慢性阻塞性肺疾病穩定期患者FEV1%值與炎癥因子、菌群失調的相關性

伍慧妍 賀端明 江雁瓊

廣州醫科大學附屬第五醫院（廣州510000）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以持續性不可逆氣流受限為主要特征的慢性呼吸系統疾病［1］，其發生發展與氣道及肺臟內有毒氣體或顆粒引起的慢性炎癥反應持續加重有關，目前疾病發病機制尚未闡明。COPD 作為一種慢性炎癥疾病，炎癥反應在其發生發展的過程中起到決定性作用，如研究發現血清白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）過表達轉基因小鼠出現肺泡擴張、支氣管周圍結節、氣道重塑、氣道上皮下纖維化等現象［2］。除炎癥因子影響外，藥物對患者病情進展也有一定影響，COPD 患者需長時間服用糖皮質激素，部分急性期患者還需聯合抗生素，糖皮質激素與抗生素長時間應用可能會誘發菌群失調，菌群失調又將反向推動患者病情發展，甚至增加其他并發癥發生風險，加重病情，增加治療難度［3］。目前國內更多研究的是炎癥因子與COPD 病情相關性，而隨著患者病情的變化是否會對其菌群產生影響未見較多報道。本研究回顧分析了我院近幾年收治的COPD 穩定期患者112 例臨床資料，旨在分析炎癥因子、菌群失調與患者病情的相關性，為未來COPD 的評估與治療提供合理參考。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用回顧分析的方法，抽取我院2015年10月 至2018年4月 診 治 的112 例COPD 穩定期患者為研究組。研究組男68 例，女44 例；年齡44～80歲，平均（58.17±5.69）歲；病程1～15年，平均（8.01 ± 1.10）年。根據患者肺功能檢查后第1秒用力呼氣容積占預計值百分比（forced expiratory volume in one second to forced vital capacity ratio，FEV1%），將其分為輕度組（23 例）、中度組（30 例）、重度組（29例）、極重度組（30例）。輕度組男14例，女9 例；年齡45～79 歲，平均（59.02±6.12）歲。中度組男18 例，女12 例；年齡47～80 歲，平均（61.02± 6.47）歲。重度組男18 例，女11 例；年齡50～80 歲，平均（61.47±7.01）歲。極重度組男18 例，女12 例；年齡47～80 歲，平均（61.14±6.54）歲。抽取同期于我院接受常規全身體檢的健康人群50 例作為對照組，其中男30例，女20例；年齡40～80歲，平均（60.12±7.54）歲。

1.2 入選標準

1.2.1 研究組入組標準 （1）COPD 穩定期均符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）》中相關診斷與分級標準［4］；（2）穩定期COPD 患者均為入院治療7～10 d 后咳痰、咳嗽、呼吸困難等癥狀緩解，且體征穩定者，患者在吸入支氣管擴張劑后其第1 秒用力呼氣容積/用力肺活量比值＜70%；（3）各病情分組患者均符合氣流受限程度肺功能分級標準：輕度：FEV1%≥80%；中度：50%≤FEV1%＜80%；重度：30%≤FEV1%＜50%；極重度：FEV1%＜30%。（4）患者臨床資料完整。

1.2.2 對照組入組標準 （1）12 周內未檢出呼吸系統疾病；（2）4 周內未使用任何藥物治療；（3）未合并過敏性疾病、風濕免疫系統疾病、變態反應疾病；（4）經體格檢查、詢問病史、輔助檢查等，排除合并心、腦、腎、肺等重要臟器功能衰竭者；（5）排除合并基礎疾病者；（6）排除近4 周內檢出感染病者。

1.3 方法

1.3.1 肺功能檢測 全部入組者均接受肺功能檢測，檢測前24 h 叮囑患者禁用長效支氣管舒張劑，檢測前12 h 叮囑患者禁用短小支氣管擴張劑，每位受檢者測量最少不低于3 次，并選擇檢測差異不大的3 次結果計算其平均值作為最終結果，主要檢測指標為患者用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、第1 秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）、FEV1%。

1.3.2 炎癥因子檢測 全部受檢者均在檢查當天清晨早餐前空腹抽取外周靜脈血4 mL，3 000 r/min離心15 min 后，將其置入-80 ℃環境中保存待檢，使用羅氏cobas e601 電化學發光免疫分析儀，運用電化學發光技術檢測患者血清IL-6 和降鈣素原（procalcitonin，PCT）水平。使用羅氏cobas c501 生化分析儀檢測血清淀粉樣蛋白A（serum amyloid A，SAA）水平。使用艾瑞德干式免疫分析儀檢測其C 反應蛋白（C-reactive protein，CRP）水平。

