Đo NO trong khí thở ra và bệnh hen

Giới thiệu

Bệnh hen đặc trưng bởi hiện tượng viêm đường hô hấp, tăng phản ứng tính đường thở và co thắt cơ trơn phế quản. Đo nồng độ khí NO trong hơi thở là một kỹ thuật thăm dò mới trong bệnh hen cho phép đánh giá khách quan và chính xác mức độ viêm đường hô hấp. Kỹ thuật này bắt đầu được nghiên cứu từ cuối thập niên 1990 và ngày nay đã trở thành một xét nghiệm phổ biến ở nhiều nơi.

Nguồn gốc của NO trong khí thở

Phân tử NO nội sinh có nguồn gốc từ phản ứng giữa oxy và 1 nguyên tử nitơ của acide amine L-Arginine, dưới tác dụng của enzyme tổng hợp NO (NO synthase). Sau khi được sản xuất trong tế bào, NO hòa tan sẽ khuyếch tán qua lớp mô và đi vào lòng phế quản hoặc phế nang dưới dạng khí. Lượng NO này sẽ hoà nhập vào luồng khí thở ra, đó là nồng độ NO trong khí thở FENO.

Có 3 dạng enzyme NOS trong mô phổi, trong đó dạng NOS-1 và NOS-3 luôn tồn tại và sản xuất NO lien tục với số lượng ít nên ta gọi là NOS cơ bản (constitutive). Dạng NOS-2 gọi là NOS cảm ứng (inducible), hiện diện trong biểu mô đượng hô hấp và một số tế bào viêm. Khi được kích thích bởi các tín hiệu của phản ứng viêm, NOS-I sản xuất NO với tốc độ chậm hơn nhưng với số lượng lớn. Hoạt động của NOS-I khiến nồng độ NO nội sinh tăng hơn nhiều lần so với mức cơ bản, do đó NO được xem như một dấu chỉ của hiện tượng viêm của đường hô hấp. Hoạt động của NOS-I bị ức chế bởi corticoid.

Kỹ thuật đo NO trong khí thở ra

Có hai phương pháp chính đo NO trong khí thở, đó là (1) đo trực tiếp (on-line) trong đó luồng khí thở của bệnh nhân được đo ở thời gian thực qua 1 mạch kín, và (2) đo gián tiếp (off- line), trong đó hơi thở của bệnh nhân được bảo quản trong túi kín để được phân tích sau đó. Tuy nhiên đây chỉ là sự phân biệt về quá trình đo, còn quá trình lấy mẫu khí trên bệnh nhân ở hai phương pháp đều có chung nguyên tắc. Kết quả FENO được tính bằng đơn vị ppb, hay tỉ lệ thể tích khí NO trong thể tích khí thở ra (1 ppb = 1 phần tỉ thể tích ).

Nồng độ NO trong khí thở thay đổi tùy theo lưu lượng thở ra (FENO giảm đáng kể khi tăng lưu lượng thở) do đó cần có sự hợp tác của bệnh nhân để giữ một lưu lượng thở cố định trong khi đo. Trong những nghiên cứu ban đầu, có sự khác biệt về lưu lượng giữa các trung tâm nghiên cứu, khiến cho việc so sánh kết quả gặp khó khăn. Kể từ năm 2005, ATS và ERS đã chuẩn hóa lưu lượng thở ở mức 50 ml/s. Các máy đo trên thị trường hiện nay dùng giá trị này.

Kết quả đo cũng bị ảnh hưởng bởi NO trong khí quyển, vì vậy cần kiểm tra nồng độ NO khí quyển trước mỗi lần đo, hoặc lý tưởng hơn là cho bệnh nhân hít nguồn khí không chứa NO (< 5ppb) (khí oxy bệnh viện hoặc qua bộ phận lọc NO).

Khí NO tích tụ với nồng độ cao ở vùng xoang mũi, và lượng NO này có thể ảnh hưởng kết quả FENO; để tránh sự xâm nhiễm NO từ vùng mũi, bệnh nhân thở chống lại một kháng lực 5-20 cm H2O để đảm bảo đóng màng khẩu cái mềm ngăn cách khí quản và khoang mũi.

Thao tác đo: bệnh nhân ở tư thế thoải mái và được nối với máy qua miệng. Đầu tiên, bệnh nhân sẽ hít vào đến thể tích tối đa (TLC), thể tích này không bắt buộc hoàn toàn nếu bệnh nhân có hạn chế về hô hấp. Sau đó, bệnh nhân thở ra ngay lập tức và thở ra kéo dài khoảng 10s, chống lại một kháng lực 5-20 cm H2O. trong quá trình thở ra lưu lượng luôn được kiểm soát cố định ở mức 50 ml/s.

