血清25-羥維生素D與兒童哮喘嚴重程度及氣道炎性反應的相關性研究

牛鋒　陳碧琴

(復旦大學附屬金山醫院康復科， 上海　201508)

·論著·

血清25-羥維生素D與兒童哮喘嚴重程度及氣道炎性反應的相關性研究

牛鋒陳碧琴

(復旦大學附屬金山醫院康復科， 上海201508)

摘要目的：分析哮喘患兒血清25羥維生素D3[25-(OH)D3]水平與病情嚴重程度及氣道炎性反應之間的關聯性。方法： 選擇92例哮喘患兒(輕、中、重度各25、38、29例)和28例健康兒童，用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測入組兒童的血清25-(OH)D3水平。治療1個月后采用兒童哮喘控制測試量表(C-ACT)評價患兒哮喘的控制情況，并用纖維支氣管鏡收集患兒肺泡灌洗液(BALF)，檢測其中炎性因子和炎性細胞的分類和數量。結果：健康組以及輕、中、重度患兒組血清25-(OH)D3水平分別為43.5 nmol/L、34.5 nmol/L、31.6 nmol/L和22.3 nmol/L，組間差異有統計學意義(P<0.05)；血清25-(OH)D3水平在哮喘完全控制、部分控制、無法控制3組中分別為(32.5±5.34)、(22.2±3.92)、(18.1±4.33 ) nmol/L，且組間差異有統計學意義(P<0.05)。輕、中、重度哮喘患兒BALF上清液中中性粒細胞比例、嗜酸性粒細胞比例以及腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)、 IL-8濃度逐漸增加，組間比較差異有統計學意義(P<0.05)；但BALF上清液中淋巴細胞比例和血清25-(OH)D3水平逐漸降低，組間差異也有統計學意義(P<0.05)。結論：血清25-(OH)D3水平與哮喘患兒的病情嚴重程度、哮喘控制情況之間以及哮喘患兒的病情嚴重程度與慢性炎性反應之間均存在關聯性。

關鍵詞25-羥維生素D3；兒童哮喘；氣道炎性反應

Correlations among Serum 25-Hydroxyvitamin D3, Severity of Childhood Asthma and Airway Inflammatory ResponseNIUFengCHENBiqinDepartmentofRehabilitation,JinshanHospital，FudanUniversity,Shanghai201508,China

AbstractObjective：To analyze the correlations among serum 25-hydroxyvitamin D3(25-(OH)D3) level, disease severity and airway inflammatory response of children with asthma. Methods:Ninety-two cases of mild, moderate, and severe asthma children and 28 healthy children were selected. The serum 25-(OH)D3levels of enrolled children were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The status of asthma control was determined by Childhood Asthma Control Test (C-ACT) in one month after therapy. And the bronchoalveolar lavage fluid(BALF) was collected by fiber bronchoscopy, so that the classification and quantity of inflammatory cytokines and inflammatory cells were detected. Results: The levels of serum 25-(OH)D3in control group, mild group, moderate group and severe group were 43.5 nmol/L, 34.5 nmol/L, 31.6 nmol/L, and 22.3 nmol/L, respectively. And there were significant differences among the groups (P<0.05). The serum 25-(OH)D3levels in full control group, part of control group, and out of control group were (32.5 ± 5.34) nmol/L, (22.2 ± 3.92) nmol/L, (18.1 ± 4.33) nmol/L, respectively. And there were significant differences among these groups (P<0.05). In accordance with the severity of disease, the proportions of neutrophil and eosinophil, and the concentrations of TNF-α, IL-6 and IL-8 increased gradually in BALF supernatants. And there were significant differences among the groups (P<0.05). However, the proportion of lymphocytes and the serum 25-(OH) D3level decreased gradually, and there were significant differences among the groups (P<0.05). Conclusions: The serum 25-(OH)D3level was significantly correlated with the severity of asthma, as well as the status of asthma control in children with asthma. And the disease severity is also correlated with chronic inflammatory response.

