支气管哮喘患者血清TSLP、C3a和MMP-9水平测定及临床价值探讨

2020-09-14 12:01:57 中国现代医生 2020年19期

张筱骞

[摘要] 目的 探讨血清胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)、补体3a (C3a)及基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在支气管哮喘患者临床诊治中的价值。 方法 选择2017年2~12月在我院就诊的支气管哮喘患者81例作为研究对象,另选取我院健康体检者50例作为对照组。采用ELISA法检测支气管哮喘组与健康对照组的血清TSLP、C3a和MMP-9的浓度水平,并采用德国PowerCube肺功能仪测定两组的PEF、FEVl及FEV1/FVC水平。比較支气管哮喘组与健康对照组TSLP、C3a和MMP-9的水平差异,并对支气管哮喘组TSLP、C3a和MMP-9水平与其肺功能的相关性进行分析。 结果 支气管哮喘组血清TSLP、C3a和MMP-9水平均高于健康对照组(P<0.001);支气管哮喘组PEF、FEV1及FEV1/FVC水平均低于健康对照组(P<0.001);SPSS Pearson相关性分析表明,支气管哮喘患者血清TSLP、C3a和MMP-9水平与其PEF、FEVl及FEV1/FVC水平呈负相关性(P<0.01)。 结论 支气管哮喘患者血清TSLP、C3a和MMP-9的水平升高,且与患者肺功能具有一定的负相关性。该三项指标共同参与支气管哮喘的气道炎症与重塑的过程,联合检测该三项指标对判断支气管哮喘患者的病情严重程度和预后、辅助诊断和治疗具有重要临床价值。

[关键词] 支气管哮喘;胸腺基质淋巴细胞生成素;补体3a;基质金属蛋白酶-9

[中图分类号] R562.2          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701(2020)19-0043-04

The detection and clinical siginificance of the serum TSLP, C3a and MMP-9 levels in patients with bronchial asthma

ZHANG Xiaoqian

Department of Respiratory Medicine, Zibo Mining Group Co., LTD. Central Hospital, Zibo   255120, China

[Abstract] Objective To explore and analyze the value of serum thymic stromal lymphopoietin(TSLP), complement 3a(C3a) and matrix metalloproteinase-9(MMP-9) in the diagnosis and treatment of the patients with bronchial asthma. Methods 81 patients with bronchial asthma treated in our hospital from February 2017 to December 2017 were selected as the subjects of research, and another 50 healthy people who had checkup in our hospital were selected as the control group. The concentration levels of serum TSLP, C3a and MMP-9 in the bronchial asthma group and the healthy control group were detected through the ELISA method, and the levels of PEF, FEVl and FEV1/FVC in the two groups were measured through German PowerCube pulmonary function instrument. The levels of TSLP, C3a and MMP-9 in the bronchial asthma group and the healthy control group were compared, and the correlation between the levels of TSLP, C3a and MMP-9 and the lung function in the bronchial asthma group was analyzed. Results Serum TSLP, C3a and MMP-9 levels in the bronchial asthma group were all higher than those in the healthy control group(P<0.001). The levels of PEF, FEVl and FEV1/FVC in the bronchial asthma group were all lower than those in the healthy control group(P<0.001). SPSS Pearson correlation analysis showed that the serum TSLP, C3a and MMP-9 levels in the patients with bronchial asthma were negatively correlated with the PEF, FEVl and FEV1/FVC levels(P<0.01). Conclusion The levels of serum TSLP, C3a and MMP-9 in the patients with bronchial asthma increase and have a negative correlation with the lung function of the patients. The three indexes jointly participate in the process of airway inflammation and remodeling of bronchial asthma, and joint detection of the three indexes has important clinical value for judging the severity and prognosis of bronchial asthma, assisting diagnosis and treatment for the patients.

[Key words] Bronchial asthma; Thymic stromal lymphopoietin; Complement 3a; Matrix metalloproteinase-9

支气管哮喘是一种由多种因素诱发的变态反应性疾病,以气道高反应性和慢性气道炎症为特征。本质上是由多种炎症细胞、炎性介质和细胞因子共同参与的气道慢性变应性炎症,以嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞以及其他多种炎症细胞浸润为表现。胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)与哮喘气道炎症及病情严重程度密切相关,并且TSLP的多个基因位点与哮喘的易感性相关[1]。补体3a(complement 3a,C3a)既参与了哮喘的全身炎症反应,也在气道局部炎症反应中发挥效应[2]。基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)在参与典型支气管气道炎症和气管重塑中发挥重要作用[3]。

