慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种进行性肺功能下降的呼吸系统慢性疾病,在全世界是第四位导致死亡的原因,由其导致的误工、医疗等费用巨大。另外,COPD急性发作(AECOPD)是导致生活质量下降和肺功能减退的主要原因。尽管AECOPD是一个严重的临床和经济问题,然而,关于AECOPD的发生机制目前尚不完全清楚。目前认为感染是独立的导致AECOPD最重要的原因,在所有AECOPD的病因中约占70%。关于细菌感染在AECOPD中的地位,由于细菌相对较易分离、有明确治疗效果等,容易确认,而病毒相对难于分离和检测,治疗效果相对不佳,且人们对其重要性缺乏认识等,在AECOPD中的重要性研究较少。本文综述了近年研究中发现的病毒感染在AECOPD中作用。
一、病毒感染的类型
在AECOPD患者的痰液中可以检测出鼻病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒等。偶尔会随着季节及流行病学的不同有冠状病毒等结果出现。各种病毒的分离率因季节不同而不同。Seemungal等自33例COPD患者的基线期及发生急性加重的48h内获取鼻咽部吸出物或诱导痰,采用RT-PCR方法分析和测定细胞因子的水平,并分析其症状与肺功能检测值的关系。结果发现,在急性加重期患者的第1秒用力呼气容积(FEV1)和用力肺活量(FVC)明显下降;在43次急性加重中,有10次与鼻病毒感染有关,在诱导痰中检测阳性,其中4次的鼻咽吸引物标本鼻病毒阴性,而这些患者的稳定期标本鼻病毒检测均为阴性。稳定期诱导痰中的白细胞介素6(IL-6)水平明显低于急性加重期(分别为90.2pg/mL和140.3pg/mL,P=0.005);存在鼻病毒感染者改变更明显(P=0.008)。因此,作者认为,在AECOPD时出现鼻病毒感染,血浆中IL-6水平升高,这可能与AECOPD时出现的症状有关。Wilkinson等对39例COPD患者共56次急性加重中,获得急性加重期和基线期配对的痰液和血清标本,采用PCR方法检测鼻病毒、ELISA方法检测细胞因子。结果发现,69.6%的急性加重与细菌性病原有关,主要是流感嗜血杆菌。鼻病毒感染与19.6%的急性加重有关。细菌感染时痰液中IL-8水平升高(r= 0.37,P=0.022)和FEV1下降(r=0.35,P=0.048)。急性加重时感染鼻病毒和流感嗜血杆菌者,与急性加重时无细菌性病原者相比,细菌负荷更高(108.56 CFU/mL和108.05 CFU/mL,P=0.018),血清IL-6更高(13.75pg/mL和6.29pg/mL,P=0.028)。急性加重时有感冒症状(通常被认为可能是病毒感染的标志),同时合并细菌性病原感染者较仅有细菌性病原者的FEV,下降更明显(分别为20.3%和3.6%,P=0.026),症状评分更高(P=0.019)。
Rohde等采用巢式RT-PCR方法,检测了上呼吸道(鼻冲洗物)和下呼吸道标本(诱导痰)中RSV、流感病毒A和B、副流感病毒3型、picomaviruses。采用2:1病毒例对照的研究方法,收集了85例住院的AECOPD和42例稳定期因其他原因住院的COPD患者。结果发现,85份AECOPD患者痰及鼻冲洗液中病毒的阳性率为56%(48/85),稳定期COPD患者42份标本中仅有19%(8/42,P<0.01)。最常检测到的病毒分别为picomaviruses(21/59,36%)、流感病毒A(15/59,25%)和RSV(13/59,22%)。如果分别分析痰和鼻冲洗物,可以发现,检测率不同的是诱导痰标本而非鼻冲洗物,急性加重期痰中病毒的检测率为47%(40/85),稳定期痰标本为10% (4/42,P<0.01)。急性加重期鼻冲洗物和稳定期鼻冲洗物的检测率分别为31%(26/85)和17%(7/42,P=0.14)。另外,在检测到病毒的AECOPD者中,发热更常见(12/48,25%),而未检测到病毒者发热仅占5%(2/37,P=0.03)。同时作者认为,鼻冲洗物中的病原检测对于鉴别AECOPD和稳定期COPD几乎无价值。
