青年精英运动员（13-18 岁）EIB 的诊断

现有技术 体育锻炼虽然对人类健康绝对有益，但却是诱发支气管收缩的众所周知的诱因。 卡帕多西亚的 Aretaeus 描述了第一例由运动引发的哮喘病例，这已经发生在公元二世纪。 运动可以在预先存在哮喘的受试者中引起支气管收缩，但也可以在其他方面健康的受试者中引起支气管收缩。 后一种现象称为运动诱发的支气管收缩 (EIB)。 EIB 在普通人群中很常见，可能会影响其中的 5% 到 10%，尽管基于人群的报告很少。 EIB 在进行耐力运动的个人中最为普遍，例如长跑、铁人三项和铁人三项、骑自行车和越野滑雪。 由于频繁的高强度体育锻炼，与非精英运动员相比，精英运动员的发病率更高。 在这些耐力运动项目中，它在精英运动员中的流行率估计高达 13%。 水上耐力项目的比例出人意料地更高，在 2008 年奥运会上达到了 20%。 因此，除了剧烈的体育锻炼外，氯气或冷空气暴露等环境因素也与 EIB 的出现有关。

运动引起的支气管收缩的机制尚不完全清楚：吸入空气调节导致的气道冷却和运动后气道的复温被认为是“热”机制。 然而，通气增加导致的气道脱水，导致气道内衬液的“渗透压增加”，似乎是一个主要原因。 这种增加的渗透压被认为会触发气道炎症细胞释放介质，例如组胺、半胱氨酰白三烯和前列腺素，从而导致气道平滑肌收缩和气道水肿。 最后但同样重要的是，最近的证据，包括来自研究者实验室的数据，指出由于高通气率导致的“上皮损伤”，以及随后释放上皮细胞介质，这是潜在的机制。 如果存在其他触发因素，这种损害可能会更加明显，可能导致不受控制的气道炎症，并可能加剧这一过程并增加运动引起的支气管收缩，从而可能导致持续性哮喘。 这表明气道炎症在预先存在哮喘（其中存在气道嗜酸性粒细胞和 Th2 炎症）和那些在其职业生涯中发展为 EIB（其中存在中性粒细胞和 Th17 炎症）的受试者/运动员之间存在差异。 如果在他们的职业生涯中出现症状，则很容易怀疑剧烈运动与 EIB 之间存在因果关系。 为了确定他们职业生涯中 EIB 发展的确切时刻，需要在 EIB 存在之前开始纵向研究。 事实上，大多数青少年精英运动员在开始参加最高国际水平比赛之前很久就开始了他们的高强度训练计划。

如果诊断成年精英运动员的 EIB 很困难，那么在精英高中运动员中诊断它就是一个可怕的挑战。 事实上，国际奥林匹克委员会-医学委员会 (IOC-MC) 已经建议进行不同的诊断测试来识别成年精英运动员的 EIB。 如果根据症状排除经典的哮喘诊断（例如，通过吸入沙丁胺醇后进行可逆性试验），则应使用支气管激发试验记录气道高反应性。 这些测试包括直接挑战（例如吸入乙酰甲胆碱），它作用于气道平滑肌引起支气管收缩，以及间接挑战，例如特别推荐给运动员的 Eucapnic 自主呼吸过度 (EVH)、使用盐水或甘露醇的高渗测试，以及实验室或野外演习测试。 然而，运动员可能仅对其中一种类型的测试有阳性反应（一秒钟用力呼气量 (FEV1) 下降到上述截止值以上）。 因此，可能需要不止一种类型的测试，理想情况下，测试应该在高强度训练期间进行。

研究人员最近采用了 EVH 测试，这是 IOC-MC 推荐的黄金标准诊断测试，用于诊断精英运动员的 EIB，以便在青少年中使用。 而不是 6 分钟内 85% 的最大自主通气 (MVV)，成人受试者通常要求（这是 30XFEV1，但这意味着青少年 100% MVV 的不切实际表现），70% 的通气目标对应于年轻运动员 21 x FEV1 对大多数运动员来说是可行的（见表 1）。 因此，该测试的目标是在 6 分钟内达到 70% 的通风目标。 此外，为了排除人为 FEV1 下降导致的精疲力竭，还计算了 Tiffeneau 指数 (TI=FEV1/FVC) 的变化。 只有在最大下降时的 TI 减去基线时的 TI 低于零时，FEV1 的下降才被认为反映了真正的气道阻塞。

