張宏, 王丙增, 張旭亞, 況琦, 孟凡威, 付曉梅

臨床研究

哮喘患兒血清炎性介質(zhì)變化及臨床意義

張宏, 王丙增, 張旭亞, 況琦, 孟凡威, 付曉梅

目的 測定哮喘兒童血清生長因子β1(TGF-β1)、Ⅰ型纖溶酶原激活物抑制因子(PAI-1)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的表達(dá)變化,探討TGF-β1、PAI-1、MMP-9在兒童支氣管哮喘呼吸道重塑的作用機(jī)制。方法 選取符合支氣管哮喘診斷的患兒40例,給予布地奈德霧化吸入治療,采集患兒血清檢測治療前后TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平變化,同時觀測肺功能的變化,并與對照組(健康兒童)比較。結(jié)果 經(jīng)測定哮喘患兒血清樣本中的TGF-β1、PAI-1、MMP-9含量均明顯增高,與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同時測的FEV1、PEF的百分比均降低；觀察組給予布地奈德霧化吸入治療后,哮喘患兒血清樣本中的GF-β1、PAI-1、MMP-9含量逐漸下降,與治療前比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同時測的FEV1、PEF的百分比與治療前比較顯著好轉(zhuǎn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)論 TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平變化與兒童支氣管哮喘有重要的相關(guān)性；布地奈德霧化吸入治療能明顯改善患兒的呼吸情況,其機(jī)制可能是通過降低TGF-β1、PAI-1、MMP-9的水平而抑制氣道重塑以及氣道炎癥,達(dá)到治療哮喘的目的。

哮喘； TGF-β1； PAI-1； MMP-9； 氣道重塑； 兒童

全球目前約有3億哮喘患者,且發(fā)病速度迅猛增長,支氣管哮喘(簡稱哮喘)是小兒常見肺部疾病,以慢性氣道炎癥為特征的免疫性疾病[1]。哮喘的病因多樣，與遺傳、環(huán)境和宿主因素密切相關(guān),其發(fā)病機(jī)制仍在研究中,現(xiàn)在認(rèn)為氣道重塑在哮喘的行程中,扮演了重要的角色。本研究觀察哮喘兒童霧化吸入布地奈德前后血清中轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)、Ⅰ型纖溶酶原激活物抑制因子(type 1 plasminogen activator inhibitor,PAI-1)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)含量的變化,總結(jié)其在哮喘發(fā)病中的作用。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2009-11/2011-03河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科門診或住院患兒80例,觀察組40例,其中男22 例,女18 例;年齡6 個月至 6歲,平均(3.6±1.5)歲。均有呼氣性呼吸困難、肺部哮鳴音及濕啰音等典型臨床癥狀。對照組40例,來自本院兒童保健門診的健康體檢兒童,兩組患兒年齡、性別等一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。所有健康對照均無哮喘家族史,無個人及家族過敏性疾病史,近期無感染史,2個月內(nèi)未使用過激素和白三烯拮抗藥物史。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 符合中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)分會呼吸學(xué)組2008年兒童支氣管哮喘診斷與防治指南[2]。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)符合診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)年齡6個月至6歲；(3)研究前均告知所有兒童家屬并簽署知情同意書,同時取得醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) 患有嚴(yán)重心、腦、肝、腎等重要臟器器質(zhì)性疾病。

1.5 治療方法 兩組兒童在治療前及觀察組在治療結(jié)束后,立即應(yīng)用負(fù)壓抗凝試管,采取靜脈血4 mL,立即搖勻后送檢驗(yàn)室,使用高速離心機(jī)離心后分離血清,放置冰箱中低溫冷凍保存(-80 ℃)待測；采用酶聯(lián)免疫法(ELISA)測定TGF-β1、PAI-1、MMP-9 血清中的含量,依據(jù)試劑盒說明書的要求,嚴(yán)格執(zhí)行每一步操作。觀察組患兒在明確診斷后,常規(guī)給予抗炎、解痙等治療,并根據(jù)病情對癥使用特布他林霧化液及普米克(布地耐德),進(jìn)行壓縮霧化q8h,療程12周,3歲以下患兒布地奈德用量為每次0.5 mg,大于3歲的患兒布地奈德用量為每次1 mg。