Ko等进行了为期1年的前瞻性研究(时间跨度为2004年5月1日至2005年4月30日,这种研究的优点是去除了时差和温度等可能的影响因素)。所取得的标本包括:痰、鼻咽冲洗物(NPA)及配对的血清。在住院患者出院后2~3个月进行肺功能检查。其间共有373例患者的643次急性加重纳入研究。平均年龄(75.3±7.9)岁,男性307例,FEV1% pred为(40.4±18.7)%。在AECOPD住院的530例次痰标本中,流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎链球菌的检测率分别为13.0%、6.0%和5.5%。而在AECOPD住院的505例次NPA标本中,流感病毒A、RSV、流感病毒B及副流感病毒3型的检测率分别为5.7%、2.3%、0.8%和0.8%,且这些均系经病毒培养获得的结果。配对的血清学检测显示流感病毒A、RSV、流感病毒B的滴度分别在5.2%、2.2%和1.4%的患者中有4倍以上的增加。而且,气流受限程度(FEV1值)与痰培养的阳性率有关(FEV1% pred> 30%,阳性率为28.2%;FEV1% pred<30%,阳性率为40.4%,P=0.006)。作者认为流感嗜血杆菌和流感病毒A是AECOPD最常见的病原体。流感病毒A可能是在AECOPD中最主要的病原性病毒之一,而在该小组同期进行的另一个前瞻性研究中,也发现流感病毒A的阳性率最高。他们收集了196例COPD患者[平均年龄(75.7±7.7)岁]的262次急性加重期的NPA和血清,同时进行PCR和病毒培养。肺功能检测也于出院后2-3个月进行。患者的FEV1% pred为(39.6±18.9)%。结果发现,58次病毒的PCR阳性(22.1%),病毒分别为流感病毒A(7.3%)、冠状病毒OC43(4.6%)、鼻病毒(3.1%)、流感病毒B(2.7%)及RSV (2.3%)。基于PCR反应阳性的病毒检测率高于传统的病毒培养方法2.7倍。结合肺功能检测结果发现,PCR的阳性率与FEV1无明显相关性,而且也与在研究期间一年内的再次入院率及死亡率无关。
Mohan等对病毒在AECOPD病原中的阳性率文献进行综述,发现病毒与AECOPD具有强烈相关性,最常检测到的病毒为小核糖核酸病毒,其次为流感病毒、RSV、冠状病毒、副流感病毒、腺病毒、人类偏肺病毒。且在西方国家与亚洲的主要病毒不同,亚洲为流感病毒,西方国家为小核糖核酸病毒。
二、常见病毒的检测标本采集
目前病毒与细菌比较,难于培养、难于鉴定。检测病毒的核酸仍是常用的方法。这也是导致病毒性病原在AECOPD中的重要性认识不足的原因之一。在AECOPD时确定病毒性病原最常用的标本为血清、痰(或为诱导痰)、鼻咽冲洗物。Papi等检测了64例住院AECOPD患者及稳定期的痰标本,在AECOPD时78%的标本中检测到细菌和/或病毒,所使用的检测方法为PCR方法,其中病毒的阳性率为48.4%(稳定期为6.2%,P<0.001),细菌的阳性率为54.7%(稳定期为37.5%,P=0.08)。感染性急性加重(29.7%细菌、23.4%病毒、25%病毒/细菌混合感染)较非感染性急性加重住院时间长(P<0.02),肺功能受损更明显(P均<0.05)。而病毒/细菌混合感染者肺功能受损更明显(P<0.02),住院时间更长(P=0.001)。