气道反应性测定

⽅法及内容 1.⽤⽣理盐⽔（或蒸馏⽔）配制从49µg／ml起浓度依次倍增⾄25000µg／ml的⼄酰甲胆碱溶液共10种，备⽤。

并按操作规程核准仪器。

2.在仪器上第1个雾化器注⼊⽣理盐⽔，第2-11个雾化器依次注⼊浓度递增的⼄酰甲胆碱溶液，第12个雾化器注⼊⽀⽓管舒张剂（异丙肾上腺素、舒喘灵等），各2ml. 3.受试者⼝含接⼝器，夹⿐夹，两腮⽤橡⽪囊充⽓压迫，作平静呼吸。

待基线平稳后，启动仪器，开始吸⼊雾化剂，每种雾化剂吸⼊1min（时间可预先⾃⾏设定），即⾃动转⼊下⼀剂量，并同步描记剂量-反应曲线。

4.测试中，若呼吸阻⼒急剧增⾼或有持续增⾼趋向，或感胸闷不适加重时，应⽴即启动第12个雾化器，改吸⽀⽓管舒张剂2min.稳定后测试完成。

注意事项 受检者在试验时病情应较稳定，哮喘发作期不宜测试。

测试前24h（最少12h）停⽤⽀⽓管舒张剂。

尽量停⽤糖⽪质激素。

检查时偶可引起哮喘发作，有医师在场。

如作过敏原吸⼊，更应作好防⽌过敏反应准备。

备注 ⽓道反应性通常表现为⽓道平滑肌的收缩反应，由于直接测量⽓道平滑肌收缩受到技术上的限制，习惯上采⽤呼吸道⽓流阻⼒来间接评价⽓道反应性。

测定⽅法很多，本节仅介绍吸⼊递增浓度诱发剂连续测定呼吸阻⼒法，使⽤⽇本Chest公司Astrograph测试仪。

［计算参数］ 1.呼吸阻⼒（Rrs）吸⼊⽣理盐⽔时的最初阻⼒。

正常参考值：4.09±1.22cmH2O*／L.s-1. （注：*1mmH2O＝98Pa） 2.反应阈值（Dmin）呼吸阻⼒开始呈线性上升的转折点处药物累积量。

计算单位U，1U相当于0.1％浓度溶液，平静呼吸1min的⽓雾吸⼊量。

正常参考值：≥50U. 3.呼吸传导性（Grs）呼吸阻⼒的倒数。

即Grs＝1／Rrs.正常参考值：0.269±0.096L/cmH2O*.s-1. （注：*1mmH2O＝98Pa） 4.呼吸传导率（SGrs）单位时间（t）内呼吸传导性之差。

气道反应性测定及临床意义气道反应性测定主要是通过刺激气道并观察患者的反应来评估气道的敏感性和反应性。

常用的刺激物包括甲酸二甲酯（Methacholine）和直接作用于支气管平滑肌的组胺（Histamine）。

在测试过程中，患者需要通过呼吸装置吸入不同浓度的刺激物，然后通过肺功能测试仪测量患者的气道阻力、肺活量和呼气流速等指标。

1.患者准备：在测试前应通知患者停止使用可能影响测试结果的药物，如支气管扩张剂和抗过敏药物等。

患者应保持安静，排空膀胱，并采取立位或半卧位的姿势。

2.测试装置：使用肺功能测试仪和刺激物喷雾器等设备进行测试。

测试前应校准肺功能测试仪，确保准确测量。

3.刺激物浓度选取：根据患者的情况，选择适当的刺激物浓度。

通常从较低浓度开始逐渐增加，直到出现气道痉挛或肺功能指标明显下降。

4.测试过程：患者通过口罩或嘴咬片等装置吸入刺激物，然后根据指示规定的时间和方式呼吸，使刺激物达到气道黏膜并发生作用。

测试时应密切观察患者的症状和反应，并及时记录下来。

5.结果解读：通过比较不同浓度刺激物引起的气道阻力变化以及肺功能指标的变化来评估气道的反应性。

通常使用气道阻力变化率（PC20）作为评估指标，PC20等于引起气道阻力增加20%的刺激物浓度。

1.早期诊断：气道反应性测定可以用于早期诊断哮喘等气道疾病。

它敏感度高，能够检测出轻度的气道高反应性，有助于早期干预和治疗。

2.疾病监测：对于已经确诊的患者，气道反应性测定可以用于定期监测疾病的进展和疗效评估。

通过观察气道反应性的变化，可以判断治疗措施是否有效，调整治疗方案。

3.指导治疗：气道反应性测定可以为医生制定个体化的治疗方案提供依据。

通过评估患者的气道反应性水平，可以确保药物的合理使用和适当剂量的选择。

4.预后评估：气道反应性测定可以作为评估患者预后的指标之一、高水平的气道反应性通常与疾病的严重程度和预后相关，有助于判断疾病的进展和预测可能的并发症。

5.临床研究：气道反应性测定还广泛应用于临床研究中，通过对不同人群的气道反应性进行调查，可以帮助研究哮喘等气道疾病的发病机制、流行病学特征以及新型治疗方法的研发。

