支气管哮喘患儿血清S100A8、S100A9表达及其与肺功能和气道炎症的关系

郝莉霞 刘庆 马晓鹏 孙瑞雪

支气管哮喘是临床常见的一种由多种炎性细胞及其组分参与的以持续气道炎症为特征的呼吸系统疾病。该疾病多于夜间或凌晨发作、加剧，因可逆性呼气气流受限会引起咳嗽、胸闷、喘息、气促、呼吸困难等症状，严重者甚至会出现发绀，极大降低患者的生活质量。临床目前尚无能完全根治该疾病的有效方法，常以长期服用药物缓解症状[1-3]。S100A8、S100A9是由钙结合蛋白S100A8和S100A9组成的异源二聚体，属于S100蛋白家族的一员，主要由中性粒细胞和单核细胞产生[4]。有研究发现[5]，S100A8、S100A9蛋白可促进呼吸道的炎症反应，但至今关于其表达水平与支气管哮喘的相关性研究甚少，基于此，本研究对支气管哮喘患儿血清S100A8、S100A9表达及其与肺功能和气道炎症的关系进行探讨，旨在为临床寻找能较为准确反映支气管哮喘患者气道炎症反应的可靠指标。现报道如下。

资料与方法

一、临床资料

选取2018年4月至2019年4月本院接治的80例支气管哮喘患儿作为研究对象设为患病组，根据疾病严重程度[6]分为重度组25例，中度组28例和轻度组27例；同期20例健康体检儿作为对照组。患病组男43例，女37例；年龄6～14岁，平均(8.87±1.84)岁；病程0.7～2年，平均(1.01±0.24)年。健康对照组男11例，女9例；年龄7～14岁，平均(9.01±1.65)岁；。两组性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。

二、纳入与排除标准

诊断参照《儿童支气管哮喘诊断与防治指南(2016年版)》中的相关规定[7]。纳入标准：①符合上述诊断标准，并确诊为支气管哮喘患者；②纳入研究前1周未接受过免疫治疗，未应用过抗组胺药、皮质激素及茶碱等药物；③配合本次研究，并已签署知情同意书。排除标准：①合并有严重心血管疾病患者；②有慢性阻塞性肺疾病、肺结核、肺癌等病史者；③有自身免疫性疾病、过敏性疾病等家族病史者；④有精神障碍，无法配合本研究者。该研究已由本院伦理委员会审核通过。

三、方法

①血清S100A8、S100A9表达情况测定：采用RT-PCR法测定患者空腹外周静脉血中100A8、S100A9的表达情况。具体如下：1) 加入TRIzol试剂提取研究对象外周血单核细胞中总RNA；2) 对1.0 mg RNA行逆转录，合成cDNA；3) PCR反应：设计引物及选定内参(见下表1)，进行PCR反应，反应条件依次为：95℃下10 min；95℃下15 s；60℃下1.0 min，共进行40次循环；4. 每个样品测量3次，结束后，实验数据应用2-DDCt法进行分析，计算S100A8、S100A9的相对表达量。实验所用试剂盒及引物均来自于Sigma-aldrich有限公司。②肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%的测定：应用St-75肺功能仪(厂家：日本福田产业株式会社)对患者肺功能进行检查，测定患者FEV1/FVC%和FEV1%值；③外周血EOS计数和血清总IgE测定：抽取患者空腹状态外周血6.0 mL，离心后(3000 r/min，15 min)，分离血清和血细胞；用常规计数法检测EOS绝对数，酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测患者血清总IgE水平；ELISA试剂盒购买于泉州市睿信生物科技有限公司，由专业实验人员依照说明书完成检测(见表1)。

表1 S100A8、S100A9及内参β-actin序列

四、观察指标

①血清S100A8、S100A9表达量：测量不同程度患病组及健康对照组血清S100A8、S100A9表达量；②肺功能指标及外周血EOS计数、血清总IgE水平：测量所有纳入对象肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%、血清总IgE水平及外周血EOS计数；③相关性分析：应用Pearson软件分析支气管哮喘患儿血清S100A8、S100A9表达量与FEV1/FVC%、FEV1%及血清总IgE水平、外周血EOS计数的关系；④诊断价值评估：应用ROC曲线评价血清S100A8、S100A9表达对疾病支气管哮喘的诊断价值。

五、统计学处理

结 果

一、不同程度患病组和健康对照组血清S100A8、S100A9表达情况比较

患病组和对照组各组间血清S100A8、S100A9表达情况比较差异均具有统计学意义(P<0.05)；任一患病组血清S100A8、S100A9表达量均高于健康对照组(P<0.05)；3组不同患病程度患儿血清S100A8、S100A9表达随着疾病严重程度的加重而不断升高，且比较差异均具有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表2 不同程度患病组和健康对照组血清S100A8、S100A9表达情况比较

二、不同程度患病组和健康对照组肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%比较

患病组和对照组各组间肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%比较差异均具有统计学意义(P<0.05)；且任一患病组FEV1/FVC%和FEV1%指标都显著低于健康对照组(P<0.05)；3组不同患病程度患儿FEV1/FVC%和FEV1%指标随着疾病严重程度的加重而不断降低，且比较差异均具有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表3 不同程度患病组和健康对照组肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%比较

