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慢性阻塞性肺疾病（COPD）的病理机制比较复杂，早期变化难以观察，传统评估方法中，作为COPD诊断金标准的肺功能检测虽能诊断疾病，但与呼吸困难症状相关性较差，影像学检查也难以建立呼吸困难与生理指标的直接关联。近年来，呼出气冷凝液（Exhaled Breath Condensate,EBC）分析逐渐受到关注，被认为是一种可无创评估气道状态的新方法。
一、EBC概念
EBC是指人体呼气过程中气道末端水汽被冷凝收集形成的液体。它来源于气道液体表面层，包含气体交换过程中携带出的可溶性和颗粒性成分。由于其采集过程无创、可重复，EBC在呼吸系统疾病研究中具有较高的应用潜力。
然而，EBC分析面临的最大困难是样本中物质浓度极低。多数化学指标（如pH值、氧化应激产物）受采样方式和环境因素影响大，稳定性差。为了获得更稳定、物理性质明确的指标，一些研究者开始尝试通过颗粒计数与粒径分布分析来研究气道的物理状态。
二、研究背景与目的
2023年发表在《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）即是这方面的探索性尝试。研究团队提出：通过定量测量EBC中的颗粒浓度（数量）与粒径分布，探索其与稳定期COPD患者呼吸困难的关联，并首次验证高分辨率设备Accusizer A7000SIS颗粒计数器用于EBC分析的可行性，进而为呼吸困难寻找客观的生理指标。
该研究的主要目标是验证EBC颗粒计数是否与呼吸困难程度存在可重复的相关关系。
三、研究方法与仪器
研究受试者分为稳定期COPD患者和健康人。每位受试者的EBC样本均在标准条件下采集并冷凝，然后使用Accusizer A7000 SIS颗粒计数器进行颗粒浓度和粒径分布测量，对比分析测试数据。
Accusizer A7000SIS颗粒计数器是一种基于单颗粒光学传感（Single Particle Optical System,SPOS）系统的计数分析仪，可对液体样本中的不同大小颗粒进行逐个定量检测。该仪器配备高精度步进电机，可直接将样本导向传感器，能适配EBC样本量少（约2.4±0.2ml）的特点，实现高灵敏度测量，非常适合EBC这类体积有限、浓度极低的样品。
该设备能够检测0.5至400微米（μm）的颗粒，输出颗粒数和浓度分布数据，其优势在于高灵敏度、良好的线性响应及重复性，可在低浓度样本中准确识别信号。
图 1 SPOS计数测试原理图
如图所示，粒子通过光感区域的时候阻碍了一部分入射光，引起到达检测器的光强降低，此信号的衰减幅度理论上与粒子的横截面成比例关系。在仪器中，将光强信号转换成电信号，具体表现为电压值，不同粒径大小的粒子产生的电压值不同。根据对应关系，就可以建立标准粒子和粒径大小的校准曲线。这是传统的光阻法（也称为光消减法，Light Extinction or Light obscuration）检测粒径的原理。传统光阻法的范围下限一般到1.5µm。
Accusizer A7000SIS颗粒计数器的SPOS技术结合了光阻效应和光散理论，将颗粒计数的下限下探到0.5µm，能够检测更低下限的颗粒。
四、主要结果
数据显示，COPD患者EBC颗粒总浓度中位数为295842.7颗/mL，显著高于健康人群的104507颗/mL；由图1可直观看出，COPD患者小粒径颗粒浓度更高，其EBC颗粒浓度在起始通道的浓度高于10000颗/mL（浅橙色） ，而健康人群在起始通道的浓度低于10000颗/mL（深橙色）。
EBC颗粒浓度与呼吸困难量表间存在不同强度的正相关：与改良医学研究委员会呼吸困难量表（mMRC）的相关系数为r=0.889（p<0.01，双尾检验），相关性极强；与改良Borg呼吸困难量表的相关系数为r=0.641（p<0.05，双尾检验），相关性显著；与COPD评估测试（CAT）量表的相关系数为r=0.569，相关性微弱且无统计学显著性。
表 1 受试者 EBC 总颗粒浓度（数据来源：研究原始表 3.2）
图 1 所有受试者 EBC 颗粒粒径分布（横轴为颗粒直径，纵轴为颗粒数量；Pa1-Pa5 为 COPD 患者，Hea1-Hea5 为健康人
数据来源：研究原始图 3.1）
这一结果意味着，EBC颗粒数可能反映了患者的呼吸负担。研究者推测，COPD患者EBC颗粒浓度升高及小粒径颗粒占比增加，可能与小气道炎症、气道结构改变相关，气道病理变化会影响呼气时液体微粒的生成与释放，进而在EBC颗粒特征中体现，当气道阻力增加或气体交换效率下降时，这些微粒的释放量也随之上升，从而在EBC中体现为更高的颗粒浓度。
Accusizer A7000SIS颗粒计数器在此研究中发挥了关键作用。它检测灵敏度高、样本量需求低，使研究者首次得以系统分析EBC颗粒浓度与稳定期COPD患者呼吸困难的关联，并获得可靠的颗粒浓度及粒径分布数据。研究者指出，若在更大样本、不同疾病阶段及干预前后重复测量，EBC颗粒分析有望成为评估呼吸困难或气道病变活动度的辅助工具。
五、技术应用前景
EBC颗粒检测技术未来可能应用于：
1、疾病监测：在稳定期与急性加重期比较EBC颗粒变化，以反映气道状态波动；
2、疗效评估：观察药物或康复治疗前后EBC颗粒浓度变化；
3、疾病早筛：探索在早期患者或高危人群中EBC颗粒分布特征。
Accusizer A7000SIS的单颗粒检测机制提供了可靠的定量依据。
六、总结
Patsiris等人的研究展示了呼出气冷凝液在COPD研究中的新潜力，也证明了高灵敏度颗粒分析仪器在微量样本检测中的价值。它为呼吸疾病的无创监测提供了新的思路，期待后续扩大研究。
Accusizer A7000SIS颗粒计数器通过高精度的单颗粒分析，使EBC这一复杂样本的研究成为可能，未来，随着更多临床研究的推进，EBC颗粒检测有望成为呼吸系统疾病监测与个体化管理的重要补充手段。
参考文献：
[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.