气道反应是气管、支气管对各种物理、化学、药物、变应原和运动等刺激物而引起的气道阻力变化的反应。

气道反应性的增高是支气管哮喘的主要病理生理特征和诊断指标。

第一节气道反应性增高的机制气道高反应性( airway hyperresponsiveness)是指在吸入少量刺激物或变应原后，正常人的气道对这些少量刺激物或变应原并不发生收缩反应或仅发生微弱的反应，而某些病人的气道则可发生异常性的过度收缩反应，引起气道的管腔狭窄和气道阻力的明显增加，这就是气道的高反应性。

吸入某些刺激物或变应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激活炎性细胞释放炎性介质而间接引起气道平滑肌收缩。

某些外界的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，使支气管进一步收缩。

哮喘病人的气道高反应性受到了IgE遗传模式和遗传基因和的控制，研究证实，人类的某些遗传基因控制着哮喘病人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以前就可表现出气道的高反应性，在有哮喘家族史的无症状正常儿童的检查也证实了这些儿童的气道对乙酰甲胆碱和组胺的反应性均有不同程度的增高。

气道反应性的改变与气道长度、内径、气流速度、气道形态及气体的物理特征等因素有关。

气道反应性的高低可以借助测定气道阻力( airway resis-tance)的变化而反映出来，任何影响气道管径变化的因素都能影响气道阻力进而对气道反应性产生较大的影响。

目前认为支气管哮喘产生气道高反应性的主要机制有以下几个方面：一、气道炎症机制支气管哮喘为反复发作的气道慢性炎症性疾病，包括变应性炎症和非变应性炎症，除IgE依赖和T细胞调控的反应外，还有许多因素可以激活肥大细胞如lgG4、补体、细菌植物凝血素、淋巴因子、主要碱性蛋白、P物质以及物理、化学刺激等；呼吸道感染，尤其是呼吸道病毒感染也可造成严重的气道炎症，产生气道高反应性。

近年研究证实，气道炎症与粘附分子有关，如细胞内粘附分子-1、血管细胞粘附分子1、E-选择素等，这些粘附分子可被炎性介质和细胞因子所激活，进一步加重炎症的发展。

支气管激发试验(bronchial provocation test，BPT)也称气道反应性测定试验，是用以测试支气管对吸入刺激性物质产生收缩反应程度的方法。

气道反应性（airway responsiveness）指气道对各种物理、化学、变应原或运动的反应程度。

正常人气道对上述微量刺激并不引发平滑肌收缩或仅发生微弱收缩反应；而在同样刺激下，某些哮喘患者则可因气道炎症处于过度反应状态，表现出敏感而过强的支气管平滑肌收缩反应，引起气道缩窄和气道阻力增加，从而引发咳嗽、胸闷和喘息等症状，这称为气道高反应性（airway hyperresponsiveness，AHR）。

通常情况下，支气管激发试验采用标准的雾化器雾化吸入一定量的激发剂，比较吸入前后的肺通气功能指标，如第一秒用力呼气量（FEV1）、呼吸阻力(airway resistance，Rrs）或峰流速值（PEF）等的变化来衡量气道对刺激的反应程度。

支气管激发试验诱导的气道高反应性是哮喘病的重要特征之一，是气道存在炎症的间接反映。

支气管激发试验能为支持或排除哮喘病的诊断提供有力的客观依据，并对哮喘的病情判定、疗效评估等有重要帮助。

第一节支气管激发试验的机制和影响因素一、气道炎症机制气道慢性炎症导致的气道损伤可使气道胆碱能性的敏感性增强，从而产生气道高反应性。

气道炎症包括变应性因素和非变应性因素。

除IgE介导的变应性炎症反应外，还有许多非变应性因素如呼吸道病毒感染、细菌感染、某些非过敏抗体（如IgG4）、某些非过敏介质（如补体）、渗透压的改变等物理因素、某些药物等化学刺激等，这些非变应性因素均可激活肥大细胞，从而改变气道反应性。

