支氣管熱成形術(shù)(bronchialthermoplasty,BT)是一項新的具有較高安全性的支氣管鏡下治療技術(shù),具有顯著(zhù)減少氣道平滑肌(airway
smoothmuscle,ASM)、降低ASM收縮力[1-5]、改善支氣管哮喘(哮喘)控制、提高患者生活質(zhì)量、減少
藥物使用等效果[6-9]。我國于2014年正式批準將該技術(shù)用于治療重癥哮喘,其療效與安全性正逐漸被越來(lái)越多的研究所證實(shí)[10-13]。本文就BT在哮喘中的應用及其研究進(jìn)展綜述如下。
一、BT的作用機制
哮喘是一種以可逆性氣流受限為特征的常見(jiàn)呼吸系統疾病,與氣道慢性炎癥、氣道高反應性和氣道重塑有關(guān)。ASM是支氣管收縮的效應器,由于炎癥的刺激和哮喘發(fā)作時(shí)ASM反復痙攣等原因,ASM數量增多、體積增大、收縮力增強,可導致氣道口徑縮小、氣流受限程度加重,部分氣流受限甚至變?yōu)椴豢赡嫘浴SM增生程度與哮喘嚴重程度呈正相關(guān)[4,14-16]。
有研究結果顯示ASM缺失并不導致生理缺陷,故推測其無(wú)重要生理功能,反而在哮喘等疾病中主要起病理性作用,有學(xué)者提出如果將ASM去除,那么其所致疾病可能被治愈而不導致其他明顯生理改變[17-18]。
BT是一種通過(guò)特殊導管電極在指定部位釋放射頻能量的技術(shù)。射頻能量轉換為熱能作用于細胞,可導致細胞膜溶解、蛋白變性、水分蒸發(fā)及組織凝固性變性壞死。通過(guò)嚴格控制接觸部位、溫度、時(shí)間及能量等參數,可造成特定部位氣道壁上皮細胞脫落、腺體損傷以及ASM凝固性變性壞死,一段時(shí)間后,上皮細胞和腺體可修復再生,而ASM退化、消失或被成纖維細胞取代[1-2],從而達到治療哮喘的目的。
二、BT相關(guān)研究
1.動(dòng)物實(shí)驗及體外實(shí)驗:最早的BT動(dòng)物實(shí)驗由Danek等[1]開(kāi)展,發(fā)現以65℃及75℃燒灼犬氣道壁可有效減少ASM,且氣道反應性隨ASM減少而下降,效果穩定維持3年。Brown等[2]通過(guò)燒灼犬氣道再次驗證BT后氣道反應性下降,并觀(guān)察到氣道管徑輕度增加,而肺順應性無(wú)明顯改變。Cox等在肺癌患者肺葉病理切片中也觀(guān)察到了BT后ASM的減少[4,19]。通過(guò)這些實(shí)驗,研究者們逐漸認識到BT具有有效減少ASM的作用。
隨后Dyrda等[20]用不同溫度燒灼牛氣道壁,發(fā)現55℃及以上溫度燒灼后氣道收縮能力受到明顯抑制,而氣道舒張不受影響,提出BT可改變肌動(dòng)蛋白與肌
球蛋白特性的假說(shuō)。該假說(shuō)認為肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白相互作用引起肌纖維收縮,雖然實(shí)驗中不能觀(guān)察到明顯的組織病理學(xué)改變或細胞凋亡,但因蛋白對溫度較敏感,蛋白特性已被改變,從而導致了ASM收縮能力的下降。
這一系列動(dòng)物實(shí)驗及體外實(shí)驗不但為BT治療哮喘提供了理論依據,還初步證實(shí)了BT的安全性,明確了燒灼時(shí)間、燒灼溫度及燒灼部位等關(guān)鍵參數,為BT應用于人體打下了基礎。
2.臨床實(shí)驗:2004年Miller等[4]在8例肺癌患者中成功實(shí)施了BT,這是最早將BT應用于人體的報道,證實(shí)了人體對BT的良好耐受性。隨后開(kāi)展的具有較大影響力的幾項臨床研究包括:可行性研究[21]、哮喘干預研究(asthmainterventionresearch,AIR)[6]、重度哮喘研究(researchinsevereasthma,RISA)[22]及哮喘干預研究2(asthmainterventionresearch2,AIR2)[8-9]。BT具體操作步驟既往綜述中已有涉及[23],故本文不再詳述。值得注意的是,即使治療效果未達預期,已行BT部位也不應再次行BT治療。BT治療一般分3期進(jìn)行,下一次BT前需全面評估患者是否從上一次BT中恢復,必要時(shí)推遲治療[24],以免增加風(fēng)險。有研究者建議BT術(shù)前應用全身糖皮質(zhì)激素以減少水腫、炎癥等不良反應[21],也有研究者認為術(shù)中應用藥物減少腺體分泌,可降低手術(shù)難度[25],但目前尚無(wú)明確的BT術(shù)中及圍手術(shù)期管理方案。幾項BT治療哮喘主要臨床研究的納入標準、研究特點(diǎn)與結果見(jiàn)表1、2。
