聶曉紅 杜月君 李雪梅 張劍 周玲 熊沿

1成都醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院·核工業(yè)四一六醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科610051;2成都市第二人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科610017

COPD 是一種異質性疾病[1],除咳嗽、咳痰、呼吸困難等臨床癥狀有所差別外,患者體型或體質量指數(shù)(body mass index,BMI)的差異也非常普遍。近年來對COPD 的表型研究成為熱點[2],集中在肺氣腫表型及慢性支氣管炎表型研究更多：肺氣腫表型多為低BMI,對吸入性糖皮質激素/長效β2受體激動劑的治療反應相對較差[3]。慢性阻塞性肺疾病急性加重期 (acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)患者在應用支氣管舒張劑的基礎上,可短期全身使用糖皮質激素 (glucocorticoids,GC),而口服是優(yōu)先的途徑[4],可縮短患者病程及康復時間,改善肺功能和氧合,減少早期病情反復和治療失敗的風險[5],故全身使用GC尤其是口服潑尼松在臨床中得到廣泛應用。GC 主要的抗炎機制之一是GC 和細胞漿內的糖皮質激素受體 (glucocorticoid receptor,GR)結合并使其活化,活化的GR 從細胞漿轉運至細胞核,與GC識別元件結合,導致核小體組蛋白賴氨酸殘基乙?；?使一些抗炎基因表達增加[6]。目前基于BMI差異的COPD 的相關臨床研究不多,且多集中在炎性因子上[7],對口服激素治療反應的差異性以及氣道黏液高分泌狀態(tài)本課題組前期已經進行了研究和報道。為進一步探討B(tài)MI與AECOPD 患者GR 的相關性,本研究把AECOPD 患者分成低BMI組、正常BMI組及高BMI組,經潑尼松治療7 d,探討3種不同BMI的AECOPD 患者血氣分析、炎性指標之間有無差異以及與GR 的相關性,為解釋部分臨床現(xiàn)象提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2017年1月至2018年6月在成都醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科住院的有完整資料的AECOPD 患者131例,其中男100例,女31例,年齡 (70.34±9.88)歲,年齡范圍為46～91歲。其診斷符合 《慢性阻塞性肺疾病急性加重 (AECOPD)診治中國專家共識(2017年更新版)》[4]。根據BMI把患者分為3組：BMI＜18.5 kg/m2為低BMI組 (A 組)29例,BMI 18.5～23.9 kg/m2為正常BMI組 (B組)61 例,BMI≥24.0 kg/m2為高BMI組 (C組)41例。納入標準： (1)入院前6個月內肺功能按GOLD 分級為Ⅲ～Ⅳ級； (2)患者入院前1周內因咳、痰和/或氣喘加重入院；(3)住普通病房的AECOPD 患者；(4)住院期間能配合行肺功能檢查及霧化等治療。排除標準：(1)需要有創(chuàng)機械通氣或需要住ICU； (2)合并明顯肺炎、支氣管哮喘、腫瘤未控制的糖尿病、充血性心力衰竭、心肌梗死； (3)入院前1 個月內使用全身GC；(4)不能站立測體質量、身高者；(5)有使用GC的明顯禁忌證；(6)有認知障礙。退出標準：(1)住院期間因病情加重轉入ICU 或因其他嚴重疾病轉科治療；(2)住院未滿7 d而出院者；(3)患者因口服潑尼松出現(xiàn)明顯不適,或出現(xiàn)藥物相關性不良反應必須停藥者。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)檢查及治療方法 所有患者入院時均測量身高與體質量,計算BMI。入院后均常規(guī)行血常規(guī)、生化全套、痰培養(yǎng)、胸部CT 等檢查；并常規(guī)給予氧療(或加用無創(chuàng)呼吸機)、抗感染、解痙平喘及對癥治療；并于第2天清晨飯后口服強的松30 mg,連續(xù)服用7 d,7 d后常規(guī)測定肺功能。

1.2.2 血氣分析 采用美國雅培i-STAT 300型血氣分析儀(以在激素治療前及治療7 d后兩個時間點測定的數(shù)值作為統(tǒng)計依據),觀察PaO2及PaCO2。

