作者：蒋子涵，肖 浩，刘世喜，孟 娟
【摘要】
鼻腔一氧化氮(nitric oxide, NO)浓度检测是一种完全无创的检查手段，其测量值在一定程度上可以反映气道黏膜的炎症状态，近年来受到广大临床医生的关注。但NO检测影响因素多、测量误差大、个体差异大使其在临床上的应用受到限制。本文阐述NO的产生、作用机制和影响因素，回顾鼻腔NO与上气道炎症相关的临床研究，提出今后鼻腔NO检测在临床应用中可能的发展方向。
【关键词】
一氧化氮; 鼻炎; 鼻窦炎; 鼻息肉; 扁桃体肥大
20世纪80年代开始，人体细胞产生的一氧化氮(nitric oxide, NO)分子在各个系统中的生物功能成为研究热点。产生于呼吸道黏膜上皮的NO可直接弥散进入气道，以气态的形式被呼出[1]，因而测量呼吸道气体中NO浓度的技术逐渐得以实现。由于呼出气NO的测量相对于其他气道检查方法具有简便、无创、经济的优势，近年来，关于呼出气NO的研究和应用发展迅速。目前，口呼出气NO浓度测量在哮喘中的临床应用已较为成熟，成为诊断和管理过敏性哮喘的依据之一。由于上气道NO的来源比较复杂，影响因素较多，且人群中测得的上气道NO浓度波动范围较大，因此鼻腔NO浓度测量在上气道炎症性疾病中的意义和临床应用还有待进一步探索。
1 NO的产生机制
NO是无色、高脂溶性的小分子气体。人体内产生NO的途径有两种：一是氧气依赖型，以L-精氨酸和氧气分子为底物，在NO合酶的催化作用下合成NO；二是通过血液循环和组织中的硝酸根和亚硝酸根离子合成，此过程不依赖机体中的氧气浓度，在机体缺氧和酸中毒的状态下可以被激活，作为途径一的补充路径，保证机体中NO浓度的稳定[2-3]。NO性质活泼，在人体组织中易迅速与血红蛋白、肌红蛋白或其他含亚铁离子的蛋白质反应，因而难以测定[1]。
现已发现人体内存在3种类型的NO合酶：Ⅰ型NO合酶主要分布在中枢和外周神经细胞内，称为神经型NO合酶(nNOS)；Ⅱ型NO合酶分布在炎性反应区周围的上皮细胞和炎症细胞内，一般在被炎症因子激活后表达，称为诱导型NO合酶(iNOS)；Ⅲ型NO合酶存在于血管内皮细胞膜上，称为内皮型NO合酶(eNOS)[4]。
神经型NO合酶和内皮型NO合酶是钙离子依赖性或是钙调蛋白依赖性酶类，不受内环境影响而持续少量表达，激素对其含量水平无明显影响。诱导型NO合酶是非钙依赖性酶类，炎症细胞释放的多种促炎因子和细菌脂多糖可刺激iNOS基因转录，进而促进iNOS的表达，产生大量NO[5]。
在上呼吸道中，纤毛上皮细胞、副交感神经细胞和血管内皮细胞可以表达神经型NO合酶和内皮型NO合酶。诱导型NO合酶则主要表达在上皮细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞[6]。
鼻腔NO主要来源于鼻腔黏膜和鼻窦黏膜。正常情况下，鼻腔黏膜细胞可表达诱导型NO合酶和内皮型NO合酶；鼻窦黏膜细胞可同时表达3种NO合酶，产生约20 000～25 000 ppb的高浓度NO[7]，并通过鼻窦口向鼻腔内扩散。
2 NO的生理作用
在神经系统中，神经型NO合酶产生的NO主要参与突触信号活动，在中枢可以调节学习、记忆和神经发生等活动；在外周，它可以调节受硝基能神经控制的血管、支气管平滑肌，起到调节血压和气道阻力的作用[8-9]。
内皮型NO合酶所产生的NO具有舒张血管平滑肌[1]，抑制血小板聚集、黏附，抑制白细胞边集等作用[10]，故在调节血压、抑制血管炎症、防止血栓形成方面有一定的意义。
机体发生炎症反应时，在细胞因子的刺激下，诱导型NO合酶可产生较高浓度的NO。NO在浓度较高时具有细胞毒性，可以结合细胞关键酶活性中心的铁离子，从而抑制酶的活性；也可以通过损伤线粒体电子传递过程来抑制细胞呼吸[9,11]；还可以直接破坏靶细胞的DNA链[12]。
