘控制[92]。FeNO水平与气道EOS性炎症有关，从理论上讲，基于FeNO的哮喘治疗策略应当是一项理想的方法。近年来在成人和儿童哮喘进行了数十项相关的临床研究，通常是在临床症状评估的基础上结合FeNO水平进行调整，当FeNO达到某一阈值时增减ICS的剂量。大多数研究结果显示，与单纯依据临床症状调整哮喘治疗的策略相比较，基于FeNO的治疗策略能够在相同或更低的ICS剂量下维持更好的哮喘控制[93]，有的研究还发现这一治疗策略有助于改善气道炎症，降低气道反应性[94]。关于FeNO治疗策略能否降低急性发作风险，对成人和儿童哮喘临床试验的荟萃分析显示，在不增加ICS剂量的前提下，FeNO管理组哮喘急性发作率分别降低47%和30%[95,96]。2011年Powell等[97]完成了一项FeNO策略管理孕妇哮喘患者的双盲、随机、对照研究，在242个哮喘孕妇当中或根据哮喘测试评分(ACQ)，或结合ACQ和FeNO水平(以29 bbp为阈值)进行升降级治疗，结果发现FeNO组急性发作率为25%，对照组急性加重率为41%，且FeNO组ICS用量更低，新生儿住院时间也显著减少。鉴于妊娠期哮喘用药安全性的特殊意义，这一研究结果受到了广泛关注，发表在著名的Lancet杂志上。然而，也有部分研究得出阴性结果[98]。在儿童哮喘中的一项研究甚至发现患儿在家中采用便携式FeNO仪每日监测FeNO，通过远程监控技术调整ICS的剂量，这一方法在改善哮喘控制方面和单纯依据症状进行调整的治疗并无区别[99]。
对近年公开发表的依据FeNO指导哮喘治疗的随机对照临床试验进行系统性评估后发现，其结果的不一致主要与方法学的差异有关[100]，包括：(1)FeNO界值/决策值的不一致；(2)患者依从性的影响；(3)LABA等混杂因素的影响。因此有必要采用统一的调整阈值和更加严格的研究设计，对传统方法和FeNO等生物学标志物指导哮喘治疗的价值做出进一步的评价。FeNO检测技术成熟，操作简便、重复性好是其优点，但就我国目前的国情，作为日常的监测工具无疑会增加患者的经济负担，且常规治疗剂量的ICS对大多数哮喘患者并不存在安全性问题，因此哮喘治疗的调整仍然应以GINA指南推荐的基于临床的策略为主。而对那些可能存在ICS安全性隐患的人群，如儿童哮喘、妊娠期哮喘和需要使用大剂量激素的难治性哮喘，基于FeNO的治疗策略有助于更加精准地升降级治疗，在维持哮喘控制的前提下尽可能减少激素的负荷及药物相关的不良反应。今后的研究应当侧重于这类特殊的哮喘人群，如最近一项研究根据102例哮喘控制不佳的患者的FeNO水平，在1个月内逐步增加吸入糖皮质激素的剂量，对于仍然未能取得控制的患者继续接受1个月的口服皮质类固醇治疗，最终有53例患者(52%)的哮喘得到了控制[82]。
此外，动态监测FeNO还有助于评估ICS减量或停药的时机。一项在儿童哮喘中的研究结果表明，高FeNO水平(>47 ppb)可预测患者在ICS减量或停药后哮喘失控，其敏感度和特异度分别为71%和93%[101]；而低FeNO水平(<22 ppb)能够预测成功减量或停止吸入激素治疗的可能性为92.5%[102]。
FeNO检测技术问世以来，在哮喘的诊断和鉴别诊断、判断气道炎症类型、预测和评估治疗反应性、评估哮喘控制水平以及指导治疗调整等方面显示出独特的优势，随着临床应用经验的丰富和认识的深入，我们期待未来FeNO技术在哮喘的管理中发挥更大的作用。关于FeNO在哮喘管理中的应用及其意义归纳于表4。
呼出气一氧化氮(FeNO)检测对于激素治疗期间哮喘管理的意义
呼出气一氧化氮(FeNO)检测对于激素治疗期间哮喘管理的意义
| FeNO水平 | 成人<25 ppb(儿童< 20 ppb)炎症已控制 | 成人25~50 ppb(儿童20~35 ppb)炎症未控制 | 成人>50 ppb(儿童>35 ppb)炎症未控制 |
|---|---|---|---|
| 有症状 | •对增加ICS反应性差 | •依从性差/吸入技术差 | •依从性差/吸入技术差 |
| •其他诊断/合并诊断 | •ICS剂量不足 | •ICS剂量不足 | |
