PM2.5顆粒與COPD患者氧化應激水平及炎性因子的相關性

袁紅 李慧 蘭智新 王曉琴

(中國人民解放軍474醫院呼吸內科，新疆 烏魯木齊 830000)

在空氣動力學方面細顆粒物(PM2.5)是指空氣中≤2.5 μm的細小顆粒物，其主要來源于人類廢棄物、炭粒子等的燃燒，是目前主要的大氣污染物；具有體積小、比表面積大、空氣懸浮時間長、已隨風傳播的特點[1]。同時其在懸浮過程中容易吸附空氣中的多苯芳烴、有毒氣體、細菌病毒以及重金屬等多種有害物質，之后通過人體呼吸系統進入血液中，造成病理損害。長此以往，將會對人類呼吸系統以及心血管系統造成不良影響，其中多苯芳烴以及亞硝胺類化合物的涉入會對人體產生一定的致病作用，嚴重影響患者的生命健康[2]。慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種臨床上常見的呼吸系統疾病，以血管、氣道炎癥為主要特征[3]。調查顯示，我國2001—2008年COPD的發病率從3.5%升至6.8%，并隨著我國工業的發展以及消費水平的提高，其發病率也在逐年升高[4]。多項研究表明COPD的發生與PM2.5有著密切的關系，美國胸科協會在1999年發現每當空氣中PM2.5的含量增加5ug/m3，COPD的發病率提升1%，證實了COPD的病發與PM2.5有著一定的相關性[5]。故本研究分析探討PM2.5顆粒與COPD患者氧化應激水平及炎性因子的相關性，為COPD的預防與診療提供參考。報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇我院2016年1月至2017年1月收治的86例COPD患者作為研究對象，根據其居住位置進行分組，其中郊區居住的患者為對照組，共42例，其中男24例，女18例，年齡25～70歲，平均年齡(56.3±4.6)歲，病程5～9年，平均病程(7.4±0.7)年，體質量指數為(21.7±1.3) kg/m2，吸煙史患者28例，飲酒史患者20例；市區居住的患者為觀察組，共44例，男25例，女19例，年齡25～70歲，平均年齡(55.9±5.1)歲，病程4～9年，平均病程(7.1±0.8)年，體質量指數為(22.2±1.4) kg/m2，吸煙史患者27例，飲酒史患者21例。上述患者均符合COPD的診斷標準，兩組患者年齡、性別、病程、體重指數、吸煙史以及飲酒史等一般資料差異不顯著無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。診斷標準：根據中華醫學會2013年推薦的COPD診斷標準，具體如下：咳嗽，痰液呈現粘液或者濃性；呼吸困難氣短；胸悶喘息；體重下降，活動障礙，肌肉萎縮患者；給予支氣管舒張劑以后FEV1/FVC%<70%的患者[6]。納入和排除標準見相關資料[7]。

1.2方法 對于上述兩組患者，每周日上午給予其測定檢查，為期12 W，肺功能可以通過Master Screen肺功能儀直接測定第一秒用力呼氣容積(FEV1)、以及FEV1/用力肺活量(FVC)。氧化應激水平血清丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)，其中MDA通過硫酸巴比妥酸法測定：空腹抽取患者5 mL靜脈血，非抗凝管凝固管1 500 rpm/min離心5 min，EP管取上層血清，-80 ℃保存貼標簽， MAD含量檢測試劑盒(南京建成)說明書具體使用方法測定。通過羥胺法測定患者SOD：靜脈血樣配制方法如MDA，之后通過(MAD)含量檢測試劑盒說明書(南京建成)具體使用方法測定[8]。觀察對比兩組患者的肺功能(FVC、FEV1、FEV1/ FVC)，氧化應激水平(MDA、SOD)以及炎癥因子：干擾素-γ(IFN-γ)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)及轉化生長因子-β(TGF-β)的差異；分析兩組患者所在地區的PM2.5差異以及其與氧化應激水平和炎癥因子的相關性。

2 結 果

2.1PM2.5監測結果 在連續檢測的12周，觀察組空氣PM2.5的含量均明顯高于對照組(P<0.05)。即本市市區空氣PM2.5的含量明顯高于郊區。見表1。

表1 兩組地區PM2.5監測結果(μg/m3)

2.2兩組患者肺功能比較 由表2中結果可知，對照組患者的FEV1/ FVC和FEV1指標明顯高于觀察組，即郊區患者的肺功能指標明顯高于市區患者差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者肺功能比較

2.3兩組患者氧化應激水平比較 與觀察者相比，對照組患者的MDA和SOD明顯較低，即郊區患者的氧化應激水平明顯低于市區，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者氧化應激水平比較

