杭州地區(qū)反復呼吸道感染患兒微量元素與免疫功能相關性分析

蔡姿秀　潘開宇

[摘要] 目的 探討杭州地區(qū)呼吸道反復感染兒童微量元素與免疫功能的相關性。 方法 選擇我院收治的反復呼吸道感染兒童116例為觀察組，選擇同期健康體檢兒童110例為對照組。檢測兩組兒童血清微量元素（Ca、Zn、Fe、Mg、Cu）及免疫指標（IgA、IgG、IgM，CD4+T細胞、CD8+T細胞、CD4+/CD8+），并進行相關性分析。 結果 觀察組患兒血清Ca、Zn、Fe水平顯著低于對照組（P<0.05）；觀察組患兒IgA、IgG水平顯著低于對照組，CD4+T細胞顯著低于對照組，CD8+T細胞顯著高于對照組（P<0.05），CD4+/CD8+顯著低于對照組（P<0.05）；呼吸道反復感染患兒Zn與IgA、IgG、CD4+T細胞呈顯著正相關，F(xiàn)e與IgA、CD4+T細胞呈顯著正相關；微量元素缺乏與免疫功能低下是RRI發(fā)病的危險因素（P<0.05）。 結論 杭州地區(qū)反復呼吸道感染患兒微量元素及免疫功能下降，而Zn、Fe可能是導致患兒免疫功能低下的原因之一。

[關鍵詞] 杭州地區(qū)；反復感染；兒童；微量元素；免疫功能

[中圖分類號] R725.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）24-0019-04

[Abstract] Objective To investigate the correlation between microelements and immune function in children with recurrent respiratory tract infection in Hangzhou area. Methods A total of 116 children with recurrent respiratory tract infection admitted in our hospital were enrolled in this study as the observation group. 110 children in the same period were selected as the control group. The levels of serum trace elements （Ca， Zn， Fe， Mg， Cu） and immune indexes （IgA， IgG， IgM， CD4+T cells， CD8+T cells， CD4+/CD8+） in the two groups were measured and correlatively analyzed. Results The levels of serum Ca， Zn and Fe in the observation group were significantly lower than those in the control group （P<0.05）. The levels of IgA and IgG in the observation group were significantly lower than those in the control group. The level of CD4+T cells in the observation group was significantly lower than that in the control group， and the level of CD8+T cells in the observation group was significantly higher than that in the control group（P<0.05）. The CD4+/CD8+in the observation group was significantly lower than that in the control group（P<0.05）. There was a significant positive correlation between Zn and IgA， IgG and CD4+T cells in children with recurrent respiratory tract infection. Fe and IgA， CD4+T cells were positively correlated. Trace element deficiency and immune function dysfunction were the risk of RRI risk factors（P<0.05）. Conclusion The trace elements and immune function of children with recurrent respiratory tract infection in Hangzhou area are decreased， while Zn and Fe may be one of the reasons leading to the immune function dysfunction in children.

[Key words] Hangzhou area； Repeated infection； Children； Trace elements； Immune function

反復呼吸道感染（recurrent respiratory infection，RRI）是臨床常見肺科疾病，尤其在兒童高發(fā)。流行病學調查顯示，浙江地區(qū)急性呼吸道感染發(fā)病率呈明顯上升的趨勢[1]，這可能也是杭州地區(qū)兒童RRI高發(fā)原因之一。RRI發(fā)病機制復雜，其發(fā)病由多種因素影響，包括營養(yǎng)狀況、病原體毒性與數(shù)量、外部環(huán)境及機體自身對入侵病原體的防御能力等[2-3]。兒童免疫系統(tǒng)發(fā)育不完全，易出現(xiàn)免疫功能低下，這被認為是RRI發(fā)生的最主要因素。有報道顯示，RRI患兒存在微量元素異常表現(xiàn)，且RRI可能與此有關[4-6]。故本研究選擇杭州地區(qū)116例RRI患兒為研究對象，檢測其微量元素、免疫功能相關指標，分析其相關性，以期進一步明確RRI可能的發(fā)病機制，現(xiàn)報道如下。endprint

