曹 正 余 蓉 薛 冰 王建榮
肺炎支原體肺炎(mycoplasma pneumonia pneumonia,MPP)是由肺炎支原體(mycoplasma pneumonia,MP)引起的肺實質(zhì)和(或)間質(zhì)的急性感染,約占兒童社區(qū)獲得性肺炎的10%~30%[1]。世界范圍內(nèi)流行病學(xué)研究表明,每隔3~7年MP感染會出現(xiàn)周期性社區(qū)流行,持續(xù)數(shù)月到數(shù)年不等[2]。部分患兒病情較重,常累及全身多個系統(tǒng),嚴重影響兒童的身心健康。骨化三醇[1,25(OH)2D3]作為體內(nèi)維生素D的重要產(chǎn)物,近年來,應(yīng)用不僅局限于調(diào)節(jié)鈣磷代謝及內(nèi)分泌功能,其抗炎、抗感染、免疫調(diào)節(jié)作用得到廣泛關(guān)注[3]。劉金等[4]研究表明,MPP患兒存在維生素D缺乏。杜許芳等[5]研究表明,Th17/Treg失衡參與了MPP的發(fā)病過程。邵美琪等[6]報道予以維生素D體外培養(yǎng)哮喘患者外周血單個核細胞,可使Treg 細胞水平升高,Th17 細胞降低。但MPP患兒能否口服維生素D調(diào)節(jié)Th17/Treg失衡,目前少見相關(guān)報道。本實驗擬定以維生素D輔助治療MPP,旨在探索維生素D對Th17/Treg失衡的調(diào)節(jié)作用及可能存在的機制,為MPP患兒合理補充維生素D改善免疫失衡及臨床癥狀提供理論依據(jù)。
1.研究對象:選取2018年9~12月在新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院兒科病房收治的50例MPP患兒為實驗組,并選取50例健康兒童為對照組,兩組患兒在年齡、性別、BMI方面比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。實驗組納入標準:50例患兒均符合MPP的診斷標準[7]:病程3~7天,伴咳嗽、發(fā)熱;肺部聽診可聞及固定濕性啰音,胸部X線檢查顯示點片狀陰影;血清特異性MP-IgM≥1∶160為陽性。排除標準:①合并肺部其他疾病及多種病原體感染;②合并先天性疾病、免疫缺陷病、營養(yǎng)不良、甲狀腺、肝臟、腎臟疾病及佝僂??;③入院前或病程中需要應(yīng)用激素及免疫調(diào)節(jié)劑。實驗組隨機分為維生素D干預(yù)組、非維生素D干預(yù)組各25例,兩組患兒一般情況及病情嚴重程度比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義,均給予常規(guī)治療(止咳祛痰藥物靜脈滴注+阿奇霉素口服,所用藥物頻次及廠家相同),干預(yù)組在常規(guī)治療基礎(chǔ)上同時口服維生素D制劑(400 IU/次,1次/天,廈門星鯊)治療2周。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理學(xué)委員會同意,所有參與者受試前均簽署知情同意書。
2.研究方法:納入標準的患兒均于入院第2天及2周后采集清晨空腹血6ml,肝素抗凝,取3~4ml全血加入PBS對倍稀釋,緩慢倒入裝有4ml淋巴細胞分離液的離心管中,離心后取白膜層,3倍體積的PBS將其洗3遍,1640培養(yǎng)基重懸,調(diào)整細胞濃度2×106/ml,收集100μl細胞至離心管中,嚴格按說明書步驟依次加入胞內(nèi)染色沖洗緩沖液(intracellular staining perm wash buffer)、固定緩沖液(fixation buffer)洗滌重懸細胞,加入20μl Th17/Treg細胞抗體,避光孵育0.5h,洗滌后重懸細胞,加入細胞染色緩沖液(cell staining buffer)0.5ml,分別以CD3+/CD4+/IL-17+、CD4+/CD25+/Foxp3設(shè)門,上機檢測。分析Th17、Treg細胞的百分率。其余靜脈血靜置2~4h后以3000r/min速率離心15min,分離血清,ELISA法檢測血清中1,25(OH)2D3、IL-17及IL-10水平(美國BD公司),嚴格按照操作說明進行。