各項研究結果均提示,BT術(shù)后短期內哮喘惡化風(fēng)險增高、呼吸道不良反應增多[6-9,21-22],包括術(shù)后呼吸困難、
咳嗽、喘息、咳
痰、夜間憋醒、咯血、上呼吸道感染、肺不張及肺膿腫等,術(shù)后還可出現發(fā)熱、頭痛、聲嘶等非典型癥狀[6-9,21,25]。這些癥狀一般在7d內可明顯緩解,因此需在術(shù)后7d內加強隨訪(fǎng)。中重度哮喘患者BT術(shù)后約3.4%需要住院治療,重度哮喘患者則有約15.6%需要住院治療,住院率與術(shù)前哮喘嚴重程度密切相關(guān)[8-9,22,26]。因此,所有行BT治療的患者,術(shù)前應盡可能將哮喘控制在最佳水平,并確保術(shù)中及術(shù)后密切監護生命體征。目前所有研究均未觀(guān)察到BT術(shù)后長(cháng)期并發(fā)癥[25,27],支氣管鏡及高分辨率CT均未發(fā)現BT后支氣管擴張或氣道狹窄等氣道結構改變[6-9,21,26]。
根據這些研究,2010年美國食品藥品監督管理局(foodanddrugadministration,FDA)批準將BT用于18歲以上、應用足量ICS和LABA后癥狀仍控制不佳的重癥哮喘患者。且鑒于目前研究納入患者的局限性,肺氣腫及囊性肺纖維化等肺部疾病、近期哮喘急性發(fā)作、FEV1占預計值%<65%、反復肺部感染、使用抗凝藥等任何可能增加BT治療風(fēng)險的情況均應視為BT禁忌證[23]。
3.最新進(jìn)展:近2年來(lái)國內外發(fā)表了多篇BT相關(guān)綜述或薈萃分析文獻[23,28-37],對BT既往研究結果進(jìn)行了深入挖掘與再思考,也讓越來(lái)越多的人認識到BT的療效與安全性。全球哮喘防治創(chuàng )議(globalinitiativeforasthma,GINA)在2011年的《全球哮喘處理和預防策略》中曾提及BT是治療重癥哮喘的一種可選手段,但證據等級僅為D。隨著(zhù)近年來(lái)不斷涌現的研究結果,GINA在2014年及2015年的指南中將BT的證據等級提升為B,與抗IgE治療、口服糖皮質(zhì)激素等并列為哮喘的一種常規治療手段,建議在部分成人重癥哮喘患者中應用,但仍提醒臨床工作者需謹慎選擇患者。
Facciolongo等[38]2015年新報道了1例BT后短期內反復肺不張的病例,發(fā)現肺不張主要由纖維蛋白、中性粒細胞、嗜酸粒細胞、巨噬細胞和支氣管上皮細胞等組成的黏液栓導致,推測與BT刺激支氣管黏膜炎癥反應、改變微血管結構、促進(jìn)炎癥介質(zhì)釋放等密切相關(guān)。Balu等[39]報道了1例BT后3d肺膿腫的病例,但不能明確肺膿腫是否由BT引起。自2014年我國批準BT臨床應用以來(lái),國內多家醫院先后開(kāi)展了該項技術(shù),但目前國內的BT病例報道較少。楊震等[40]匯報1例BT治療重癥哮喘的病例,介紹了BT治療的經(jīng)驗,證實(shí)BT可改善哮喘控制及患者肺功能,術(shù)后患者僅出現輕微胸痛、發(fā)熱等短期并發(fā)癥。
Thomen等[41]通過(guò)CT及3He-核磁共振技術(shù)定量分析重癥哮喘患者肺通氣缺損,發(fā)現與健康人相比重癥哮喘患者肺通氣缺損更大,肺段間通氣缺損變化也更明顯,而B(niǎo)T后患者肺通氣缺損可有明顯減少。該定量分析技術(shù)可能成為指導阻塞性肺疾病臨床治療的一項有效手段。Kirby等[42]利用光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)(opticalcoherencetomography,OCT)及組織活檢隨訪(fǎng)2例BT后患者2年。其中1例患者術(shù)前氣道上皮炎癥明顯,術(shù)后氣道出現大量分泌物與上皮細胞脫落,術(shù)后3周及6周時(shí)上皮下膠原蛋白沉積較厚,6個(gè)月及2年時(shí)氣道上皮炎癥再發(fā),氣道壁較6周時(shí)明顯增厚,哮喘癥狀再發(fā),FEV1較前惡化。另1例患者術(shù)前氣道上皮無(wú)明顯炎癥,術(shù)后3周氣道壁僅一過(guò)性水腫,6個(gè)月及2年時(shí)氣道上皮及上皮下膠原沉積正常,氣道壁2年后仍明顯比術(shù)前更薄,哮喘癥狀及FEV1改善效果持續2年。該研究可能提示BT療效與氣道炎癥、膠原蛋白沉積及氣道壁厚度相關(guān)。