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院2016年1～9月收治的RRI患兒116例為研究對象，設為觀察組。男62例，女54例，年齡1～6歲，平均（3.2±1.7）歲。納入標準：①患兒體征、相關檢查均支持RRI診斷，RRI參照中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組制定的《反復呼吸道感染診斷的臨床概念和處理原則》進行診斷[7]，所有患兒診斷明確；②患兒年齡1～6歲；③患兒近半年內未服用影響免疫功能藥物（免疫增強劑、免疫抑制劑）及微量元素補充劑；④患兒無先天性免疫功能異常；⑤排除氣管、肺等先天性畸形疾病，惡性腫瘤。另選擇同一時期我院健康體檢中心110例健康兒童為對照組，男60例，女50例，年齡1～6歲，平均（3.5±1.0）歲。所有患兒家屬均知曉本研究目的、過程及意義，簽署知情同意書。兩組兒童在性別、年齡等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 標本采集 患兒入院后次日清晨取空腹靜脈血6 mL，3 mL予以肝素抗凝管抗凝，在12 h內完成流式細胞術檢測T淋巴細胞亞群檢測；3 mL于促凝管內，3500 r/min離心機離心5 min，并收集上層血清，保存于-80℃待檢。

1.2.2 微量元素檢測 采用TAS-990原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器公司）檢測血清Ca、Zn、Fe、Mg、Cu水平，購買成品試劑盒（武漢奧碩醫(yī)療科技公司），所有操作步驟均嚴格按照試劑盒說明書由我院檢驗科具備資質的檢驗師完成。

1.2.3 血清IgA、IgG、IgM檢測 采用Cobas800全自動生化分析儀（羅氏公司，瑞士）測定血清IgA、IgG、IgM水平，購買成品試劑盒（上海科華生物工程公司），所有操作步驟均嚴格按照試劑盒說明書由我院檢驗科具備資質的檢驗師完成。

1.2.4 T淋巴細胞亞群檢測 采用CytoFLEX流式細胞儀（貝克曼，美國）檢測外周血T淋巴細胞亞群數(shù)量，購買配套試劑盒，以Simulset軟件計算CD4+T細胞、CD8+T細胞百分數(shù)及CD4+/CD8+比值。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計學軟件包進行統(tǒng)計分析。正態(tài)分布計量資料以（x±s）描述，采用t檢驗，非正態(tài)分布計量資料以中位數(shù)及四分位數(shù)（25%分位數(shù)～75%分位數(shù)）描述，采用Wilcoxon符號秩和檢驗；相關性采用Pearson相關性分析；以Logistic回歸分析RRI發(fā)病危險因素。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組血清微量元素比較

觀察組患兒血清Ca、Zn、Fe水平顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）；而兩組血清Mg、Cu比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2 兩組免疫功能比較

兩組免疫球蛋白比較，觀察組患兒IgA、IgG顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01），兩組IgM比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；T淋巴細胞亞群比較，觀察組CD4+T細胞、CD4+/CD8+顯著低于對照組，CD8+T細胞顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。見表2。

2.3 微量元素與免疫功能相關性分析

相關性分析顯示，RRI患兒血清Zn與IgA（r=0.589，P<0.05）、IgG（r=0.625，P<0.05）、CD4+T細胞（r=0.551，P<0.05）呈顯著正相關，差異有統(tǒng)計學意義；血清Fe與IgA（r=0.473，P<0.05）、CD4+T細胞（r=0.498，P<0.05）呈顯著正相關，差異有統(tǒng)計學意義。其余指標無明顯相關性。

2.4 微量元素、免疫功能與RRI關系

經Logistic回歸分析顯示，微量元素Ca、Zn、Fe，免疫球蛋白IgA、IgG、IgM，T淋巴細胞CD4+、CD8+、CD4+/CD8+均是RRI發(fā)病的危險因素。見表3。