由于气道炎症可导致的气道平滑肌呈易激性，使气道处于痉挛易激状态，从而导致气道高反应性。

气道炎症的其他变化如渗出增加、粘膜水肿、腺体分泌亢进、上皮损伤等均可加剧气道高反应性。

二、遗传等因素与气道高反应性关系更为密切的是遗传因素，研究证明在哮喘患者的无症状直系亲属中气道高反应性者较对照组明显增高。

气道反应性及其测定气道反应性（airway responsiveness）是气管支气管对各种物理化学药物以及变应原等刺激引起气道阻力变化的反应。

在含量较低的情况下，正常人的气道对这些刺激物或变应原的刺激并不发生收缩反应或仅有微弱的反应，而某些人的气道则发生过度的收缩反应，引起气道管腔狭窄和气道阻力明显增高，这就是气道高反应性（airway hyper-responsiveness）.气道高反应性是支气管哮喘主要的病理生理特征和诊断依据。

临床上通过支气管激发试验来测定气道反应性。

早在1873年，英国人Blackleey首先进行了支气管激发试验，自1950年，这项技术有了较快发展，1975年，美国Chai H等用肺功能测定仪进行了支气管激发试验，并制定了标准，与此同时，日本Takishima T等采用气道反应性测定仪（astograph）进行了支气管激发试验。

此后这项技术在呼吸生理，变态反应以及哮喘的基础和临床研究中得到广泛的应用和发展，并进行了标准化和规范化。

第一节气道反应性增高机制及其测定原理吸入某些刺激物或变应原可通过刺激气道平滑肌细胞的受体或感受器直接引起气道平滑肌收缩，也可激活气道炎性细胞释放炎性介质和细胞因子引起气道黏膜充血水肿，气道平滑肌收缩，导致气道管腔狭窄和阻力增高，即气道反应性增高。

目前的研究表明支气管哮喘产生气道反应性增高的机制有以下几个方面：一、气道慢性炎症支气管哮喘是气道慢性炎症性疾病，各种因素作用于气道，使得气道黏膜炎性细胞增多，聚集，释放炎性介质和细胞因子，造成气道黏膜充血水肿，腺体分泌亢进，上皮细胞脱落，气道平滑肌收缩，引起气道管腔狭窄，从而出现气道反应性增高。

气道炎性反应是产生气道高反应性的主要机制。

二、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，导致气道高反应性。

哮喘患者的气道在长期炎症刺激下和长期应用β 2 –受体激动剂的情况下，使得气道内β 2 –肾上腺能受体数量和功能低下，从而导致气道反应性增高。

第九章气道反应性测定：支气管激发试验广州呼吸疾病研究所郑劲平自然界存在着各种各样的刺激物，如生物性刺激（尘螨、动物皮毛、花粉等）、物理性刺激（冷空气等）及化学性刺激（如甲苯、二氧化硫等），当这些刺激物被吸入时，气道可作出不同程度的收缩反应，此现象称为气道反应性（airway reactivity）。

反应的强度可因刺激物的特性、刺激物的作用时间以及受刺激个体对刺激的敏感性而有所不同。

正常人对这种刺激反应程度相对较轻或无反应；而在某些人群（特别是哮喘），其气管、支气管敏感状态异常增高，对这些刺激表现出过强或/和过早出现的反应，则称为气道高反应性(airway hyperreactivity, 或airway hyperresponsiveness，AHR)。

另一方面，痉挛收缩的气道可自然舒缓、或经支气管舒张药物治疗后舒缓，此现象为气道可逆性（airway reversibility）。

气道反应性和气道可逆性是气道功能改变的两个重要的病理生理特征。

通过吸入某些刺激物诱发气道收缩反应的方法，称为支气管激发试验（bronchial provocation test或bronchial challenge test），可测定受试者的气道反应性特性。