| •未经治疗的小气道疾病 | •未经治疗的小气道疾病 | ||
| •持续过敏原暴露 | •持续过敏原暴露 | ||
| •罕见：激素抵抗 | •罕见：激素抵抗 | ||
| 无症状 | •足够的ICS剂量 | •潜在未控制的气道炎症 | •依从性差/吸入技术差 |
| •依从性好 | •监测FeNO和症状水平的变化 | •表明有未经控制的气道炎症，接下来 | |
| 可以减少ICS剂量 | •不要减低激素剂量，除非患者无症状且FeNO水平持续稳定 | ||
| •不能减少/停止ICS，否则会引起复发，需评估FeNO趋势 | |||
| •已控制的炎症 | |||
| •持续过敏原暴露 |
近十余年来，基于对哮喘作为一种特殊的慢性气道炎症性疾病认识的深入，无创气道炎症检测技术受到了我国呼吸学界的广泛关注，已运用于临床实践，取得了一批成果，积累了一定经验。但研究的水平参差不齐，迄今尚缺乏权威的大样本临床试验的数据，对无创气道炎症检测的实验室技术、结果判读和临床评价仍存在分歧。国内部分专家就现有证据，结合各自临床经验，针对实际运用中普遍关注的问题达成本共识，但必须承认这仅仅是在目前认识水上的一个阶段性意见。发布这样一个共识的目的，在于进一步提高呼吸专科医师对气道炎症检测的重视，提高我国在该领域的临床研究水平，促进该技术在临床上的推广应用。
支气管激发试验是用于诊断哮喘的重要手段，所反映的气道高反应性与气道炎症有密切的关系，但气道炎症并非气道高反应性的唯一机制，二者并非完全对应，激发试验并不能直接反映气道炎症。对特殊情况下支气管激发试验的诊断价值以及与气道炎症的关系，尚需进一步研究，如是否存在有气道炎症而激发试验阴性的个例。对气道反应性在哮喘发生发展中的作用，治疗后动态变化的规律及其意义，对预测哮喘转归与风险的价值等，仍需要更大样本的临床研究和更长周期的追踪随访。
诱导痰是一种成熟、简单的方法，不仅可以计数炎症细胞，还可以检测上清液各种成分，对区别气道炎症类型及预测激素治疗反应性有很高的价值，目前已在我国多家医院开展，但在标本采集、处理和读片等环节各个实验室尚未建立统一的标准操作规程(SOP)，导致不同研究中心的结果难以互认，因此有必要建立全国性的SOP、培训基地和质控体系，使其尽快成为临床常规检查项目。
FeNO检测术问世近20年以来，是哮喘研究领域的一个重大进步。近年来涌现出的大量数据进一步丰富了FeNO的应用范畴，同时也带来新的挑战。我国正常人FeNO预计值的多中心调查的结果已经发布，但更需要的是在哮喘人群中取得诊断和治疗调整的最佳界值，为此需要更多的设计严谨的大样本临床试验的证据，对不同地区不同人种不同年龄的人群取得更可靠的数据。同时应当加强临床医生的培训，使其在结合临床资料的基础上对FeNO检测的结果作出合理的判读。我们也期望未来能够开发出小型化的价格更适宜的检测仪，使其真正应用于哮喘患者的日常管理。对于非流速依赖的FeNO测定技术，其稳定性、重复性如何，是否能够反映分段气流的NO浓度，尚需通过严格的临床试验予以验证。
通过外周血和体液检测炎症细胞和介质，标本采集方便，检测技术成熟，其缺陷在于这类指标很难真实、适时地反映气道炎症，其水平与肺内水平相关性不高，因此不宜高估此类技术在评价气道炎症中的作用，同时也有必要探索新的更为特异、敏感的指标。
起草专家名单(按章节先后排序)：林江涛(中日友好医院)；殷凯生(南京医科大学附属第一医院)；苏楠(中日友好医院)；黄茂(南京医科大学第一附属医院)；邱晨(深圳市人民医院)；刘春涛(四川大学华西医院)；蔡绍曦(南方医科大学南方医院)；郝创利(苏州大学儿童医院)
讨论专家名单(按汉语拼音排序)：陈萍(沈阳军区总医院)；孔灵菲(中国医科大学第一附属医院)；赖克方(广州医科大学附属第一医院)；刘翱(昆明军区总医院)；刘荣玉(安徽医科大学第一附属医院)；沈华浩(浙江大学第二医院)；万欢英(上海交通大学瑞金医院)；王长征(第三军医大学新桥医院)；吴昌归(第四军医大学西京医院)；谢华(沈阳军区总医院)；杨冬(复旦大学附属中山医院)；袁雅冬(河北医科大学第二附属医院)；周新(上海交通大学第一人民医院)；赵伟和(宁波市第二医院)