3 討論

兒童反復呼吸道感染（RRI）可引起上呼吸道、下呼吸道感染癥狀，RRI如不能及時治療，容易引起患兒肺功能障礙，嚴重者還可能并發(fā)心肌炎、風濕性心臟病及哮喘等疾病，影響患兒日常生活和學習[8-10]。RRI發(fā)病由多種因素所致，不僅取決于感染病原體種類、數(shù)量、毒力，還與空氣污染、被動吸煙等環(huán)境因素及貧血、營養(yǎng)不良、缺乏鍛煉等自身體質有一定關系。兒童自身免疫防御系統(tǒng)發(fā)育不完全，尤其是對外界病原體起主要防御作用的T淋巴細胞、B淋巴細胞需隨年齡增長而逐漸分化成熟，T、B淋巴細胞不足導致的直接后果是兒童期細胞免疫、體液免疫不足，免疫功能低下，加之多次、反復的病原微生物入侵，導致機體免疫疲憊[11]，對異物感染刺激反應敏感性降低，使患兒出現(xiàn)“感染-免疫異常、免疫異常-感染”的反復循環(huán)，致使患兒呼吸道感染遷延不愈[12]。最新研究發(fā)現(xiàn)，患兒微量元素不足可能與RRI有一定關系[13]。Ca、Zn、Fe、Mg、Cu等微量元素在兒童發(fā)育過程中扮演十分重要的作用，在器官發(fā)育、組織修復、自身代謝等方面必不可少[14]。微量元素在細胞生命活動中發(fā)揮轉換物質、能量交流的作用，是構成多種功能蛋白質的關鍵組分[15]，同時也是免疫活性細胞的必須營養(yǎng)成分，與免疫功能關系密切，體內必須微量元素缺乏可能導致免疫系統(tǒng)發(fā)育遲緩、免疫功能低下，呼吸道抵御感染能力下降，同時增加呼吸道易感性[16]。

Zn參與DNA聚合酶、RNA聚合酶的合成與構型穩(wěn)定，在蛋白質翻譯、合成過程中發(fā)揮重要作用，可影響細胞有絲分裂、生長及再生[17]。此外Zn過度缺乏還可能導致胸腺、脾萎縮或其功能下降，影響機體免疫應答能力。據Zhang S等[18]的一項研究發(fā)現(xiàn)，對兒童補充鋅元素可顯著改善胸腺功能，其可能通過T淋巴細胞和吞噬細胞增加機體免疫能力，如果在Zn缺乏的情況下得不到及時補充，那么發(fā)生免疫力低下的概率將增加50%以上。而Fe是人體內必須元素，參與多種酶的合成，在生物氧化和組織呼吸過程中發(fā)揮重要作用，是血紅蛋白的重要組成成分[19]。Ca、Fe均參與了蛋白質合成，其缺乏可能會引起機體代謝滯后，不利于兒童免疫系統(tǒng)發(fā)育、成熟。本研究分析了RRI患兒與健康兒童間血清微量元素差異，結果顯示RRI患兒血清Ca、Zn、Fe均顯著低于健康兒童，提示RRI患兒體內存在微量元素缺乏。endprint

兒童時期各器官均處于生長發(fā)育階段，T細胞、B細胞等免疫細胞隨著年齡的增長而逐漸成熟，但是RRI患兒T細胞、B細胞成熟受到抑制，體液免疫能力減弱，漿細胞生成減少、免疫球蛋白合成不足，加之反復感染大量消耗免疫球蛋白，致使患兒血清免疫球蛋白水平明顯下降[20]。本研究結果顯示RRI患兒IgG、IgA水平顯著低于健康兒童。IgG是唯一可以通過胎盤而提高嬰幼兒免疫能力的特異性抗體，可通過中和外毒素、調節(jié)吞噬等方式發(fā)揮抗感染和免疫防護作用。IgA也是一類具有調節(jié)吞噬、抑制黏膜增生及抗感染的特異性免疫球蛋白。IgG、IgA水平低下，容易導致細菌聚集、繁殖，在呼吸道發(fā)生反復感染。在病毒進入RRI患兒并誘發(fā)感染后，T淋巴細胞會受到侵犯，其分化受阻、活化程度減弱、破壞增加，亞群分布異常[21]。CD4+T細胞具有體液免疫協(xié)調作用、增強固有免疫細胞吞噬和殺傷功能，其水平降低提示機體免疫功能不足；而CD8+T細胞是抑制性T淋巴細胞，其水平升高提示免疫功能受到抑制。CD4+/CD8+表示機體免疫功能平衡狀態(tài)，是評價細胞免疫系統(tǒng)內環(huán)境問題的主要指標。本研究發(fā)現(xiàn)RRI患兒CD4+T細胞、CD4+/CD8+顯著低于健康兒童，CD8+T細胞顯著高于健康兒童，提示RRI患兒細胞免疫功能不足，與前述體液免疫結果相符。