Key Words25-hydroxyvitamin D3；Childhood asthma；Airway inflammatory response

哮喘是全球范圍內最常見的呼吸系統慢性炎性疾病之一。2012年世界衛生組織調查顯示，全球范圍內約有3億哮喘患者，預測到2025年可能增加至4億[1]。目前，哮喘已經成為危害兒童健康最嚴重的呼吸道疾病之一，但兒童哮喘的發病機制尚未完全明確，臨床治療仍以控制癥狀和發病次數為主[2]。維生素D在哮喘的免疫調節中發揮重要作用，包括調控免疫細胞的平衡及免疫抗體的濃度。25-羥維生素D3[25-(OH)D3]是維生素D在人體內穩定的代謝形態，已被用作人體內維生素D含量的檢測指標[3-4]。本研究通過檢測不同嚴重程度哮喘患兒與健康兒童血清中的25-(OH)D3濃度，分析其與患兒哮喘嚴重程度、哮喘控制情況及氣道炎性反應的相關性，以明確維生素D在兒童哮喘診療中的價值。

1資料和方法

1.1一般資料選擇2011年1月—2014年1月本院收治的哮喘患兒92例，其中男性48例，女性44例；年齡6~12歲，平均(8.5±2.9)歲。患兒哮喘的診斷及病情分級參照中華醫學會兒科學分會呼吸學組 2008 年修訂的《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南》[5]。將92例哮喘患兒分為輕度組(25例)、中度組(38例)和重度組(29例)。將28例同期體檢的健康兒童(排除有喘息史、佝僂病史、過敏性疾病史、1個月內感染性疾病史)作為健康組，年齡6~12歲，平均(8.2±2.5)歲；其中男性16例，女性12例。各組兒童的性別和年齡差異無統計學意義。所有入組的研究對象均按時復診，接受纖維支氣管鏡檢查的患兒家屬簽署知情同意書。

1.2用藥方案及療效判斷各組哮喘患兒均吸入二丙酸倍氯米松和口服孟魯司特鈉，根據情況口服硫酸沙丁胺醇溶液；對于有感染癥狀的患兒給予抗生素治療。治療1個月后，采用兒童哮喘控制測試量表(childhood asthma control test， C-ACT)評價患兒的哮喘控制情況[6]。該問卷共7個問題，其中1~4題由患兒回答，必要時醫護人員解釋問題；5~7題由家長回答。滿分為27分，得分23分及以上認為是完全控制，19~22分為部分控制，低于19分為無法控制。

1.325-(OH)D3檢測健康組兒童在晨8∶00空腹狀態下抽取靜脈血2 mL，哮喘患兒在治療前空腹采集靜脈血 2 mL。所有血樣以2 000 r/min離心10 min，分離血清后置于-20℃ 冰箱保存待測。用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(英國IDS公司)檢測血清樣品中25-(OH)D3的濃度，按照說明書操作。

1.4肺泡灌洗液(BALF)的收集和檢測各組患兒在行纖維支氣管鏡(日本Olympus 公司生產，型號：BFXP40 、BF3C30 、BFP40；根據患兒年齡選用相應型號)檢查前進行心電圖、肝功能及出凝血檢查，確保無禁忌證。本研究中輕度組10例、中度組16例、重度組11例患兒接受纖維支氣管鏡檢查。麻醉前禁食禁水6 h；支氣管肺泡灌洗術前10 min，用2%利多卡因噴灑鼻腔及咽喉部，以防止鼻腔出血；局部表面麻醉后，將纖維支氣管鏡經鼻腔、咽喉和聲門插入氣道。操作者根據胸部CT檢查結果，先檢查病變較輕側，再檢查病變較重側，灌洗并觀察各葉、段支氣管開口狀態。檢查過程中如發現痰栓等異物堵塞氣管腔，使用活檢用帶孔硅膠管連接20 mL無菌注射器快速注入常溫滅菌0.9%氯化鈉液進行沖洗(每次1 mL/kg，總量不超過 150 mL)，然后用負壓回收灌洗液，回收率應達40%~60%。支氣管肺泡灌洗術全程給予患兒鼻導管氧吸入，同時進行氧飽和度監測與心肺監護，觀察患兒的呼吸和心率。將收集到的BALF用雙層無菌紗布過濾，取少量置于血細胞計數板，進行總細胞計數。用ELISA試劑盒檢測離心得到的BALF上清液中腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)、IL-8的濃度；離心得到的沉淀經瑞氏染色后進行細胞計數。

2結果

2.1血清25-(OH)D3水平與哮喘患兒病情嚴重程度的關系健康組血清25-(OH)D3水平為43.5(36.8~52.6) nmol/L，輕度組為34.5(20.0~40.7)nmol/L，中度組為31.6(23.7~36.1)nmol/L，重度組為22.3(17.8~28.1)nmol/L。各哮喘組患兒血清25-(OH)D3水平均低于健康組(P<0.05)；中度組和重度組患兒的血清25-(OH)D3水平低于輕度組(P<0.05)；重度組血清25-(OH)D3水平又低于中度組(P<0.05)。見圖1。