三、不同程度患病组和健康对照组血清总IgE水平和外周血EOS计数比较

患病组和对照组各组间血清总IgE水平及外周血EOS计数比较差异均具有统计学意义(P<0.05)；且任一患病组血清总IgE水平及外周血EOS计数都高于健康对照组(P<0.05)；3组不同患病程度患儿血清总IgE水平及外周血EOS计数均随着疾病严重程度的加重而不断增加，且比较差异均具有统计学意义(P<0.05)(见表4)。

四、患病组血清S100A8、S100A9表达与其肺功能各指标(FEV1/FVC%和FEV1%)及血清总IgE水平、外周血EOS计数的关系

支气管哮喘患儿血清S100A8、S100A9表达水平均与肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%呈中等强度的负相关，与血清总IgE水平有较强的正相关，而与外周血EOS计数有较弱的正相关(见表5、6)。

表4 不同程度患病组和健康对照组血清总IgE水平和外周血EOS计数比较

表5 患病组血清S100A8 mRNA表达量与肺功能各指标及总IgE、EOS计数的关系

表6 患病组血清S100A9 mRNA表达量与肺功能各指标及总IgE、EOS计数的关系

五、血清S100A8、S100A9表达量及总IgE对支气管哮喘疾病的诊断价值

(见图1)从ROC曲线分析可知：血清S100A8、S100A9表达量及总IgE的AUC分别为0.880(95%CI：0.813～0.947)，0.861(95%CI：0.784～0.939)，0.843(95%CI：0.767～0.918)，对应的最佳临界值分别为 1.572，1.314，217.833 IU/mL，此时灵敏度和特异性分别为(72.50%，95.00%)，(88.80%，75.00%)，(72.50%，90.00%)。

讨 论

支气管哮喘是一种慢性呼吸道疾病，具有反复发作性、治疗长期性的特点。该疾病强度会随时间发生改变，若不及时诊治，可导致气道不可逆性缩窄和气道重塑。引起支气管哮喘发生的因素有很多，主要包括环境因素如空气中的过敏原、病毒感染、神经内分泌及遗传等因素。该疾病根治较难，一般仅能通过药物治疗或长期护理控制或缓解病症，减少疾病的发作次数[8-9]。目前，临床缺乏较为理想的能进行早期诊断和病情评价的指标。钙蛋白S100A8和S100A9在机体中主要以S100A8、S100A9二聚体的形式发挥作用。其可通过结合Ca+加速吞噬细胞迁移、增强细胞核因子活性、提高活性氧水平，从而介导炎症反应的加重[10-11]。多项研究发现[12-13]，S100A8、S100A9与糖尿病、类风湿关节炎、肿瘤及肺疾病等密切相关。王莉霞等人[14]对S100A8、S100A9与2型糖尿病及其慢性并发症的关系作了综述，阐明了其在疾病的发生及发展过程中的作用机制。陈小菊等人[10]对S100A8、S100A9在不同分期慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)患者血浆和诱导痰中的水平及其与患者肺功能和血浆中炎症介质的相关性分析进行了研究，并进一步探讨了其在疾病发生中的作用，结果表明，慢阻肺患者体内S100A8、S100A9合成和释放显著增多，其水平的高低与患者气流受限严重程度和血浆炎症介质水平相关，推测S100A8、S100A9可能通过参与炎症机制介导慢阻肺的发生发展。

图1 血清S100A8、S100A9表达量及总IgE诊断支气管哮喘疾病ROC曲线

相关研究显示[10]，S100A8、S100A9在产生炎症的机体血清或组织中表达会升高，该结果与本研究相似。本研究中，相较于健康儿童，S100A8、S100A9在支气管哮喘患儿血清中表达明显升高，且其表达水平会随疾病严重程度的加重而不断增加，即重度组>中度组>轻度组。目前临床最常用的评价哮喘患者肺功能的指标主要有FEV1/FVC%和FEV1%，本研究中，疾病组患者的FEV1/FVC%和FEV1%显著低于健康对照组，且随着疾病严重程度的加重而不断降低，即重度组<中度组<轻度组；该结果提示哮喘会严重危害患者的肺功能，降低患者生活质量，应尽早进行诊断并接受治疗，阻止疾病的进一步发展。另外，支气管哮喘是一种以气道炎症为特征的异质性疾病，说明该疾病的发生与炎症反应密切相关。本研究中，以血清总IgE水平及外周血EOS计数为指标来评估疾病的炎症程度，结果显示，疾病组患者血清总IgE水平及外周血EOS计数都明显高于健康对照组，且疾病越严重，两者的水平越高；该结果与前人研究一致[15-16]。另外，评估了患儿血清S100A8、S100A9表达水平与肺功能指标和炎症指标的关系，结果表明，血清S100A8、S100A9表达与FEV1/FVC%和FEV1%呈负相关，而与血清总IgE水平及外周血EOS计数呈正相关；推测S100A8、S100A9因子也可能是通过参与机体的炎症反应促进支气管哮喘疾病的发展。ROC评估结果显示，血清S100A8、S100A9表达对支气管哮喘均有一定的诊断价值(S100A8和S100A9的AUC分别为0.891、0.878)，且两者均比血清总IgE的诊断价值高(总IgE的AUC为0.843)，可作为疾病发生的标志物。

综上所述，S100A8、S100A9在支气管哮喘患儿血清中的表达水平明显升高，其水平的高低与患者肺功能指标FEV1/FVC%和FEV1%及气道炎症因子血清总IgE水平、外周血EOS计数相关，并对支气管哮喘疾病有一定的诊断价值。但本研究纳入例数偏少，结果可能存在一定偏移，为进一步提高研究的精准性，后期应在大量样本基础上进行深入探究。