气道高反应性(airway hyperresponsiveness,AHR)
气道反应性(airway responsiveness)是气管和支气管对各种物理、化学、药物以及变应原等刺激引起的气道阻力变化。在刺激物或变应原浓度较低的情况下,健康气道并不发生收缩反应或仅有微弱反应。若气道发生过度收缩反应,引起气道管腔狭窄和气道阻力明显增高,称为AHR。AHR是哮喘的主要病理生理学特征和诊断依据。在哮喘发作期患者,过敏原或刺激物导致的哮喘发作即是AHR表现;而在肺功能正常期的哮喘患者或CVA 患者,临床上主要通过支气管激发试验(bronchial provocation test,BPT)评价AHR。

图28-1 危重症支气管哮喘患者出现严重的中心气道狭窄
CT显示气管分叉处及主支气管明显狭窄,气管镜显示气管隆突及各分支明显充血、水肿,管腔狭窄
1.AHR的机制 吸入某些刺激物或过敏原可通过刺激气道平滑肌细胞上的受体或感受器直接引起气道平滑肌痉挛或通过激活炎症细胞释放炎性介质间接引起气道平滑肌收缩;也可刺激黏膜上的血管,引起血管扩张,通透性增加,黏膜水肿和增厚。某些外界刺激因素还可作用于感觉神经引起局部轴索反应和迷走神经反射,使支气管平滑肌进一步收缩。哮喘患者的AHR受IgE遗传模式和遗传基因的控制。人类的某些遗传基因控制着哮喘患者气道对外界环境刺激的反应性,特应性素质患者在未发生哮喘前即可出现AHR;在有哮喘家族史的无症状正常儿童中也证实了儿童气道对乙酰甲胆碱和组胺的反应性有不同程度的增高。
(1)气道慢性炎症:是哮喘的基本病理改变,是产生AHR的主要机制。
(2)气道神经受体的影响:迷走神经反应性增高,释放乙酰胆碱使气道平滑肌收缩和产生AHR。在哮喘患者,长期炎症刺激和长期应用短效β2 受体激动剂,气道内β2 肾上腺能受体数量和功能低下,可导致AHR。非肾上腺素能非胆碱能(NANC)神经对气道反应性亦有影响,其活性增高,释放神经肽类递质,引起气道平滑肌收缩,黏膜充血水肿,诱发或加重AHR。
(3)气道平滑肌力学改变和气道重构:慢性哮喘患者的气道平滑肌细胞肥大、增生,管壁变厚、管腔狭窄,使AHR 增高。哮喘患者的气道平滑肌对多种非特异性刺激均呈高反应性,故多种引起支气管收缩的因素都对AHR的产生有一定影响。
气道重构导致AHR的主要机制为:①气道壁增厚,使肺弹性回缩力与平滑肌脱偶联,导致平滑肌过度收缩;②平滑肌肥厚、增殖使平滑肌缩短的力量增加;③内膜厚度增加影响了黏膜皱褶,使平滑肌缩短时气道腔内阻力明显增加。但气道重构是否一定导致AHR尚有争议。动物实验提示随着与抗原接触时间延长,AHR 表现出从递增到递减的动态变化。气道重构在部分情况下可能对气道过度狭窄起“保护”作用,其机制可为:①内膜层胶原的沉积增加了平滑肌收缩的前负荷;②平滑肌附近胶原沉积干扰了平滑肌的收缩;③胶原沉积于平滑肌层产生束带作用,可防止平滑肌细胞收缩时增厚,阻止平滑肌的最大缩短。
(4)药物影响:任何改变支气管平滑肌舒缩反应和气道炎症反应的药物均对气道反应性产生影响,或使气道反应性增高,或使气道反应性降低。糖皮质激素、抗胆碱药、抗变态反应药物等都可不同程度地降低AHR;而β2 受体阻断剂则增高AVR,故BPT前须停用该类药物12~48 h(取决于药物的作用时间)。(https://www.daowen.com)
(5)其他因素:气道表面液体渗透压的改变能影响气道反应性,哮喘患者吸入高渗或低渗液体会发生支气管收缩;运动、过度通气亦可引起气道表面渗透压改变,使气道反应性增高。
气道反应性的昼夜变化较大,清晨4时明显高于下午4时,这种昼夜变化可能与体内肾上腺素、肾上腺皮质激素浓度变化及迷走神经张力变化有关。
2.气道反应性的测定
气道反应性通过BPT测定,采用某种刺激物诱发气道平滑肌收缩及气道炎症反应,然后借助肺功能参数判断支气管收缩及气道炎症反应的程度,从而判断有无AHR;通过对刺激物的量化及相应的反应程度的量化,判断AHR 的程度。临床上的气道反应性测定方法较多,分类也较复杂,大体上有以下几种几类。
(1)根据刺激物分类:分特异性激发试验和非特异性激发试验。非特异性激发试验有吸入激发试验、运动激发试验和等CO2过度通气激发试验。根据吸入物不同,吸入激发试验又分为乙酰甲胆碱激发试验、组胺激发试验、高渗盐水激发试验、蒸馏水激发试验等。
1)非特异性激发试验:临床应用最多是吸入激发试验,其测定原理是药物作用于气道的不同受体,或通过物理因素刺激气道内感受器,或导致气道表面液体渗透压变化。运动激发试验还可诱发肥大细胞脱颗粒、释放炎性介质,发生炎症反应。目前临床应用最多的激发物是组胺、乙酰甲胆碱和干冷空气。
2)特异性激发试验:吸入已知过敏原进行的BPT,测定气道对过敏原的特异性反应,实质是抗原抗体反应。测定前应详细询问病史,进行过敏原试验,以选择激发用的特异性过敏原,常用的有尘螨、花粉、真菌等。吸入方法同非特异性吸入激发试验。详见朱蕾主编《临床肺功能》第二版。
(2)根据吸入方法分类:分为5次深吸气法、潮气呼吸法、简易手捏式雾化吸入法、APS气雾给药法和连续呼吸Astograph法。
(3)根据应用仪器分类:分外肺功能仪测定法和Astograph测定法。