哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征患者氧化應激水平及抗氧化治療效果的研究

劉凌云曾勉左萬里康麗玫

哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征患者氧化應激水平及抗氧化治療效果的研究

劉凌云①曾勉②左萬里①康麗玫①

目的：本研究旨在探討哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征（ACOS）患者全身氧化應激水平及抗氧化治療效果。方法：選擇2012年6月-2014年6月本院診治的穩定期ACOS患者60例（ACOS組），同期在本院體檢中心體檢的健康吸煙者60例（對照組）；ACOS組按隨機數字表法分為常規治療組和抗氧化治療組。常規治療組接受單純吸入糖皮質激素/長效β2受體激動劑（沙美特羅/氟替卡松粉吸入劑 50/500μg，早晚各1次吸入）治療，抗氧化治療組在常規治療基礎上加用N-乙酰半胱氨酸600 mg，2次/d，療程3個月。所有測試者治療前后進行肺通氣功能檢查、支氣管舒張試驗、動脈血氣分析，并測定血清MDA、GSH含量、SOD活性。結果：ACOS組患者血清MDA較對照組明顯升高，而血清GSH含量和SOD活性均較對照組明顯下降（P＜0.05）；ACOS組患者血清MDA與FEV1顯著負相關（r=-0.745 ，P＜0.05），而血清GSH含量、SOD活性與FEV1呈顯著正相關（r=0.779，P＜0.05；r=0.698 ，P＜0.05）； 常規治療組和抗氧化治療組治療前后血清MDA下降，而血清GSH含量、SOD活性及FEV1上升（P＜0.05）；抗氧化治療組血清MDA、血清GSH含量、SOD活性及FEV1變化幅度較常規治療組明顯（P＜0.05）。結論：ACOS患者體內存在全身性的氧化/抗氧化失衡，且與其肺功能下降有關。N-乙酰半胱氨酸抗氧化治療能改善ACOS患者體內全身性氧化/抗氧化失衡，從而改善其肺功能。

哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征； 氧化應激； 乙酰半胱氨酸片； 肺功能； 丙二醛； 超氧化物歧化酶； 還原型谷胱甘肽

First-author’s address：J iangmen Central Hospital，J iangmen 529000，China

哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征（asthma chronic obstructive pulmonary disease overlap syndrome，ACOS）是以臨床癥狀中包含一種以上哮喘與COPD共同的臨床特征，表現為不完全可逆的氣道阻塞與氣流變異率增加共存的疾病［1］。兩種疾病的共存增加了疾病的復雜性及治療難度。ACOS已經被認為是一個特異的獨立的臨床疾病病種，但ACOS的臨床特點、病理生理學特點、發病機制及治療方面還未明確［2］。ACOS發病機制目前認為與氣道和肺部慢性炎癥、氧化應激、氣道重塑及氣道高反應有關，氧化應激不僅可以直接損傷氣道和肺組織，且可導致蛋白酶-抗蛋白酶失衡，促進炎癥反應，在ACOS的發生和發展中起重要作用［3］。本研究通過測定ACOS患者血清氧化應激指標及其與肺功能等的相關性，并觀察N-乙酰半胱氨酸抗氧化治療的效果，旨在氧化應激在ACOS發病機制中的作用及抗氧化治療效果的研究，為ACOS的診治提供依據，現報道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料 受試者來源及分組：選擇2012年6月-2014年6月本院（廣東省江門市中心醫院）診治的穩定期ACOS患者60例（ACOS組），同期在本院體檢中心體檢的健康吸煙者60例（對照組）；ACOS組按隨機數字表法分為常規治療組和抗氧化治療組。ACOS入選標準：符合COPD診斷標準（2011版GOLD指南［4-5］），同時符合以下標準：（1）強的支氣管舒張劑陽性反應（FEV1增加＞15% 和FEV1超過基線值400 mL以上）；（2）個人哮喘史（40歲前）； （3）個人過敏史；（4）2次以上：支氣管舒張劑陽性反應（FEV1增加＞12%和FEV1超過基線值200 mL以上）。排除標準：合并感染或近3個月內存在急性加重。健康對照者中吸煙指數大于200年支者為吸煙者。所有符合條件的受試者均告之本研究的試驗目的、試驗方法及可能存在的風險。

