陳鋒 李群 吳迪 嚴(yán)方濤 蘇嫻 王月賓 梁秋萍

成都市第三人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 成都市呼吸健康研究所610031

支氣管哮喘(哮喘)是以慢性氣道炎癥為特征的異質(zhì)性疾病[1],COPD是以持續(xù)性氣流受限為特征的慢性炎癥性疾病。哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征(asthma-chronic obstructive pulmonary disease overlap syndrome,ACOS)患者在氣道炎癥特點(diǎn)、臨床特征等方面同時(shí)具有哮喘和COPD疾病特征,目前其發(fā)病機(jī)制尚不明確[2]。ACOS的發(fā)病率隨年齡增長而增加,死亡風(fēng)險(xiǎn)大,給社會(huì)醫(yī)療和家庭帶來沉重負(fù)擔(dān),嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。近年研究發(fā)現(xiàn),呼出氣冷凝集液(exhaled breath condensate,EBC)中的生化分子水平變化可以反映患者氣道的炎癥反應(yīng)和應(yīng)激狀態(tài)[3-4]。細(xì)胞因子IL-8、IL-10、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)參與哮喘、COPD的形成與發(fā)展[5-6]。本研究通過檢測ACOS患者EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平變化,分析其在ACOS疾病中的意義。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年2月至2019年3月成都市第三人民醫(yī)院收治的ACOS患者105例,其中男54例,女51例,年齡(61.20±12.43)歲,年齡范圍為42～74歲。ACOS主要診斷標(biāo)準(zhǔn)為[7]：(1)COPD患者支氣管舒張?jiān)囼?yàn)結(jié)果強(qiáng)陽性;(2)既往確診為哮喘。次要標(biāo)準(zhǔn)：(1)COPD患者血清總IgE升高;(2)2次以上支氣管舒張?jiān)囼?yàn)陽性。滿足2條主要標(biāo)準(zhǔn)或一條主要標(biāo)準(zhǔn)+2條次要標(biāo)準(zhǔn)即為ACOS。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合上述診斷標(biāo)準(zhǔn),確診為ACOS患者;(2)近期未使用全身糖皮質(zhì)激素;(3)患者及家屬知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)排除其他肺部疾病患者;(2)其他慢性疾病患者;(3)妊娠狀態(tài)婦女。選取同期成都市第三人民醫(yī)院確診的單純哮喘患者109例,其中男55例,女54例,年齡(60.23±11.21)歲,年齡范圍為42～71歲;單純COPD患者104例,其中男54例,女50例,年 齡(60.79±11.87)歲,年齡范圍為41～72歲;選取同期體檢的正常人100例,其中男50例,女50例,年齡(59.82±10.29)歲,年齡范圍為40～73歲。4組年齡、性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05),具有可比性。COPD患者支氣管舒張實(shí)驗(yàn)結(jié)果強(qiáng)陽性：第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(forced expiratory volume in one second as a percentage of expected value,FEV1%pred)改善率＞12%,絕對(duì)值升高＞200 ml。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(成都三院倫2016-S-21)。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集 統(tǒng)計(jì)所有受試者年齡、性別、體質(zhì)量、吸煙情況。計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)：BMI=體質(zhì)量/身高2。使用我國標(biāo)準(zhǔn),正常：18.5 kg/m2≤BMI≤23.9 kg/m2;過重：23.9 kg/m2＜BMI＜28 kg/m2;肥胖：BMI≥28 kg/m2。

1.2.2 樣本采集 所有受試者均于清晨采取空腹靜脈血5 ml,分兩份保存,一份保存于抗凝管內(nèi),一份離心后取上清-80℃保存。

1.2.3 EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平檢測采用呼出氣冷凝液收集器收集EBC,儀器購自德國JAEGER公司,采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平,試劑盒購自R&D公司。操作按照試劑盒說明書進(jìn)行,為保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,質(zhì)控后,所有樣本3個(gè)復(fù)孔檢測,取平均值。

1.2.4 生化指標(biāo)檢測 利用自動(dòng)血液儀檢測外周血嗜酸粒細(xì)胞比例,利用全自動(dòng)生化分析儀檢測血清總Ig E濃度水平。

1.2.5 肺功能檢測 利用肺功能儀檢測所有受試者第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)、FVC,計(jì)算FEV1%pred、FEV1/FVC值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均使用SPSS 20.0軟件完成,計(jì)量資料以表示,組間比較采用單因素方差分析。采用Logistic回歸分析對(duì)影響ACOS發(fā)生的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析;采用Pearson檢驗(yàn)對(duì)ACOS患者EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平與肺功能相關(guān)性進(jìn)行分析;P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 4組臨床特征比較 4組受試者年齡、性別、BMI、吸煙情況差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.289、3.164、2.701、0.868,P值均＞0.05),ACOS組、哮喘組、COPD組患者血清IgE水平、外周血嗜酸粒細(xì)胞顯著高于健康對(duì)照組(t=13.594、23.188、3.595;20.886、26.966、20.036,P值均＜0.05),見表1。