本研究通过对支气管哮喘患者血清TSLP、C3a和MMP-9的检测及肺功能检查并进行分析,旨在探讨TSLP、C3a和MMP-9在哮喘发病中的作用及加重哮喘气道炎症的机制,为临床预防及诊治提供新的理论依据和实验室证据,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

支气管哮喘组:2017年2~12月淄矿集团中心医院就诊的患者中收集到符合入组标准的支气管哮喘患者81例,其中男37例,女44例,年龄23~69岁,平均(37.6±11.7)岁。健康对照组:选择年龄匹配、同期来院体检的无心脑血管疾病、无湿疹、过敏性鼻炎、肾脏、内分泌、肝脏疾病、其他自身免疫性疾病及感染等疾病的健康者50例,其中女28例,男22例,年龄26~71岁,平均(38.1±12.5)岁。所有研究对象4周内未发生过呼吸道感染,胸部透视未发现异常,近2个月内未服用过糖皮质激素、抗组胺等抗过敏药物。以上两组实验对象的性别和年龄比较无统计学差异(P>0.05)。

纳入标准:采用2013年由中华医学会呼吸病学分会修订的中国(基层版)支气管哮喘防治指南的诊断标准[4]。

排除标准:近6周内有呼吸道感染;近3个月内曾接受糖皮质激素、抗组胺等抗过敏药物治疗(包括吸入及全身使用);严重心脑血管疾病;恶性肿瘤;妊娠或哺乳期的患者;严重慢性疾病,如肺气肿、COPD等;其他自身免疫性疾病等[5]。

该研究经医院伦理委员会批准,所有受试者或家属對于参加本研究项目知情,且均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 标本采集  所有受试者均于入院次日早晨空腹抽取静脉血。用促凝剂真空采血管釆血2~4 mL,1 h内3500 r/min离心10 min,分离血清,并分装血清至EP管中,每管600 μL,-80℃冻存,用于TSLP、C3a和MMP-9的检测。

1.2.2 血清指标检测  TSLP、C3a、MMP-9的浓度采用ELISA法检测,实验步骤严格按照说明书执行,设置标准曲线孔、阴性对照孔和空白孔,根据标准曲线计算样本浓度。

1.2.3 肺功能检测  采用肺功能仪,由同一人员操作完成。每位患者均重复检测3次,计算机自动采集受检者数据,选用测试结果最好的1次记录下呼气峰值流速(peak expiratory flow,PEF)、一秒用力呼气量(forced expiratory volume in the 1st second,FEVl)及一秒用力呼气量/用力肺活量(forced expiratory volume in the 1st second/forced vital capacity,FEV1/FVC)等指标。

1.3 主要仪器和试剂

肺功能检测采用德国PowerCube肺功能仪。TSLP检测试剂盒购自美国abcam公司;C3a检测试剂盒购自美国BD公司;MMP-9检测试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司;酶标仪为美国Thermo Fisher Scientific公司生产。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析。计数资料用相对数表示,组间比较采用χ2检验;计量资料用(x±s)表示,两组间比较采用两独立样本t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血清TSLP、C3a和MMP-9比较

支气管哮喘组和健康对照组的血清TSLP、C3a和MMP-9水平分别比较,支气管哮喘组高于健康对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 两组肺功能相关指标PEF、FEV1和FEV1/FVC比较

支气管哮喘组和健康对照组的肺功能相关指标PEF、FEV1和FEV1/FVC分别比较,支气管哮喘组低于健康对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3 支气管哮喘组血清TSLP、C3a和MMP-9水平与其肺功能指标PEF、FEV1和FEV1/FVC的Pearson相关性分析

TSLP、C3a和MMP-9分别与其相应的肺功能指标具有相关关系(P<0.01),且均为负相关(r值为负)。见表3。

3 讨论

支气管哮喘是日益常见的呼吸道疾病,由于对哮喘的诊断不及时、激素吸入治疗推广率低及管理教育不到位,导致支气管哮喘的发病率呈逐年上升的趋势。支气管哮喘是世界范围内严重的公共健康问题,其可发生在各个年龄段。我国哮喘发病率在1.5%,哮喘患者达到2000万[6]。由于对哮喘症状的判断以及肺功能检测的应用受到主观方面、年龄及病情的限制,实验室检查对支气管哮喘的判断占有一定作用。因此,建立有效的血清学检测指标,早期预防、早期诊断、早期治疗,对支气管哮喘患者意义尤为重要。

