呼气一氧化氮检测技术.ppt

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1、呼出气一氧化氮测定技术及临床应用,呼气感知健康,韩 杰 博士美国卫生部纳米医学传感器项目经理美国宇航部艾莫斯纳米技术中心主任美国加州大学圣克鲁斯分校研究教授,尚沃医疗电子旧金山 上海 无锡,发展背景：20年2000余篇临床循证技术标准：气道炎症标志物呼气测定临床指南：呼吸系统疾病的诊疗监控鉴别诊断 气常检：炎症分型，疾病分类分级监测预后 炎症仪：监测疗效，预测发展发作常检应用：规范化与个体化临床应用 常见呼吸道疾病门诊 哮喘分型与监控 慢性咳嗽病因鉴别 鼻炎鼻窦炎鼻息肉鉴别 婴幼儿喘息分型与监控 孕妇筛查及妇幼保健 慢阻肺分型与监控 肿瘤化疗与心肺手术监测发展前景,内 容发展背景技术标准临床指

2、南常检应用发展前景,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,呼出气一氧化氮 由气道细胞产生 发炎时浓度升高 消炎时浓度下降,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,诺贝尔奖：一氧化氮的生物指示与调节作用,血管或气道,炎症或药物,一氧化氮,气道或血管皮质细胞产生一氧化氮一氧化氮具有生物指示与调节作用,炎症或药物促进或抑制一氧化氮产生,exhaled Nitric Oxide 呼出气一氧化氮气道炎症生物标志物,上呼吸道 鼻窦 1000 ppb(最高)鼻腔 15 50 ppb,ATS/ERS recommendations for standardized procedures fo

3、r the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide.Am J Respir Crit Care Med,2005,171:912-930,2005年ATS/ERS技术标准,下呼吸道支气管 5-50 ppb肺泡 10 ppb(最低),如何准确测定并区分上下呼吸道细胞产生的一氧化氮？,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,测试安全便捷、适合任何场所任何人，但达到ppb测量精度并保持稳定性，绝非易事。国际百家单位20余年技术研发，成者寥寥无

4、几,eNO测定技术,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,积分值,Measurement of exhaled nitric oxide:Comparison of different analyzers,Respirology 2010 15,12031208,Can We Use Portable Nitric Oxide Analyzer inYoung Children?Pediatr Pulmonol.2011;46:627631,SUNVOU与NIOX等临床性能等效一致重复性无显著差异便利性与成功率较高,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,不同测定技术的临床对

5、比,eNO临床意义,An Official ATS Clinical Practice Guideline:Interpretation of Exhaled Nitric Oxide Levels for Clinical Applications，Am J Respir Crit Care Med 2011 184.pp 602615/An official ATS/ERS statement:Asthma Control and Exacerbation,Am J Respir Crit Care Med 2009 180.pp 59-99/Consensus statement on

6、the use of fractional exhaled nitric oxide in the clinical management of asthma,National Jewish Health,Dec.2009,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,发病机制 检测方法,对嗜酸性炎症显著升高 鉴别对激素类治疗显著降低 监测早于肺功能测试与症状 预测,呼吸病本质是气道炎症eNO监测气道炎症按炎症看病治病,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,按炎症（eNO）看病治病 切点：炎症诊疗的切入点，并非正常或参考值，无症状及病史，eNO过高或过低并不代表不正常 监测：对无明

7、确切点（基准较高/较低或非标准流速测定等）或预后诊疗，依据eNO变化率进行个体化诊疗 要点：必须结合症状病史，必要时结合肺功能等检测手段,慢阻肺稳定期,eNO分布与炎症切点,ATS2011年官方eNO临床指南：按炎症看病治病,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,eNO测定值临床应用注意事项,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,如果发现eNO与上述疾病或并发症的关联，请挖掘形成并发表国际上关注的临床研究,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,非特异性呼吸道疾病指南首推，eNO门诊“气常检”,价值Primary Care Resp.J 2008 17 97-10按

