血清維生素D、MMP-9表達水平對哮喘患兒嚴重程度的評估及臨床意義

樊映紅 謝 誠 王 麗 羅榮華 艾 濤

小兒哮喘是呼吸科常見的伴氣道高反應的可逆性、梗阻性呼吸道疾病，主要表現為反復發作的咳嗽、喘鳴和呼吸困難[1-2]。小兒哮喘病因尚不明確，認為其發病與遺傳、炎癥、免疫等因素有關[3-4]。隨著研究的不斷深入，出現了細胞因子假說和維生素D假說[5]。血清25-羥基-維生素D水平與季節相關，其水平的降低與肺功能下降相關且此相關性在超重和肥胖的男性人群中更明顯[6]。1,25-(OH)2D與人2型肺泡細胞結合力較強，可促進肺泡表面活性物質的合成以及氣道上皮的成熟[7]，研究報道，早產兒低維生素D水平可能增加新生兒呼吸窘迫綜合征及支氣管肺發育不良的發生率,并延長住院時間[8]。基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)為一種可降解細胞外基質蛋白的蛋白酶[9]。喬俊英等[10]通過研究發現，重癥肺炎急性期嬰幼兒血清中MMP-9水平明顯升高，同時其與嬰幼兒肺炎嚴重程度和恢復期肺功能損傷密切相關。本文旨在探討血清維生素D、MMP-9表達水平對哮喘患兒嚴重程度的評估價值，為兒童哮喘臨床診斷及治療提供理論依據。

資料與方法

一、臨床資料

選擇2018年8月至2019年8月成都市婦女兒童中心醫院呼吸科門診收治入院的56例哮喘急性發作期患兒作為研究對象。納入標準：①年齡5～13歲；②符合哮喘診斷標準；③依從性好可配合檢查且病案資料完善者。排除標準：①近1個月內接受過影響血清維生素D及MMP-9水平治療者；②近半年接受過影響免疫功能調節治療者；③合并心肝腎功能不全、遺傳代謝病、腫瘤及自身免疫性疾病者；④咳嗽變異性哮喘者。根據病情嚴重程度將患兒分為輕度組14例、中度組25例、重度組17例。選擇同期在我院兒保科體檢合格的34例兒童作為對照組。患兒及其家屬充分知情，法定監護人簽署知情同意書，本文經我院倫理委員會批準。

二、研究方法

1. 哮喘診斷標準： ①年齡≥3歲，反復發作的喘息；②發作時可聞及雙肺哮鳴音，呼氣相延長；③有過敏史；④父母有哮喘病史；⑤除去其他引起喘息的疾病。滿足①②⑤即可診斷為哮喘；②⑤+喘息發作兩次可診斷為可疑哮喘或喘息性支氣管炎；②⑤③和(或)④+喘息發作兩次考慮給予哮喘治療性診斷。哮喘急性發作病情嚴重程度分級，見表1。

表1 哮喘急性發作病情嚴重程度分級

2. 肺功能檢查： 采用德國耶格公司生產的肺功能檢測系統測定受試對象第1 s用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FEV1/FVC、25%用力呼氣流量(25% forced expiratory flow, FEF25)、50%用力呼氣流量(50% forced expiratory flow, FEF50)及75%用力呼氣流量(75% forcedexpiratory flow, FEF75)。受試對象穿著寬松衣物，清理呼吸道及鼻部分泌物保持呼吸通暢，靜坐休息15 min后取站立位，每個受試對象重復測3次取最高值進行分析。

3. 血液指標檢測： 入組后24 h內采集受試對象靜脈血5 ml，離心處理后棄去上清液，置于-20 ℃保存備用。(1)維生素D：取血清標本采用化學發光法利用發光免疫分析儀(西門子公司生產，型號ADVIA CENTAUR XP)測定血清中維生素D水平；(2)MMP-9：取血清標本加入基質金屬蛋白酶-9檢測試劑盒(上海康朗生物科技有限公司，貨號KLC115.96，規格96T)，按照說明書進行操作，測定血清中MMP-9水平。

三、統計學處理

結 果

一、四組研究對象一般情況比較

四組研究對象在性別、年齡、身高及體質量上差異無統計學意義(P>0.05)；不同病情程度患兒病程差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

二、四組研究對象肺功能指標比較

患兒FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEF25、FEF50及FEF75明顯小于對照組(P<0.05)；隨著病情程度加重，FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEF25、FEF50及FEF75逐漸減小(P<0.05)，見表3。

三、四組研究對象血清中維生素D及MMP-9水平比較

患兒血清中維生素D水平明顯低于對照組，血清中MMP-9水平明顯高于對照組(P<0.05)；隨著病情程度加重，血清中維生素D水平逐漸降低，血清中MMP-9水平逐漸升高(P<0.05)，見表4。

組 別例數維生素D(ng/ml) MMP-9(μg/L) 輕度組1424.58±5.6818.67±3.45中度組2520.23±5.6521.25±3.42重度組1716.52±5.6423.58±3.37對照組3428.97±5.7414.32±3.38 F值21.94235.168 P值<0.001<0.001

