王坤，李雅薇，王玉龍

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種好發(fā)于老年人的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，以持續(xù)性呼吸系統(tǒng)癥狀和漸進(jìn)性氣流受限為主要特點(diǎn)，病程漫長，遷延難愈，長期氣道阻塞導(dǎo)致肺泡缺氧，CO2潴留，患者活動(dòng)能力受限，生存質(zhì)量受到嚴(yán)重影響[1]。穩(wěn)定期的治療主要在于緩解癥狀、改善心肺運(yùn)動(dòng)功能，減緩疾病進(jìn)展[2]。COPD是多種因素長期互相作用的結(jié)果，輔助性T細(xì)胞17(T helper cell，Th17)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory cell，Treg)失衡及其相關(guān)因子的異常分泌在COPD的發(fā)生中發(fā)揮了重要作用[3]，同時(shí)，機(jī)體持續(xù)存在的炎癥反應(yīng)和缺氧刺激也促進(jìn)肺血管重塑，導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓形成[4]。本研究觀察有氧訓(xùn)練對(duì)穩(wěn)定期COPD患者Th17/Treg平衡、血管重塑和心肺運(yùn)動(dòng)功能的影響，以探討有氧運(yùn)動(dòng)改善穩(wěn)定期COPD的效果及治療機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇本院2018年1月～2020年1月收治的COPD患者86例，納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》中COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]；病情處于穩(wěn)定期，肺功能分級(jí)Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)；年齡45～70歲；入組前12周內(nèi)未發(fā)生急性加重；自愿參加本次臨床試驗(yàn)，并簽署協(xié)議書。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并肺炎、肺結(jié)核、支氣管擴(kuò)張等其它肺部嚴(yán)重疾??；合并嚴(yán)重創(chuàng)傷、全身嚴(yán)重感染、自身免疫性疾病等；需接受有創(chuàng)或無創(chuàng)機(jī)械通氣治療；心肝腎等臟器嚴(yán)重疾病或惡性腫瘤、精神系統(tǒng)疾??；肢體功能障礙無法接受有氧訓(xùn)練；同時(shí)參加其它臨床試驗(yàn)。本研究通過醫(yī)院倫理批準(zhǔn)，所有患者均知情同意，并簽署協(xié)議書。按照隨機(jī)數(shù)字表法將86例COPD患者分為觀察組和對(duì)照組各43例，2組一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 對(duì)照組接受COPD穩(wěn)定期常規(guī)治療[6]，包括氧氣吸入、支氣管擴(kuò)張劑等。沙美特羅替卡松粉吸入劑，每次1吸(含丙酸氟替卡松500μg和沙美特羅50μg)，每日2次；口服氨茶堿緩釋片每次0.1g，每日2次，共治療12周。觀察組在對(duì)照組治療基礎(chǔ)上予以有氧訓(xùn)練。采取踩踏功率自行車方式，每日1次，每次訓(xùn)練40min，每周5次，共12周。訓(xùn)練時(shí)，先以10W的功率熱身10min，以心率增加約20次/min為宜，隨增加運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，達(dá)到15W，運(yùn)動(dòng)靶心率達(dá)到50%～70%的人體適宜最大心率，達(dá)到靶心率的時(shí)間保持20min，最后5～10min是將運(yùn)動(dòng)負(fù)荷減至10W，進(jìn)行恢復(fù)休息訓(xùn)練，每次訓(xùn)練為40min左右。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) ①心肺運(yùn)動(dòng)功能指標(biāo)：干預(yù)前后應(yīng)用意大利COSMED 2900型心肺功能測(cè)定儀測(cè)定心肺功能指標(biāo)，患者佩戴血壓、心電監(jiān)護(hù)設(shè)備和信息采集裝置，空載熱身2min，之后從5w開始以20w/min的速度逐漸增加，同時(shí)轉(zhuǎn)速保持在50～55r/min，患者出現(xiàn)如下情況之一時(shí)停止運(yùn)動(dòng)：出現(xiàn)心悸、胸痛、面色蒼白、出汗、呼吸困難等明顯不適癥狀；心電圖出現(xiàn)ST段壓低>2mm或抬高>1mm；出現(xiàn)室性早搏、房顫、頻發(fā)室速等惡性心律失常；收縮壓>220mmHg或降低>10mmHg；患者要求停止。記錄峰值攝氧量(Peak oxygen uptake，PeakVO2)、最大每分鐘通氣量(maximal ventilation，VEmax)、無氧閾時(shí)CO2通氣當(dāng)量(ventilation equivalent，VE/CO2AT)。②實(shí)驗(yàn)室檢查：干預(yù)前后抽取2組清晨靜脈血6ml置于EDTA抗凝試管中，以3000r/min轉(zhuǎn)速離心10min(離心半徑r=10cm)，收集上清液置于-80℃冰箱內(nèi)待測(cè)，應(yīng)用酶聯(lián)免疫法測(cè)定血清細(xì)胞因子水平，包括白細(xì)胞介素-17(Interleukin，IL-17)、轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)、IL-10，試劑盒購自上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司，并應(yīng)用酶聯(lián)免疫法測(cè)定2組血管重塑相關(guān)指標(biāo)，包括血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、高遷移率族蛋白 1(High mobility group proteins 1，HMGB1) 、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(Basic fibroblast growth factor，bFGF) 和缺氧誘導(dǎo)因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α) ，試劑盒購自深圳晶美生物制品公司，以上操作均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。酶聯(lián)免疫法具體測(cè)定方法：將血清內(nèi)填入洗液靜置接觸30s，之后每孔加入50μL檢測(cè)緩沖液，加入2倍倍比稀釋標(biāo)準(zhǔn)品，空白孔復(fù)孔加入50μL檢測(cè)緩沖液，樣本孔加入50μL預(yù)稀釋樣本，之后每孔加入50μL稀釋的檢測(cè)抗體，室溫下孵育2h，反復(fù)洗板6次，各孔加入100 μL稀釋的鏈霉親和素，室溫下靜置45min，再次洗板6次，各孔加入顯色底物TMB，避光下孵育30min，最后各孔加入終止液，觀察顏色變化。將離心后全血應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行Th17、Treg檢測(cè)，計(jì)算Th17/Treg值，儀器應(yīng)用美國Beckm Epics型流式細(xì)胞儀。