8、炎症看病治病，安全有效、便捷易行准确性94%，而肺功能仅为53%不到3分钟，而肺功能需要至少15分钟,注意eNO与气道诱导痰及粘膜活检的气道细胞数目高度关联，因此作为气道炎症的指标血常检的细胞计数并不直接反映气道的细胞分布，不能直接用于气道炎症及呼吸病诊断肺功能检测不能直接区分过敏（嗜酸性粒细胞）或感染（嗜中性粒细胞）炎症病因,适用范围 门诊最常见的呼吸困难、咳嗽、气喘、胸闷等症状，尤其是初次门诊或急性发作，并不具特异性，而且肺功能测试常属正常 这些症状、尤其是室内外环境污染（如阴霾季节或室内装修）诱发，主要病因是感染（嗜中性粒细胞增多）或过敏（嗜酸性粒细胞增多）,eNO气常检门诊 标准流速口

9、呼eNO测定 测定值25ppb且症状持续6周（儿童20ppb且持续4周），按嗜酸性炎症（过敏）采用SABA或/及激素治疗；否则按嗜中性炎症（感染）采用抗生素治疗 随访监测进一步确诊,哮喘分型及监控指南推荐、欧美普及的规范化临床应用,效益相比于肺功能诊疗按哮喘本质诊疗降低医药费 46%降低发作率 18%降低住院率 89%降低误工误学率,价值 哮喘本质是慢性气道炎症，表现为气道高反应与可逆性受阻 哮喘虽然按过敏、感染、职业、运动等分型；按病情与肺功能分级（GINA)，但均未联系到炎症本质 eNO依据哮喘本质按炎症分型分级，按切点与监测值规范化与个体化诊疗 哮喘eNO也与IgE相关,*对切点中值或其

10、它情况，如果eNO升高显著或/及病情加重发作，考虑激素治疗,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,哮喘监管举例,Diagnostic Classification of Persistent Rhinitis and Its Relationship to Exhaled Nitric Oxide and Asthma,CHEST/131/5/MAY,2007,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,哮喘与鼻炎及鼻窦炎：同一气道、同一疾病。,哮喘合并鼻炎（国内医院病例）ICS治疗4周后，eNO从500降低并稳定在70 ppb 考

11、虑哮喘合并过敏性鼻炎，加入鼻炎治疗，eNO持续降低到30 ppb，病情显著改善,治疗CRS及/或nP，eNO降低，哮喘改善,Treatment of chronic rhinosinusitis and its effects on asthma,Eur Respir J 2006;28:6874,哮喘合并鼻窦炎/鼻息肉（1）治疗鼻窦炎/鼻息肉，eNO降低、哮喘改善（2）药物优于手术，eNO降低与哮喘改善更为显著（3）对上下呼吸道炎症共存的疾病，eNO诊疗作用更显著优于肺功能方法,eNO降低率%,哮喘合并鼻炎、鼻窦炎或鼻息肉时，eNO更高，下呼吸道激素治疗后仍可能较高或仍有症状。此时，应考虑并

12、同时治疗上下呼吸道疾病,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,慢性咳嗽病因复杂，诊断繁琐，误诊误治率较高 呼出气一氧化氮测定便捷有效，可鉴别主要病因,eNO测定值切点，排除UACS、AC与GERC，结合症状区分CVA与EB eNO 测定值切点，排除CVA与EB，nNO测定可鉴别UACS鼻炎鼻窦炎 eNO切点范围25-50ppb,准确率8090%，许多采取中值37ppb切点,咳嗽变异性哮喘及慢性咳嗽,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,Measurement of Nasal Nitric Oxide Is Useful for the Diagnosis of Sinus

13、itis-Induced Prolonged Cough,Tohoku Journal of Experimental Medicine Vol.223(2011)No.2 P 145-151,标准口呼测试：该例基准值高于标准10ppb，故取35及50ppb作为EB与CVA切点 15ml/s鼻呼测试：对UACS采取280ppb作为切点，低值是鼻窦炎、高值是鼻炎 由于缺乏鼻呼气规范化切点，可通过静音与哼鸣测定值比较，鉴别鼻炎与鼻窦炎,慢性咳嗽鉴别诊断举例,鼻窦炎,无鼻窦炎或鼻堵塞，哼鸣可使鼻窦高浓度NO更多呼出，显著高于静音测定,鼻窦炎或鼻息肉，鼻窦口堵塞，哼鸣与静音测定差别不显著,鼻炎,鼻窦炎