2.4兩組患者炎性因子比較 由表4結果可知，觀察組患者的TNF-α、IL-10、IL-6、IFN-γ、TGF-β含量明顯高于對照組，即市區患者的炎性因子含量明顯高于郊區(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者炎性因子比較

2.5PM2.5與COPD患者氧化應激水平及炎性因子的相關性 對PM2.5與COPD患者氧化應激水平及炎性因子行相關性分析，結果表明，PM2.5與氧化應激水平(MDA、SOD)成正相關(r=0.413、0.806；P<0.05)；PM2.5與炎性因子(TNF-α、IL-10、IL-6、IFN-γ、TGF-β)呈正相關(r=0.521、0.476、0.432、0.513、0.496；P<0.05)。

3 討 論

近年來我國空氣污染越來越嚴重，霧霾天氣越來越多。調查顯示，我國工業經濟發達地區(長江三角洲、京津冀、珠江三角洲等)均多次出現重度霧霾，霧霾天氣均超過100 d，河北和北京每年霧霾天數竟超過200 d。而2013年，全國各個城市平均霧霾天數為30 d，為52年以來之最，所以對于霧霾已經引起了國家以及相關部門的高度重視[9]。隨著我國經濟高速發展，造成的污染超過了大自然的凈化能力，人們受其害頗深，而PM2.5與霧霾的發生又有著直接的聯系，故PM2.5也引起人們的重視。COPD病理學上顯示為患者呼吸道受到外界的刺激發生炎癥反應，經久損傷，量變產生質變，氣管終末端小氣管重塑，導致其收縮受阻。臨床上主要表現為慢性缺氧、氣短、呼吸困難等，治療時常以疾病加重以及穩定交替為臨床特點，發病晚期時常會引發呼吸衰竭、心臟病等嚴重并發癥[10]。PM2.5會導致呼吸道疾病的發病率增加，同時主要的誘發機制為患者機體的氧化應激反應和炎癥反應，有學者認為其是此類疾病的主要誘始因素[11]。所以本研究探討PM2.5顆粒與COPD患者氧化應激水平及炎性因子的相關性，為COPD的預防與診療提供參考。

本研究結果表明，本市市區連續12 W的PM2.5水平明顯高于郊區(P<0.05)，這是因為市區一般人口密度較大，人為活動量大，生活過程中產生的汽車尾氣、道路建筑揚塵、各種炭黑離子、植物碎屑、餐飲垃圾以及細菌均較多，而郊區人口密度大，人為活動較少，綠化率較高，可以一定程度吸附細小顆粒，故郊區空氣的PM2.5含量相對較低[12]。而郊區患者的FEV1/ FVC和FEV1指標明顯高于市區患者(P<0.05)，其中肺功能是臨床上評定指標，同時也是COPD的重要診斷標準，其與患者病情嚴重程度呈現負相關[13]，故PM2.5含量越高肺功能指標越低，而COPD患者的病情越重。本研究結果顯示市區患者的IFN-γ、IL-6、IL-10、TNF-α和TGF-β含量明顯高于郊區(P<0.05)，且PM2.5與炎性因子成正相關(r=0.521、0.476、0.432、0.513、0.496；P<0.05)。機體的炎性反應實際上是機體的一種自我防御功能，防御的同時也會對自身造成一定的損傷，炎癥反應中的炎癥因子在其中扮演著重要的角色，當PM2.5顆粒被患者經呼吸系統吸入到氣管中后，會引起其呼吸道發生炎癥反應，PM2.5中的某些化學物質可以直接透過膜屏障進入血液，從而進一步引起患者全身性的炎癥反應導致其體內炎癥因子水平升高，從而促進血管收縮，增加血液粘度，誘發COPD患者病情加重[14]。所以當空氣中PM2.5含量升高時，患者體內IFN-γ、IL-6、IL-10、TNF-α和TGF-β炎癥因子含量升高，呈現正相關。另外，郊區患者的MDA和SOD水平明顯低于市區(P<0.05)，PM2.5與氧化應激水平成正相關(r=0.413、0.806；P<0.05)。患者的MDA和SOD水平是反映其機體氧化水平的重要指標，MDA表示受自由基攻擊的程度，SOD表示自由基氧化的程度[15]。研究表明，當PM2.5含量升高時，患者的體內活性氧升高，機體內自由基受攻擊程度和氧化程度均增高，而MDA和SOD水平升高，呈現正相關。

綜上所述，空氣中PM2.5顆粒含量與COPD患者氧化應激水平及炎性因子均呈正相關，可用于COPD的臨床預防和診療。