TSLP作为一种细胞因子,主要由上皮细胞分泌,特别是经过抗原激活的支气管上皮细胞和活化的肥大细胞。多种细胞因子参与调解TSLP的表达,如IL-25、IL-33两种上皮细胞起源的细胞因子,能够诱导气道上皮细胞产生TSLP。TSLP通常在细胞受到促炎性的刺激时分泌,而它的分泌反过来又会促进炎症性应答(主要是促进Th2型炎症反应)[7]。研究显示,TSLP主要是结合树突状细胞表面的特异性TSLP受体,从而促使树突状细胞的活化,使CD40、CD80、CD86等共同刺激因子的表达水平升高,诱导T细胞活化、增殖、分化,并直接促进幼稚CD4+T细胞向2型辅助T细胞(Th2细胞)分化,进一步导致Th2型细胞产生IL-5、IL-18、IL-33等炎性因子,使以嗜酸性粒细胞为主的超敏性炎症细胞聚集,加重哮喘气道炎症的发生[8]。

Liu S等[9]研究发现,支气管哮喘患者外周血及支气管肺泡灌洗液中的TSLP水平会升高,且其支气管肺泡灌洗液中的TSLP水平与类固醇激素对分泌IL-5等炎性细胞因子的抑制能力呈负相关。也就是说,TSLP的水平越高,类固醇激素对肺部炎症的抑制作用越弱,气道的炎症反应越严重,肺功能越差,患者的临床症状越严重。TSLP对类固醇激素抵抗的作用是通过丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(Mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase,MEK)和信号传导及转录激活因子(Signal transducers and activators of transcription,STAT)信号转导通路实现的。曲美替尼可抑制MEK通路[10],而托法替尼可抑制STAT通路[11],使用这两个通路的抑制剂,可以抑制甚至一定程度地逆转机体产生类固醇激素抵抗,从而使支气管哮喘的治疗更加有效。因此,TSLP的相关研究对于更好地理解支气管哮喘的发病机制,恰当用药抑制类固醇激素抵抗,更好地改善患者的肺功能,提高患者的生活质量有十分重要的意义。

在过敏性哮喘患者的支气管肺泡灌洗液和小鼠的实验性支气管哮喘模型中,科研工作者都检测到了C3a的存在[12]。已有研究发现,阻断C3a受体,可以下调气道的高反应性,虽然这种下调作用又因种属和过敏原的不同而有所差异[13],但已足够提示C3a可以通过结合C3a受体而提高气道的反应性。此外,C3a还可以通过调节内皮细胞的反应性和免疫细胞上粘附分子的表达水平,参与到免疫细胞,尤其是单核细胞源性的免疫细胞,如树突狀细胞等,募集至肺组织的过程中。而这也可能是与过敏原暴露之后,肺组织内树突状细胞数目显著升高的可能机制之一[14]。

2015年国内有研究报道,支气管哮喘患者的诱导痰C3a水平与患者的诱导痰细胞总数、嗜酸性粒细胞计数和巨噬细胞计数均呈正相关,以及诱导痰C3a水平与哮喘的疾病严重程度具有相关性[15]。虽然我们目前并不清楚C3a在支气管哮喘中的具体作用及其信号通路,但针对性的阻断补体片段C3a和C3a受体,将会给支气管哮喘的治疗带来新的思路和研究靶点。

MMP-9是基质金属蛋白酶家族中的一员,主要是由巨噬细胞和中性粒细胞产生的,其次也可由上皮细胞、肥大细胞、成纤维细胞和平滑肌细胞分泌产生。

在对支气管哮喘恶化的患者研究中,发现患者的血清、痰液和支气管肺泡灌洗液中的MMP-9的水平都是升高的[16]。而在仅仅表现为过敏,未表现为哮喘的患者中,并未检测到类似的MMP-9升高现象说明MMP-9极有可能参与了哮喘的发生发展过程[17]。MMP-9很有可能在支气管哮喘的发病过程中起到了促炎性的调节作用,在局部高浓度的MMP-9的作用下,气道呈高反应性,患者肺功能变差。在许多急性细菌性和病毒性肺炎中,也能检测到MMP-9的表达升高[18],因此,MMP-9水平的升高并不能作为哮喘诊断的特异性指标。

综上所述,TSLP、C3a和MMP-9参与支气管哮喘的发生发展过程,并且促进支气管哮喘的病情向恶化的方向发展。TSLP、C3a和MMP-9为支气管哮喘的检测治疗提供新方向;针对它们的特异性阻断抗体或其受体拮抗剂的研究,也为支气管哮喘的治疗提供新的辅助思路。本研究的不足之处是未对支气管哮喘患者进行临床分期,且仅从临床层面对支气管哮喘患者血清TSLP、C3a和MMP-9水平及肺功能的关系进行了分析,其具体机制尚需进一步深入研究。

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(收稿日期:2020-03-26)