在正常呼吸道中，鼻窦是产生NO的主要部位，高浓度的NO有助于维护鼻窦的无菌状态[13]。此外，鼻窦产生的NO还可能通过鼻腔气流参与整个气道免疫防御、气道张力、黏膜血流、纤毛运动和腺体分泌的调节。有研究发现，长期张口呼吸者的肺小血管阻力相对正常人较高，提示用鼻呼吸时，鼻部产生的NO可随气流进入下气道，作为气体信号调节肺血管张力，增强气体交换，提高机体血氧含量[14]。反之，鼻息肉、鼻黏膜水肿等原因导致鼻窦口阻塞时，鼻窦产生的NO不能进入鼻腔和下气道，可能导致上述功能受损。
3 鼻腔NO的影响因素
测量方法、气体抽吸速率以及空气中NO浓度的不同都会影响测量的结果。目前测量鼻腔NO浓度的方法主要有抽吸法和鼻呼出气法。为了避免测量方法不同带来的误差，美国胸科协会(ATS)在2005年推出的指南中推荐使用抽吸法即时测量鼻腔NO，具体操作为：受试者采取坐位，将两个橄榄形探头分别置入两侧鼻孔，一侧橄榄头以0.25～3 L/min速率抽吸鼻腔气体到测量仪器中进行分析，另一侧橄榄头相应送入不含NO的空气，直到获得较稳定的NO浓度。整个过程中需要受试者用口以10 cm H2O正压呼气来保持软腭关闭，防止鼻腔NO泄漏。测量前受试者应正常呼吸，避免憋气导致NO在气道浓聚，或者深快呼吸导致NO浓度偏低。如果无法即时检测，需先收集样本再送检时，则应注意控制气体流速，取中段气，以确保收集到浓度稳定的NO，随后妥善保存样本气体直至检测[15]。ATS指南中没有明确鼻腔NO浓度的正常参考值范围，已发表的各研究测得的正常人群鼻腔NO浓度波动范围多在400～900 ppb之间。测量时的其他外部因素也可导致结果误差：如测量仪器的敏感性、准确度、是否校准，测量环境的温度、湿度等[5,15]。
此外，鼻腔的解剖结构可能导致鼻腔气体动力学的改变，从而使测量时的气流速率发生变化，导致抽吸的样本气体中NO浓度的差异[15]；体力活动也因导致通气加快而引起鼻腔NO浓度降低[16]；吸烟可导致鼻腔NO浓度降低[17]；摄入富含氮元素的食物将导致鼻腔NO值增加[18]。空气污染也是气道NO浓度的影响因素之一。有研究显示，暴露于高浓度的甲醛、乙醛和PM2.5时，哮喘和非哮喘儿童的下气道NO浓度明显升高，并且哮喘患儿对空气污染的反应更敏感[19]。身高、性别、年龄对成年人鼻腔NO浓度无影响[17,20]。
在病理状态下，鼻腔、鼻窦黏膜中NO合酶的表达会发生变化，从而导致NO的浓度改变。如变应性鼻炎患者的鼻腔黏膜中iNOS的表达明显上调，NO的合成增加[21]。
过敏因素对鼻腔NO也有影响。有研究显示，无临床症状的致敏人群鼻腔NO浓度显著低于过敏性鼻炎(AR)患者、非过敏性鼻炎(NAR)患者和健康对照[22]。另有针对无症状成人的研究显示，在当地常见过敏原(尘螨、蟑螂、葎草、桦树、车前草)中，仅有尘螨点刺试验阳性的致敏个体鼻腔NO浓度升高，且与皮肤点刺风团直径大小相关(r=0.4)[23]。
部分药物可通过影响NO合成和弥散而影响气道NO浓度。口服或吸入糖皮质激素、抗白三烯药物、鼻用减充血剂等药物可降低NO的浓度[24-26]；L-精氨酸则可作为NO合成的底物，促进气道NO的产生[27]；抗组胺药物对鼻腔NO无明显影响[28]；过敏原特异性免疫治疗可使患者鼻腔NO降低[29]。
4 上气道炎症性疾病与鼻腔NO的关系
呼吸系统的很多疾病都会对气道NO浓度产生影响。卡塔格内综合征、囊性纤维化和纤毛不动症的患者鼻腔NO浓度值较正常人降低达90%[30-31]。而在上气道炎症性疾病的患者中，鼻腔NO则呈现不同变化。
4.1
过敏性鼻炎与鼻腔NO
AR患者鼻腔黏膜中iNOS的表达水平与正常对照相比显著升高[21,32]。也有多个研究证实AR患者鼻腔NO浓度高于正常人群[22,33-35]，且在鼻腔黏膜激发试验后明显升高[36]。但也有文献报道鼻腔NO在AR患者与对照组之间无显著差异[20,37]。
各研究结果之间的不同可能与鼻窦口和鼻腔阻塞程度的影响有关。Suojalehto等[33]发现， AR患者鼻腔NO与鼻窦口阻塞CT评分呈负相关，阻塞评分总和小于2的AR患者鼻腔NO浓度与下鼻甲组织中嗜酸性粒细胞计数呈正相关。另一项研究显示，AR患者鼻腔NO浓度分别于与鼻阻力(75 Pa压力下)和鼻塞评分(VAS)负相关，并且当鼻塞评分小于7或鼻阻力值小于0.65 Pa/cm3/s时，鼻腔NO与分泌物中嗜酸性粒细胞阳离子蛋白含量正相关(r=0.678,0.685)[38]。上述两项研究指出，鼻腔和鼻窦口阻塞程度是影响鼻腔NO浓度的关键因素。对于阻塞症状较轻的AR患者，鼻腔NO浓度升高，并可作为反映黏膜嗜酸性炎症严重程度的客观依据。而在阻塞症状明显的患者中，鼻腔NO反而降低。
