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第四节 吸烟与支气管哮喘
支气管哮喘(简称哮喘)是常见的慢性呼吸道疾病之一,其本质是气道的慢性炎症,临床表现多种多样。典型表现是反复发作性的咳嗽、喘息、胸闷、气短等症状,多在清晨和夜间发作或加剧,一般能自行缓解或经治疗缓解。近年来,哮喘的发病率和患病率在全球范围内逐年增加,尤其是儿童和青壮年患者更须引起社会的关注。
一、吸烟导致支气管哮喘的发生
主动吸烟可增加成人哮喘患病的危险性。我国哮喘患者中吸烟的比例为17%~35%,急诊住院的成年哮喘患者中吸烟的比例更高,有22%~43%曾有吸烟史。芬兰肺病专家对500余名21~63岁的哮喘患者进行了为期两年的跟踪研究,结果表明吸烟者患哮喘病的危险比不吸烟者高33%。特别是女性,吸烟患哮喘病的危险明显大于男性。吸烟女性以及戒烟1年后的女性患哮喘病的危险要比不吸烟者高出140%。
除主动吸烟外,被动吸烟也可导致哮喘的发生。被动吸烟可增加胎儿哮喘的患病率。无论是母亲在妊娠期间吸烟还是母亲在妊娠期间暴露于烟草烟雾环境中,都会增加孩子的哮喘患病率。而在怀孕前戒烟则不增加这种危险性。
被动吸烟使儿童哮喘的发病率增高。双亲吸烟尤其是母亲吸烟可导致子女的肺生长发育不全或气道变应性炎症,从而发生哮喘。研究发现母亲或父亲在家每天吸烟20支,他们的子女患哮喘等呼吸系统疾病的危险较不吸烟家庭高2.8倍。儿童时期暴露于烟草烟雾的环境中,不但增加儿童患哮喘病的危险性,也可使其长大成人后发生哮喘的危险性增加。
二、吸烟诱发哮喘发作和加重哮喘病情
吸烟会诱发哮喘。哮喘患者普遍存在气道敏感性增高,接触烟雾、粉尘和异味等往往可诱发或加重症状。吸烟对于哮喘患者是一种强烈的诱发因素,无论是主动吸烟者,还是被动吸烟者,只要是哮喘患者,在这种诱发因素的作用下,都容易导致哮喘发作。吸烟诱发哮喘是由于烟草中的焦油、尼古丁和氢氰酸这些有害成分。尼古丁等可刺激迷走神经而引起支气管痉挛。焦油可引起支气管黏膜上皮的增生和变异。氰氢酸损害支气管黏膜上皮细胞及其纤毛,使支气管黏膜分泌黏液增多,气道阻力增加,使肺的净化功能和纤毛活动减弱,反射性地引起支气管痉挛。所以吸烟可直接、间接地引起支气管痉挛,从而诱发哮喘发病。英国在1996年对1万个儿童进行了调查,结果表明70%的儿童在吸烟的地方出现哮喘加重或发作。
吸烟可导致哮喘患者的肺功能加速下降,哮喘加重,病情恶化。研究表明,吸烟者哮喘的患病率和病死率均比非吸烟者增高。吸烟哮喘患者的哮喘症状比非吸烟者严重,急性发作次数较非吸烟者多,急诊就诊和住院的次数也相应较多,均与吸烟量呈剂量-效应相关。一项在澳大利亚塔斯马尼亚州进行的长达40年的研究发现10个哮喘患者中就有8个人叙述香烟烟雾使他们的哮喘加重和恶化。
三、吸烟影响哮喘的发病机制
为什么吸烟会诱发和加重哮喘呢?因为烟草含有多种有毒物质,直接刺激呼吸道,在短时间内损伤气道黏膜并引起特殊的气道炎症反应。
1.吸烟引起Th 2反应加强
吸烟是哮喘发作的诱发和恶化因子。Th 1/Th 2失衡是哮喘的主要免疫学改变。Th 1/Th 2功能失衡介导了哮喘IgE依赖的速发变态反应以及嗜酸性粒细胞浸润为主的慢性气道炎症。而吸烟引起Th 2细胞反应加强,在烟雾的环境中,Th 2细胞的反应被加强,造成哮喘的急性发作和病情恶化。有实验表明香烟烟雾提取物在一定浓度范围内可以通过促进卵清蛋白致敏淋巴细胞加重Th 2优势应答,从而加重哮喘的过敏反应。
2.吸烟引起白三烯分泌增多
白三烯是哮喘发病中最重要的炎症介质之一,由中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞等炎性细胞产生。吸烟促进白三烯生成增多,无论是在动物模型还是人体实验中均可见白三烯合成增多。吸烟哮喘患者的肺泡巨噬细胞和肥大细胞增生,可能通过已激活的5-脂氧合酶通路促进了白三烯的生成。