1.2研究方法

1.2.1檢測指標及方法 脂質過氧化產物丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥法測定，非酶性抗氧化劑還原型谷胱甘肽（GSH）含量、酶性抗氧化劑超氧化物歧化酶（SOD）活性采用化學比色法測定，試劑盒購自南京建成生物工程研究所，步驟嚴格按試劑盒操作說明書進行測定。所有受試者均使用肺功能儀（Sensor Medics Ltd，USA）測定肺功能及支氣管舒張試驗。

1.2.2治療方案 ACOS組按隨機數字表法隨機分為常規治療組和抗氧化治療組。常規治療組接受單純吸入糖皮質激素/長效β2受體激動劑（沙美特羅/氟替卡松粉吸入劑 50/500 μg，早晚各 1 次吸入）治療，抗氧化治療組在常規治療基礎上加用N-乙酰半胱氨酸600 mg，2次/d，療程3個月。

1.3統計學處理 采用SPSS 13.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用 字2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1一般資料 ACOS組：男46例，女14例，年齡58～80歲，平均（64.5±12.5）歲；對照組：男49例，女11例，年齡55～76歲，平均（63.5±11.2）歲；常規治療組：男22例，女8例，年齡58～78歲，平均（65.6±11.6）歲；抗氧化治療組：男24例，女6例，年齡55～80歲，平均（63.8±13.1）歲。ACOS組與對照組及常規治療組與抗氧化治療組年齡、性別、吸煙指數比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），肺功能、支氣管舒張試驗及血氣分析比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。常規治療組與抗氧化治療組治療前肺功能、支氣管舒張試驗及血氣分析結果比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表1～2。

表1　ACOS組與對照組一般資料、肺功能及血氣分析比較

表2　不同治療組一般資料、肺功能及血氣分析的比較

2.2ACOS組與對照組血清氧化應激指標比較 ACOS組血清MDA較對照組明顯升高，而血清GSH含量和SOD活性較對照組明顯下降（P＜0.05），見表3。

表3　ACOS組與對照組血清氧化應激指標比較（±s）

表3　ACOS組與對照組血清氧化應激指標比較（±s）

組別　MDA（nmol/L）　GSH（mg/L）　SOD（U/mL）ACOS組（n=60）　7.65±1.73　198.32±28.95　43.65±6.28對照組（n=60）　5.68±1.09　369.24±31.21　85.38±7.36 t值　7.460　31.070　33.400 P值　0.000　0.000　0.000

2.3ACOS患者氧化應激指標與肺功能的相關性 ACOS患者血清MDA與FEV1呈顯著負相關（r=-0.745，P＜0.05），而血清GSH含量和SOD活性與FEV1呈顯著正相關（r=0.779，P＜0.05；r=0.698，P＜0.05）。

2.4治療前后氧化應激指標、肺功能及療效比較 常規治療組與抗氧化治療組治療前后血清MDA下降，而血清GSH含量和SOD活性及FEV1上升（P＜0.05），見表4?？寡趸委熃M血清MDA、血清GSH含量、SOD活性及FEV1變化幅度較常規治療組明顯（P＜0.05），見表5。

3　討論

氧化應激是由于內源性和/或外源性刺激使機體代謝異常而產生大量活性氧自由基，或機體抗氧化物質不足，氧化劑/抗氧化劑動態平衡失衡，使機體處于氧化應激狀態，導致DNA、脂質及蛋白質的氧化損傷，進一步引起細胞死亡和組織損傷，這與很多疾病的病理生理過程相關［6］。肺臟存在于高氧環境中且擁有巨大的表面積和充足的血液供應，容易發生氧化應激介導的組織損傷［7］。氧化應激不僅直接損傷肺組織，而且可使抗蛋白酶氧化失活、炎癥細胞滲出、炎前介質基因表達，從而促進肺部慢性疾病的發生發展。氧化應激與慢性氣道炎癥性疾病如支氣管哮喘，COPD的關系目前已較明確［8］。哮喘患者由于體內炎癥細胞及免疫細胞或體外香煙煙霧，大氣污染物及顆粒物質產生的活性氧自由基（reactiveoxygenspecies，ROS）及活性氮自由基（reactivenitrogenspecies，RNS），導致其體內氧化應激水平升高［9］。氧化應激也可通過多種途徑導致慢阻肺發生和發展，包括氣道和肺泡上皮細胞損傷和凋亡、促炎介質基因表達增加、蛋白酶一抗蛋白酶失衡和黏液腺高分泌等［10］。然而具有哮喘與COPD共同臨床特征的ACOS，其氧化應激水平及氧化應激在ACOS發生和發展中的作用尚不明確，鮮有研究報道。臨床上常通過檢測自由基的氧化代謝產物（MDA、8-異前列腺）、抗氧化酶（SOD、GSHPx和CAT）及非酶抗氧化劑（谷胱甘肽、維生素C、維生素E）以評價機體氧化應激水平［11］。本研究通過檢測ACOS患者血清MDA、GSH含量，SOD活性，并與健康吸煙者比較，發現ACOS患者血清MDA含量較正常吸煙者明顯升高，而GSH含量及SOD活性則明顯下降，提示ACOS患者存在顯著的全身性氧化抗氧化失衡；同時研究發現各血清氧化應激指標與ACOS患者肺功能存在明顯相關性，反映了ACOS患者體內存在的全身性的氧化/抗氧化失衡與其肺功能下降有關。這些結果與氧化應激在哮喘和COPD相關的研究結果一致［12-13］。但本研究尚存許多不足之處，如未進一步比較ACOS、哮喘、COPD三者之間或不同時期ACOS患者在氧化應激水平的差異，亦未研究ACOS氣道局部氧化應激水平，均有待于進一步探討。