Suojalehto等[33]的研究还测量了NAR患者的鼻腔NO浓度，发现其均值在AR患者和正常对照之间，但与后两者均无统计学差异。今年发表的一项大样本国内研究也得到了相同的结论[22]。但两研究都未进一步区分NAR的亚型。
值得一提的是，无肺部症状的AR患者的下气道NO浓度比正常人群高，并且与疾病严重程度和病程长短相关[39-44]，提示AR患者可能同时伴发无临床症状的下气道黏膜慢性炎症。同时监测上、下气道NO浓度或可作为AR患者黏膜炎症状态的评估手段。
4.2
慢性鼻-鼻窦炎与鼻腔NO
与健康对照相比，慢性鼻-鼻窦炎(CRS)患者的鼻腔NO浓度较低[45]。但不同病因的CRS鼻腔NO有所不同。有研究显示，在相同临床表型的CRS中，特应性患者鼻腔NO浓度比非特应性患者高出约100 ppb[45]；真菌性鼻窦炎患者的鼻腔NO浓度最低[46]。
伴鼻息肉与不伴鼻息肉的CRS的患者之间，鼻腔NO浓度值也存在一些差异。在伴鼻息肉的慢性鼻-鼻窦炎(CRSwNP)中，虽然息肉黏膜上皮中iNOS的表达较正常鼻黏膜高[47]，但由于息肉好发于鼻道窦口复合体，阻碍NO由鼻窦进入鼻腔，患者鼻腔NO浓度反而降低。在一项纳入88个CRS患者的观察性研究中，以鼻腔NO浓度来鉴别患者是否伴发鼻息肉，其特异性和敏感度达70%以上[45]。
监测治疗前后鼻腔NO浓度变化可用于评估CRS患者的治疗效果。有研究表明，CRSwNP患者的鼻腔NO浓度在鼻内镜下窦口开放术后1个月和6个月明显升高，其值与Lund-Kennedy评分和Lund-Mackay评分的结果负相关[48-49]。并且在手术治疗后，随着患者鼻窦炎症缓解，下气道NO浓度也明显降低，意味着与鼻窦炎相关的下气道炎症也有缓解[50]。接受药物治疗的患者也呈现类似的规律[47]。
有学者认为，非变应性因素引起的CRS可能是因为鼻窦产生的NO浓度过低，无法对鼻窦黏膜起到有效的保护作用。但该观点还有待进一步证实。
4.3
儿童扁桃体疾病与鼻腔NO
鼻腔NO与儿童腺样体、扁桃体炎症方面的相关文献数量较少。Torretta等[51]的研究结果显示非变应性腺样体肥大儿童患者鼻腔NO高于正常儿童水平(450 ppb)，但Chladkova等[52]和Rybnikar等[53]却发现腺样体肥大患儿的鼻腔NO低于健康对照，并与腺样体肥大程度负相关，在腺样体切除术后NO明显回升。下气道NO浓度则不受腺样体、扁桃体炎症的影响，但与儿童的年龄、特应性体质和身体质量指数(BMI)相关[52,54]。对于儿童患者，除解剖结构复杂外，由于整个气道结构和免疫系统功能的发育尚不成熟，年龄也可能是儿童气道NO浓度的一个重要影响因素。并且因为儿童的配合度较差，要测得准确的结果也有一定的难度。
5 总结
鼻腔NO测量具有完全无创的优势，但影响因素较多、个体差异较大使得其在上气道疾病的临床应用受到限制。综合现有的研究结果，目前鼻腔NO的临床应用主要有两个可能的方向：第一，将鼻腔NO作为鼻窦口通畅程度和窦腔黏膜炎症状态的监测指标，用以评估鼻窦炎患者的手术或药物治疗效果；第二，对于鼻塞症状较轻的慢性鼻炎患者，鼻腔NO或许可以反映鼻腔黏膜的潜在炎症，比如在鼻腔黏膜激发试验中弥补鼻声、鼻阻力等检查的不足，辅助临床医师更好地判断鼻腔炎症状况。前者主要通过对患者参数的自身前后对比判断病情变化；而后者的实现还需要依照AST指南统一并规范测量方法，控制混杂因素，并且根据高质量、大样本的临床研究制定出可靠的正常参考值范围。
参考文献：略
作者单位：610041 成都，四川大学华西医院耳鼻咽喉头颈外科
通信作者：孟娟，
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