哮喘-慢阻肺重叠综合征患者血清SIRT1、α-SMA水平及临床意义研究

李欣 荣英杰 吕睿冰

近年来,哮喘和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的患病率均逐年增长,哮喘-慢阻肺重叠综合征(asthmatic-chronic obstructive pulmonary disease overlap syndrome,ACOS)的发病人数也越来越多[1-3]。沉默信息调节因子1(Silent information regulator 1,SIRT1)可调控细胞凋亡、抗氧化应激、抗炎等,有研究发现该因子水平与气道炎症反应程度密切相关[4];α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)可调节平滑肌收缩、细胞外基质沉积和呼吸道上皮下纤维化,有研究表明慢阻肺大鼠气道平滑肌组织α-SMA表达增加[5]。据此推测在ACOS患者中血清SIRT1、α-SMA可呈显著改变且与病情相关。但在ACOS患者中血清SIRT1、α-SMA水平变化及与肺功能、炎症反应与气道重塑的关系均鲜有报道。而明确上述问题有助于指导临床控制ACOS患者的病情。基于此,本研究进行回顾性分析,期待为ACOS患者的临床治疗研究提供新思路。

资料与方法

一、临床资料

经本医院伦理委员会批准(202003-001),对医院2019年1月～2020年2月门诊和病房收治的52例ACOS患者、50例单纯哮喘患者、51例单纯慢阻肺患者、50例健康体检者的资料进行回顾性分析,分别记为A组、B组、C组和健康组。A组中男性35例(67.31%),女性17例(32.69%),年龄42～78岁,平均(62.58±10.71)岁。B组中男性34例(68.00%),女性16例(32.00%),年龄40～75岁,平均(61.83±10.52)岁;C组中男性37例(72.55%),女性14例(27.45%),年龄41～78岁,平均(62.96±10.28)岁;健康组中男性34例(68.00%),女性16例(32.00%),年龄42～77岁,平均(61.77±10.50)岁。上述基线资料组间对比差异均无统计学意义(P>0.05)。

二、纳入标准及排除标准

1. 纳入标准:(1)A组、B组、C组均分别确诊为ACOS患者、单纯哮喘患者、单纯慢阻肺患者[6],哮喘诊断标准:有反复喘息、气短、咳嗽,与接触冷空气理化刺激或呼吸道感染、剧烈运动等有关,夜间和凌晨频繁发作或加重,发作时肺部可闻及散在弥漫性哮鸣音,服药后症状和体征可缓解或自行缓解,另外排除喘息、咳嗽、气短、胸闷等症状的其它疾病,支气管舒张试验阳性。慢阻肺诊断标准:存在慢阻肺易患因素或基础疾病,有肺功能不全,包括阻塞性肺气肿、桶状胸等,胸部X线检查可见不同程度阻塞性通气功能障碍,显示两肺透光度强、纹理稀疏、肋间隙增宽、心影狭窄甚至肺动脉压增高、右下肺动脉干增宽;FEV1/FVC<70%;ACOS诊断标准:同时符合上述哮喘与慢阻肺诊断标准。健康组均为健康志愿者。(2)均检测血清SIRT1、α-SMA水平。(3)均完成肺功能、血清炎症因子水平、气道可逆性和气道重塑检测。(4)均有完整的资料。

2. 排除标准:(1)伴有其它类型呼吸系统疾病者,如肺癌、咽炎、肺炎等。(2)存在其它类型可能影响上述血清学指标的疾病者,如肝癌、肝硬化、肾纤维化等。(3)上述血清学指标检测前2周内使用可能影响检测结果的药物者。(4)存在精神、沟通或认知障碍者。(5)临床资料记录不清、信息模糊者。

三、方法

1. 血清SIRT1、α-SMA水平检测方法:A组、B组、C组均于入院当天检测(均处于急性加重期/急性期)。空腹抽取外周静脉血5mL于无菌抗凝管中,健康组均于体检当天空腹抽取外周静脉血5mL于无菌抗凝管中。3500r/min离心10min后取上清液,打开酶联免疫法检测试剂盒,将八联管取出,设置2个浮空,根据说明书标准品稀释浓度进行稀释处理,预留空白孔,依次加入纯水100μL、不同浓度标准品和样品,室温孵育2h后撇去八联管中的液体,重复洗涤,按照说明书对检测抗体稀释,重复上述操作。稀释Streptavidin-HRP,向八联管中加入100μL,避光孵育20min(室温),弃上清,洗涤。加入底物反应液体,每孔100μL,避光室温孵育20min,保留反应液,加入反应终止液,在吸光度为450nm波长下读数,绘制标准曲线,计算待检测样本的浓度。

2. 肺功能检查方法:A组、B组、C组均于入院当天,健康组均于体检当天采用德国耶格肺功能仪对肺功能指标进行检查,包括第1s用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC。

3. 血清炎症因子水平检测:A组、B组、C组均于入院当天,健康组均于体检当天空腹抽取外周静脉血,按上述操作获取血清,采用酶联免疫吸附试验试剂盒测定血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)水平,所用仪器为美国贝克曼库尔特公司AU5800型全自动生化分析仪。

4. 气道可逆性检测:所有受试者均在纳入研究的次日实施支气管舒张实验,测定基础FEV1后吸入沙丁胺醇气雾剂400μg,于15min后再次测定FEV1,若该指标改善≥15%且其绝对值≥200mL则记为支气管舒张实验阳性,否则记为支气管舒张实验阴性。

