瘦素在肥胖成人哮喘发病机制中的研究

李俊　翁育清　曾利恒

[摘要] 目的 研究瘦素与肥胖成人哮喘Thl/Th2细胞因子及症状严重程度的相关性，进一步探讨肥胖成人哮喘的发病机制。 方法 选取2016年7～12月珠海市人民医院（以下简称“我院”）哮喘患者100例为研究对象，按照体重指数（BMI）将其分为肥胖哮喘组、非肥胖哮喘组各50例，选取同期我院健康体检者50例为对照组，并根据BMI分为肥胖组、正常体重对照组各25例。用酶联免疫吸附法（ELISA）测定血清瘦素、γ-干扰素（INF-γ）、白细胞介素-4（IL-4）及肺功能、哮喘控制测试（ACT）评分。分析瘦素与INF-γ、IL-4及肺功能、ACT评分之间的相关性。 结果 肥胖哮喘组瘦素、IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平均高于其他组别（P < 0.05），血清瘦素水平与ACT评分、第一秒用力呼气容积%预计值（FEV1%Pred）呈负相关（r= -0.501、-0.384，均P < 0.05），与IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相关（r= 0.446、0.423，均P < 0.05），但与IL-4无明显相关性（r= -0.189，P > 0.05）。 结论 肥胖哮喘组患者较其他组血清瘦素水平更高，与哮喘临床症状严重程度呈正相关，且有可能通过参与Th1型细胞因子所介导的气道高反应性。

[关键词] 瘦素；肥胖；哮喘；细胞因子

[中图分类号] R562.25 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）05（a）-0055-04

[Abstract] Objective To observe the correlationship between serum leptin， Th1/Th2 cytokine and symptom severity in obese adult asthma patients， and investigate the pathogenesis of obese adult asthma. Methods From July to December 2016， 100 patients with asthma admitted to the Zhuhai People′s Hospital （“our hospital” for short） were selected as research objects， and they were divided into obese asthma group （50 cases） and non-obese asthma group （50 cases）by BMI. Fifty cases of healthy people at the same time in our hospital for physical examination were selected as control group， and were divided into obese group （25 cases） and non-obese control group （25 cases）. Serum leptin， INF-γ and IL-4 were detected using ELISA， as well as did the concurrent pulmonary function and asthma contml test （ACT）. The correlationship between serum leptin， INF-γ， IL-4， pulmonary function and ACT was analyzed. Results The serum leptin， IFN-γ and IFN-γ/IL-4 in obese asthma groud were significantly higher than those in other groups （P < 0.05）. The leptin levels in obese asthma groud showed a negative correlation with ACT and FEV1%Pred （r= -0.501， -0.384， all P < 0.05）， but a positive correlation with IFN-γ and IFN-γ/IL-4 （r= 0.446， 0.423， all P < 0.05）， and no correlation with IL-4 （r= -0.189， P > 0.05）. Conclusion The serum leptin in obese asthma patients has a higher level and a positive correlation with clinical severity， and probably plays a role in airway hyperresponsiveness by Th1 cytokine mediating.

[Key words] Leptin； Obesity； Asthma； Cytokine

哮喘是一種由多种细胞、细胞组分及炎症介质共同参与的气道慢性非特异性炎症疾病，其发病机制复杂且未明。目前，Th2占主导作用的Th1/Th2细胞调节失衡的气道炎症学说得到国内外多数学者的公认，但这一理论并不能完全解释哮喘的发病机制。肥胖作为哮喘的独立危险因素，在哮喘的发病机制中日益受到关注。肥胖型哮喘作为2014全球哮喘防治创议（GINA）[1]专门提出的一种新的疾病，目前发现其并没有通过一贯的Th2介导的炎症途径来影响哮喘。本研究主要针对肥胖成人哮喘，通过研究瘦素与Thl/Th2细胞因子及哮喘症状严重程度的相关性，进一步探讨肥胖型哮喘的发病机制以及为寻找更有效的治疗方法提供新的思路及理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年7月～2016年12月于珠海市人民医院（以下简称“我院”）确诊的哮喘患者100例，依据体重指数（BMI）分为肥胖哮喘组、非肥胖哮喘组，各50例，其中每组急性发作期、慢性缓解期各25例。另选取同期在我院健康体检者50例为对照，依据BMI分为肥胖组、正常体重对照组各25例。四组间男女比例、年龄、身高比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。肥胖哮喘组、肥胖组的体重、BMI比正常体重组明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表1。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 哮喘组纳入标准 入选研究对象均签署知情同意书，且符合中华医学会呼吸病学分会哮喘学组2008年制定的《支气管哮喘防治指南》[2]中支气管哮喘的诊断标准，且经医院医学伦理委员会批准。