14、,Eur J Clin Investigation,2004,34,555,静音,哼鸣,静音,哼鸣,鼻炎,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,上呼吸道疾病鉴别监测,nNO对哮喘不变，对鼻炎升高，但对鼻窦炎与鼻息肉降低 nNO可监测鉴别鼻炎鼻窦炎鼻息肉，并可联合诊疗合并性哮喘 相比于鼻内镜、x光与CT等方法，nNO无创安全、便捷有效,鉴别诊断,50ml/s 静音鼻呼正常值30-60ppb鼻炎过高；而鼻窦炎/鼻息肉则过低,正常,鼻窦炎,Am.J.Respir.Crit.Care Med.2005 172 512-513,5ml/s 静音鼻呼值范围宽、但监测值变化显著，更适于病情与疗效监

15、测评估,Am J Rhino&Allergy,2011:25(6),383,升高提示鼻炎发展,降低表明治疗有效,无改善,中度改善,显著改善,nNO升高关联鼻窦炎疗效,Allergy 2006:61:717724,监测预后,国际标准推荐低流速被动鼻呼气测定特别适于哼鸣与静音测定值比较鉴别鼻炎与鼻窦炎,静音,哼鸣,鼻炎或正常,鼻窦炎或鼻息肉,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,婴幼儿（0-3岁）喘息等呼吸道疾病,指南推荐0-3岁婴幼儿用潮气测定，3岁以上标准化50ml/s呼气测定 已经证实婴幼儿潮气eNO与气道高反应、肺功能指标及IgE高度关联,监测：预测发作发展,eNO升高提示喘息发

16、作及哮喘,坚持激素治疗、防止发展成哮喘,Exhaled nitric oxide differentiates airway diseases in the first 2 years of life,Pediatric Research 2006;60:4615Exhaled nitric oxide,lung function,and exacerbations in wheezy infants and toddlers,J ALLERGY CLIN IMMUNOL 2010,125,1228,eNO高气道高反应阳性,eNO低气道高反应阴性,分型：按炎症看病,内 容发展背景技术标准临床指

17、南常检应用发展前景,孕妇筛查及妇幼保健欧美最新临床应用热点,孕妇怀孕期间eNO易升高，提示不仅自身、而且将来新生儿的呼吸道疾病发病率均将升高,Elevated Exhaled Nitric Oxide in Newborns of Atopic Mothers Precedes Respiratory Symptoms,Am J Respir Crit Care Med Vol 174.pp 12921298,2006,eNO组,对比组,激素用药量,Management of asthma in pregnancy guided by measurement of fraction of ex

18、haled nitric oxide:a double-blind,randomised controlled trial，Lancet，2011，378，983,孕妇、胎儿与新生儿对环境污染与抽烟尤为敏感，eNO(及eCO)均将显著升高。英国NHS2009年规定孕妇定期接受呼气监测，作为降低新生儿与孕妇发病率（及早产难产流产与胎儿缺陷）的主要干预手段,哮喘发作率,eNO组,对比组,Am J Respir Crit Care Med Vol 161.pp 17571759,2000,环境污染（化学物及PM2.5等）引起孕妇及新生儿eNO与发病率显祖增加,孕妇新生儿基于eNO升高表征的发病率%,

19、按eNO治疗规范化干预，可 降低孕妇发病率 50%与用药量50%，并同时 降低新生儿发病率50%与住院率80%,孕妇受过敏、抽烟等影响，eNO升高，自身及新生儿发病率均升高,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,慢阻肺（COPD）eNO临床应用及研究热点,慢阻肺发展：稳定期慢阻肺大都以嗜中性炎症为主，eNO较低，如果eNO升高10ppb或40%，提示加重发作风险（例如重污染期间国内已经发现一些慢阻肺稳定期患者eNO增加后病情加重突发）,慢阻肺、尤其对抽烟患者，eNO较低，即便采用变化率判据，也不如哮喘的那么显著，使eNO临床应用受到一定限制。最新的进展的是采用支气管与肺泡eNO分段测