本研究進一步分析了微量元素與免疫功能相關性，結果顯示RRI患兒血清Zn與IgA、IgG、CD4+T細胞呈顯著正相關，血清Fe與IgA、CD4+T細胞呈顯著正相關，表明RRI患兒體內血清微量元素缺乏與免疫功能低下存在一定相關性。這可能是由于RRI患兒體內微量元素缺乏導致免疫功能不足，免疫功能低下又增加了呼吸道反復感染概率，而長期的呼吸道感染不利于兒童微量元素吸收，形成一個反復的惡性循環(huán)[22-23]。Zn缺乏會使呼吸黏膜上皮細胞受損，排痰功能下降，增加肺炎發(fā)病幾率，而罹患肺炎的患兒食欲不佳、消化功能紊亂，可進一步引起Zn缺乏。據Tie HT等[24]的一項臨床研究報道，對RRI患兒進行常規(guī)治療的同時補充Ca、Zn、Fe等微量元素，較單純藥物治療效果更佳，說明RRI患兒體內可能存在必須微量元素缺乏的情況，而補充微量元素有利于疾病恢復。本研究Logistic回歸分析顯示，微量元素缺乏與免疫功能低下是RRI發(fā)病的危險因素。

綜上所述，本研究結果提示，反復呼吸道感染患兒體內存在微量元素缺乏的現(xiàn)象，這可能會導致患兒免疫功能下降，導致病情進展和遷延不愈。對本地區(qū)兒童應當進行微量元素及免疫功能監(jiān)測，及時進行補充治療，有助于預防RRI發(fā)生。

[參考文獻]

[1] 車飛虎，崔大偉，孫海燕，等. 2013-2015年浙江地區(qū)新型甲型HIN1流行性感冒的流行病學和臨床特征調查[J].臨床檢驗雜志，2016，34（4）：307-311.

[2] Zhang X，Ding F，Li H，et al. Low Serum Levels of Vitamins A，D，and E Are Associated with Recurrent Respiratory Tract Infections in Children Living in Northern China：A Case Control Study[J]. PLoS One，2016，11（12）：e0167689.

[3] García-García ML，Calvo C，Rey C，et al. Human metapnuemovirus infections in hospitalized children and comparison with other respiratory viruses. 2005-2014 pro-spective study[J]. PLoS One，2017，12（3）：e0173504.

[4] Pac M，Bernatowska EA，Kierkus J，et al. Gastrointestinal disorders next to respiratory infections as leading symptoms of X-linked agammaglobulinemia in children-34-year experience of a single center[J]. Arch Med Sci，2017， 13（2）：412-417.

[5] 侯俏珍，何麗雅，鄧力，等. 廣東珠三角地區(qū)兒童反復呼吸道感染的相關因素分析[J]. 中國醫(yī)藥導報，2014， 11（31）：133-135.

[6] CSaad K，Abo-Elela MG. Effects of bovine colostrum on recurrent respiratory tract infections and diarrhea in children[J]. Medicine （Baltimore），2016，95（37）：e4560.

[7] 中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組. 反復呼吸道感染的臨床概念和處理原則[J]. 中華兒科雜志，2008，46（2）：108-110.

