5种全氟化合物暴露与慢性阻塞性肺病（COPD）的病例对照研究

李 黎

（新疆喀什地区第一人民医院呼吸与危重症医学科，新疆喀什844000）

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是世界第四大死亡原因，也是世界范围内发病率和死亡率最高的疾病之一[1-2]。全世界有3.29亿多人受到影响，每年至少造成300万人死亡，相当于总死亡率的5%，造成经济和社会负担高达65%，且有不断增加的趋势[3]。慢性阻塞性肺病的显著特点是持续的呼吸症状和气流限制，而气流受限通常与肺部对有毒颗粒或气体的异常炎症反应有关，慢性炎症可引起气道结构改变，进而破坏肺实质，导致进展性气流限制[4-5]。已有研究发现，抗炎是COPD治疗的最直接目标，并已确定几个抗炎靶点，采用低分子抗炎药如炎症介质调节剂、炎症小体抑制剂、蛋白酶抑制剂、抗氧化剂、PDE4抑制剂、激酶抑制剂等进行抗炎治疗，为有针对性地治疗这一致命性呼吸道疾病带来了新的希望，但是上述方法多治标不治本，停药后极易复发，疗效欠佳[6-7]。慢性阻塞性肺病的发病机制十分复杂，据研究发现长期吸烟和接触工作场所的有害污染物是慢性阻塞性肺病最重要的危险因素，慢性阻塞性肺病的疾病进展通常是缓慢下降的，伴随着日益频繁的恶化，往往以死亡告终[8-10]。

全氟烷化合物(perfluoinated compounds，PFCS)作为一类具有极高热稳定性和化学稳定性的持久性化学品，被广泛用于各种产品，包括地毯、服装、食品包装和灭火泡沫[11]。有许多暴露途径造成了全氟化合物的人体负担，包括摄入受污染的食物和水[12]、吸入空气[13]、摄入灰尘[14]，以及通过与含有全氟辛烷磺酸的消费产品直接皮肤接触而吸收[15]。有研究表明，PFAS暴露可能破坏糖脂稳态，增加体重，改变脂肪酸组成，并改变脂肪细胞分化[16-17]，但是，目前全氟化合物暴露对慢性阻塞性肺病具有怎样的影响尚不清楚。本文采用随机对照研究探究全氟化合物暴露与慢性阻塞性肺病的关系，以期为慢性阻塞性肺病的预防提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象收集喀什地区第一人民医院呼吸科178例COPD患者作为病例组，按照1:1匹配原则，根据性别、年龄收集同期在本院体检的180例健康人群作为对照组。现场调查收集研究对象的一般资料、体检资料和肺功能资料。所有研究对象签署知情同意书。本研究经喀什地区第一人民医院伦理委员会审核通过。

1.2 主要试剂与仪器肺功能仪、超高效液相色谱(Ultra-high-performance Liquid chromatography，UPLC)、液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱（Liquid Chromatography-quadrupole time-of-flight highresolution mass spectrometry，LC-Q-TOF/MS）；全氟辛烷磺酸钾盐(Potassium perfluorooctanesulfonate，PFOS，98%)、全氟辛酸（Perfluoro octanoic acid，PFOA，98%）、全氟己烷磺酸（Perfluorohexanesulfonate PFHxS，97%）、全氟壬酸（Perfluoroanonenoic acid，PFNA，97.5%）、全氟癸酸（Perfluordecanoic acid，PFDA，97%）、全氟丁酸（Perfluorobutyric acid，PFBA，98%）、氟己酸（Perfluorohexanoate，PFHxA，97%）及全氟十二烷酸（Perfluoro dodecanoic acid，PFDoA，98%）试剂均购于Wako Pure公司，四丁基硫酸氢铵、碳酸钠、醋酸铵、甲基叔丁基醚、甲醇及乙腈均购于Tedia(Fairfield，OH，USA)，所有试剂均为色谱纯。

1.3 样品收集及处理收集所有研究对象空腹静脉血生物样本，置于无抗凝剂的真空采血管中，于－4℃低温离心机离心（3 600 g，15 min），离心好的血清置于2.0 mL冻存管中，标记后于－80℃冰箱保存待测。

1.4 血清5种全氟化合物检测采用超高效液相色谱（UPLC）、液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱（LC-Q-TOF/MS）联用技术进行PFASs暴露浓度（及其异构体）的检测。检测条件参考已发表文献[17]。

1.5 肺功能检测肺功能测试由专业人员负责，所有测试对象的肺功能检测均由同1人完成，观察指标主要包括用力肺活量(FVC)、1 s用力呼气量(FEV1)、最大呼气中期流量(FEF25%~75%)及峰值呼气流速(PEF)。测试前受试者先静坐5 min，坐直且不靠背，口连接咬口器，数次平静呼吸后，深吸气，以最大的力气、最快的速度呼气至残气位，重复测定3次，选择最佳结果进行分析。