2.2血清25-(OH)D3水平與哮喘患兒病情控制程度的關系C-ACT評價結果顯示，在92例哮喘患兒中，完全控制31例、部分控制38例、無法控制23例。秩和檢驗分析顯示，患兒血清25-(OH)D3水平在完全控制、部分控制和無法控制患者間依次降低，且組間差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

注：組間比較，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001

圖1　各組兒童血清25-(OH)D3水平的比較

注：與無法控制組相比，*P<0.05；與部分控制組相比，#P<0.05

2.3各哮喘組病情不同控制程度患兒的血清25-(OH)D3水平哮喘完全控制、部分控制和無法控制的患兒在輕度組中分別為10例、9例和6例，在中度組中分別為13例、18例和7例，在重度組中分別為8例、11例和10例。在完全控制的患兒中，輕度組、中度組、重度組血清25-(OH)D3水平依次減低，差異有統計學意義(P<0.05)；在部分控制的患兒中，中度組與重度組患兒血清25-(OH)D3水平低于輕度組(P<0.05)，而中度組與重度組間差異無統計學意義(P>0.05)；在無法控制的患兒中，重度組患兒血清25-(OH)D3水平低于輕度組與中度組(P<0.05)，而中度組與輕度組差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2　各哮喘組病情不同控制程度患兒的血清

注：與輕度組相比，*P<0.05；與中度組相比，#P<0.05

2.4血清25-(OH)D3水平與患兒氣道炎性反應的關系BALF上清液中，中性粒細胞、嗜酸性粒細胞和淋巴細胞百分比，TNF-α、IL-6、IL-8濃度，以及血清25-(OH)D3水平在輕度組、中度組和重度組患兒間差異有統計學意義(P<0.05)。其中,中性粒細胞和嗜酸性粒細胞百分比以及TNF-α、IL-6和IL-8濃度隨著患兒哮喘程度的加重而增加；而淋巴細胞百分比和血清25-(OH)D3濃度則隨著患兒哮喘程度的加重而降低。見表3。

表3　不同嚴重程度的哮喘患兒BALF上清液中炎性細胞總數及分類百分比、炎性因子及血清25-(OH)D3水平

注：與輕度組相比，*P<0.05；與中度組相比，#P<0.05

3討論

哮喘已經成為嚴重危害公眾健康的疾病之一。兒童是哮喘的常見發病人群。哮喘易反復發作，難以根治，會損害患兒的肺功能，影響其健康成長和生活質量[7]。哮喘是由多基因調控的慢性氣道炎性疾病，臨床上以氣道炎性反應、氣道高反應性和氣道重塑為特征，其病理進程涉及多種免疫細胞、炎性因子和信號通路[8]。維生素D在人體過敏反應的免疫應答中有重要的作用，包括調節Th1/Th2細胞平衡、調控單核細胞/巨噬細胞比例和調控炎性因子分泌等。流行病學調查[9-11]證實，哮喘患兒普遍缺乏維生素D，補充維生素D能夠緩解哮喘癥狀，表明維生素D與哮喘的發病有密切關系。

維生素D有5種形式，其中D2(麥角鈣化醇)、D3(膽鈣化醇)與健康關系最密切。在維生素D的3種代謝產物中，以25-(OH)D3在血液中的濃度最高、形式最穩定，故其被用作檢測人體維生素D的指標[12]。在本研究中，我們檢測了健康兒童與病情不同嚴重程度的92例哮喘患兒的血清25-(OH)D3水平，發現25-(OH)D3在輕度、中度和重度哮喘患兒血清中的水平依次降低，提示血清25-(OH)D3水平與哮喘嚴重程度相關。本研究采用C-ACT評價維生素D水平與哮喘患兒病情控制情況的關系，結果顯示，患兒血清25-(OH)D3水平越低，哮喘控制程度越低。

在維生素D調控哮喘的基礎研究[13]中發現，25-(OH)D3能夠降低甲狀旁腺素的分泌，調控免疫細胞增殖、促進胰島素分泌、刺激免疫細胞分化等。研究[14]顯示，糖皮質激素與維生素D聯用能顯著改善哮喘患者的氣道高反應性和氣道炎性反應，包括降低血清IgE水平、促進Th2分泌細胞因子IL-10、抑制炎性細胞浸潤。研究[15-16]證實，25-(OH)D3能夠抑制Th2細胞激活，而Th2細胞是特異性IgE和多種炎性因子的重要來源，因此，25-(OH)D3可能通過調控多種炎性細胞的激活而在哮喘的氣道炎性反應中發揮抑制作用。本研究結果顯示，BALF上清液中中性粒細胞比例、嗜酸性粒細胞比例以及TNF-α、IL-6、 IL-8濃度與哮喘患兒病情的嚴重程度以及血清25-(OH)D3水平變化具有一定的關聯性，并與相關報道吻合，再次證實患兒血清25-(OH)D3降低與哮喘加重及控制不良有關，但相關機制尚需要進一步探索。

