PM2.5與心血管疾病住院患者血清TNF-α表達的相關性研究

賀曉楠，張 城，曹 璇，陳 宇*

(1.首都醫科大學附屬北京安貞醫院 急診危重癥中心，北京100029;2.吉林大學中日聯誼醫院 心內科，吉林 長春130033)

最近，世界衛生組織發布了2017年世界衛生統計報告，指出心血管疾病是占首位的致死原因。近年來城市霧霾問題日益嚴重，其重要成分PM2.5是指空氣動力學直徑≤2.5 μm的顆粒物，是城市空氣中的主要污染物。流行病學研究表明短期和長期的暴露于高濃度的PM2.5與心血管疾病的發病率和死亡率存在相關性[1,2]。目前，尚缺乏關于PM2.5和心血管疾病危險的相關性潛在的分子機制的研究。有研究表明PM2.5可能通過氧化應激和炎癥反應導致信號分子釋放至循環系統[3,4]。本文旨在探討PM2.5與心血管疾病住院患者TNF-α表達的相關性。

1 對象與方法

1.1研究對象

選取為2015年10月-2016年4月吉林大學中日聯誼醫院心血管內科門診及急診收入住院心血管疾病患者92名，其中冠心病65例，非冠心病27例(心律失常、高血壓或心功能不全等)。排除標準：發熱及感染性疾病；自身免疫性疾病如動脈炎、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡；慢性阻塞性肺疾病；吸煙。同期長春地區的PM2.5濃度值來源于我國環境保護部發表的數據，根據PM2.5濃度值(0-75 μg/m3污染指數優良組；75-115 μg/m3污染指數輕度組；>115 μg/m3污染指數中重組)將入選患者分為A組、B組、C組。其中A組患者20名、B組患者20名、C組患者52名。其中A組冠心病患者15名，非冠心病患者5名；B組中冠心病患者13名，非冠心病患者7名；C組中冠心病患者37名，非冠心病患者15名。

1.2方法

記錄患者入院當日長春市PM2.5濃度。同時收集患者的年齡、性別、是否冠心病以及入院后中性粒細胞計數(NEUT)、淋巴細胞計數(LYM)、單核細胞計數(MONO)、血小板計數(PLT)。入院后即刻留取肘前靜脈血，應用ELISA測定血清TNF-α濃度。

1.3統計學方法

采用 SPSS 17.0 軟件對數據進行分析，選擇χ2檢驗進行統計分析。檢驗水準為0.05，P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1經分析A組、B組及C組研究對象在年齡、性別均無統計學差異(P>0.05)，可認為除外了研究對象間的性別、年齡對NEUT、LYM、MONO、TNF-α的影響，提高了PM2.5對以上指標影響的研究的可靠性。近年認為動脈粥樣硬化的形成就是免疫驅動導致氧化脂質的積累的過程，考慮到冠心病患者TNF-α等炎癥因子水平高于非冠心病者，進一步應用卡方檢驗比較三組研究對象的冠心病及非冠心病患者比例結果無顯著差異(P=0.780)(見表1、表2)。

表1 A組、B組、C組年齡、CRE、ALT比較

表2 A組、B組、C組性別、冠心病/非冠心病分布比較

備注：檢驗水準為0.05

2.2比較研究對象短期暴露于不同濃度PM2.5后其外周靜脈血中NEUT、LYM、MONO、PLT、TNF-α水平：A組、B組及C組NEUT、MONO、PLT無顯著差異(P>0.05)。A組、B組及C組TNF-α濃度差異顯著(P<0.05)(表3)。

2.3比較A組、B組、C組兩兩組間LYM、TNF-α。C組LYM高于B組(P<0.0017)，差異具有統計學意義,A組與B組間無明顯差異。C組血清TNF-α濃度顯著高于A組及B組(P<0.017)；B組的中值稍高于A組，但P>0.017，差異無統計學意義。見表4、5，圖1、2。

表3 A組、B組、C組血常規、TNF-α比較[M(P25,P75)]

備注：檢驗水準為0.05，*表示差異具有統計學意義

表4 A組、B組、C組LYM比較[M(P25,P75)]

備注：檢驗水準為0.017，*表示差異具有統計學意義

圖1 A組、B組、C組間LYM箱線圖

組間比較M±QZPAvsB33．66(26．68，50．56)vs39．17(25．44，101．82)-1．1570．247BvsC39．17(25．44，101．82)vs236．39(135．53，503．32)-4．8620．000?AvsC33．66(26．68，50．56)vs236．39(135．53，503．32)-5．5950．000?