[8] 楊海軍. 維生素D營養(yǎng)狀態(tài)對反復呼吸道感染兒童免疫功能的影響[J]. 山東醫(yī)藥，2016，56（1）：62-63.

[9] Courtenay M，Rowbotham S，Lim R，et al. Antibiotics for acute respiratory tract infections： a mixed-methods study of patient experiences of non-medical prescriber management[J]. BMJ Open，2017，7（3）：e013515.endprint

[10] 王波，呂靜. 捏脊療法治療小兒反復呼吸道感染的效果[J]. 中國醫(yī)藥導報，2015，12（30）：106-108.

[11] Lui CT. Prescription practice of antihistamines for acute upper respiratory tract infections in pediatric patients in a local emergency department in Hong Kong[J]. World J Emerg Med，2017，8（1）：47-54.

[12] 阮學東. 反復呼吸道感染患兒血清維生素 D與 IgA水平分析[J]. 中國鄉(xiāng)村醫(yī)藥，2013，20（19）：14-15.

[13] 屠苗英，王秀敏，毛立英，等. 學齡前反復呼吸道感染患兒微量元素與紅細胞免疫的變化觀察[J]. 中華醫(yī)院感染學雜志，2016，26（20）：4741-4742.

[14] 何玲，王松，符宗敏，等. 兒童肺炎支原體肺炎后發(fā)生反復呼吸道感染的多因素分析[J]. 臨床兒科雜志，2015， 33（2）：117-120.

[15] Ewelina Król，Magdalena Jeszka-Skowron，Z Krejpcio，et al. The Effects of Supplementary Mulberry Leaf（Morus alba）Extracts on the Trace Element Status（Fe，Zn and Cu） in Relation to Diabetes Management and Antioxidant Indices in Diabetic Rats[J]. Biol Trace Elem Res，2016，174（1）：158-165.

[16] Toivonen L，Karppinen S，Schuez-Havupalo L，et al. Burden of Recurrent Respiratory Tract Infections in Children： A Prospective Cohort Study[J]. Pediatr Infect Dis J，2016，35（12）：e362-e369.

[17] Banerji A，Panzov V，Young M，et al. Hospital admissions for lower respiratory tract infections among infants in the Canadian Arctic： a cohort study[J]. CMAJ Open，2016，4（4）：E615-E622.

[18] Zhang S，Laouar A，Denzin LK，et al. Zbtb16（PLZF）is stably suppressed and not inducible in non-innate T cells via T cell receptor-mediated signaling[J]. Sci Rep，2015，5（1）：12113.

[19] Sismanlar T，Aslan AT，Gülbahar ■，et al. The effect of vitamin D on lower respiratory tract infections in children[J]. Turk Pediatri Ars，2016，51（2）：94-99..

[20] McKay JT，Egan RP，Yammani RD，et al. PD-1 suppresses protective immunity to Streptococcus pneumoniae through a B cell-intrinsic mechanism[J]. J Immunol，2015， 194（5）：2289-2299.

[21] Erickson JJ，Rogers MC，Tollefson SJ，et al. Multiple Inhibitory Pathways Contribute to Lung CD8+T Cell Impairment and Protect against Immunopathology during Acute Viral Respiratory Infection[J]. J Immunol，2016，197（1）：233-243.

[22] Sealy RE，Surman SL，Hurwitz JL. CD4⁺T cells support establishment of RSV-specific IgG and IgA antibody secreting cells in the upper and lower murine respiratory tract following RSV infection[J]. Vaccine，2017， 35（20）：2617-2621.

[23] Rao L，Bu LL，Xu JH，et al. Red Blood Cell Membrane as a Biomimetic Nanocoating for Prolonged Circulation Time and Reduced Accelerated Blood Clearance[J]. Small，2015， 11（46）：6225-6236.

[24] Tie HT，Tan Q，Luo MZ，et al. Zinc as an adjunct to antibiotics for the treatment of severe pneumonia in children <5 years： a meta-analysis of randomised-controlled trials[J]. Br J Nutr，2016，115（5）：807-816.

（收稿日期：2017-05-31）endprint