2 結(jié)果

2.1 比較兩組肺功能、血清TGF-β1、PAI-1、MMP-9的變化 對照組中TGF-β1、PAI-1、MMP-9少量表達(dá),觀察組與對照組比較,治療前檢測的血清TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平均明顯增高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而肺功能指標(biāo)FEV1、PEF占預(yù)計(jì)值百分比均降低,見表1。

表1 觀察組與對照組TGF-β1、PAI-1、MMP-9比較

注：與對照組比較，at=0.84,3.42,5.91,17.51,13.21,P<0.05。

2.2 觀察組經(jīng)治療血清TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平和肺功能指標(biāo)比較 觀察組應(yīng)用布地奈德霧化治療3個月后,檢測血清TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平均逐漸下降,而肺功能指標(biāo)FEV1、PEF百分比明顯上升。與霧化前比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表2。

表2 觀察組治療前后血清中TGF-β1、PAI-1、MMP-9比較

注：與治療前比較，at= 2.04，3.06，5.16，15.23，12.47,P<0.05。

3 討論

支氣管哮喘是臨床常見病,發(fā)病率高,嚴(yán)重影響兒童的健康。哮喘的發(fā)病機(jī)制已經(jīng)研究多年,目前認(rèn)為,反復(fù)喘息發(fā)作導(dǎo)致氣道內(nèi)皮組織損傷,在損傷修復(fù)過程中,細(xì)胞外基質(zhì)、平滑肌細(xì)胞過度增生,導(dǎo)致異常氣道重塑。氣道的反復(fù)重塑,平滑肌過度增生,細(xì)胞外基質(zhì)異常增多、堆積,使氣道變狹窄,再次加重氣道高反應(yīng)性及不可逆的氣流受限,導(dǎo)致哮喘經(jīng)久不愈。如此病理的惡性循環(huán),使哮喘更難控制。因此如何打破其惡性循環(huán),改善氣道重塑,越來越受到重視,是目前研究的熱點(diǎn)[3]。

TGF-β1是一種具有多種生物學(xué)效應(yīng)的細(xì)胞因子,是目前公認(rèn)的促纖維化因子之一,在體內(nèi)有多種組織器官分泌。在靶器官中直接作用于靶細(xì)胞與其受體結(jié)合,參與、調(diào)節(jié)細(xì)胞的分泌、增生。目前研究發(fā)現(xiàn),隨著TGF-β1在哮喘患兒的血清中含量的增多[4-5],氣道上皮細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)成分增多,如膠原蛋白、膠原纖維、纖維鏈接蛋白等。動物實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行免疫組化切片發(fā)現(xiàn),TGF-β1與氣道重塑的肺組織中細(xì)胞外基質(zhì)的合成,上皮細(xì)胞纖維化的程度呈正相關(guān)。TGF-β1還可以加速哮喘患者氣道上皮細(xì)胞凋亡,加重病人氣道上皮層損傷,促進(jìn)哮喘的發(fā)作[6]。

基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)是MMPs家族的重要成員之一,由內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、嗜酸細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌產(chǎn)生,主要功能是降解細(xì)胞外基質(zhì)中的各種蛋白成分,降低氣道重塑的程度,減輕肺間質(zhì)纖維化的發(fā)生。目前研究顯示,在哮喘病人發(fā)作時的血清中可以發(fā)現(xiàn)MMP-9的含量顯著增加[7-8]。此外還有觀察提示,MMP-9過度降解細(xì)胞外基質(zhì),誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增生,分化刺激參與氣道炎性反應(yīng)與氣道重塑[9]。