同理，通过给予支气管舒张药物的治疗，观察阻塞气道的舒缓反应的方法，称为支气管舒张试验（bronchial dilation test），亦称支气管扩张试验。

由于直接测量支气管管径有困难，所以常借助肺功能指标的改变来判定支气管缩窄或舒张的程度。

近20年来了解气道反应的测定方法得到了广泛的重视，将之应用于疾病研究和临床诊断，并趋向标准化和规范化。

美国胸科协会（ATS）、欧洲呼吸协会（ERS）、加拿大胸科协会（CTS）及中华医学会呼吸学会等相继制订了气道反应测定的指南。

一．支气管激发试验（一）气道反应性的特点1. 剂量-反应曲线气道反应性的改变可表现为气道的舒张和收缩，通过气道管径的大小反映出来。

4．小鼠呼出气体与吸入气体体积差值测定小鼠称取体重后，用25%乌拉坦按4ml/kg剂量腹腔注射麻醉，用自制的气管插管针连接气管并用7号手术缝线固定。

小鼠放入体描箱，将气管插管与前壁三通管相连，并将前壁三通管通过一长约2cm的硅胶管与另一同样规格的体描箱前壁三通管连接。

将两个体描箱顶盖盖好，夹上弹力夹，后壁三通管关闭。

右侧三通管接HX200型传感器，传感器引出的信号接入Medlab生物信号记录分析系统处理。

记录小鼠潮气量体描箱内气体容积按照0.35mv=0.1ml换算。

二、结果1．体描箱密封性测定体描箱内注入0.1ml空气后，压力曲线从基线0mv处上升至0.35mv。

注入0.2ml空气后，压力曲线从基线0mv处上升至0.70mv。

两曲线上升后分别在0.35mv和0.70mv处保持平坦，无下移现象。

2．小鼠呼出气体与吸入气体体积差值测定从放有小鼠的体描箱引出的压力曲线显示小鼠吸气时曲线上升，呼气时回到基线，每一呼吸末的基线水平保持平坦。

从记录小鼠潮气量体描箱引出的压力曲线显示，小鼠呼气时曲线上升，吸气时回到基线，每一呼吸末的基线水平略向下移，且每次下移幅度相等。

选取潮气量记录体描箱工作5秒后的呼吸曲线中连续20个呼吸周期的波形，记录第1个呼吸周期与第20个周期呼气末电压差为0.07mv，故小鼠呼出气体与吸入气体体积差值为：0.07/20×0.1/0.35=0.001ml。

同理可得小鼠潮气量为0.59ml。

三、讨论正常平静呼吸空气时，O2含量大约为21%，CO2含量大约为0.03%。

空气进入肺泡后，O2通过弥散透过肺泡进入肺血管，而肺血管中的CO2则弥散入肺泡，使呼出气体中O2含量下降，CO2含量上升。

由于O2与CO2的分子量和弥散系数等的不同，导致二者在肺泡内并非等体积交换，而存在着一定的体积差。

由于此差值远小于潮气量而常常忽略不计，故通常认为平静呼吸时，受测者所吸入或呼出气体的体积相等，均可用于代表潮气容积。

常用肺功能指标（一）、肺通气功能肺通气指肺与外界环境所进行的气体交换。

1．肺容积肺容积指肺在不同呼吸水平所能容纳的气体量。

由八部分构成，即潮气量（TV）、补呼气量（ERV）、补吸气量（IRV）、残气量（RV）、深吸气量（IC）、功能残气量（FRC）、肺活量（VC）和肺总量（TLC）。

（1）肺活量（VC）：指最大吸气后所能呼出的最大气量。

正常VC％＞80％。

反映肺脏的扩张能力。

降低见于：肺扩张受限（如间质性肺疾病）、胸廓扩张受限（如脊柱侧突）、呼吸肌疲劳（如重度COPD）和神经肌肉病变（如脊髓灰质炎）等。

（2）残气量（RV）:指最大呼气后剩余在肺内的气量。

正常RV％为80%～120%。

增加见于阻塞性肺疾病（如COPD），降低见于限制性肺疾病（如间质性肺疾病）。

（3）肺总量（TLC）：指最大吸气后肺内所含的气体量。

正常TLC％为80%～120%。

增加见于阻塞性肺疾病，降低见于限制性肺疾病。

4．残总比值（RV/TLC）:指残气量与肺总量的比值，正常RV/TLC＜35%。

肺气肿时RV/TLC增加。

2．通气量：（1）用力肺活量(FVC)、一秒量（FEV1.0）和一秒率（FEV1.0%）：FVC指最大吸气后以最大的努力和最快的速度呼气所得到的呼气肺活量。

FEV1.0指做FVC时第一秒内所呼出的气量，实测值与预计值之比>80%为正常。

FEV1.0与FVC之比为一秒率（FEV1.0%），FEV1.0%是反映气道是否阻塞的指标，正常〉70%，降低见于气道阻塞和/或肺气肿。

（2）最大自主通气量（MVV）：在单位时间内以尽快的速度和尽可能深的幅度重复最大自主努力呼吸所得到的通气量。

正常MVV％＞80％。

它是反映肺通气功能的综合指标，降低见于：肺扩张受限、胸廓扩张受限、呼吸肌疲劳、神经肌肉病变、气道阻塞和肺气肿等。

3．小气道功能小气道功能的主要测定方法为最大呼气流量-容积曲线。

即受试者在最大用力呼气过程中，将其呼出的气体容积和相应的呼气流量描记成的一条曲线。