黏液纤毛清除（Mucociliary clearance， MCC）是一种重要的气道防御机制，在慢性阻塞性肺疾病（COPD）中受到严重损害。然而，由于缺乏实时的体内成像平台，MCC功能在COPD进展和生理衰老过程中的动态变化仍然知之甚少。

建立高分辨率、实时活体显微光学相干断层扫描（vivo-µOCT）系统，动态评估活体小鼠纤毛功能。利用该平台，我们纵向追踪长期暴露于香烟烟雾（CS）的小鼠（2-16个月）的纤毛搏动频率（CBF）、粘液运输（MCT）和气道表面液体（ASL）深度，并与年龄匹配的空气对照进行比较。此外，还评估了β 2激动剂（沙美特罗）治疗、戒烟和联合治疗的效果。肺功能测试和肺泡形态测定同时进行，以描述功能和结构变化的时间顺序。

黏液纤毛清除功能障碍是慢性阻塞性肺病小鼠最早出现的病理改变，早在暴露2个月时CBF（从14.87±1.03 Hz降至11.34±1.8 Hz, p < 0.05）和MCT（从4.98±0.41降至2.36±1.56 μm/s, p < 0.05）显著下降，ASL深度（从17.76±2.19降至32.17±3.04 μm, p < 0.05）增加，并伴有肺功能损害和肺泡破坏。相比之下，生理性衰老导致MCC恶化更晚、更渐进，CBF仅在12个月后才显著下降（从15.55 ± 0.69 到12.87 ± 1.24 Hz, p < 0.05）。沙美特罗雾化药物干预可有效恢复CBF至正常水平（从11.21±1.2 Hz降至14.21±1.36 Hz, p < 0.01）， MCT和颗粒清除率有部分改善。戒烟适度地改善了MCC功能，双重治疗获得了更明显和持续的益处。值得注意的是，尽管接受了治疗，MCD仍然不完全可逆，存在持续的粘液异常和气道重塑。

本研究为COPD进展和衰老过程中MCC损伤的时间动态提供了新的见解。这表明黏液纤毛清除功能障碍是COPD发病和进展的最早和最敏感的指标，强调了早期治疗干预的必要性。