5. 气道重塑指标检测方法:A组、B组、C组均于入院当天,健康组均于体检当天进行检测。包括b-FGF、MMP-9、NGF、TIMP-1,抽血和血清学指标检验方法操作同上,气道重塑指标也均采用酶联免疫法测定。所用原理均为抗原抗体反应后与底物反应显色。

四、观察指标

(1)对比各组血清SIRT1、α-SMA水平。(2)对比各组肺功能。(3)对比各组血清炎症因子水平。(4)对比各组气道可逆性。(5)对比各组气道重塑指标。(6)分析A组中血清SIRT1、α-SMA水平与肺功能、血清炎症因子水平及气道重塑指标的相关性。

五、统计学分析

结 果

一、各组血清SIRT1、α-SMA水平对比

A组血清SIRT1、α-SMA水平均高于其余3组,B组和C组血清SIRT1、α-SMA水平均高于健康组,差异均有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 各组血清SIRT1、α-SMA水平对比

二、各组肺功能指标对比

A组FEV1%、FVC、FEV1/FVC均低于其余3组,B组和C组FEV1%、FVC、FEV1/FVC均低于健康组,差异均有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表2 各组肺功能对比

三、各组血清炎症因子水平对比

A组血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平均高于其余3组,B组和C组血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平均高于健康组,差异均有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表3 各组血清炎症因子水平对比

四、各组气道可逆性指标对比

A组、B组支气管舒张试验阳性率均高于其余两组,C组高于健康组,差异均有统计学意义(P<0.05)(见表4)。

表4 各组支气管舒张试验阳性率对比[n(%)]

五、各组气道重塑指标对比

A组血清b-FGF、MMP-9、NGF、TIMP-1水平均高于其余3组,B组和C组血清b-FGF、MMP-9、NGF、TIMP-1水平均高于健康组,差异均有统计学意义(P<0.05)(见表5)。

表5 各组血清气道重塑指标对比

六、A组中血清SIRT1、α-SMA水平与肺功能、血清炎症因子水平、气道重塑指标的相关性分析

A组患者中血清SIRT1、α-SMA水平与FEV1%、FVC、FEV1/FVC均呈负相关,与血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平、b-FGF、MMP-9、NGF、TIMP-1水平均呈正相关性(见表6～8)。

表6 A组中血清SIRT1、α-SMA水平与肺功能指标的相关性分析

表7 A组中血清SIRT1、α-SMA水平与血清炎症因子水平的相关性分析

表8 A组中血清SIRT1、α-SMA水平与气道重塑的相关性分析

讨 论

气道重塑是以气道慢性炎症反应性损伤为病变基础,也是气道炎症慢性进行性加重发展的必然结果[7-8]。ACOS的病情发展迅速,常伴有气道炎症和气道重塑[9]。SIRT1属于一种依赖于烟酰腺嘌呤二核苷酸的去乙酰化酶,可影响血管平滑肌细胞的增殖与凋亡,还可调控炎症反应性疾病所致的组织损伤,并且还可参与气道、心肌和脊髓组织等炎症反应的抑制[10-12]。有研究发现[13],对慢阻肺急性加重期大鼠模型予以SIRT1激动剂可显著减轻气道炎症反应,降低呼吸道黏膜细胞凋亡率;另有报道指出[14],SIRT1激动剂还可抑制NF-κB信号通路降低TNF-α的水平,抑制其诱导的气道炎症反应,还可降低细胞外基质金属蛋白酶的水平,促进细胞外基质降解,控制肺纤维化。本研究各组肺功能、血清炎症因子水平、气道重塑指标对比结果与既往报道相符[15-16],表明ACOS病情重。本研究还发现,血清SIRT1水平与A组患者肺功能均呈负相关,与血清炎症因子水平及气道重塑指标均呈正相关,可知血清SIRT1水平与ACOS患者的病情相关,推测可能是因为其水平越高,肺组织损害越严重,因而患者的肺功能越差,气道重塑也越严重。

研究显示[17-18],在平滑肌成纤维细胞收缩力产生的初期,α-SMA高表达,可刺激细胞骨架肌动蛋白的合成并增强其生物学活性,从而可促进气道收缩,但是在气道收缩末期,α-SMA被大量降解,减弱气道收缩力,促使气道结构恢复正常,从而可保证正常的血氧交换。但是在气道发生炎症性损伤时,α-SMA可持续高表达,使得气道收缩力持续处于高强度,最终可影响血氧交换,引发气道狭窄。因而血清α-SMA持续处于高水平与气道狭窄和气道重塑均有密切关系。本研究显示ACOS患者血清α-SMA水平偏高,且高于单纯哮喘和单纯慢阻肺患者;在相关性分析结果中显示A组患者中血清α-SMA水平与肺功能指标均呈负相关,与血清炎症因子水平及气道重塑指标均呈正相关,推测是由于血清α-SMA水平升高与气道炎症损伤、平滑肌收缩和气道狭窄等均有关,因此其水平越高对肺功能的损害越严重,气道炎症反应也越重,气道重塑越严重,推测该因子很可能能够参与ACOS的发生与发展。

综上所述,ACOS患者血清SIRT1、α-SMA水平均偏高,与肺功能呈负相关,与血清炎症因子水平及气道重塑指标均呈正相关,推测血清SIRT1、α-SMA水平可用于判断ACOS的严重程度并预测预后。本研究对ACOS患者病情判断及预后预测具有临床指导意义,值得推广。