表2 四組研究對象一般情況比較

表3 四組研究對象肺功能指標比較

四、血清中維生素D及MMP-9水平與肺功能相關性分析

血清中維生素D水平與FEF25、FEF50及FEF75呈正相關，血清中MMP-9水平與FEF25、FEF50及FEF75呈負相關(P<0.05)，見表5。

表5 血清中維生素D及MMP-9水平與肺功能相關性分析

五、血清中維生素D及MMP-9水平與病情嚴重程度相關性分析

血清中維生素D水平與病情嚴重程度呈負相關(r=-0.436，P<0.001)；血清中MMP-9水平與病情嚴重程度呈正相關(r=0.384，P<0.001)。

討 論

哮喘為呼吸系統常見疾病，是一種慢性氣道高反應性炎癥[11]。兒童為哮喘的高發人群，若不及時診治可對患兒生理及心理造成嚴重影響[12-13]。兒童哮喘具有明顯家族聚集傾向，其發病受遺傳和環境因素雙重影響，氣道炎癥和呼吸道重塑為兒童哮喘主要發病機制[14-15]。哮喘的發作實質上是外周支氣管痙攣致氣道變窄，從而引起肺通氣及通氣/血流比值下降的過程[16-17]。醫學上將吸氣狀態下內徑>2 mm肺內支氣管稱為大氣道，內徑≤2 mm肺內支氣管稱為小氣道[18-19]。肺功能檢查中大氣道評估指標主要有FEV1、FVC及FEV1/FVC，小氣道評估指標主要有FEF25、FEF50及FEF75。在患者未出現臨床不適癥狀或常規肺功能檢查正常前，小氣道功能測定對疾病早發現、早治療具有積極意義[20]。楊哲等[21]通過研究發現，5～14歲哮喘控制患兒中，12.2%存在小氣道功能障礙但有一定程度可逆性。本文結果顯示，患兒FEF25、FEF50及FEF75明顯小于對照組且隨著病情程度加重值逐漸減小。提示哮喘患兒小氣道有一定程度受阻情況。劉雪茹等[22]通過研究發現，兒童哮喘及咳嗽變異性哮喘患兒FEV1、FVC及FEV1/FVC均明顯降低，肺功能檢查在疾病診斷及病情評估上具有較高臨床價值。本文結果顯示，患兒FEV1、FVC、FEV1/FVC明顯小于對照組且隨著病情程度加重值逐漸減小，提示哮喘患兒大氣道也存在受限情況。

維生素D為固醇類衍生物，具有促進鈣磷吸收、骨骼生長及鈣化、抗佝僂病作用[23]。近年有研究表明維生素D具有免疫調節作用，成人血清中25-羥基-維生素D水平與免疫球蛋白E呈正相關[24]。維生素D與宿主對呼吸道感染反應密切相關，有研究表明，血清低25-羥基-維生素D水平為兒童反復呼吸道感染的高危因素[25]。陳江等[26]通過研究發現，維生素D缺乏可導致兒童哮喘患兒癥狀反復同時提高患病率。本文結果顯示，患兒血清中維生素D水平明顯低于對照組且隨著病情程度加重其水平逐漸降低，與以往研究結果一致，提示哮喘患兒存在不同程度的維生素D缺乏，臨床診治中應加強對患兒血清中維生素D的監測并及時補充維生素D。同時本文通過相關性分析得出，血清中維生素D水平與FEF25、FEF50及FEF75呈正相關，與病情嚴重程度呈負相關，提示哮喘患兒血清中維生素D的缺乏對小氣道平滑肌收縮與氣道重塑影響較大，臨床應重視血清維生素D的監測。細胞外基質(extracellular matrix, ECM)主要成分為多糖、蛋白或蛋白聚糖，這些物質構成的復雜網架結構，起著支持連接組織結構、調節組織發生及細胞生理活動作用[27]。有研究表明，當氣道平滑肌受到相應刺激或與體內免疫細胞相互作用時可分泌大量炎性細胞因子、趨化因子、粘附因子及ECM導致氣道炎癥持續化，其中ECM的沉積與降解失衡是促進哮喘氣道高反應性導致氣道重塑的重要原因[28]。MMP-9為ECM降解中的關鍵性酶，具有調節細胞粘附作用，可直接或間接參與氣道的重塑以及創傷的修復[29]。有研究表明，慢性哮喘小鼠體內MMP-9表達增加可引起氣道壁厚度增加導致氣道重塑[30]。本文結果顯示，患兒血清中MMP-9水平明顯高于對照組且隨著病情程度加重其水平逐漸升高。提示哮喘患兒隨病情程度不斷加重其氣道重塑也加重，患兒哮喘癥狀亦加重。通過相關性分析得出，血清中MMP-9水平與FEF25、FEF50及FEF75呈負相關，血清中MMP-9水平與病情嚴重程度呈正相關，提示血清中MMP-9對哮喘患兒的影響也是以小氣道為主。

綜上所述，哮喘患兒血清中維生素D水平隨病情程度逐漸下降，MMP-9水平隨病情程度逐漸上升，同時其水平與肺功能密切相關，加強對哮喘患兒血清維生素D及MMP-9的監測對病情評估具有重要的臨床意義。