實驗組患兒1,25(OH)2D3、Treg及IL-10細胞水平均低于對照組兒童,Th17及IL-17高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),詳見表1。
表1 實驗組及對照組患兒1,25(OH)2D3、IL-10、IL-17含量及Treg、Th17水平比較
治療前兩組患兒1,25(OH)2D3、Treg、IL-10、Th17及IL-17水平比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05),具有可比性。干預(yù)組治療后1,25(OH)2D3、Treg及IL-10水平較治療前增加(P<0.05),Th17及IL-17水平較治療前降低(P<0.05);非干預(yù)組治療后1,25(OH)2D3、Treg及IL-10水平較前增加,Th17及IL-17含量降低,但治療前后比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),詳見表2。
表2 兩組治療前后1,25(OH)2D3、IL-10、IL-17含量及Treg、Th17水平比較
干預(yù)組與非干預(yù)組治療效果比較,干預(yù)組患兒咳嗽消失時間及喘息消失時間均低于非干預(yù)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。干預(yù)組患兒肺部啰音消失時間、體溫正常時間及平均住院時間與非干預(yù)組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),詳見表3。
表3 兩組患兒治療效果比較天)
MPP是兒童常見的呼吸道感染性疾病,其發(fā)病機制尚不十分明確,研究多傾向于病原對氣道上皮直接破壞和免疫功能引起的損傷,其中免疫紊亂被認為是推動MPP病情進展的關(guān)鍵因素[2]。Treg及Th17細胞均由轉(zhuǎn)化生長因子-β (transforming growth factor-β,TGF-β) 誘導(dǎo)初始T細胞分化而成,在功能上相互抑制,且在一定情況下可以互相轉(zhuǎn)化,共同維持免疫狀態(tài)的穩(wěn)定[8]。Treg細胞對免疫細胞具有負性調(diào)節(jié)作用,通過分泌IL-10、IL-4等效應(yīng)細胞因子抑制T細胞的活化和增殖,間接發(fā)揮免疫抑制功能[9];Th17則以分泌效應(yīng)性細胞因子IL-17為特征,誘導(dǎo)中性粒細胞和單核細胞聚集,刺激并釋放大量炎性因子及趨化因子,如IL-8、TNF-α和 IL-1β等,促進和放大炎性反應(yīng)[10]。
本研究表明,MPP患兒急性期存在Th17/Treg細胞失衡,促炎性細胞Th17升高,抑制炎性細胞Treg降低,與朱章華等[11]研究結(jié)果相一致,其機制可能為MP感染后通過黏附蛋白吸附于上皮細胞表面受體,激活并誘導(dǎo)抗原遞呈細胞分泌炎性細胞因子如IL-1β和IL-6等,導(dǎo)致Treg細胞凋亡并向Th17細胞轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生IL-17以發(fā)揮其促炎作用,最終Th17/Treg免疫平衡失調(diào),推動了MPP患兒疾病的進展[12]。
維生素D在肺的微環(huán)境中發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用,目前測定血清1,25(OH)2D3評估體內(nèi)維生素 D 的含量是最準確的方法[13]。本研究納入50 例MPP患兒,檢測出血清中1,25(OH)2D3水平低于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義,與繆美華等[14]研究結(jié)果相一致,考慮體內(nèi)1,25(OH)2D3缺乏可能是導(dǎo)致兒童MPP發(fā)生的潛在病因,其水平降低能引起呼吸道黏膜上皮變性、角化和增生,致使氣道上皮合成并分泌抗菌肽、防御素、單核-吞噬細胞等減少;同時引起B(yǎng)淋巴細胞分化和成熟障礙,免疫球蛋白水平降低,多種因素共同作用下患兒免疫功能出現(xiàn)紊亂,增加了MPP患兒的發(fā)病風險[15,16]。