2 結(jié)果

2.1 2組治療前后運(yùn)動(dòng)功能指標(biāo)比較 治療12周后，2組PeakVO2、VEmax較治療前均明顯升高(均P<0.01)，且觀察組更高于對(duì)照組(均P<0.01)，但2組VE/CO2AT較治療前均明顯降低(均P<0.01)，且觀察組更低于對(duì)照組(P<0.01)。見表2。

表2 2組治療前后運(yùn)動(dòng)功能指標(biāo)比較

2.2 2組細(xì)胞因子比較 治療12周后，2組IL-17水平較治療前均明顯降低(均P<0.01)，且觀察組更低于對(duì)照組(P<0.01)，但2組TGF-β1、IL-10水平較治療前均明顯升高(均P<0.01)，且觀察組更高于對(duì)照組(均P<0.01)。見表3。

表3 2組治療前后細(xì)胞因子比較

2.3 2組血管重塑指標(biāo)比較 治療12周后，2組血清VEGF、HMGB1、bFGF、HIF-1α水平較治療前均明顯降低(均P<0.01)，且觀察組以上指標(biāo)均更低于對(duì)照組(均P<0.01)。見表4。

表4 2組治療前后血管重塑指標(biāo)比較

2.4 2組外周血Th17、Treg含量、Th17/Treg值比較 治療12周后，2組外周血Th17、Th17/Treg值較治療前均明顯降低(均P<0.01)，且觀察組均更低于對(duì)照組(均P<0.01)，2組Treg較治療前均明顯升高(均P<0.01)，且觀察組更高于對(duì)照組(P<0.01)。見表5。

表5 2組治療前后外周血Th17、Treg含量、Th17/Treg值比較

3 討論

呼吸道和肺實(shí)質(zhì)慢性炎癥及結(jié)構(gòu)破壞是COPD的病理基礎(chǔ)，自身介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在COPD的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用[7]。自身免疫反應(yīng)可導(dǎo)致呼吸道發(fā)生炎癥損傷，多種淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞參與這一病理過程。Th17、Treg是近年來發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞亞群，分別是由CD4+T細(xì)胞在細(xì)胞因子的刺激下分化成的兩個(gè)輔助T淋巴細(xì)胞亞型[8]，其中Th17可分泌IL-17、IL-23等致炎因子，IL-17可誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞分泌炎癥因子和趨化因子，誘導(dǎo)并活化中性粒細(xì)胞，誘發(fā)并加重炎癥反應(yīng)的發(fā)生；Treg是具有免疫抑制作用的淋巴細(xì)胞亞群，主要通過分泌TGF-β1、IL-10等細(xì)胞因子抑制T細(xì)胞的過度增殖和激活，維持機(jī)體的，免疫平衡。文獻(xiàn)研究表明Th17/Treg失衡在肺部慢性炎癥性疾病的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用[9]。