Vai trò của kỹ thuật đo NO trong bệnh hen

Ưu điểm lớn nhất của kỹ thuật đo NO so với những kỹ thuật thăm dò chức năng hô hấp cổ điển (phế dung kí, lưu lượng đỉnh kế…) đó là NO cho phép đánh giá trực tiếp mức độ viêm của đường hô hấp, một yếu tố sinh lý bệnh quan trọng của bệnh hen, trong khi những phương pháp thăm dò khác chỉ đánh giá được những thay đổi về khả năng thông khí, là hệ quả của hiện tượng viêm này. Độ nhạy của NO được cho là tốt hơn FEV1, vì sự thay đổi có ý nghĩa của FENO thể hiện sớm trong 1-2 tuần còn với FEV1 phải cần 3 tháng.

So sánh với những xét nghiệm khác đánh giá hiện tượng viêm (định lượng eosinophile trong đàm, rửa phế quản hay đo phản ứng tính đường thở), kỹ thuật đo NO cũng cho thấy nhiều ưu điểm vì không xâm lấn, dễ dàng thực hiện và chính xác.

Do dễ thực hiện, kỹ thuật đo NO trong khí thở là một công cụ hữu ích trong các nghiên cứu dịch tễ học và tầm soát bệnh nhân hen trong cộng đồng. Sự xuất hiện của các máy đo thế hệ mới nhỏ gọn còn cho phép thực hiện phép đo này tại phòng khám, trong khoa cấp cứu hay tại nhà bệnh nhân.

Do nồng độ NO tăng cao trong khí thở ở bệnh nhân hen, thậm chí ở những bệnh nhân không có bất thường về chức năng hô hấp, ta có thể sử dụng kỹ thuật đo NO để phát hiện và chẩn đoán bệnh hen. Giá trị chẩn đoán hen của FENO đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả như Dupont (2003), Smith (2004) và Berkman (2005). Theo đó, NO cho phép chẩn đoán hen với độ nhạy 80-90 % và độ đặc hiệu > 90%, giá trị chẩn đoán của NO tốt nhất khi kết hợp thêm với thăm dò chức năng hô hấp (đo FEV1) (Smith 2004). Giá trị FENO ở người bình thường không vượt quá 20 ppb, đây được xem là ngưỡng chẩn đoán bệnh hen (Smith 2004). Tuy nhiên, giá trị chẩn đoán của FENO trong bệnh hen vẫn còn bị giới hạn bởi nhiều yếu tố gây nhiễu như : hiện tượng dị ứng, việc sử dụng thuốc và bệnh viêm đường hô hấp trên khác đi kèm. Đo NO trong khí thở được khuyến cáo sử dụng kết hợp với các kỹ thuật thăm dò chức năng khác trên lâm sang để hỗ trợ chẩn đoán hen, đặc biệt trên những bệnh nhân hen không có phản ứng tính đường thở với methacholine.

NO còn được sử dụng trong mục đích đánh giá đáp ứng điều trị và tối ưu hoá điều trị bằng thuốc corticoid. Những nghiên cứu đầu tiên cho thấy NO giảm đi khi điều trị bằng corticoid dạng hít và toàn thân, đáp ứng này xảy ra nhanh và tỉ lệ nghịch với liều thuốc được sử dụng (Kharitonov 1996, Jakatanon 1999, Jones 2002).

FENO không chỉ được sử dụng như một dấu chỉ của hiện tượng viêm, nó còn có tương quan với những thông số lâm sang khác như lưu lượng đỉnh, tần số xuất hiện triệu chứng hen cũng như thang đo mức độ kiểm soát hen. Sự dao động quá mức bình thường của NO có thể dự báo được cơn hen kịch phát (Massaro 1995). Sự tăng hay giảm giá trị FENO giữa hai lần đo quá 15% là dấu hiệu cho thấy có sự suy giảm hay cải thiện về mức độ chẩn đoán hen (Michils 2008).

Kết hợp hai yếu tố trên, chúng ta có thể dùng kết quả đo FENO để tối ưu hóa liều điều trị bằng corticoids, tức là giảm liều thuốc đến mức thấp nhất mà vẫn đủ khả năng kiểm soát được bệnh hen.

Kết luận

NO trong khí thở tăng cao ở bệnh nhân hen. Đo NO trong khí thở là một phương pháp thăm dò không xâm lấn với nhiều lợi thế cho phép đánh giá mức độ viêm đường hô hấp. Đối với bệnh hen, FENO có nhiều ứng dụng trong lâm sang: Hỗ trợ chẩn đoán, theo dõi và kiểm soát bệnh hen.