1.2.3 超敏C 反應蛋白 (hypersensitive C-reactive protein, hs-CRP )、 降 鈣 素 原(procalcitonin,PCT)測定 入院時及治療7 d后清晨抽取靜脈血4 ml,肝素抗凝,1 h 內分離血漿。hs-CRP 由BECKMAN COULTER AU2700全自動生化分析儀測定,試劑盒為中國北京九強生物技術有限公司的“金斯爾”品牌試劑系列,其參考值為0～10 mg/L；PCT 由瑞士羅氏cobas e601全自動免疫分析儀經電化學發(fā)光法測定,試劑盒為羅氏診斷產品(上海)有限公司生產,參考值為0～0.046μg/L。

1.2.4 人GR 測定 (1)首先行外周血單個核細胞 (peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)的分離：在入院時及激素治療7 d后的第2天清晨抽取患者外周靜脈血10 ml(10% EDTA 抗凝),用PBS緩沖液按1∶1稀釋并在50 ml無菌離心管中充分混勻。另一50 ml離心管加入淋巴細胞分離液12 ml,然后加入上述稀釋血,20℃恒溫水平以2 000 r/min (離心半徑14 cm)離心20 min,吸取白色云霧層,置入另一無菌離心管中。向收集的細胞中加入10 ml的PBS 緩沖液吹打混勻后,以1 800 r/min (離心半徑10 cm,離心10 min),20 ℃恒溫水平離心10 min。棄上清后,再用PBS緩沖液洗滌細胞2 次,20 ℃恒溫水平以1 500 r/min (離心半徑14 cm)離心10 min。棄上清,用PBS緩沖液重懸細胞。計算細胞活力及細胞計數(shù)。(2)通過酶聯(lián)免疫吸附測定 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)分別測定PBMCs中GRα 和GRβ 的蛋白表達含量及細胞核GRβ/GRα比值。GRα及GRβ的ELISA 試劑盒由中國上海博耀生物科技有限公司提供。B 組61例患者中,采用數(shù)字隨機法分為2 組,一組30 例測定GR,另一組31例不測定GR。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用統(tǒng)計軟件SPSS 20.0處理數(shù)據,計量資料以±s表示,2組間均數(shù)比較采用兩獨立樣本t檢驗,多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析(ANOVA)；計數(shù)資料采用χ2檢驗；相關性用Pearson相關分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 3 組患者一般資料比較 3組患者在年齡及性別構成方面差異無統(tǒng)計學意義 (F=3.075,χ2=3.692,P值均＞0.05)；在住院天數(shù)方面,B 組低于A 組和C 組 (t=3.873、3.147,P值 均＜0.05),但A組與C組之間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。見表1。

2.2 3 組治療前后血氣分析及炎性指標比較 治療后各組的PaCO2、PaO2、PCT 和hs-CRP 均較入院時有明顯下降或升高；入院時及治療后A組的PaCO2均較B組要低(t=3.027、3.735,P值均＜0.05)；3組的PaO2在入院時B組最高,C組最低,3組之間差異有統(tǒng)計學意義(F=3.415,P＜0.05)；治療后B組的PaO2高于A組及C組(t=2.693、3.107,P值均＜0.05)；治療前C 組的PCT 和hs-CRP 均明顯高于A 組及B 組,組間比較差異有統(tǒng)計學意義 (F=5.362、6.263,P值均＜0.01)；治療后PCT 和hs-CRP在C組仍高于A 組和B組(F=3.728、4.141,P值均＜0.01)。見表2。

表1 3組慢性阻塞性肺疾病患者一般資料比較

2.3 3 組治療前后GR 比較 在B 組61 例患者中,采用數(shù)字隨機法分為2組,其中B1組30例測定GR,B2 組31 例不測定GR。治療后各組的GRα均較入院時有明顯增加而GRβ有所下降,但GRβ/GRα在治療前后差異無統(tǒng)計學意義。入院時各組的GRα 總體之間差異有統(tǒng)計學意義 (F=3.472,P＜0.05),且B組及C組均高于A組(t=3.115、2.741,P值均＜0.05)；治療后3 組的GRα差異有統(tǒng)計學意義,C 組最高,A 組最低(F=5.020,P＜0.05)。入院時C組的GRβ低于A 組(t=3.027,P＜0.05),治療后3組的GRβ之間差異有統(tǒng)計學意義 (F=2.642,P＜0.05),且B組及C組均低于A 組(t=2.856、2.948,P值均＜0.05)。入院時及治療后3 組GRβ/GRα差異有統(tǒng)計學意義 (F=4.248、2.951,P值均＜0.05),且B 組及C 組均低于A 組 (t=2.822、3.135,P值均＜0.05)。見表3。

