慢性阻塞性肺疾病（COPD）的病理機制比較復雜，早期變化難以觀察，傳統(tǒng)評估方法中，作為COPD診斷金標準的肺功能檢測雖能診斷疾病，但與呼吸困難癥狀相關性較差，影像學檢查也難以建立呼吸困難與生理指標的直接關聯(lián)。近年來，呼出氣冷凝液（Exhaled Breath Condensate,EBC）分析逐漸受到關注，被認為是一種可無創(chuàng)評估氣道狀態(tài)的新方法。

一、EBC概念

EBC是指人體呼氣過程中氣道末端水汽被冷凝收集形成的液體。它來源于氣道液體表面層，包含氣體交換過程中攜帶出的可溶性和顆粒性成分。由于其采集過程無創(chuàng)、可重復，EBC在呼吸系統(tǒng)疾病研究中具有較高的應用潛力。

然而，EBC分析面臨的最大困難是樣本中物質(zhì)濃度極低。多數(shù)化學指標（如pH值、氧化應激產(chǎn)物）受采樣方式和環(huán)境因素影響大，穩(wěn)定性差。為了獲得更穩(wěn)定、物理性質(zhì)明確的指標，一些研究者開始嘗試通過顆粒計數(shù)與粒徑分布分析來研究氣道的物理狀態(tài)。

二、研究背景與目的

2023年發(fā)表在《Advances in Experimental Medicine and Biology》上的研究《Detection and Quantification of Exhaled Breath Condensate and Dyspnea Correlation in Stable COPD:A Proof-of-Concept Study》（S.Patsiris等）即是這方面的探索性嘗試。研究團隊提出：通過定量測量EBC中的顆粒濃度（數(shù)量）與粒徑分布，探索其與穩(wěn)定期COPD患者呼吸困難的關聯(lián)，并驗證高分辨率設備Accusizer A7000SIS顆粒計數(shù)器用于EBC分析的可行性，進而為呼吸困難尋找客觀的生理指標。

該研究的主要目標是驗證EBC顆粒計數(shù)是否與呼吸困難程度存在可重復的相關關系。

三、研究方法與儀器

研究受試者分為穩(wěn)定期COPD患者和健康人。每位受試者的EBC樣本均在標準條件下采集并冷凝，然后使用Accusizer A7000 SIS顆粒計數(shù)器進行顆粒濃度和粒徑分布測量，對比分析測試數(shù)據(jù)。

Accusizer A7000SIS顆粒計數(shù)器是一種基于單顆粒光學傳感（Single Particle Optical System,SPOS）系統(tǒng)的計數(shù)分析儀，可對液體樣本中的不同大小顆粒進行逐個定量檢測。該儀器配備高精度步進電機，可直接將樣本導向傳感器，能適配EBC樣本量少（約2.4±0.2ml）的特點，實現(xiàn)高靈敏度測量，非常適合EBC這類體積有限、濃度極低的樣品。

該設備能夠檢測0.5至400微米（μm）的顆粒，輸出顆粒數(shù)和濃度分布數(shù)據(jù)，其優(yōu)勢在于高靈敏度、良好的線性響應及重復性，可在低濃度樣本中準確識別信號。

     圖 1 SPOS計數(shù)測試原理圖

如圖所示，粒子通過光感區(qū)域的時候阻礙了一部分入射光，引起到達檢測器的光強降低，此信號的衰減幅度理論上與粒子的橫截面成比例關系。在儀器中，將光強信號轉(zhuǎn)換成電信號，具體表現(xiàn)為電壓值，不同粒徑大小的粒子產(chǎn)生的電壓值不同。根據(jù)對應關系，就可以建立標準粒子和粒徑大小的校準曲線。這是傳統(tǒng)的光阻法（也稱為光消減法，Light Extinction or Light obscuration）檢測粒徑的原理。傳統(tǒng)光阻法的范圍下限一般到1.5µm。

