支氣管哮喘患者血清YKL-40檢測及臨床意義

王聰慧

支氣管哮喘是一種常見的氣道慢性炎癥性疾病，以氣道重構為其主要特征[1]，其發病涉及多種炎癥細胞、炎性遞質和復雜的細胞因子網絡[2]，近年來新型的炎癥因子在哮喘中的作用不斷被發現。YKL-40又稱為人軟骨糖蛋白39(human cartilage glycoprotein-39，HCgp39)或Chitinase-3-like-1 (CHI3L1)[3]，屬于人類甲殼素酶蛋白家族成員。近期研究[4]表明，YKL-40在支氣管哮喘的炎癥反應，尤其在氣道重構及組織纖維化過程中發揮重要的作用，但哮喘患者血清標本中YKL-40的水平以及與其他臨床指標之間的相關性尚未有文獻報道，該文通過檢測支氣管哮喘急性發作期患者血清中YKL-40的水平并研究其與其他炎癥指標及肺功能的相關性，驗證YKL-40作為一種生物學證據對哮喘的病情有提示作用。

1 材料與方法

1.1病例資料選取2015年1月～2016年4月在安徽醫科大學第一附屬醫院干部呼吸與危重癥科就診的支氣管哮喘患者，其中30例為急性發作期患者，28例為慢性持續期患者。支氣管哮喘急性發作期組，男15例，女15例，年齡15～54(36.35±10.54)歲；慢性持續期組，男14例，女14例，年齡21～60(35.48±11.25)歲。所有入組患者符合2016支氣管哮喘防治指南哮喘診斷標準[5]。納入標準：年齡18～75歲，此次哮喘發作距離上次1個月以上，且在此期間未使用藥物治療。排除標準：① 危重度支氣管哮喘患者；② 患有心源性哮喘、急慢性支氣管炎、肺癌等肺部疾病的患者；③ 伴有影響其生存的嚴重疾病，如急性心肌梗死、急性腦血管意外、腫瘤、嚴重的肝腎疾患、獲得性免疫缺陷綜合征等。另納入正常對照組21例，其中男12例，女9例，年齡18～54(32.14±9.95)歲。三組一般資料差異無統計學意義，具有可比性。所有研究對象知情同意。

1.2實驗方法

1.2.1血標本收集 分別收集研究對象清晨空腹外周靜脈血，每人抽取2管(使用EDTA抗凝管)，各5 ml。其中一管抽血后靜置30 min，4 ℃、1 500 r/min離心15 min，留取血清，-80 ℃冰箱保存待檢。另一管立即行嗜酸粒細胞計數檢測。

1.2.2血清YKL-40、IgE、IL-4水平檢測 血清YKL-40、IgE、IL-4水平檢測均使用ELISA方法，YKL-40、IL-4試劑盒購自瑞典RD公司，IgE試劑盒購自美國Ebioscience公司。上述檢測均按產品所附說明書進行操作。

1.2.3血嗜酸粒細胞檢測 使用全血細胞計數儀(sysmex XE2100)進行外周血嗜酸粒細胞檢測。

1.2.4肺功能測定 采用日本HI-701床邊肺功能儀對所有研究對象行肺功能測定。記錄FVC%(用力肺活量占預計值百分比)、FEV1%(第一秒用力呼氣容積占預計值百分比)、FEV1/FVC，重復測量3次，取最佳測定值。

圖1 血清YKL-40和血清IL-4、IgE以及肺功能的相關性分析A:IL-4;B:IgE;C:FVC%;D:FEV1%

2 結果

2.1急性發作期哮喘患者血清中YKL-40、IgE、IL-4濃度及Eos%的變化支氣管哮喘急性發作期組YKL-40、IgE、IL-4的濃度及Eos%均高于慢性持續期組和正常對照組。急性發作期組與慢性持續期組、正常對照組之間的差異有統計學意義(P<0.05)，慢性持續期組與正常對照組之間的差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 支氣管哮喘急性發作期、慢性持續期、正常對照組各組之間各指標之間的差異

2.2各組研究對象肺通氣功能指標的差異支氣管哮喘急性發作期組與慢性持續期組、正常對照組之間的FVC%、FEV1%及FEV1/FVC等指標的差異有統計學意義(P<0.01)，慢性持續期組與正常對照組之間的差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

2.3支氣管哮喘急性發作期患者外周血中趨化因子YKL-40與IgE、IL-4、Eos%及肺通氣功能指標的相關性分析支氣管哮喘急性發作期患者血清中YKL-40水平與IgE、IL-4水平(r=0.493、0.366)呈正相關性(P<0.05)，與FVC%、FEV1%(r=-0.459、-0.499)呈負相關性(P<0.05)，與Eos%和FEV1/FVC(r=0.126、-0.276)無相關性(P>0.05)。見圖1。

3 討論

YKL-40屬于人類甲殼素酶蛋白家族成員，參與多種炎癥反應過程，在類風濕性關節炎、炎癥性腸病等多種炎癥性疾病中具有重要作用[6-8]。Chupp et al[9]研究表明，YKL-40在急性發作期哮喘患者血清及支氣管活檢組織中明顯增多，且與急性發作的嚴重程度、氣道上皮下基底膜的厚度呈正相關性，因此，提示YKL-40參與支氣管哮喘的炎癥反應及氣道重塑。Lee et al[10]發現YKL-40基因敲除的小鼠模型體內Th2型炎癥反應顯著減弱，而上皮細胞產生的YKL-40可恢復模型Th2型炎癥反應，更加驗證了YKL-40在Th2炎癥反應中的作用。本實驗顯示急性發作期哮喘患者血清中YKL-40濃度較其他兩組明顯升高，與前期研究結果一致，另外本研究顯示YKL-40水平和IL-4、IgE水平呈正相關性，提示YKL-40能夠作為哮喘急性發作期炎癥反應的標志物。YKL-40與IL-4、IgE水平呈正相關的原因考慮為YKL-40促進了哮喘的Th2反應，從而促進Th2細胞產生IL4，并通過Th2細胞促進B細胞產生IgE，因此YKL-40位于哮喘Th2炎癥反應的上游，如果針對該因子作為哮喘治療靶點會提前阻斷炎癥反應，可能會取得更好的臨床療效。

氣道重塑是支氣管哮喘的主要病理特征之一。氣道平滑肌細胞的增殖和遷移是氣道重塑的關鍵步驟，YKL-40可以通過NF-κB通路以及ERK/JNK信號途徑上調支氣管上皮細胞IL-8水平，促進氣道平滑肌細胞的增殖和遷移，在體內和體外實驗中均可引起肺功能下降[11]。Bara et al[12]針對40例哮喘患者的研究也發現支氣管上皮細胞的YKL-40通過PAR-2、Akt、ERK和p38途徑，促進支氣管平滑肌細胞的增殖和遷移，而YKL-40可能作為提示氣道重塑作用的一種新型標志物，并可能和哮喘模型肺功能下降有關。本研究結果在患者體內同樣證實了這一結論，急性發作期哮喘患者YKL-40水平和反映肺通氣功能的FVC%、FEV1%呈負相關性，提示YKL-40參與了氣道重塑的過程，是導致肺功能下降的重要因素。