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【研究背景】慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,简称COPD,慢阻肺）是以持续气流受限为特征的疾病,具有较高异质性,主要体现在其临床表现及疾病进展,因此往往需依赖生物标志物进行精确性治疗。内源性挥发性有机化合物（volatile organic chemicals,VOCs）主要由肺部氧化应激和脂质氧化所产生,或许可作为生物标志物指导临床预后评估和诊治。目前暂无基于内源性VOCs评估慢阻肺临床表型的相关证据。【研究目的】证实呼出气体挥发性有机化合物在慢阻肺与健康者表达差异,同时评估其区分不同慢阻肺临床亚型作用研究。【研究方法】在中国广东省韶关社区招募符合入选和排除标准的受试者,并征得受试者知情同意书。参与本研究受试者需完成慢阻肺高危因素问卷、症状评分问卷、肺通气功能检查及支气管舒张试验、诱导痰等检查。在检测呼出气体VOCs浓度前,受试者需停用支气管舒张剂和（或）吸入糖皮质激素24小时,禁食8小时,禁烟2小时。利用PTR-MS-TOF（proton transfer reaction time of flight proton transfer reaction time of flight）中评估室内空气VOCs浓度,直至数值稳定。测量中,要每个受试者深吸气后以正常速率呼气,确保VOCs响应信号在至少200个周期内保持稳定,重复3到5次,取平均值。利用PTR-MS Viewer（Version 3.2）软件导出呼出气体VOCs浓度,将每日测出环境中单个VOCs浓度取平均值及每个受试者单个VOCs浓度取均值,再将受试者单个VOCs浓度均值减去环境中单个VOCs浓度,若为正值,即提示为内源性VOCs浓度。将受试者按照舒张后肺功能FEV1/FVC比值小于固定值0.70划分为慢阻肺组和健康组,利用多重线性回归调整其它混杂因素,如年龄,性别,吸烟,吸烟指数,生物燃料暴露,职业暴露及饮食习惯,P值经Benjamini-Hochberg法矫正,矫正后P值＜0.05者即为慢阻肺特异性表达的内源性VOCs。利用Kaiser-Meyer-Olkin检验和Bartlett球形检验验证主成分分析可行性,将内源性VOCs进行主成分分析,在慢阻肺人群中基于主成分基础上进行一致性聚类分析,将具有相同挥发性有机化合物特性的人群聚为一类,探讨呼出气体VOCs在不同慢阻肺临床亚型作用。采用多重线性回归模型探讨主成分与慢性呼吸道症状、慢阻肺急性加重及肺功能关联性研究。【结果】共纳入656名受试者。其中415名受试者为慢阻肺受试者,占比62.8%;245名受试者为非慢阻肺受试者,占比27.2%。在656名受试者中,共检测出26种内源性VOCs。相比肺功能正常受试者,慢阻肺以下内源性VOCs浓度均显著增加:H2P（449.15[IQR:293.14-676.31]vs.538.73[356.19-779.46],p=0.030）,O2（449.15[293.14-676.35]vs.538.72[356.18-779.46],p=0.030）,CH4O（448.85[292.79-675.70]vs.538.17[356.01-778.9],p=0.030）,H4N2（448.44[292.75-675.49]vs.537.84[355.95-778.59],p=0.030）,C4H4O（225.75[165.19-317.5]vs.272.44[178.26-359.96],p=0.020）,C5H8（225.61[165.07-317.47]vs.272.23[178.1-359.7],p=0.017）,H2S（2.37[1.52–3.5]vs.2.80[1.78-4.00],p=0.017）,H3P（2.39[1.55–3.48]vs.2.82[1.81-4.00],p=0.017）,CH3Cl（15.48[9.22–30.53]vs.22.64[14.60–34.38],p=0.032）,Fe（75.30[41.72–165.03]vs.105.66[72.83–178.14],p=0.032）。将26种内源性VOCs进行主成分分析,共获得8个主成分（累及方差贡献率达到89%）,主成分1接近H2P,O2,CH4O,H4N2,CH3Cl,具备介导DNA损伤功能,主成分2接近C6H6O,C7H10,C6H8O,具备较强还原性,为体内抗氧化剂,主成分3接近N2O,C3H8,C3H6O,C4H10,为氧化应激时细胞膜脂质氧化产物,主成分4接近C4H4O,C5H8,具备抗氧化应激特性,主成分5接近H2S,PH3为氢化物,介导氧化应激及促炎,主成分6接近HCl,Fe,C2H2F2,主成分7接近CO2,C2H5O,由微生物无氧酵解产生,主成分8接近HNO2,C2H6S。在慢阻肺人群中,每单位主成分3升高,发生慢性咳嗽风险升高1.51倍（95%CI,1.23 to 1.88,p＜0.001）。每单位主成分3升高,发生慢性咳痰风险升高1.52倍（95%CI,1.22 to 1.93,p＜0.001）。每单位主成分2升高,发生慢性咳痰风险升高1.31倍（95%CI,1.05 to 1.67,p=0.020）。每单位主成分6升高,FEV1%pred下降2.57%（95%CI,-4.16 to-0.98,p=0.002）。每单位主成分8升高,血嗜酸性粒细胞比例升高0.09%（95%CI,0.06 to 0.12,p＜0.001）。在慢阻肺患者（n=411）进行聚类,亚型1（n=240）有更多的职业暴露风险史（35.4%,p=0.046）,亚型2（n=41）中有更多的慢性咳嗽比例(56.1%,（p＜0.001）,更多的慢性咳痰比例(70.7%,（p＜0.001）,更高痰中性粒细胞比例（89.14%[13.33],p=0.035）,更高的CAT问卷评分（5.51±4.72,p=0.003）,更高的CCQ问卷（0.70±0.60,p=0.016）。亚型3（n=130）有更差舒张后FEV1%pred（72.46%±17.73,p=0.030）。【结论】呼出气体内源性VOCs能在慢阻肺患者与健康者中差异表达,能有效区分不同慢阻肺临床亚型。临床亚型1为职业暴露风险增多型;临床亚型2为慢性支气管炎亚型患者;临床亚型3为肺功能差患者。内源性VOCs与慢性咳嗽,慢性咳痰及肺功能具有显著相关性。本研究从分子水平提示不同慢阻肺临床亚型存在差异,提示了内源性VOCs可作为生物标志物指导慢阻肺预后评估和疾病诊治。