20、定技术，可以更好地用于慢阻肺及间质性肺病的诊疗。,慢阻肺分型：当慢阻肺合并嗜酸性炎症或哮喘时（混合炎症），eNO25 ppb或升高，提示可加入激素治疗（国内有些医院已经证实）,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,肿瘤化疗及心肺手术监测eNO临床应用及研究热点,胸部肿瘤如肺癌、食管癌、淋巴瘤、胸腺瘤以及乳腺癌等接受放射治疗后可出现放射性肺炎等，监测化疗前后eNO变化可对其预测,放射性肺炎化疗后可能一段时间才会出现，,化疗前后eNO变化40%，提示放射性肺炎风险,eNO变化率越大，放射性肺炎越早出现,心脏、肺部及心肺复苏手术后还可能引起肺部受损，导致呼吸衰竭。监测手术前后eNO变化也可

21、对其预测,Exhaled nitric oxide predicts radiation pneumonitis in esophageal and lung cancer patients receiving thoracic radiation,Radiotherapy and Oncology,2011,101,443,Decreased exhaled nitric oxide may be a marker of cardiopulmonary bypassinduced injury The Annals of Thoracic Surgery,1998,66,532,与COPD情

22、况类似，相比于哮喘，有些情况下，这些肺部问题的eNO值较低而且变化并非那么显著。因此，最近的热点是使用分段测定。,Can exhaled NO fraction predict radiotherapy-induced lung toxicity in lung cancer patients?Radiation Oncology 2012,7:117,手术后肺部受损，eNO降低,手术或化疗前，肺功能或eNO异常（过低过高），尤其是胸部及腹部治疗后肺部感染等并发症发生率超过70%。eNO治疗前测定被用来提示治疗的风险程度。,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,分段测定技术及应用eN

23、O临床研究应用热点,Exhaled Nitric Oxide in Pulmonary Diseases,A Comprehensive Review,CHEST 2010;138(3):682692 Defining the role of exhaled nitric oxide measurements in COPD,Respirology(2010)15,385386 Review of exhaled nitric oxide in chronic obstructive pulmonary disease 2012 J.Breath Res.6 047101 Exhaled ni

24、tric oxide(FENO)in non-pulmonary diseases，2012 J.Breath Res.6 Exhaled Nitric Oxide in Occupational Respiratory Medicine and Environmental Health:State of Art Critical Reviews in Environmental Science and Technology Volume 41,Issue 20,2011,eNO技术成熟，可用于哮喘等呼吸系统疾病，按嗜酸性炎症有否进行分类分型，指导激素治疗，监测加重及急性发作。分段测定对肺泡小

25、气道及/或嗜中性炎症为主的疾病具有更大的作用，但尚需技术提升以及标准化规范化。,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,eNO/eCO、EBC、eVOC分子诊断呼气检测前景广泛，尚沃正在开发的技术,J PHYSIOLOGY&PHARMACOLOGY 2008,59,917,呼出一氧化氮与一氧化碳联检,呼出气冷凝液（EBC）生化分析,美国一家诊所病人EBC酸度测定的实拍照片,呼出气快速冷凝后，含有极其丰富的分子信息，从离子到蛋白，从炎症到氧化应激标志物，应用范围极其广泛，包括肺癌诊断。商业化的应用包括：EBC 酸：胃食道反流检测 EBC 醛：氧化应激检测,呼出气指纹分析,呼出气含有上百种生物气体标志物，构成呼出气指纹图谱，同时检测10种就可以鉴别诊断多种疾病，其中肺癌检出率已经超过CT等目前的最好技术。利用多种传感器联检的产品已经申请美国药监认证许可。,标准化呼气标志物测定仪自标定、小气量、多功能,口呼、鼻呼、潮气、分段、在线、离线、升级拓展.eNO、eCO、eCHO,内 容发展背景技术标准临床指南常检应用发展前景,