白三烯E 4为白三烯代谢的终产物,以原形或代谢成中间体从尿中排出,通过作用于白三烯受体导致气道阻塞及气道炎症。日本学者通过测定尿中白三烯E 4发现白三烯多肽的增加与变应性疾病的夜间加重有关。吸烟哮喘患者白三烯合成增高,尿中白三烯E 4增高,且尿中白三烯E 4量与吸烟量有关。以往不吸烟者在12小时内吸入6根香烟,尿中白三烯E 4明显增高。
3.吸烟引起中性粒细胞气道炎症
吸烟哮喘患者痰中嗜酸性粒细胞下降,而中性粒细胞升高。有研究提出,吸烟与非吸烟的哮喘患者气道炎症有所不同,前者以中性粒细胞浸润为主,后者以嗜酸性粒细胞浸润为主,由此推测可能是吸烟引发了一种独特的中性粒细胞浸润型哮喘,也可能因吸烟使原先嗜酸性粒细胞浸润型哮喘转变成了中性粒细胞浸润型。烟草中尼古丁可能通过抑制巨噬细胞释放前体炎症因子,从而引起嗜酸性粒细胞功能的二重调节。
4.吸烟哮喘患者的细胞因子增多活化
白介素-8(IL-8)是中性粒细胞、T细胞和嗜酸性粒细胞的化学趋化因子,能趋化嗜酸性粒细胞在气道中聚集、浸润并使其活化。吸烟的哮喘患者血清细胞因子IL-8水平和痰的IL-8水平明显高于非吸烟的哮喘患者。
吸烟还可使哮喘患者体内肿瘤坏死因子-α(TNF-α)以及其他炎性细胞因子如IL-4等增加。TNF-α是一种可由多种细胞产生的具有广泛生物学活性的前炎症细胞因子,是哮喘过程中重要的启动因子之一,能诱导血管内皮细胞表达黏附分子促进炎症细胞的浸润与活化,并可刺激血小板活化因子、前列腺素、白三烯等炎性介质的合成,从而导致气道高反应性。此外,TNF-α还可引起IL-8、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子分泌增加,进一步趋化嗜酸性粒细胞释放炎性介质,引起气道上皮细胞脱落,诱发或加重哮喘。IL-4导致Th 0向Th 2分化,Th 2型细胞因子分泌增加,且IL-4特异性地阻断使Th 0转化为Th 1的细胞因子INF-7、IL-12的合成,从而导致肺内嗜酸性粒细胞增多、黏液过度分泌和气道高反应性等炎症反应。IL-18的mRNA表达在哮喘吸烟患者中减少。IL-18可以引起Th 1细胞的免疫反应,对于抑制Th 2细胞的免疫反应起着调控作用,而吸烟明显降低了IL-18的水平,尤其在哮喘患者中。
四、吸烟降低对哮喘的治疗效果
《全球哮喘防治创议》 [17]指出:主动吸烟可加速肺功能下降,加重哮喘病情,降低哮喘治疗的有效性。
糖皮质激素是治疗哮喘最有效的药物,研究显示,该药吸入可有效减轻哮喘症状,改善肺功能,减轻呼吸道高反应性和嗜酸性粒细胞性炎症。吸烟所致哮喘患者气道炎症的改变决定了其对糖皮质激素治疗不敏感,表现为这些患者吸入糖皮质激素治疗后,临床症状、气道功能及血浆炎性物质的改善均较非吸烟者差。
引起糖皮质激素反应下降考虑可能有以下机制:糖皮质激素需要通过组蛋白去乙酰基转移酶从而抑制炎性细胞因子的产生,吸烟可能下调组蛋白去乙酰化酶的合成,并使炎症基因表达增加,中性粒细胞炎症反应加强,并使糖皮质激素受体α向糖皮质激素受体β转变。人类糖皮质激素受体基因编码两种蛋白质异构体——糖皮质激素受体α和糖皮质激素受体β。位于细胞质的糖皮质激素受体α可与糖皮质激素结合,然后将其转运到细胞核以调节基因转录;而位于细胞核的糖皮质激素受体β不能结合糖皮质激素,相反起到对抗糖皮质激素受体α的作用。吸烟者因TNF-α水平的上升可引起糖皮质激素受体β数目增多以及其他炎性细胞因子如IL-4等产物的增加,这些因素导致吸烟患者对糖皮质激素治疗不敏感。而香烟烟雾中所含的细菌脂多糖是一种核因子κB(NF-κB)的激活剂,NF-κB促进炎症反应,也使得糖皮质激素疗效减低。
尽管吸烟哮喘患者对于激素不敏感,但吸入性糖皮质激素仍然作为抗炎治疗的一线用药。但由于对激素不敏感,需要大剂量吸入激素,增加剂量可能同时增加了吸烟哮喘患者对激素的敏感性。