金松等[3]的研究也發(fā)現(xiàn)Th17/Treg比值與第1秒呼氣容積/預(yù)計(jì)值、第1秒呼氣容積/用力肺活量均呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為COPD患者存在Th17/Treg細(xì)胞免疫失衡，而這種細(xì)胞免疫失衡情況與肺功能下降密切相關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)治療后有氧訓(xùn)練組Th17細(xì)胞、Th17/Treg低于對(duì)照組，Treg細(xì)胞高于對(duì)照組，血清IL-17含量低于對(duì)照組，TGF-β1、IL-10含量高于對(duì)照組，提示干預(yù)2組炎癥反應(yīng)趨于平衡，分析原因如下：有氧訓(xùn)練通過運(yùn)動(dòng)可改善全身關(guān)節(jié)和肌肉的廢用狀態(tài)，避免肢體功能障礙的過早出現(xiàn)，還有利于調(diào)節(jié)機(jī)體核糖體蛋白基因和肉毒素抑制蛋白基因的表達(dá)，抑制機(jī)體的炎癥反應(yīng)[10]。通過有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)，還可使COPD常規(guī)治療藥物的作用得到有效增強(qiáng)，從而進(jìn)一步緩解了機(jī)體的慢性炎癥反應(yīng)。研究表明有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高穩(wěn)定期COPD患者運(yùn)動(dòng)耐力，緩解慢性炎癥狀態(tài)，改善患者的呼吸道癥狀[11]。本研究發(fā)現(xiàn)干預(yù)后觀察組PeakVO2、VEmax、VE/CO2AT均優(yōu)于對(duì)照組。進(jìn)一步表明有氧訓(xùn)練有利于抑制穩(wěn)定期COPD患者Th17細(xì)胞和IL-17的功能，增加Treg、TGF-β1、IL-10功能，調(diào)節(jié)Th17/Treg細(xì)胞亞群失衡，抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)，從而改善心肺運(yùn)動(dòng)功能，提高運(yùn)動(dòng)耐量。

在COPD患者的慢性疾病進(jìn)程中，氣流受限所致的氧供應(yīng)不足和呼吸道持續(xù)存在的慢性炎癥均可導(dǎo)致肺內(nèi)血管收縮，促進(jìn)多種血管活性因子的高表達(dá)，加速肺血管重塑和肺動(dòng)脈高壓形成[12]。HIF-1α是機(jī)體調(diào)節(jié)氧穩(wěn)態(tài)的核心轉(zhuǎn)錄因子，缺氧狀態(tài)下HIF-1α?xí)置谠黾右源龠M(jìn)多種與血管新生相關(guān)細(xì)胞因子的分泌[13]；VEGF、bFGF是參與血管新生的細(xì)胞因子，可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖，進(jìn)而發(fā)生血管重塑，其分泌量受到HIF-1α的調(diào)控[14]。炎癥細(xì)胞因子在肺間質(zhì)浸潤也是促進(jìn)血管結(jié)構(gòu)異常，進(jìn)行發(fā)生重塑的重要機(jī)制，作為參與炎癥反應(yīng)的重要細(xì)胞因子，HMGB1直接參與了肺血管的重塑過程。李曉丹等[15]的研究發(fā)現(xiàn)COPD穩(wěn)定期患者血清VEGF、HMGB1、bFGF、HIF-1α水平與肺血管重塑密切相關(guān)，而應(yīng)用中醫(yī)補(bǔ)肺活血法有利于降低HIF-1α等血清指標(biāo)水平，糾正肺血管重塑，改善肺功能。本研究檢測(cè)到觀察組CODP患者接受有氧訓(xùn)練后，血清VEGF、HMGB1、bFGF、HIF-1α水平均顯著降低，推測(cè)可能與有氧訓(xùn)練可延緩COPD患者肺血管重塑有關(guān)，這也可能是其改善穩(wěn)定期COPD患者心肺運(yùn)動(dòng)功能的重要機(jī)制。

綜上所述，有氧訓(xùn)練有利于調(diào)節(jié)Th17/Treg細(xì)胞亞群失衡，抑制炎癥反應(yīng)，延緩肺血管重塑，提高COPD患者的心肺運(yùn)動(dòng)功能。本研究不足之處在于納入病例數(shù)較少，所得結(jié)論尚需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步驗(yàn)證。