表4　常規治療組和抗氧化治療組治療前后氧化應激指標、肺功能比較（±s）

表4　常規治療組和抗氧化治療組治療前后氧化應激指標、肺功能比較（±s）

PaCO2（mm Hg）常規治療組（n=30）　治療前　7.86±1.68 200.52±31.36 45.75±7.32　49.3±6.8　46.3±4.8　13.6±3.2　67.8±3.6　44.2±2.4治療后　6.91±1.29　235.0±25.8　53.9±6.62　53.2±6.9　49.8±5.6　11.6±2.8　70.1±3.8　42.8±1.0 t值　3.470　6.570　6.390　2.200　2.590　2.580　2.410　2.950 P值　0.000　0.000　0.000　0.036　0.010　0.015　0.023　0.010抗氧化治療組（n=30） 治療前　8.15±1.83 197.66±28.31 46.32±6.41　48.7±5.3　47.5±5.6　12.28±2.9　69.2±4.8　42.8±2.1治療后　6.05±1.62　241±27.16　57.89±7.12　55.7±5.8　51.9±6.1　12.16±3.0　70.2±3.6　40.6±3.0 t值　4.710　6.050　6.610　4.880　2.910　0.158　1.180　3.290 P值　0.000　0.000　0.000　0.000　0.007　0.238　0.876　0.030組別　時間　MDA （nmol/L）GSH （mg/L）SOD （U/mL）FEV1/FVC （%）FEV1%pred （%）支氣管舒張試驗ΔFEV1%（%）PaO2（mm Hg）

表5　常規治療組和抗氧化治療組治療前后氧化應激指標、肺功能變化幅度比較（±s）

表5　常規治療組和抗氧化治療組治療前后氧化應激指標、肺功能變化幅度比較（±s）

SOD活性變化（U/mL）常規治療組（n=30）　4.85±0.56　3.20±0.45　-1.085±0.126　25.5±5.6　7.30±0.65抗氧化治療組（n=30）　7.56±0.42　6.50±0.51　-2.136±0.153　45.7±7.7　12.50±1.56 t值　29.990　37.580　41.070　16.430　23.830 P值?。?.05?。?.05　＜0.05?。?.05?。?.05組別　FEV1/FVC增加的百分比（%）FEV1%pred增加的百分比（%）MDA變化（nmol/L）GSH變化（mg/L）