通过这些小的调整，该测试几乎可以在所有 12-14 岁的高中精英运动员中进行。 令人惊讶的是，23% 的篮球运动员 (3/13)、21% 的足球运动员 (4/19) 和高达 54% 的游泳运动员 (6/11) 年龄在 12-14 岁之间，在入学时 EVH 测试呈阳性与 13% 的控制对象相比，精英运动项目。 在纵向观察期间（在 clinicaltrials.gov 注册 (NCT02432183) 未公布的结果），四分之二的 EVH 测试呈阳性的足球运动员提前终止了他们的高中精英计划。 尽管运动技术原因也可能是继续该计划的限制因素，但他们的 EIB 也可以解释如果不采取预防措施可能会导致的表现受损。 然而，目前尚不清楚在这些精英运动员身上理想地应该使用哪种药物治疗。 然而，存在一些治疗机会，这至少可以使他们在最佳条件下进行运动。

每年对所有高中运动员进行 EVH 测试作为筛选测试是一项耗费大量人力和高成本的工作。 因此，研究人员研究了问卷调查是否有助于表明年轻（12-14 岁）运动员处于 EVH 检测呈阳性的风险中。 他们能够在年轻的精英运动员队列中测试经过验证的 AQUA（运动员过敏问卷）成人和青少年问卷。 通过对这些受试者进行皮肤点刺试验以寻找过敏源，如果 AQUA 评分≥ 5，则该试验预测特应性的特异性为 78%，敏感性为 62.5%

% MVV 成人 青少年（12-14 岁） 100% 35 × FEV1 30 × FEV1 85% 30 × FEV1 70% 21 × FEV1 60% 21 × FEV1

表1 成人与青少年最大通气量比较

研究人员发现队列中的特应性个体 EIB 检测呈阳性的风险增加（Fisher 精确检验 p=0.04）。 然而，由于大量受试者的 EIB 测试呈阳性但 AQUA 问卷呈阴性，因此 AQUA 问卷本身不能用于预测 EIB (p=0.4)。 然而，我们小组在这份问卷中添加的五分之一的问题（“你在运动时会喘息吗？”） 单独预测 EIB 具有 93% 的特异性和 24% 的敏感性。 添加第二个问题（“医生诊断过您患有过敏性疾病吗？”） 将预测阳性 EIB 测试的特异性提高到 99%，但将灵敏度降低到仅 15%（准备中的手稿）。

问题1 您是否在运动时出现喘息？ 问题2 您是否在运动时感到呼吸急促？ 问题 3 医生是否曾诊断出您患有过敏性疾病？ 问题4 您是否经常上呼吸道感染或发烧？ Question 5 你家里有人过敏吗？

表 2. 12-14 岁高中精英运动员筛选方案中添加到 AQUA 问卷中的问题

这些发现构成了目前关于如何在年轻精英运动员中筛查 EIB 的想法的基础 A.1 必须排除哮喘（通过沙丁胺醇可逆性试验） A.2 EIB 可以通过 EVH 试验进行搜索。 B/ 如果孩子的 AQUA 分数为正（>5），B.1。 特应性可能存在并且可以通过 CAPtest 和/或 SPT 进行搜索。 B.1.a 如果特应性试验呈阳性，可以通过 EVH 试验来检测 EIB。 B.1.b 如果特应性测试呈阴性，可以选择全观察等待策略

这些问卷可以很容易地每年重复一次

然而，尽管这在年轻运动员的筛选过程中将是一个很大的优势，但至少应该在年龄较大的运动员组（13-18 岁）中重复这项试点研究。 此外，问题仍然是我们是否需要执行不同的测试来诊断 EIB，以及是否可以选择这些测试中的层次结构。 事实上，在日常生活中，根据临床病史，UZ Leuven 的 EVH 测试仅限于组胺激发试验阴性但高度怀疑 EIB 的受试者。 尚不清楚是否所有具有阳性组胺激发试验的受试者也具有阳性 EIB。

最后，在没有特应性的情况下，痰液 IL-1beta 低受试者的 EVH 检测呈阳性的机会非常低（Fisher 精确检验 p=0.0088； 与特应性单独的 0.04 相比，见上图）。 因此，将痰液细胞因子 IL-1beta mRNA 检测添加到筛查方案中可能会增加流程图的阴性预测值。 然而，进行诱导痰也具有挑战性，样本中的细胞因子 mRNA 检测（尽管在研究者的实验室中常规进行）仍然不是常规程序。

