張軍營

(陜西省商洛市中心醫(yī)院, 陜西 商洛, 726000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)具有呈進(jìn)行性發(fā)展的持續(xù)氣流受限的特征，疾病嚴(yán)重程度與有毒顆?；驓怏w對(duì)氣道和肺臟刺激引起的慢性炎性反應(yīng)相關(guān)[1-2]。目前，COPD病因尚不清楚，疾病危險(xiǎn)因素包括吸煙、粉塵吸入等外因及遺傳因素、氣道反應(yīng)性增高等內(nèi)因，主要的臨床表現(xiàn)有慢性咳嗽、咳白色黏液或漿液性泡沫痰、喘息和胸悶等癥狀[3-4]。腸道菌群是人體腸道的正常微生物，能合成多種維生素和必需氨基酸，促進(jìn)礦物元素的吸收[5-6]。肺功能檢查是判斷氣流受限的主要客觀指標(biāo)。COPD的急性加重常由微生物感染誘發(fā)，當(dāng)合并細(xì)菌感染時(shí)，炎癥指標(biāo)有明顯改變[7-8]。本研究探討COPD患者腸道菌群特點(diǎn)及其與炎癥指標(biāo)、肺功能狀況的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年6月—2019年6月本院經(jīng)診斷患有COPD患者104例為觀察組，患者及家屬均了解研究目的和內(nèi)容后自愿參加，并簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn): ① 有咳痰、慢性咳嗽等癥狀，行肺部X線檢查發(fā)現(xiàn)明顯的肺紋理增粗及肺氣腫表現(xiàn); ② 吸入短效支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值(FEV1/FVC)<0.7。排除標(biāo)準(zhǔn): ① 合并導(dǎo)致肺部損傷性疾病者; ② 合并有嚴(yán)重心、肝、腎、內(nèi)分泌、神經(jīng)系統(tǒng)疾病者; ③ 惡性腫瘤及血液系統(tǒng)疾病者。觀察組男59例，女45例，年齡19～88歲，平均(34.88±18.92)歲。另選取同期體檢的80例健康者為對(duì)照組，其中男32例，女48例，年齡18～87歲，平均(46.88±18.92)歲。2組患者年齡、性別等一般資料相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 方法

1.2.1 患者的腸道菌群檢測: ① 標(biāo)本采集: 分別收集觀察組與對(duì)照組患者的糞便標(biāo)本，并放置于4 ℃冰箱中保存。12 h內(nèi)標(biāo)本需轉(zhuǎn)移至-80 ℃實(shí)驗(yàn)室冰箱中保存待用。取部分標(biāo)本送檢, 30 min內(nèi)完成稱量、稀釋、接種過程。分別將標(biāo)本接種于普通血平板、厭氧菌血平板、真菌等培養(yǎng)基中，每種2份。在37℃培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行厭氧及需氧培養(yǎng), 25 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)真菌。需氧菌培養(yǎng)48 h, 厭氧菌培養(yǎng)72 h, 真菌培養(yǎng)2周，觀察培養(yǎng)結(jié)果。取2個(gè)平板的菌群平均值乘以稀釋倍數(shù)即為細(xì)菌總數(shù)。根據(jù)菌落形態(tài)特征、革蘭氏染色、鏡下菌體形態(tài)及生化反應(yīng)識(shí)別菌落種類。② 通過FISH實(shí)驗(yàn)檢測糞便中雙歧桿菌和乳桿菌的含量，同時(shí)通過16SrRNA/DNA熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)一步明確觀察組雙歧桿菌、大腸埃希菌和乳桿菌的數(shù)量。將細(xì)菌總數(shù)換算成對(duì)數(shù)log 10n/g表示。

1.2.2 炎癥指標(biāo)檢查: 全體研究對(duì)象在清晨空腹時(shí)采靜脈血6 mL, 離心后置入-70 ℃下冰箱中保存待檢。采用免疫比濁法檢測超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)，采用ELISA法檢測血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)水平。

1.2.3 肺功能檢查: 測定第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%)以及第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值(FEV1/FVC)。患者吸入支氣管擴(kuò)張劑后，若測得FEVl/FVC<0.7, 則確定為不能完全可逆的氣流受限。

1.3 觀察指標(biāo)

觀察2組患者的腸道菌群數(shù)及分布特點(diǎn)，分析歧桿菌屬、乳酸桿菌屬數(shù)量差異。比較2組血清hs-CRP、TNF-α、IL-6的差異。比較2組患者FEV1/FVC、FEV1%。采用Pearson相關(guān)性分析來分析COPD患者腸道菌群特點(diǎn)及其與炎癥指標(biāo)、肺功能狀況的相關(guān)性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 2組患者腸道菌群種類比較

與對(duì)照組比較，觀察組需氧菌種類無明顯變化，厭氧菌中梭狀桿菌數(shù)顯著多于對(duì)照組(P<0.05)。觀察組真菌株數(shù)多于對(duì)照組。見表1。

表1 2組患者腸道菌群種類比較 株

2.2 2組患者腸道菌群數(shù)量比較

觀察組定植在腸道內(nèi)的雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬數(shù)量(糞便)低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者腸道菌群數(shù)量比較