Accusizer A7000SIS顆粒計數(shù)器的SPOS技術(shù)結(jié)合了光阻效應和光散理論，將顆粒計數(shù)的下限下探到0.5µm，能夠檢測更低下限的顆粒。

四、主要結(jié)果

數(shù)據(jù)顯示，COPD患者EBC顆粒總濃度中位數(shù)為295842.7顆/mL，顯著高于健康人群的104507顆/mL；由圖1可直觀看出，COPD患者小粒徑顆粒濃度更高，其EBC顆粒濃度在起始通道的濃度高于10000顆/mL（淺橙色） ，而健康人群在起始通道的濃度低于10000顆/mL（深橙色）。

EBC顆粒濃度與呼吸困難量表間存在不同強度的正相關：與改良醫(yī)學研究委員會呼吸困難量表（mMRC）的相關系數(shù)為r=0.889（p<0.01，雙尾檢驗）；與改良Borg呼吸困難量表的相關系數(shù)為r=0.641（p<0.05，雙尾檢驗），相關性顯著；與COPD評估測試（CAT）量表的相關系數(shù)為r=0.569，相關性微弱且無統(tǒng)計學顯著性。

表 1 受試者 EBC 總顆粒濃度（數(shù)據(jù)來源：研究原始表 3.2）

圖 1 所有受試者 EBC 顆粒粒徑分布（橫軸為顆粒直徑，縱軸為顆粒數(shù)量；Pa1-Pa5 為 COPD 患者，Hea1-Hea5 為健康人

數(shù)據(jù)來源：研究原始圖 3.1）

這一結(jié)果意味著，EBC顆粒數(shù)可能反映了患者的呼吸負擔。研究者推測，COPD患者EBC顆粒濃度升高及小粒徑顆粒占比增加，可能與小氣道炎癥、氣道結(jié)構(gòu)改變相關，氣道病理變化會影響呼氣時液體微粒的生成與釋放，進而在EBC顆粒特征中體現(xiàn)，當氣道阻力增加或氣體交換效率下降時，這些微粒的釋放量也隨之上升，從而在EBC中體現(xiàn)為更高的顆粒濃度。

Accusizer A7000SIS顆粒計數(shù)器在此研究中發(fā)揮了關鍵作用。它檢測靈敏度高、樣本量需求低，使研究者得以系統(tǒng)分析EBC顆粒濃度與穩(wěn)定期COPD患者呼吸困難的關聯(lián)，并獲得可靠的顆粒濃度及粒徑分布數(shù)據(jù)。研究者指出，若在更大樣本、不同疾病階段及干預前后重復測量，EBC顆粒分析有望成為評估呼吸困難或氣道病變活動度的輔助工具。

五、技術(shù)應用前景

EBC顆粒檢測技術(shù)未來可能應用于：

1、疾病監(jiān)測：在穩(wěn)定期與急性加重期比較EBC顆粒變化，以反映氣道狀態(tài)波動；

2、療效評估：觀察藥物或康復治療前后EBC顆粒濃度變化；

3、疾病早篩：探索在早期患者或高危人群中EBC顆粒分布特征。

Accusizer A7000SIS的單顆粒檢測機制提供了可靠的定量依據(jù)。

六、總結(jié)

Patsiris等人的研究展示了呼出氣冷凝液在COPD研究中的新潛力，也證明了高靈敏度顆粒分析儀器在微量樣本檢測中的價值。它為呼吸疾病的無創(chuàng)監(jiān)測提供了新的思路，期待后續(xù)擴大研究。

Accusizer A7000SIS顆粒計數(shù)器通過高精度的單顆粒分析，使EBC這一復雜樣本的研究成為可能，未來，隨著更多臨床研究的推進，EBC顆粒檢測有望成為呼吸系統(tǒng)疾病監(jiān)測與個體化管理的重要補充手段。

參考文獻：
[1]PatsirisS,etal.Detection and Quantification of Exhaled Breath Condensate and Dyspnea Correlation in Stable COPD:A Proof-of-Concept Study.Advances in Experimental Medicine and Biology.2023;1423:21-30.PMID:37525030.