1,25(OH)2D3作為體內(nèi)最基本的信號分子,通過內(nèi)分泌的方式聯(lián)系細胞外刺激和細胞內(nèi)基因應(yīng)答[17]。氣道上皮細胞、單核細胞及樹突狀細胞中均存在維生素D受體(vitamin D receptor,VDR)的表達,肺部受到感染時,局部組織1,25(OH)2D3合成增加,通過維生素D結(jié)合蛋白(vitamin D binding protein,VDBP)運送至細胞核內(nèi)的VDR,激活并表達一系列抗菌因子調(diào)節(jié)肺組織局部免疫[18]。Gregori等[19]動物實驗表明維生素 D 可誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)Treg細胞的生成,王茜等[20]報道維生素D可通過抑制Rhoa/Rock信號通路,減少Th17及IL-17的產(chǎn)生。本研究發(fā)現(xiàn),常規(guī)治療基礎(chǔ)上給予MPP患兒口服維生素D可提高體內(nèi)1,25(OH)2D3濃度,有效降低Th17 細胞水平,提高 Treg細胞比例,部分糾正 Th17/Treg 細胞失衡。分析其機制為在幼稚T細胞發(fā)育的過程中,1,25(OH)2D3一方面可阻止幼稚樹突狀細胞向成熟樹突狀細胞分化,促進Treg生成并分泌IL-10因子,還可通過IL-17啟動子招募組蛋白去乙?;?(histone deacetylase,HDAC),抑制IL-17啟動子募集Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1 (Runx1)來下調(diào)IL-17的水平,進而阻抑CD4+T細胞向Th17亞群分化[21,22]。本實驗研究過程中共有3例患兒出現(xiàn)肺不張、胸腔積液等肺內(nèi)外并發(fā)癥,多次調(diào)整抗生素并予以地塞米松靜脈滴注,因糖皮質(zhì)激素具有抑制細胞及體液免疫、抗炎、退熱等功效,為實驗混雜因素,故未納入實驗結(jié)果。
研究顯示,IL-17可促進α-平滑肌肌動蛋白和 Rhoa蛋白的表達,導(dǎo)致小氣道廣泛的收縮痙攣,加重氣道反應(yīng)性[23]。本實驗干預(yù)組患兒給予維生素D后咳嗽及喘憋癥狀消失時間較非干預(yù)組縮短,考慮維生素D可通過下調(diào)IL-17減輕氣道炎性反應(yīng),進而改善呼吸道癥狀;干預(yù)組患兒體溫恢復(fù)正常時間及總住院時間較非干預(yù)組縮短,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,可能與樣本量較少有關(guān),兩組患兒肺部啰音吸收時間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。IL-17為具有雙向作用的因子,急性感染期機體需要強有力的免疫應(yīng)答清除病原,此時IL-17在炎性反應(yīng)部位聚集并發(fā)揮其抗感染作用,據(jù)此可推測早期感染越重,炎性反應(yīng)越強烈,IL-17水平越高,在疾病恢復(fù)期高水平的IL-17可致炎性損傷不利于疾病轉(zhuǎn)歸,有研究證實MPP患兒嚴重程度與血清IL-17水平呈正相關(guān)[24]。若MPP患兒病情發(fā)展至重癥肺炎支原體肺炎(severe MPP,SMPP),則治療難度較大,能否通過口服維生素D降低IL-17以減少SMPP發(fā)病的風險,為今后研究方向。
綜上所述,維生素D輔助治療MPP可在一定程度上調(diào)節(jié)Th17/Treg失衡并改善呼吸道癥狀。由于本研究樣本量較小、觀察周期較短,需擴大樣本量明確其臨床療效,并規(guī)范維生素D的用法、用量,隨著研究的不斷深入,將為MPP的干預(yù)和治療提供新的靶點。