與對(duì)照組比較, *P<0.05。

2.3 2組患者炎性指標(biāo)比較

觀察組血清hs-CRP、TNF-α、IL-6水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 2組患者炎癥指標(biāo)比較

hs-CRP: 超敏C反應(yīng)蛋白; TNF-α: 腫瘤壞死因子-α; IL-6: 白介素-6。

與對(duì)照組比較, *P<0.05。

2.4 2組患者肺功能狀況分析

觀察組FEV1/FVC及FEV1%均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 2組患者肺功能狀況分析比較

FEV1/FVC: 第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值;FEV1%: 第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比。

與對(duì)照組比較, *P<0.05。

2.5 Pearson相關(guān)分析

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，觀察組雙歧桿菌屬與FEV1/FVC、FEV1%、hs-CRP、TNF-α、IL-6呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.524、-0.498、-0.477、-0.512、-0.508,P均<0.05), 乳酸桿菌屬與FEV1/FVC、FEV1%、hs-CRP、TNF-α、IL-6也呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.576、-0.466、-0.442、-0.523、-0.439,P均<0.05)。

3 討 論

胃腸道的腸道菌群及其他物質(zhì)共同構(gòu)成了胃腸道的微生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)機(jī)體的免疫調(diào)控起著重要的作用。腸道細(xì)菌菌群分為3大類，即共生性細(xì)菌、機(jī)會(huì)性細(xì)菌、致病性細(xì)菌，其中絕大多數(shù)為共生性細(xì)菌，如腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等，發(fā)揮著保護(hù)腸黏膜、生物屏障功能以及調(diào)理和促進(jìn)免疫等一系列重要的功能[9-11]。

機(jī)體腸道內(nèi)的一些腸道菌群屬在正常狀況下能夠激活人體免疫系統(tǒng)，進(jìn)而提高抗感染的能力。通常認(rèn)為正常的原籍菌可參與到免疫反應(yīng)中(如乳酸桿菌、雙歧桿菌等)，細(xì)菌及其裂解產(chǎn)物通過激活淋巴細(xì)胞和促進(jìn)分泌淋巴細(xì)胞因子，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)抗感染能力。COPD患者常伴有細(xì)胞免疫功能的低下，感染不能控制[12-14]。本研究通過對(duì)COPD患者和正常人群的大便標(biāo)本進(jìn)行檢測對(duì)比，結(jié)果提示COPD患者腸道菌群中需氧菌種類無明顯變化，觀察組厭氧菌中梭狀桿菌數(shù)明顯升高。將腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌基因組提取DNA, 進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR發(fā)現(xiàn), COPD患者腸道內(nèi)雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量較正常人明顯較少。由于這些細(xì)菌參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié), COPD患者的免疫功能低下、炎癥指標(biāo)水平上升可能與之有關(guān)。

TNF-α是機(jī)體重要的免疫介質(zhì)，但異常升高又會(huì)引起機(jī)體損傷，具有雙重的生物學(xué)作用。TNF-α由單核巨噬細(xì)胞生生，可放大炎癥反應(yīng)，刺激CRP等合成。IL-6是由活化巨噬細(xì)胞等合成的多功能細(xì)胞因子，可直接參與炎癥損傷，是引起COPD氣道炎癥的主要炎癥因子之一。TNF-α和IL-6可觸發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，引起血清中其他炎癥因子水平顯著升高。hs-CRP是機(jī)體受到微生物入侵或組織損傷等炎癥性刺激時(shí)肝細(xì)胞合成的急性相蛋白，當(dāng)機(jī)體發(fā)生炎癥時(shí)濃度迅速升高，且早于體溫及外周白細(xì)胞計(jì)數(shù)的變化。CRP可減少一氧化氮的合成，影響內(nèi)皮細(xì)胞功能, COPD患者血清hs-CRP的異常升高可損傷氣道上皮細(xì)胞的功能，引起肺功能下降[15]。本研究通過Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)hs-CRP、TNF-α和IL-6等炎癥指標(biāo)水平與腸道菌群呈負(fù)相關(guān)。腸道菌群的改變可能影響COPD的免疫調(diào)節(jié)，使患者體內(nèi)炎癥因子發(fā)生變化。hs-CRP、TNF-α和IL-6等炎癥指標(biāo)的升高也可能進(jìn)一步破壞患者腸道微生態(tài)的平衡，造成COPD患者部分腸道菌群屬數(shù)量的下降。

肺功能是判斷氣流受限的主要客觀指標(biāo)，對(duì)COPD的診斷、嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)、疾病進(jìn)展、預(yù)后及治療評(píng)估有重要意義。FEV1/FVC是評(píng)價(jià)氣流受限的一項(xiàng)敏感指標(biāo), FEV1%是評(píng)估COPD嚴(yán)重程度的良好指標(biāo)，具有變異性小、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。本研究結(jié)果顯示，腸道菌群中雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量明顯下降，與FEV1/FVC、FEV1%呈負(fù)相關(guān)，提示腸道菌群與COPD肺損傷和疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。