備注：檢驗水準為0.05，*表示差異具有統計學意義

3 討論

本研究發現短期暴露于不同嚴重程度空氣污染之后，患者血小板計數及單核細胞計數改變無顯著性。考慮可能與心血管患者均常年口服阿司匹林和(或)氯吡格雷等抗血小板藥物相關。以往有研究發現吸入細顆粒物后機體循環或肺泡灌洗液中單核細胞數量增加[5,6]，而本實驗并沒有得到相似的結果。

圖2 A組、B組、C組TNF-α比較

考慮可能與PM2.5成分的地區異質性相關，也不能除外本次研究中對象的暴露時間不足。

本研究發現短時間暴露于PM2.5后人體內的TNF-α水平顯著增加。既往研究報道發現TNF-α等炎癥因子水平能預測健康個體未來發生心肌梗死的風險[7]。而且大量實驗也已證明TNF-α具有誘導血管發生炎癥且能減弱血管的舒張功能,其機制為TNF-α損害血管內皮的NO依賴性信號傳導，并減低NO的生物利用度；也可降低內皮一氧化氮合酶(eNOS)的表達水平，從而減少內源性NO生成；并且TNF-α可增加與受體解偶聯及內皮功能障礙相關的誘導型一氧化氮合酶(iNOS)表達水平[8,9]。

同時本研究發現心血管患者短期暴露于PM2.5濃度范圍在75 μg/m3到115 μg/m3的自然環境中后其血清TNF-α濃度較暴露于空氣優良環境中(PM2.5濃度小于75 μg/m3)后的差異無統計學意義，暴露于較高濃度PM2.5環境后心血管患者循環內TNF-α水平顯著高于暴露于相對低濃度的PM2.5環境中，考慮可能與暴露時間不足相關。以往大量研究證明短期或長期暴露于細顆粒物均可以導致機體內的炎癥反應及相關因子明顯增加，但也有研究未得到類似的結果。如Jette等人將健康成年人呼吸含一定濃度細顆粒物的空氣5 h后，發現其外周血單核細胞內活性氧、炎癥相關基因的表達、氧化應激反應水平前后變化并不明顯[10]。還有Pope CA等人發現健康成年人接觸顆粒物3小時后其血管舒縮功能并無改變[11]。但也不能除外就是緣于空氣中較低的PM2.5濃度不足以引起暴露于其中的個體血清TNF-α及表達水平發生顯著變化。目前尚無大樣本研究關于引起暴露于其中的人群的TNF-α等炎癥介質表達顯著增加的大氣中的最低PM2.5濃度，這方面需要將來更多的研究來明確。

近年認為冠心病患者體內的TNF-α等炎癥因子表達水平高于非冠心病者，動脈粥樣硬化的形成就是免疫驅動導致氧化脂質的積累的過程[12]，PM2.5能導致個體的血清TNF-α、IL-6、IL-1β、ICAM-1等顯著增加。而這些炎癥因子多數是通過參與體內的免疫調節反應來促動脈粥樣硬化。目前臨床上抗動脈硬化的藥物最為常見的是他汀類藥物以及阿司匹林。Angel K等人研究發現對關節炎患者進行維持3個月的抗TNF-α治療能明顯改善其主動脈硬化。此后Angel K等人又進行對類風濕關節炎或有抗TNF-α治療的臨床適應癥的患者，予以維持1年的抗TNF-α治療。隨訪1年，發現與對照組相比，抗TNF-α治療明顯延緩了患者頸動脈內膜中膜厚度進展，其動脈硬化也得到明顯改善[13]。

根據Angel K等人的研究結果即抗TNF-α治療能延緩動脈粥樣硬化的進展以及可改善動脈彈性，將來將免疫抑制劑廣泛應用于抗冠狀動脈粥樣硬化及狹窄的治療是非常令人期待的進展。但由于免疫抑制劑可能導致機體免疫力下降，導致機體易感染結核，發生腫瘤的風險增加，因而需要大量實驗研究來探索這個問題。

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