ACOS的治療策略包括：（1）對于所有該表型患者推薦盡早使用ICS，正如在哮喘中的治療；（2）ICS的劑量應根據癥狀的控制、肺功能和/或痰中嗜酸粒細胞進行調整；（3）對于嚴重COPD以及COPD合并哮喘患者，建議使用三種藥物聯合治療即ICS加吸入長效β2腎上腺素受體激動劑加吸入長效抗膽堿能藥物［4］。除了以上策略外，考慮到氧化應激對ACOS發病機制的影響，通過提高機體抗氧化能力來干預氧化應激對機體的不良影響，是符合邏輯的治療思路?？寡趸委熆赡苁侵委烝COS的有效方法。近年來NAC較為廣泛的應用于臨床和動物實驗，是治療常用的抗氧化劑［14］。NAC是含有巰基的化合物，可作為細胞內半胱氨酸的供體，也是GSH的前體。GSH是細胞內外最重要的抗氧化劑，所以NAC具有強氧化作用［15］。它能減少GSSH的二硫鍵，還可以直接與氧化物發生反應，NAC能夠完全抑制CSE導致的肺泡細胞凋亡和壞死［16］。研究表明，NAC能減少COPD患者呼出H2O2，降低健康吸煙者血清/血漿中MPO的濃度；抑制健康吸煙者的肺泡巨噬細胞產生超氧陰離子自由基；減少COPD吸煙者外周血多形核白細胞H2O2的釋放；逆轉吸煙誘導GSH、SOD的下降。NAC同時是祛痰劑，能抑制肺部炎癥。因此，NAC通過減少氧化物的產生，增加抗氧化物的水平，使氧化/抗氧化系統趨于平衡，減輕氧化物對肺造成的損傷［17］。N-乙酰半胱氨酸在支氣管哮喘、COPD中的抗氧應激的效果已得到證實［18-19］。一項為期1年的前瞻性、隨機、雙盲和安慰劑對照研究結果表明，我國中重度慢阻肺患者長期應用N-乙酰半胱氨酸（600 mg，2次/d）可有效預防急性加重，中度慢阻肺患者獲益尤其明顯［20］。但抗氧化治療及NAC在ACOS中的應用，尚鮮有研究報道。本研究結果表明，常規治療策略及用N-乙酰半胱氨酸（600 mg，2次/d）輔助常規治療均可改善ACOSH患者血清中MDA和GSH水平及SOD活性，從而有效緩解體內氧化應激反應；但加用N-乙酰半胱氨酸治療患者改善更為顯著。本研究還發現NAC亦能改善ACOS患者肺通氣功能，通過升高FEV1、降低RV/TLC指標達到減輕ACOS患者臨床癥狀的作用，其機制可能與對氧化應激相關指標的改善作用有關。未來需要更多的、更全面的基礎科學研究及多中心臨床試驗來研究這一重疊綜合征的更深的發病機制，為研發新的藥物及新的治療方法提供更多的依據。

［1］Harding M，Cho M，McDonald M L，et al.The clinical and genetic features of COPD-asthma overlap syndrome［J］.Eur Respir J，2014，44（2）：341-350.

［2］孫永昌.哮喘-慢阻肺重疊綜合征指南解讀［J］.中國呼吸與危重監護雜志，2014，13（4）：325-329.

［3］ Barrecheguren M，Esquinas C，Miravitlles M.The asthmachronic obstructive pulmonary disease overlap syndrome （ACOS）：opportunities and challenges［J］.Cur Opin Pulm Med，2015，21 （1）：74-79

［4］ Soler-Catalu?a J J，Cos í o B，Izquierdo J L，et al.Consensus document on the overlap phenotype COPD-asthma in COPD［J］. Arch Bronconeumol，2012，48（9）：331-337.

［5］ The Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease Science Committee.Global Strategy for the Diagnosis，Management，and Prevention of COPD（Revised 2011）［S/OL］.［2011-12-05］.http：//www.goldcopd org/uploads/users/files/GOLD 2011 Summary.pdf

［6］王秋林，王浩毅，王樹人.氧化應激狀態的評價［J］.中國病理生理雜志，2005，21（10）：2069-2074.

［7］Rosanna D P，Salvatore C.Reactive oxygen species，inflammation，and lung diseases［J］.Curr Pham Des，2012，18 （26）：3889-3900.

［8］ Tsukagoshi H，Shimizu Y，Iwamae S，et al.Evidence of oxidative stress in asthma and COPD； potential inhibitory effect of theophylline［J］.Respir Med，2000，94（6）：548-588.

［9］ Comhair S A，Xu W，Ghosh S，et al.Super oxide dismutase in activation in pathophysiology of asthmatic airway remodeling and reactivity［J］.Am J Pathol，2005，166（3）：663-674.

［10］ Kirkham P A，Bames P J.Oxidative stress in COPD［J］.Chest，2013，144（1）：266-273.

［11］鐘琳曄，楊汀，肖飛.氧化應激及其評價指標在慢性阻塞性肺疾病中的作用［J］.中華結核和呼吸雜志，2014，37（7）：524-527.

［12］ Chung K F，Marwick J A.Molecular mechanisms of oxidative stress in airways and lungs with reference to asthma and chronic obstructive Pulmonary disease［J］.Annals of the New York Academy of Sciences，2010，1203（1203）：85-91.