Chakir等[43]利用組織活檢對17例BT術(shù)后患者進(jìn)行隨訪(fǎng),發(fā)現BT術(shù)前患者氣道I型膠原蛋白沉積厚度達(6.8±0.3)μm,術(shù)后2~14周減少到(4.3±0.2)μm,且在術(shù)后7~22周維持于(4.4±0.4)μm。可見(jiàn)BT不僅減少ASM,還可減少氣道膠原蛋白沉積,但哮喘癥狀的改善與組織病理學(xué)改變間的具體關(guān)聯(lián)有待進(jìn)一步研究。Denner等[44]通過(guò)組織活檢與肺泡灌洗隨訪(fǎng)了11例患者,發(fā)現BT后ASM肌動(dòng)蛋白表達減少,且肺泡灌洗液中轉化生長(cháng)因子-β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)濃度下降,調節激活正常T細胞表達和分泌因子(regulateduponactivationinnormalT-cellexpressedandsecreted,RANTES)濃度下降,腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導配體(TNF-relatedapoptosis-inducingligand,TRAIL)濃度增加。可見(jiàn)BT確實(shí)對肌動(dòng)蛋白、氣道炎癥及細胞凋亡等多方面產(chǎn)生影響,但完整的信號通路及該影響是否長(cháng)期存在仍有待研究。Keglowich等[45]報道ASM除產(chǎn)生炎癥因子導致氣道炎癥加重外,還產(chǎn)生促血管生成因子促進(jìn)氣道重塑。BT通過(guò)減少ASM從而減少血管生成因子的產(chǎn)生并延緩氣道重塑也可能成為BT治療哮喘的一項作用機制。
Bicknell等[46]統計臨床患者的BT治療效果后發(fā)現僅50%患者實(shí)現治療降級、哮喘控制及發(fā)作減少等臨床獲益,并未達到AIR2研究所報道的73%,可能因為臨床患者中存在部分不符合AIR2試驗納入標準且病情更重的患者。其他正在開(kāi)展的臨床研究包括:BT治療重度持續哮喘的研究[47]、BT對神經(jīng)及氣道黏膜影響的研究[48]及BT作用靶點(diǎn)的研究[49],但目前尚無(wú)結果匯報。
另外一些研究則從經(jīng)濟學(xué)角度闡述了BT的作用[50-52],認為從長(cháng)遠看,BT治療重癥哮喘是符合經(jīng)濟學(xué)效益及患者需求的。但由于患者病情嚴重程度、治療意愿、醫療保險、各國醫療花費上的不同,該結果不應直接借鑒,符合中國國情的BT經(jīng)濟學(xué)研究仍有待進(jìn)行。
三、總結與展望
目前治療哮喘主要通過(guò)藥物減輕氣道炎癥和松弛支氣管平滑肌起作用,無(wú)法逆轉哮喘引起的氣道重塑,因此無(wú)法從根本上阻止哮喘患者病情遷延惡化[53]。BT是哮喘治療的一種有力補充,是哮喘患者個(gè)性化治療的新選擇[54],具有減少哮喘發(fā)作、改善哮喘控制、提高患者生活質(zhì)量、減少藥物使用等療效,效果可穩定維持5年以上[55],從長(cháng)期來(lái)看還可有效減輕個(gè)人與社會(huì )的經(jīng)濟負擔[50]。BT有短期增加哮喘發(fā)作及呼吸系統不適的風(fēng)險,但目前未發(fā)現遠期并發(fā)癥或支氣管結構改變。其治療哮喘的機制是多方面的,目前被廣泛認可的機制包括ASM減少及ASM收縮功能改變,其他可能的機制還包括氣道上皮細胞改變、膠原蛋白沉積減少、炎性介質(zhì)分泌減少、血管生成減少、細胞凋亡改變及氣道神經(jīng)末梢改變等,但這些機制均有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
目前的BT相關(guān)研究最長(cháng)隨訪(fǎng)時(shí)間僅為5年,且部分研究不能排除主觀(guān)因素對結果的影響,需謹慎解讀其相關(guān)結果[56]。BT的療效與安全性仍需更長(cháng)期的隨訪(fǎng)結果、大樣本且設計嚴謹的隨機雙盲實(shí)驗以及臨床患者的登記研究來(lái)證實(shí)。患者選擇范圍、術(shù)中與圍手術(shù)期管理、術(shù)后撤藥方案及療效監測指標的選擇均有待進(jìn)一步改進(jìn)。