1.6 统计学分析采用SAS（9.4版本，SAS Institute Inc.，Cary，NC，USA）对数据进行分析。正态分布的定量资料比较采用独立样本t检验，非正态分布采用Wilcoxon秩和检验;定性资料比较采用χ2分析。采用多因素Logistic回归模型分析PFAAs对COPD患者风险的影响，采用多重线性回归模型分析PFAAs暴露对研究对象肺功能的影响。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 一般资料比较178名COPD患者，其中男性88名，女性90名；180名健康体检者，其中男性91名，女性89名；两组研究对象的样本量、性别、年龄、体重等差异均无统计学意义（P＞0.05）；与对照组相比，病例组肺功能相关指标FEV1、FVC及FEV1/FVC均显著低于对照组（P＜0.05）；VAP-1显著高于对照组（P＜0.05）。见表1。

2.2 血清5种全氟化合物检出情况比较PFOS、PFOA及PFNA水平在COPD组中的检出水平显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；PFHxS及PFDA水平在COPD组中高于对照组，但差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.3 PFOS、PFOA及PFNA暴露与COPD的相关性利用多元Logistic回归模型，在调整年龄、性别、体质指数、父母文化水平等因素后，PFOS、PFOA及PFNA浓度每改变1个四分位数间距，患COPD的风险增加的优势比(OR值)分别为2.21(95%CI=1.82~3.97)，3.29(95%CI=2.27~5.12)及1.27(95%CI=1.96~2.94)。

表1 两组一般资料比较

表2 对比5种全氟烷基物质的血清检出情况/（ng/mL）

2.4 PFOS、PFOA及PFNA暴露与COPD患者肺功能的相关性多重线性回归分析显示，在调整年龄、体指数、父母文化水平等因素后，PFOS、PFOA及PFNA暴露与COPD患者的肺功能密切相关，COPD患者血清中PFOS、PFOA及PFNA水平每增加1µg/L，FEV1分别下降－0.059(－0.109~－0.001)L，－0.044(－0.169~0.003)L及－0.182(－0.563~0.154)L，差异具有统计学意义（P＜0.05）。而PFOS、PFOA及PFNA水平与健康者肺功能水平均无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 PFOS、PFOA及PFNA暴露与COPD患者肺功能的相关性

3 讨论

COPD是一种常见的肺部疾病。其特点是持续性气流受限，通常是渐进性的，且与气道和肺部对有害颗粒或气体的慢性炎症反应增强有关[18]。迄今为止，目前研究认为，COPD的最常见原因是吸烟，此外，空气污染和遗传因素等因素也在COPD的发病进程中起着非常重要的作用。PFCs是一类具有极高热稳定性和化学稳定性的含氟人造化学品，已被广泛用于家具、地毯、服装、食品包装和泡沫等各种产品的生成中。由于其具有极高的热稳定性和化学稳定性，PFCs不仅能在空气、水中持续性存在，由于其半衰期很长，使其能沿食物链，在高端动物和人体内不断蓄积。已有研究显示，PFOS、PFOA及PFNA的半衰期分别为5.4、3.8及8.3年[19]。2003年到2006年期间，中国的PFOS制造业迅速增长，2006年已达到约250吨[20]。有研究表明PFAAs与妊娠高血压、儿童生长发育及神经系统疾病密切相关，如流行病学证据表明PFAS可以穿过胎盘屏障，影响胎儿的生长发育，怀孕期间接触PFOS和PFOA可能导致对胎儿生长的有害影响[21-22]。新近研究显示，PFAAs与哮喘密切相关，全氟烷基物质（PFCs）暴露可以导致炎症反应，促炎因子的释放和体内适应性免疫反应，所有这些都会导致或者加剧哮喘的发病进程[23-24]。但全PFCs暴露与COPD相关的研究尚比较欠缺。本研究通过对178例COPD及180例健康人中的全氟化合物（PFOA、PFOS、PFHxS、PFNA及PFDA）水平进行检测，结果显示，99%的样本中检测到PFOS，PFOA，PFHxS，PFNA和PFDA。其中，PFOS，PFOA及PFNA水平在COPD组中的检出水平显著高于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.05)；本研究在调整年龄、性别、BMI、父母文化水平等因素后发现，PFOS、PFOA及PFNA浓度每改变1个四分位数间距，患COPD的风险增加的优势比（OR值）分别为2.21(95%CI=1.82~3.97)，3.29(95%CI=2.27~5.12)及1.27(95%CI=1.96~2.94)，提示PFOS、PFOA及PFNA暴露可以增加COPD的发病风险，且COPD患者血清中PFOS、PFOA及PFNA水平每增加1µg/L，FEV1分别下降－0.059(－0.109~－0.001)L，－0.044(－0.169~0.003)L及－0.182(－0.563~0.154)L，差异具有统计学意义(P＜0.05)，而PFOS、PFOA及PFNA水平与健康者肺功能水平差异均无统计学意义(P＞0.05)，提示PFOS、PFOA及PFNA水平与COPD患者肺功能水平呈负相关。

综上所述，PFOS、PFOA及PFNA暴露水平与COPD患者肺功能下降密切相关。