2.4 BMI與GRα、GRβ及GRβ/GRα相關性分析分析COPD 患者BMI與GRα、GRβ 及GRβ/GRα的相關性,發(fā)現(xiàn)BMI與入院時的GRα呈正相關、入院時及治療后的GRβ/GRα呈負相關 (r=0.274、-0.341、-0.236,P值均＜0.05)。BMI與治療后GRα、入院時及治療后GRβ無顯著相關性。見表4。

表2 3組間血氣分析及炎性指標比較 (±s)

表2 3組間血氣分析及炎性指標比較 (±s)

注：1 mmHg=0.133 kPa；A、B、C組分別為低BMI組、正常BMI組和高BMI組；PCT 為降鈣素原；hs-CRP為超敏C 反應蛋白；與同組入院時比較,a P ＜0.01；與A 組入院時比較,b P ＜0.05；與A 組治療后比較,c P ＜0.05；與B組入院時比較,d P ＜0.01；與B組治療后比較,e P ＜0.01

組別 例數(shù) PaCO2 (mmHg)PaO2 (mmHg)hs-CRP (mg/L)入院時 治療后PCT (μg/L)入院時 治療后入院時 治療后入院時 治療后A 組 29 64.63±10.16 49.59±8.53a 64.73±8.27 73.56±9.58a 0.43±0.06 0.04±0.01a 50.21±10.26a 4.16±0.89a B組 61 61.57±9.65b 44.18±9.02ac 68.11±10.16b 76.69±9.42ac 0.54±0.06b 0.03±0.01a 56.93±9.85b 4.47±0.96a C組 41 62.32±11.26 46.06±9.31a 56.13±7.93bd 71.47±9.80ae 0.97±0.10bd 0.05±0.01ae 74.15±13.21bd 6.89±1.22ae F 值 1.831 3.415 7.825 3.126 5.362 3.728 6.263 4.141 P 值 0.083 0.037 0.002 0.043 0.015 0.029 0.009 0.031

表3 3組GR 及比值比較 (±s)

表3 3組GR 及比值比較 (±s)

注：A、B1、C組分別為低BMI組、正常BMI組和高BMI組；GRα為糖皮質激素受體α；GRβ為糖皮質激素受體β；與同組入院時比較,a P ＜0.05；與A 組入院時比較,b P ＜0.05；與A 組治療后比較,c P ＜0.05；與B組入院時比較,d P ＜0.05；與B組治療后比較,e P ＜0.05

組別 例數(shù) GRα(nmol/L)GRβ(nmol/L)入院時 治療后GRβ/GRα入院時 治療后入院時 治療后A 組 29 126.27±11.09 147.84±12.45a 24.64±4.08 19.35±3.07a 2.05±0.14 2.03±0.09 B1組 30 132.51±9.92b 159.63±12.80ac 23.38±3.53 15.12±2.19ac 1.95±0.11b 1.96±0.12c C組 41 136.36±10.18b 167.58±11.94ace 21.47±3.61bd 13.60±2.66ace 1.89±0.13b 1.93±0.10c F 值 3.472 5.020 2.016 2.642 4.248 2.951 P 值 0.027 0.002 0.063 0.048 0.007 0.039

表4 BMI與GRα、GRβ及GRβ/GRα相關性分析

3 討論

COPD 是全球常見病和多發(fā)病,其特征是持續(xù)存在的呼吸系統(tǒng)癥狀和氣流受限,具有較高的致殘率和致死率,嚴重威脅患者的生命健康。COPD 為全身系統(tǒng)性炎性疾病,它最主要的靶器官是肺,同時也可以出現(xiàn)許多肺外疾病,主要合并癥為高血壓、代謝綜合征及糖尿病、骨質疏松、支氣管擴張、外周血管疾病等[8]。其中低體質量及骨骼肌功能不良在COPD 患者中尤為多見[7]。研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定期COPD 患者中低體質量尤為常見,而急性加重期患者的體質量及BMI下降更明顯[9-10]。這與COPD 患者在急性期食欲下降,能量攝取減少,呼吸道阻力、呼吸肌負荷、基礎代謝率及耗氧率均增加,出現(xiàn)營養(yǎng)能量負平衡等有關。BMI是目前國際上常用的衡量人體體型胖瘦以及是否健康的一個指標,COPD 患者BMI降低是導致其療效低差、病死率增高和病情加重的獨立危險因素[11]。

