摘要
运动是儿童支气管哮喘发作的常见诱因， 运动激发试验（ECT）是诊断运动诱发性支气管痉挛（EIB）的金标准， 并作为哮喘的诊断性检查。ECT对诊断儿童运动性哮喘具有高度特异性， 对已确诊的哮喘儿童， ECT阳性反映气道炎症存在， 提示哮喘未控制。因此ECT亦可用于研究哮喘的病理生理机制及指导哮喘的。该文重点介绍了ECT的原理、方法（包括受试者的准备、 试验步骤、 结果判断）、影响因素、 安全性及目前临床应用现状等内容，以利于临床更好地开展ECT检查， 提高哮喘的诊断水平。
运动诱发性支气管痉挛（exercise-induced bronchoconstriction，EIB）是指在剧烈运动期间或之后发生暂时性的气道狭窄，提示气道高反应性和气道炎症的存在。EIB是儿童哮喘的常见表现。据估计，40%～90%哮喘患儿会发生运动性支气管收缩（EIB）［1-2］。EIB一般通过运动激发试验（exercise challenge testing，ECT）进行判断。ECT是一种间接、非特异性的支气管激发试验，检测气道受到间接刺激（运动及运动替代方法如自主过度通气、予甘露醇等）时发生气流阻塞的倾向，通常借助肺功能指标的改变来判断。与直接激发试验相比ECT能更准
确地反映气道炎症的存在，对识别哮喘具有较高特异性。另外，运动是一种“生理学刺激”的测试，较其他支气管激发试验更易被患儿及家长接受，因此，对ECT在儿科的临床应用应给予足够重视。
1 ECT的原理
剧烈运动过程中，每分通气量急剧上升，大量气体进入呼吸道，造成呼吸道热量、水分的丢失，尤其是在干冷空气环境下，气道表面的水分丢失被认为是EIB的主要刺激因素。蒸发失水导致气道黏膜层的干燥和气道表面液体渗透浓度的增高，使气道上皮细胞损伤，天然免疫细胞大量动员，黏液分泌增加，炎症细胞（肥大细胞、嗜酸性粒细胞）释放炎症介质，包括组胺、前列腺素、白三烯和神经激肽。这些介质通过感觉神经直接或间接作用于气道平滑肌，引起收缩和气道狭窄。EIB发生的主要原因是干冷刺激引起支气管黏膜表面液体渗透浓度的改变，在此原理的基础上又衍生出等二氧化碳过度通气试验（eucapnic voluntary hyperpnea，EVH）、高渗盐水、甘露醇和蒸馏水等激发试验。哮喘患儿中EIB高发， 且发展较快， 尤其容易在运动时出现。原因可能是儿童的分钟通气量相对较高， 对吸入空气的加湿能力较低， 更容易发生快速气道脱水， 在剧烈运动后渗透浓度迅速变化导致炎症介质
的释放速度比成人快。而与成人相比， 儿童气道平滑肌收缩反应迅速而且持续时间短［3-4］。
2 ECT的方法
2.1 受试者准备 受试者应衣着舒适，穿跑步鞋或运动鞋；检测前询问病史并进行体格检查，避免进食过饱；应在哮喘非发作期进行，近４周无呼吸道感染病史，无喘息及呼吸困难症状；无甲状腺功能亢进及心脏病史，必要时行心电图检测；了解近期药物使用情况，如检测目的不是评估预防EIB的效果，需停用影响气道反应性的药物（表1）［5-6］。需注意的是，经常使用β2受体激动剂会增加EIB 的严重程度。试验前至少4 h内应避免进行剧烈运动，否则可能会导致受试者对运动耐受。有些受试者对一次运动刺激的耐受时间长达4 h，因此如需重复测试，间隔至少为4 h。如评估效果，需在同一时间点进行检测，因为下午EIB的严重程度比上午高［6］。
ECT是基于FEV1相对于基线的变化。在开始激发试验之前10～20 min分别进行2次基线肺功能测定，以确认肺功能的稳定性。
2.2 ECT的步骤
儿童活动2.2.1 运动前准备 保持周围空气干燥（相对湿度≤50％，含水量低于10 mg/Ｌ）、环境温度20～25℃。一般在配备空调的实验室进行测试， 检测时需测量和记录吸入空气的温度和湿度［7］。理想情况是受试者通过咬口和双向呼吸阀从装有医用压缩空气的储气罐中吸入干燥空气。运动时用鼻夹夹鼻确保经口呼吸，要避免经鼻呼吸，以减少水分从气道流失。
吸入冷空气或干燥空气时，更容易引起气道平滑肌收缩，目前尚不清楚与吸入完全干燥的空气（可从压缩空气源获得）比较，吸入空调实验室中的空气其结果是否有统计学差异。