2.2 ACOS組EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平比較 ACOS組EBC中TNF-α、IL-8水平顯著高于COPD組、哮喘組、健康對(duì)照組(t=11.999、13.157、26.807;6.961、7.741、32.496,P值均＜0.05),IL-10水平顯著低于哮喘組、COPD組、健康對(duì)照組(t=7.566、9.568、40.129,P值均＜0.05),COPD組、哮喘組EBC中TNF-α、IL-8水平顯著高于健康對(duì)照組(t=14.892、14.057;25.544、25.146,P值均＜0.05),IL-10水平顯著低于健康對(duì)照組(t=32.562、31.045,P值 均 ＜0.05),哮 喘 組 和COPD組TNF-α、IL-8、IL-10水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.015、0.697、1.909,P值均＞0.05),見表2。

表1 4組患者臨床特征比較

表2 EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平比較()

表2 EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平比較()

注：EBC為呼出氣冷凝集液;TNF-α為腫瘤壞死因子α;ACOS為哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征;與健康對(duì)照組比較,a P＜0.05;與哮喘組比較,b P＜0.05;與COPD組比較,c P＜0.05

組別 例數(shù) TNF-α(ng/L)IL-8(μmol/L)IL-10(ng/L)健康對(duì)照組 100 4.22±1.79 11.78±3.97 2.76±0.47哮喘組 109 15.97±4.75a 50.43±17.84a 1.61±0.27a COPD組 104 16.81±3.83a 51.49±18.92a 1.54±0.21a ACOS組 105 26.83±10.20abc 62.18±16.76abc 1.26±0.49abc F值 240.200 201.272 311.079 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 肺功能比較 ACOS組FEV1%pred顯著低于COPD組、哮喘組、健康對(duì)照組(t=11.539、14.339、28.837,P值 均 ＜0.05),ACOS組FEV1/FVC值顯著低于健康對(duì)照組(t=16.756,P＜0.05),COPD組患者、哮喘組FEV1%pred、FEV1/FVC值顯著低于健康對(duì)照組(t=17.372、14.939;13.752、16.341,P值均＜0.05),哮喘組和COPD組FEV1%pred、FEV1/FVC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.658、2.457,P值均＞0.05),見表3。

表3 4組患者肺功能比較()

表3 4組患者肺功能比較()

注：FEV 1%pred為第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比;FEV 1/FVC為第1秒用力呼氣容積/用力肺活量;ACOS為哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征;與健康對(duì)照組比較,a P＜0.05;與哮喘組比較,b P＜0.05;與COPD組比較,c P＜0.05

組別 例數(shù) FEV 1%pred(%)FEV 1/FVC(%)健康對(duì)照組 100 97.63±14.59 82.37±11.41哮喘組 109 74.81±16.97a 62.48±13.15a COPD組 104 70.79±15.18a 65.44±12.86a ACOS組 105 53.18±15.46abc 61.79±12.16a F值 140.351 61.876 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.4 TNF-α、IL-8、IL-10水 平 與 肺 功 能 的 關(guān)系 Pearson檢驗(yàn)結(jié)果顯示,ACOS患者EBC中TNF-α、IL-8水平與FEV1%pred、FEV1/FVC呈負(fù) 相 關(guān)(r=-0.463、-0.504;-0.447、-0.476,P值均＜0.05);IL-10水平與FEV1%pred、FEV1/FVC呈正相關(guān)(r=0.429、0.474,P值均＜0.05),見表4。

表4 EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平與肺功能的關(guān)系

2.5 影響ACOS發(fā)生的危險(xiǎn)因素分析 以患者抽煙、血清IgE水平、TNF-α、IL-8、IL-10水平為自變量,以是否發(fā)生ACOS疾病為因變量,進(jìn)行Logistic回歸分析顯示,血清Ig E水平升高、TNF-α、IL-8水平升高是ACOS的危險(xiǎn)因素(P值均＜0.05),IL-10水平升高是ACOS的保護(hù)因素(P＜0.05),見表5。

3 討論

ACOS是同時(shí)具備哮喘和COPD臨床特征的一類疾病,有研究認(rèn)為哮喘和COPD存在不同的氣道炎癥。有研究認(rèn)為,COPD由CD8+細(xì)胞和中性粒細(xì)胞介導(dǎo)[8],另有研究發(fā)現(xiàn),COPD患者外周血嗜酸粒細(xì)胞水平明顯高于正常人,提示嗜酸粒細(xì)胞也可能參與COPD炎癥過程[9]。各種炎性細(xì)胞在IgE介導(dǎo)下釋放特異性細(xì)胞因子及細(xì)胞介質(zhì),作用于細(xì)胞受體或組織,發(fā)揮免疫效應(yīng),形成氣道炎癥[10]。本研究結(jié)果顯示,ACOS組、哮喘組、COPD組患者血清IgE水平、外周血嗜酸粒細(xì)胞比例顯著高于健康對(duì)照組,提示ACOS患者體內(nèi)存在炎癥反應(yīng)。ACOS組、哮喘組、COPD組外周血嗜酸粒細(xì)胞均顯著高于對(duì)照組,表明ACOS、哮喘、COPD患者體內(nèi)可能存在炎性細(xì)胞浸潤。