綜上所述，血清25-(OH)D3水平降低與哮喘患兒的病情嚴重程度、哮喘控制情況和氣道慢性炎性反應相關。可以考慮將25-(OH)D3作為評價哮喘患兒病情嚴重程度的標志物，哮喘患兒可以通過補充適量維生素D改善治療效果，但用藥劑量及用藥時間等問題尚待進一步研究。

參考文獻

[ 1 ]To T, Stanojevic S, Moores G, et al. Global asthma prevalence in adults: findings from the cross-sectional world health survey[J]. BMC public health, 2012, 12(1): 204.

[ 2 ]Rzehak P, Wijga A H, Keil T, et al. Body mass index trajectory classes and incident asthma in childhood: results from 8 European Birth Cohorts—a Global Allergy and Asthma European Network initiative[J]. J Allergy Clin Immunol, 2013, 131(6): 1528-1536, e13.

[ 3 ]Iordanidou M, Paraskakis E, Giasari G, et al. VDR and VDBP polymorphisms are associated with 25 (OH) D3levels in asthmatic children[J]. Eur Respir J, 2014, 44(Suppl 58): P4211.

[ 4 ]Bischoff-Ferrari HA, Dawson-Hughes B, St?cklin E, et al. Oral supplementation with 25 (OH) D3versus vitamin D3: effects on 25 (OH) D levels, lower extremity function, blood pressure, and markers of innate immunity[J]. J Bone Miner Res, 2012, 27(1): 160-169.

[ 5 ]洪建國. 兒童支氣管哮喘診斷與防治指南 [J]. 中華兒科雜志, 2008,46(10): 745-753.

[ 6 ]Liu AH, Zeiger R, Sorkness C, et al. Development and cross-sectional validation of the Childhood Asthma Control Test[J]. J Allergy Clin Immunol, 2007, 119(4): 817-825.

[ 7 ]Krishnan JA, Bender BG, Wamboldt FS, et al. Adherence to inhaled corticosteroids: an ancillary study of the Childhood Asthma Management Program clinical trial[J]. J Allergy Clin Immunol, 2012, 129(1): 112-118.

[ 8 ]Holgate ST. Innate and adaptive immune responses in asthma[J]. Nat Med, 2012, 18(5): 673-683.

[ 9 ]Goleva E, Searing DA, Jackson LP, et al. Steroid requirements and immune associations with vitamin D are stronger in children than adults with asthma[J]. J Allergy Clin Immunol, 2012, 129(5): 1243-1251.

[10]Lambrecht BN, Hammad H. The airway epithelium in asthma[J]. Nat Med, 2012, 18(5): 684-692.

[11]Paul G, Brehm JM, Alcorn JF, et al. Vitamin D and asthma[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2012, 185(2): 124-132.

[12]Khare D, Godbole NM, Pawar SD, et al. Calcitriol [1, 25[OH]2D3] pre-and post-treatment suppresses inflammatory response to influenza A (H1N1) infection in human lung A549 epithelial cells[J]. Eur J Nutr, 2013, 52(4): 1405-1415.

[13]Cantorna MT, Snyder L, Lin YD, et al. Vitamin D and 1, 25 (OH)2D regulation of T cells[J]. Nutrients, 2015, 7(4): 3011-3021.

[14]Mann EH, Chambers ES, Pfeffer PE, et al. Immunoregulatory mechanisms of vitamin D relevant to respiratory health and asthma[J]. Ann N Y Acad Sci, 2014, 1317(1): 57-69.

[15]Cantorna MT, Zhao J, Yang L. Vitamin D, invariant natural killer T-cells and experimental autoimmune disease[J]. Proc Nutr Soc, 2012, 71(1): 62-66.

[16]Gupta A, Bush A, Hawrylowicz C, et al. Vitamin D and asthma in children[J]. Paediatr Respir Rev, 2012, 13(4): 236-243.

通訊作者陳碧琴, E-mail: biqinchen@163.com

中圖分類號R 725.6

文獻標識碼A