2.2.2 运动方式 首选速度和坡度可调的电动跑步机或电磁制动自行车功率计、三导联心电图或其他能可靠地确定心率的装置（如脉搏血氧仪等）监测心率。运动持续时间和强度应足够，以引起支气管收缩反应，操作需按标准化程序进行［8-9］ 。
跑步机：跑步机的速度和坡度在最初2～3 min运动中逐渐提高，直至达到目标水平。受试者的健康情况和体重可影响达到所需通气量或心率所需的速度和坡度，因此建议首先在跑步机坡度5.5%（3°）的情况下，将跑步速度在短时间提高到一个快而舒适的水平，然后升高坡度至10%直到达到所需的心率或通气量。目标心率为最高预计值［220-年龄（岁）］的80%～90%。通气量应达到最大预计自主通气量（MVV，估计为FEV1× 35）的40%～60%。再以
接近最大目标的速度进行4～6 min的运动。总运动时间为6～8 min。儿童通常可较成人更快地达到目标，12岁以下儿童通常为6 min；12岁以上儿童通常为8 min。自行车功率计：利用电磁制动系统快速提高工作效率。确定目标功率的计算公式：瓦特＝（53.76×FEV1实测值）-11.07。设定第1、 2、 3、 4 min的功率分别在60％、 75％、 90％和100％的目标值。检查通气量或心率是否达到运动目标。维持该目标运动强度4～6 min。为确保目标分钟通气量持续， 需要在运动的最后几分钟降低自行车工作速率。自由跑：年幼儿童通常不能配合进行标准化的ECT，从而导致测试失败和诊断不足。对8岁以下儿童可采用自由跑方式进行测试。任何可持续、安全又愉快的运动均可作为幼儿的替代运动模式，运动期间心率需保持在预计最大心率的80%以上。
2.3 运动后肺功能的测定 肺功能检测应在运动前（基线）和运动后连续进行， 建议按照标准化时间表进行， 即在停止运动后第5、 10、 15、 20和30 min时进行检测。由于儿童最大限度的支气管收缩和EIB恢复的时间与年龄有关，年幼儿童运动后肺功能测量的时间表需适当调整［8-9］ 。
2.4 ECT阳性的判断 通过比较运动后30 min内每个运动后间隔时间的FEV1较运动前FEV1下降的百分比进行判断，下降10%及以上是阳性反应。
根据运动后FEV1下降的百分比可将EIB分为轻度、中度和重度（表2）［8-9］。
2.5 ECT的替代方法 根据ECT的原理衍生出的替代方案（特别是等二氧化碳过度通气试验和甘露醇激发试验）以更标准化的方式再现了运动时发生的渗透性变化，提高了EIB评估的实际应用［9］。
等二氧化碳过度通气试验（eucapnic voluntary hyperpnea，EVH）较ECT具有更高实用性和敏感性。受试者可以更快地达到高通气率，能够更容易地维持这种高通气水平，从而对气道表面产生更可靠的脱水刺激。甘露醇激发试验比运动或EVH更简单易行，诊断儿童哮喘的特异度优于乙酰甲胆碱激发试验［10］。激发物剂量逐渐递增，可随时根据受试者肺功能下降情况终止试验，有更好的安全性。
3 ECT的临床应用及影响因素
3.1 儿童ECT临床应用
3.1.1 儿童哮喘的诊断及监测 运动是儿童哮喘的重要触发因素，经常表现为运动后症状加重。与乙酰甲胆碱或组胺激发试验比较［11］，ECT诊断儿童哮喘的特异性较高，而敏感性
不足，两种方法互相补充能更好提高儿童哮喘的正确诊断率。ECT与气道炎症指标的相关性较乙酰甲胆碱激发试验更高，经过糖皮质激素吸入的哮喘患儿临床症状及肺部体征消失后数周甚至数月，ECT才能转为阴性；ECT严重程度与哮喘炎症的炎症程度密切相关［12］。因此在儿童哮喘管理中，EIB提示存在气道炎症和气道高反应，哮喘可能控制不佳，需要继续甚至升级。我国儿童支气管哮喘目标之一即为维持正常生活水平，包括运动能力［13］。因此儿童ECT可作为儿童哮喘诊断、评估抗炎效果及进行哮喘监测的工具［14-15］。另外ECT可作为间接AHR的模型刺激，研究哮喘的发病机制有助于进一步认识及哮喘。
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