COPD的炎癥反應(yīng)以肺部炎癥為特征,肺部不同部位巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞增加、活化,釋放炎癥介質(zhì)。哮喘是炎性細(xì)胞參與引起的慢性氣道高反應(yīng),TNF-α、IL-8、IL-10等細(xì)胞因子在疾病發(fā)生中起一定作用。TNF-α是由單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的多肽,與IL-8等炎性介質(zhì)相互誘導(dǎo),激活炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),進(jìn)一步刺激炎癥細(xì)胞釋放其他炎癥因子[11]。有研究顯示,COPD患者血清和EBC中TNF-α水平均顯著高于正常人[12-13]。哮喘發(fā)作期患者支氣管肺泡灌洗液中TNF-α增加,表明TNF-α可能參與COPD及哮喘患者疾病相關(guān)炎癥反應(yīng)[14]。IL-8主要由單核/巨噬細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及上皮細(xì)胞分泌,是重要的中性粒細(xì)胞趨化因子,在COPD患者血清、EBC中IL-8水平顯著升高[15]。IL-10主要由單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞分泌,可通過抑制巨噬細(xì)胞增殖、黏附、激活炎癥介質(zhì)的合成與釋放,下調(diào)促炎因子表達(dá)。IL-10可抑制TNF-α、IL-6、IL-8等細(xì)胞因子合成[16]。有研究發(fā)現(xiàn),哮喘患者肺泡灌洗液中IL-10水平顯著低于正常人[17]。EBC中包含氣道內(nèi)襯液體及其可揮發(fā)成分,是肺內(nèi)生化、炎癥實(shí)時(shí)狀態(tài)的無創(chuàng)性標(biāo)記物,近年已用于檢測呼吸道疾病炎癥狀態(tài)。EBC中某些成分的異?？煞从诚OPD等疾病肺內(nèi)、氣道內(nèi)出現(xiàn)的炎癥狀態(tài)及嚴(yán)重程度。本研究結(jié)果顯示,ACOS組、哮 喘 組、COPD組EBC中TNF-α、IL-8水平顯著高于健康對(duì)照組,IL-10水平顯著低于健康對(duì)照組,ACOS組EBC中TNF-α水平、IL-8水平顯著高于哮喘組和COPD組患者,提示ACOS、哮喘、COPD患者均存在一定程度氣道炎癥反應(yīng),且ACOS患者炎癥狀態(tài)較哮喘、COPD患者嚴(yán)重。IL-10是其他炎癥因子IL-8、IL-10的抑制因子,IL-10高表達(dá)可能有助于減弱機(jī)體炎癥反應(yīng),緩解患者病情。本研究中,ACOS組EBC中IL-10水平顯著低于哮喘組和COPD組患者,提示ACOS組患者可能存在較嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。

表5 ACOS患者危險(xiǎn)因素分析

本研究對(duì)4組研究對(duì)象的肺功能進(jìn)行檢測結(jié)果顯示,ACOS組、哮喘組、COPD組FEV1%pred、FEV1/FVC值顯著低于健康對(duì)照組,表明ACOS組、哮喘組、COPD組患者肺功能均顯著下降。Pearson檢 驗(yàn) 結(jié) 果 顯 示,ACOS患 者EBC中TNF-α、IL-8水平與FEV1%pred、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān),IL-10水平與FEV1%pred、FEV1/FVC呈正相關(guān),提示EBC中高水平的TNF-α、IL-8、低水平IL-10可能與ACOS患者肺功能變差有關(guān)。Logistic回歸分析結(jié)果顯示,血清Ig E水平升高、EBC中TNF-α、IL-8水平升高是ACOS的危險(xiǎn)因素,EBC中IL-10水平升高是ACOS的保護(hù)因素,提示TNF-α、IL-8水平升高、IL-10水平降低患者可能發(fā)展為ACOS,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測、提出針對(duì)性治療方案。

綜上所述,ACOS患者EBC中TNF-α、IL-8水平顯著升高,與FEV1%pred、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān),IL-10水平顯著降低,與FEV1%pred、FEV1/FVC呈正相關(guān)。TNF-α、IL-8水平升高是ACOS發(fā)生的危險(xiǎn)因素,IL-10水平升高是ACOS發(fā)生的保護(hù)因素,表明,EBC中TNF-α、IL-8、IL-10水平可能具有潛在的鑒別ACOS的生物標(biāo)志價(jià)值,由于本研究樣本量較小,需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究證實(shí)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突