假设 研究人员假设，第一个年轻队列中的发现与年龄稍大的运动员队列中的结果相似，甚至更为明显。 这意味着

1. 他们假设 AQUA 问卷也可以预测这个年龄组的特应性
2. 他们假设特应性疾病将是该年龄组 EIB 的危险因素
3. 他们认为 EVH 测试（在没有哮喘的情况下）是检测该年龄组 EIB 的最佳测试（与组胺激发测试相比）
4. 他们假设 AQUA 阳性评分和/或表 2 问题 1 和 3 的阳性评分可用于筛查 EIB（如图 2 所示）
5. 他们假设添加痰液细胞因子 mRNA 检测可能会增加筛查方案的阴性预测值

研究目的 因此，本研究的目的是研究 13-18 岁的高中精英运动员以及每周至少进行 12 小时运动的运动员 (n=50) 中是否存在 EIB。 更具体地说，调查人员想要

1. 比较这些运动员和年龄匹配的对照组 (n=20) 之间 EIB 阳性受试者的比例（定义为 EVH 激发后至少 5' FEV1 下降≥10%）。
2. 将问卷中的答案与队列中是否存在 EIB 相关联
3. 将 PC20（通过组胺激发试验）与队列中 EVH 试验的最大下降百分比相关联
4. 研究与队列中存在的 EIB 相关的痰 mRNA 水平

材料与方法

将招募每周进行至少 12 小时运动的年轻运动员（游泳运动员、室内和室外运动员）和每周进行少于 6 小时运动的对照组。 为此，研究人员与体育医学咨询中心 (SMAC UZ Leuven) 密切合作，筛选来自“topsportschool”鲁汶的所有高中精英运动员，以及佛兰芒游泳联合会、篮球联合会和足球联合会。 将从人员中招募儿童和亲属作为对照。

将对这些受试者进行问卷调查（AQUA 和表 2）、常见环境过敏原的皮肤点刺试验、静脉穿刺、痰诱导、沙丁胺醇吸入后的可逆性试验、FENO 测量、组胺激发试验、EVH 试验和/或运动场试验。

过敏原特异性 IgE 将通过 CAPtest 进行测量。 血清 CC16 等生物标志物将通过 ELISA 进行测量。 痰细胞计数将通过细胞离心涂片和细胞因子 mRNA 检测通过 RT-PCR 进行。 Merocell 获得的鼻腔灌洗液生物标志物将通过 ELISA 进行研究。 所有测试加起来需要 +/-1.30 小时。 如果特定学科的培训师认为这太忙，我们可以省略以下一项或多项：痰液诱导、Merocell 和/或皮肤点刺试验。 如果是后者，过敏诊断将仅基于 CAPtest。 如果是这种情况，将提前与培训师和运动医生讨论并手动添加到 IC/同意文件中。

医院常规进行肺活量测定、EVH 试验和组胺激发试验。

统计分析 样本量计算尚未完成，因为将邀请所引用体育学科（B 中最大的分支）内的所有佛兰芒精英高中运动员。 之前的研究表明，超过 95% 的人愿意参与。 基于先前在更小样本量的年轻年龄组中的研究结果，研究者认为目前的样本量足以进行这项研究。

1. Fisher 精确检验（或卡方，在不同学科的情况下分别）将用于研究具有阳性 EVH 测试（在引用的截止点）的运动员比例是否与健康受试者的比例显着不同
2. 运动员和对照组在 EVH 激发后 FEV1、血清生物标志物、特定痰细胞因子 mRNA 水平和痰细胞计数的绝对最大下降差异将通过双尾（在适当情况下为单尾）非参数 Mann-Whitney-U 检验进行研究（或者如果通过了正态性检验，则通过参数 t 检验）。 体育分支之间的差异将由 Kruskall-Wallis（或方差分析，如果通过了正态性测试）进行充分的后期测试。
3. 灵敏度、特异性、PPV 和 NPV（以及 ROC 曲线）研究 AQUA 问卷和/或引用的 5 个问题和/或 IL-1beta 低痰 mRNA 水平的有用性，一方面预测特应性和阳性另一方面，EVH 测试将被计算。
4. PC20 与 FEV 最大下降之间的相关性将通过 Spearman 相关性检验进行研究，无需或使用先前数据（例如 日志）转换。

统计分析将由 Prism Graph 7 执行

预期结果

研究人员希望能够重复在较年轻的年龄组中观察到的发现。 此外，他们希望能够提高筛查方案的敏感性并提高筛查试验的阴性预测值。 对于后一个目标，痰液 IL-1beta mRNA 测量可能会有所帮助。

潜在风险

由于仅研究了有限的 13-18 岁运动员组 (n=50)，因此该研究可能无法实现目标。 尚未进行功率分析，因为该研究受到“topsportschool”中精英高中学生数量的限制。

可行性

FWO-TBM 研究获得批准