1.2.2 急性发作期的纳入标准 突然发生喘息、咳嗽、气促、胸闷等症状，或原有症状急剧加重、院外未使用过糖皮质激素。

1.2.3 慢性缓解期的纳入标准 经过治疗或未经治疗症状、体征消失，肺功能恢复到急性发作前水平，并维持4周以上。

1.2.4 BMI分级标准 按BMI分为肥胖组及正常体重对照组，BMI指数=体质量（kg）/身高的平方（m2）。BMI指数的分级：BMI<24 kg/m2为正常，24≤BMI <28 kg/m2为过重（本组未纳入本研究），BMI≥28 kg/m2为肥胖。

1.2.5 健康对照组纳入标准 为同时期健康体检对象均签署知情同意书，既往无肺部疾病，且近4周内无感染史，无个人及家族过敏史及其他变态反应性疾病史，近2周内未使用任何糖皮质激素或抗生素。

1.2.6 研究对象排除标准 合并慢性阻塞性肺疾病（COPD）、支气管扩张、活动性肺结核、肺尘埃沉着病、肺间质纤维化、肺癌等及其他已知的限制性通气功能障碍；合并严重心、脑、糖尿病、肾疾病、肿瘤、自身免疫性疾病；合并其他部位感染；近期使用免疫抑制剂；近期手术史；吸烟者；不能完成肺功能检查者；拒绝签署知情同意书的患者。

1.3 主要试剂及仪器

台式低温高速离心机台（美国Beckman Coulter公司）、全自动酶标比色仪（美国 Bio-Tek公司）、-80℃超低温冰箱（日本SANYO公司）、恒温水浴箱（上海柏欣仪器设备厂）、肺功能仪（美国SensorMedics 2100型）、各酶联免疫吸附试验试剂盒（江苏晶美生物有限公司）。

1.4 观察指标

1.4.1 ACT评分 ACT评分采用2004年Nathan等[3]提出的评分标准来评估哮喘控制的程度。问卷中包括5个方面的问题： 在过去的4周内，有多少时间哮喘妨碍日常活动；有多少次呼吸困难；有多少次在夜间醒来或早上比平时早醒；有多少次使用急救药物治疗；如何评估过去4周内哮喘控制情况。总分25分，25分为完全控制，20～24分为部分控制，<20分为仍未控制。

1.4.2 血清瘦素、INF-γ、IL-4 抽取静脉血5 mL，静置30 min后用低温高速离心机以3000 r/min（离心半径13 cm）离心10 min，分离血清置于无菌EP管，冻存于-80℃保存备用。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法（ELISA）（江苏晶美生物有限公司）测定血清瘦素、INF-γ、IL-4水平，具体操作方法严格按照试剂盒说明书步骤进行。

1.4.3 肺功能测定 采用SensorMedics 2100型肺功能仪测第一秒用力呼气容积占预计值百分比（FEV1%Pred）重复测定3次，取最佳值为最终值。

1.5 统计学方法

采用SPSS 13.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，相关性检验采用Pearson线性相關分析，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组间瘦素与细胞因子的比较

肥胖哮喘组瘦素水平均高于非肥胖哮喘组、肥胖组及正常体重对照组，非肥胖哮喘组瘦素水平亦高于正常体重对照组，差异均有统计学意义（P < 0.05）。肥胖哮喘组IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平均高于非肥胖哮喘组、肥胖组及正常体重对照组，差异有统计学意义（P < 0.05），而肥胖哮喘组IL-4水平与肥胖组及正常体重对照组差异无统计学意义（P >0.05）。非肥胖哮喘组IL-4水平高于肥胖哮喘组、肥胖组及正常体重对照组，差异有统计学意义（P < 0.05），而非肥胖哮喘组IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平与肥胖组及正常体重对照组差异无统计学意义（P >0.05）。见表2。

2.2 肥胖哮喘组瘦素与ACT评分、肺功能和Th1/Th2细胞因子的相关性

在肥胖哮喘组，血清瘦素水平与ACT评分[（17.46±2.25）分]、FEV1%Pred呈负相关（r= - 0.501，P < 0.01；r= - 0.384，P < 0.05），与IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相关（r=0.446，P < 0.01；r=0.423，P < 0.05），但与IL-4无明显相关性（r= -0.189，P > 0.05）。见图1。