［13］劉凌云，曾勉，左萬里，等.不同時期慢性阻塞性肺疾病患者氣道局部和全身氧化應激水平的變化［J］.華北煤炭醫學院學報，2008，10（4）：442-444.

［14］ De Benedetto F，Aceto A，Dragani B，et al.Long-term oral N-acetylcysteine reduces exhaled hydrogen peroxide in stable COPD［J］.Pulm Pharmacol Ther，2005，18（1）：41-47.

［15］ Decramer M，Rutten-Van M M，Dekhuijzen P N，et al.Effects of N-acetylcyseine on outcomes in chronic obstructive pulmonary disease （Bronchitis Randomized on NAC Cost-Utility Study，BRONCuS）：a randomised pIacebo-controlled trial［J］.Lancet，2005，365（9470）：1552-1560.

［16］ Ito K，Ito M，Elliott W M，et al.Decreased histone deacetvlase activity in chronic obstructive pulmonary disease［J］.N Engl J Med，2005，352（19）：1967-1976.

［17］ Adcock I M，Barnes P J.Molecular mechanisms of conicostemid resistance［J］.Chest，2008，134（2）：394-401.

［18］ Masoud A，Ali P A，Ali S，et al.Effects of N-acetylcysteine on asthma exacerbation［J］.Iranian Journal of Allergy Asthma & Immunology，2010，9（2）：103-109.

［19］洪克付，王士國，鄧愛華.乙酰半胱氨酸片輔助治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期的效果和作用機制［J］.貴陽醫學院學報，2015，40（3）：301-303.

［20］ Zheng J P，Wen F Q，Bai C X，et al.Twice daily N-acetylcysteine 600 mg for exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease （PANTHEON）：a randonfised.Double-blind placebo-controlled trial［J］.Lancet Respir Med，2014，2（3）：187-194.

Oxidative Stress and Antioxidant Therapy in Patients with Asthmatic Chronic Obstructive Pulmonary Disease Overlap Syndrome

LIU Ling-yun，ZENG Mian，ZUO Wan-li，et al.//Medical Innovation of China，2016，13（21）：009-013

Objective：To investigate the oxidative stress and curative effects of fluimucil in treating Asthma-COPD overlap syndrome（ACOS）.Method：A total of 60 patients with stable ACOS from June 2012 to June 2014 in our hospital patients（ACOS group） and 60 healthy smokers in the same period in our hospital physical examination center （the control group） were selected.ACOS group was randomly divided into routine treatment group and antioxidant treatment group.Routine treatment group received simple inhalation of Glucocorticoid/Long-actingβ2Receptor Agonist（Salmeterol/Fluorine Fluticasone Propionate Powder for Inhalation 50/500μg， two times a day），while antioxidant treatment group added the N acetylcysteine 600 mg twice/day based on routine treatment group.The course of treatment was 3 months.Pulmonary function tests，bronchial dilation test，arterial blood gas analysis，and serum MDA，GSH content，SOD activity were performed before and after treatment in all testers.Result：Compared with the control group，serum MDA，and GSH content in serum of ACOS group were significantly higher，the activity of superoxide dismutase（SOD） of ACOS group compared with the control group was decreased significantly（P＜0.05）.ACOS group serum MDA and FEV1significantly negative correlation（P＜0.05），and GSH content in serum，SOD activity and FEV1significantly positive correlation （P＜0.05）.Routine treatment group and Antioxidant treatment group before and after treatment，serum MDA decreased，and GSH content in serum，SOD activity and FEV1rose（P＜0.05）.Antioxidant treatment group，the serum levels of MDA decreased and GSH content in serum，SOD activity and FEV1increased amplitude compared with routine treatment group significantly（P＜0.05）.Conclusion：ACOS patients have systemic oxidation/ antioxidant imbalance，and the imbalance are related to the decline in lung function.N-acetyl cysteine oxidation treatment can improve ACOS patients systemic oxidation/antioxidant imbalance，so as to improve their lung function.

Asthma-COPD overlap syndrome； Oxidative stress； Acetylcysteine Tablets；Pulmonary function； Malondialdehyde； Superoxide dismutase； Glutathione Peroxidase

10.3969/j.issn.1674-4985.2016.21.003

①廣東省江門市中心醫院 廣東 江門 529000
②中山大學第一附屬醫院

劉凌云

2016-04-25） （本文編輯：程旭然）