纖維蛋白溶解酶原激活物抑制劑(PAI-1)是絲氨酸蛋白水解酶抑制劑家族成員之一,其主要作用是抑制纖維蛋白溶解酶原激活,從而阻止其對細(xì)胞外基質(zhì)的降解,使細(xì)胞外基質(zhì)異常增多,促進(jìn)氣道重塑的發(fā)生。目前研究顯示,PAI-1還可以通過抑制MMPs的活性,降低MMPs對細(xì)胞外基質(zhì)的溶解,使膠原纖維過度增生,促進(jìn)氣道重塑,使喘息反復(fù)發(fā)作。動物實(shí)驗(yàn)顯示,抑制PAI-1分泌后,小鼠氣道膠原沉積量顯著增多,提示PAI-1 與哮喘的氣道重塑密切相關(guān)[10]。

本研究發(fā)現(xiàn),血清TGF-β1、PAI-1、MMP-9在健康對照組中微量表達(dá)。與健康對照組比較,治療前觀察組患兒的血清中檢測到TGF-β1、PAI-1、MMP-9水平明顯升高,FEV1、PEF降低,兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。經(jīng)過規(guī)范普米克霧化吸入治療后,再次檢測哮喘患兒血清發(fā)現(xiàn),TGF-β1、PAI-1、MMP-9的水平明顯下降,FEV1、PEF恢復(fù)正常,與治療前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示TGF-β1、MMP-9、PAI-1通過以下幾個方面參與哮喘氣道重塑：(1)可能是促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的生成增多,促進(jìn)了氣道重塑；(2)MMP-9異常增多,誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增生,促進(jìn)血管、成纖維細(xì)胞再生,促進(jìn)了氣道重塑；(3)PAI-1增多,抑制纖維蛋白溶解酶原激活,使細(xì)胞外基質(zhì)降解減少,參與哮喘氣道重塑。所以檢測患兒血清中的TGF-β1、PAI-1、MMP-9有重要臨床意義。

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(本文編輯：張小冬)

Changes of serum inflammatory mediators in children with asthma and its clinical significance

ZHANGHong，WANGBingzeng，ZHANGXuya，KUANGQi,MENGFanwei,FUXiaomei.

TheFirstAffiliatedHospitalofHenanUniversity，Kaifeng475001，China.

Objective To determine the expression of TGF-β1, PAI-1 and MMP-9,and to study their mechanism of action in bronchial asthma airway remodeling in children.Methods Forty patients with bronchial asthma in children were given budesonide atomization inhalation treatment and serum were collected and detected before and after treatment for TGF-β1, PAI-1 and MMP-9 levels. At the same time we observed changes in lung function, and compared with the control group (healthy children).Results In the serum samples of children with asthma the TGF-β1, PAI-1 and MMP-9 content increased significantly (compared with the control group), and the differences were statistically significant (P<0.05); at the same time, percentage of FEV1 and PEF decreased; after budesonide inhalation treatment, TGF-β1, PAI-1 and MMP-9 content decreased, and compared with before treatment, there were significant statistical differences (P<0.05); the percentage of FEV1 and PEF was significantly improved compared with those before treatment, the difference being statistically significant (P<0.01).Conclusion PAI-1, MMP-9 and TGF-β1changes in children are closely related to bronchial asthma; budesonide inhalation therapy can significantly improve the respiratory condition of the patients, and the possible mechanism may be by reducing the TGF-β1, PAI-1 and MMP-9 level to ihibit airway remodeling and airway inflammation, and achieve the purpose of treating asthma.

Asthma; TGF-β1; PAI-1; MMP-9; Airway remodeling; Children

2012年度河南省醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人出國培訓(xùn)計(jì)劃項(xiàng)目(201204158)

475001 河南 開封,河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科

張宏(1978-),男,醫(yī)學(xué)碩士,主治醫(yī)師。研究方向：器官纖維化的臨床研究 通訊作者：張宏，E-mail：zhanghong20048088@126.com

10.3969/j.issn.1674-3865.2015.06.009

R562.2+5

B

1674-3865(2015)06-0560-03

2015-04-29)