3 讨论

近年来，肥胖和哮喘的发病率逐年增加，肥胖和哮喘的关系也日益受到关注[4]。肥胖对哮喘的影响主要表现为增加哮喘的发病率、增加哮喘的严重程度并导致难治性哮喘。作为哮喘的独立危险因素，肥胖型哮喘与其他类型哮喘相比较，症状更重，气道高反应性（AHR）更高，气道重塑发生更早，传统的哮喘治疗药物效果更差[5]，对肥胖型哮喘发病机制的研究有助于寻找新的药物作用靶点来改善患者的预后。

哮喘发生机制十分复杂，仍尚不完全清楚[6]。目前，气道炎症学说得到国内外多数学者的公认，主要理论包括：Th1/Th2细胞调节失衡、调节性T细胞功能不全、神经生长因子的神经源性炎性反应理论，其中Th1/Th2细胞调节失衡在哮喘发病机制中占主导地位[7]。研究证实，辅助性T细胞（helper T cell，Th）细胞主要分泌IFN-γ和IL-2，参与细胞免疫及迟发性超敏炎性反应，具有上调细胞免疫的作用。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5，主要参与Ig-E的生成及分泌，参与嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞以及肥大细胞所介导的炎性反应。目前普遍认为Th2相对亢进的Th1/Th2细胞失衡学说占主导地位。但研究发现肥，胖型哮喘并没有通过一贯的Th2介导的炎症途径来影响哮喘，很可能存在其他多种潜在的机制[8]。近年来随着脂肪因子作为内分泌激素这一观点的提出，众多学者认为瘦素作为脂肪细胞分泌的一种主要的代谢调节因子，除了调节摄食活动和能量代谢作用外，还与哮喘存在紧密的联系[9-11]，目前国外已开始探索这方面的研究，并取得了一定的成果。

瘦素是一种脂肪性细胞因子样蛋白多肽，由ob基因编码合成，长度约16 kDa，主要通过与瘦素受体结合激活各种信号通路发挥作用，其受体表达于多种组织，如脑组织、支气管上皮细胞、气道平滑肌细胞、肺泡上皮细胞[12]等，T淋巴细胞和NK细胞表面也有表达[13]，既可通过固有免疫反应又可通过特异性免疫反应对哮喘发病发挥作用[14]。Shore等[8]动物研究发现，臭氧诱导的野生型小鼠哮喘模型中注入外源性瘦素后表现出更高气道反应性和更明显的气道炎症，同时支气管肺泡灌洗液中的蛋白、IL-6、酸粒细胞趋化因子及巨噬细胞炎症蛋白-2（MIP-2）显著增多。因此，目前普遍认为其是一种促炎因子[15]。与国外学者Tanju等[16]及国内学者谢伟国等[17]的研究结果相似，本研究中，肥胖哮喘组患者较其他组血清瘦素水平升高，与肺功能及临床症状严重程度呈正相关，瘦素水平升高是肥胖哮喘患者的独立危险因素且可能参与过敏性哮喘。

部分国外学者已证实瘦素可参与并调节哮喘患者细胞因子的产生，从而影响哮喘的发展，但仍存在争议。Mito等[18]在小鼠哮喘模型中发现瘦素浓度的升高与卵白蛋白特异的Lg-E的降低及植物血凝素刺激的脾细胞产生的IFN-γ增加有关。Lord等[19]也证实瘦素能改变T细胞因子的产生，导致Th1细胞因子表达增强，Th2细胞因子表达减弱。与此相反，Sutherland等[20]对1000新西兰成人进行一项横断面研究发现：无论男女，瘦素与肥胖型哮喘并无明显的关联。因此，瘦素对肥胖型哮喘的影响及机制仍不明确且存在很大争议。与Lord等[19]的研究结果一致，本研究结果显示，肥胖哮喘组瘦素水平与Th1细胞因子IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相关（P < 0.05），但与IL-4无明显相关性（P > 0.05）。因此我们推断，与传统观点不同，瘦素并没有通过一贯的Th2介导的炎症途径来影响哮喘，而是通过参与Th1途径，增加Th1型细胞因子IFN-γ所介导的气道高反应来参与哮喘的发生发展。

综上所述，肥胖型哮喘与其他类型哮喘相比较，之所以症状更重，气道高反应性更高，传统药物效果更差，是因为其并没有通过一贯的Th2而是通过Th1介导的炎症途径来影响哮喘，且症状严重程度与瘦素水平呈正相关。因此，能否通过改变瘦素水平作为靶点，为肥胖型哮喘提供更新更有效的治疗手段而提供更广阔的前景。

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（收稿日期：2017-12-23 本文编辑：任 念）