COPD 急性發(fā)作期,機體會釋放多種炎性介質,導致氣道腺體分泌增加,血管通透性增加,黏膜充血水腫,使氣道的反應性增高,氣管收縮,肺功能急劇下降及臨床癥狀加重。研究發(fā)現(xiàn),不同BMI的患者的炎性指標有差異,高BMI患者的hs-CRP水平與低BMI和正常BMI患者相比有明顯增加[12],與我們本次的研究結果一致：肥胖的患者無論是治療前還是治療后,其hs-CRP 和PCT均高于其他2組,可能與高BMI患者更多屬于支氣管炎型,易發(fā)生呼吸道感染；且高BMI患者的細胞免疫功能下降更顯著或失常,使其感染相對難控制有關[12]。本研究發(fā)現(xiàn),無論是入院時還是治療后,高BMI組的PaO2最低,證實了肥胖COPD患者更易發(fā)生低氧血癥,同時低BMI組PaCO2最高,與文獻[13]報道一致；而BMI正常的COPD 人群,其血氣指標PaCO2、PaO2均處于最好的狀態(tài),推測其發(fā)生呼吸衰竭的比例更小,病情相對更輕。

GC具有很強的抗炎作用,可抑制炎癥介質的釋放、干擾各種細胞因子的產生,起到舒張氣道的作用；同時還能抑制炎癥細胞的活化,阻止炎癥細胞對氣管的浸潤,減少微血管的滲出,抑制黏液分泌；并通過腺苷環(huán)化酶增強β2 受體激動劑的臨床效應,進而降低氣道高反應性[14]。GR 基因可生成GRα和GRβ2種不同GR 蛋白質形式。GRα在機體有核細胞均有一定數(shù)量的表達,位于細胞漿中,其數(shù)量占總GR 表達的絕大多數(shù),是GC的主要功能性受體,與GC結合后轉位進入細胞核發(fā)揮其生物學效應。GRβ主要分布于T 淋巴細胞、巨噬細胞和嗜堿粒細胞,位于細胞核,其數(shù)量明顯低于GRα,且不具有與GC 結合的能力[15]。但GRβ是GRα的內源性抑制因子,并呈濃度依賴性地抑制GRα對靶基因轉錄激活功能[16]。近年來多數(shù)研究表明,GC抵抗與GRα的低表達、GRβ的高表達或GRβ/GRα比值的升高有關[17-18],GRα核內轉移受抑制可能是造成GC在COPD 患者中發(fā)揮抑制炎性作用欠佳的原因之一[19]。本研究發(fā)現(xiàn)治療后COPD 的GRα均較入院時有明顯增加而GRβ有所下降,說明患者對潑尼松均有一定的敏感性和治療效果。低BMI組GRα 低于其他2 組,治療后高BMI 組最高,低BMI 組最低,提示體瘦的AECOPD 患者GRα蛋白表達更少。入院時低BMI組的GRβ高于高BMI組；治療后A 組仍高于B組及C 組,表明不同BMI 的AECOPD 患者體內GRβ表達有差異,體瘦者GRβ表達更多；入院時及治療后低BMI組的GRβ/GRα均高于其他2組,說明低BMI組GRβ對GRα 的抑制程度更顯著。無論是GRα的低表達、GRβ的高表達以及GRβ/GRα比值的升高,均表明低體質量患者對激素治療的敏感性相對較差,這可能與細胞因子如血清瘦素、TNF-α、IL-6、IL-8等有一定的關系[4,10]。研究還發(fā)現(xiàn),BMI與入院時的GRα呈正相關、與入院時及治療后的GRβ/GRα呈負相關。

本研究發(fā)現(xiàn),正常BMI組患者的住院時間明顯短于其他2組,表明合適范圍的BMI對疾病控制最有利。高BMI組住院時間略長于低BMI組,與黃蕾等[20]的研究提示低BMI可能導致AECOPD患者住院時間延長不完全一致,分析原因可能與發(fā)生低氧血癥更重、感染指標更高,需要使用無創(chuàng)呼吸機或抗生素的時間更長有一定關系。

綜上所述,BMI的差異影響著AECOPD 患者感染指標、血氣分析、GR 及住院時間：高BMI患者感染指標更高且缺氧更顯著,低BMI組患者二氧化碳潴留更明顯、GRα蛋白表達更低、細胞核內GRβ/GRα更高且治療后GRβ最高,正常體質量組患者的住院時間最短。BMI與入院時的GRα呈正相關,與GRβ/GRα呈負相關。過低或過高的BMI均不利于病情,保持在合適的BMI范圍對COPD 患者的病情的預后及治療效果有重要的意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突