1.3.3 菌群檢測 （1）儀器試劑：梅里埃全自動微生物鑒定及藥敏分析系統VITEK?2 COMPACT、血瓊脂、巧克力平板、藥敏試片等。（2）方法：叮囑受檢者使用無菌生理鹽水漱口，醫生使用無菌生理鹽水棉拭子擦拭受檢者口咽部采集標本并送檢，觀察3 d，找出優勢生長菌落進行染色、分離、鑒定，并對致病菌進行藥敏試驗。（3）細菌鑒定：嚴格根據《全國臨床檢驗操作規程》鑒定。

1.4 統計學方法 應用SPSS 20.0 統計學軟件處理數據，以表示計量資料，多組間采用一般線性模型單變量方差分析檢驗，組間兩兩組間采用LSD 檢驗，以百分比表示計數資料，用χ2檢驗，相關性采用雙變量Pearson 相關性檢驗，P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 肺功能 隨著COPD 患者病情加重，其FVC、FEV1、FEV1%水平呈下降趨勢，且均低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 炎癥因子

2.2.1 檢測結果 隨著COPD 患者病情程度加重，其血清IL-6、PCT、CRP、SAA 水平均呈上升趨勢，且均顯著高于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表1 不同程度穩定期COPD 患者與對照組肺功能比較Tab.1 Comparison on pulmonary function between different degrees of stable COPD patients and control group x±s

表2 不同程度COPD 穩定期患者與對照組炎癥因子水平比較Tab.2 Comparison on inflammatory factors levels between different degrees of stable COPD patients and control group ±s

表2 不同程度COPD 穩定期患者與對照組炎癥因子水平比較Tab.2 Comparison on inflammatory factors levels between different degrees of stable COPD patients and control group ±s

組別對照組輕度組中度組重度組極重度組F 值P 值例數50 23 30 29 30 IL-6（pg/mL）5.11±1.25 18.17±4.51 25.69±5.02 30.74±6.04 39.11±7.41 253.921＜0.001 PCT（pg/mL）51.02±5.84 189.49±16.14 245.17±15.69 312.59±18.79 364.12±18.81 2 573.713＜0.001 CRP（mg/L）5.41±3.24 24.25±10.26 41.17±13.64 50.21±14.17a 60.29±21.44 102.120＜0.001 SAA（mg/L）17.02±4.69 101.24±20.17 141.56±24.69 207.78±31.21 241.02±40.56 469.288＜0.001

2.2.2 相關性分析 穩定期COPD 患者FEV1%值與IL-6、PCT、CRP、SAA呈負相關（P＜0.05）。見表3及圖1。

表3 穩定期COPD 患者炎癥因子水平與FEV1%值的相關性分析Tab.3 Analysis of correlation between inflammatory factors levels and FEV1%value in stable COPD patients

2.3 口咽部菌群

2.3.1 菌群檢出情況 穩定期COPD 患者口咽部主要致病菌和（或）條件致病菌檢出菌株率總分布情況高于對照組，隨病情加重，菌株檢出率隨之增加，組間比較差異有統計學意義（P＜0.05）。見表4。

2.3.2 相關性分析 經相關性分析發現，穩定期慢阻肺患者口咽部菌株檢出數與其FEV1%值呈負相關（r=-0.920，P＜0.001）。見圖2。

3 討論

COPD 是常見呼吸道疾病，可因環境因素、細菌感染、呼吸道病毒感染等因素導致發病，疾病與血漿內炎性因子的增加、循環內炎性細胞的激活及系統氧化應激相關［5］。有研究證實，隨著COPD患者病情的加重，其炎性標志物將顯著增加，包括IL-6、CRP、SAA、腫瘤壞死細胞因子等［6］。肺部慢性炎癥是COPD 的主要特點之一，炎癥反應的加重，不僅導致疾病發展，同時還將加重患者不可逆氣流受限，增加急性加重風險［7］。

圖1 相關性散點圖Fig.1 The scatter diagram of correlation

表4 穩定期COPD 不同病情程度患者與對照組口咽部菌群檢出率比較Tab.4 Comparison on detection rate of oropharyngeal flora between different degrees of stable COPD patients and control group例（%）

IL-6 是一種在免疫反應、炎癥反應、血液系統中均有著多效性的可溶性介質，其作為多種功能炎癥細胞因子，參與了COPD 發生與發展［8］。國外一項研究在轉基因小鼠IL-6 過度表達模型中發現支氣管周圍結節，出現肺泡擴張、氣道重塑、氣道上皮纖維化、氣道直徑增加等情況，可見其與COPD 密切相關［2］。CRP 是急性時相蛋白，當機體感染后，肝臟將大量合成并分泌CRP 進入到血液循環，其不僅能黏附于病原體表面，同時還將啟動機體免疫反應，將病原體殺傷，故該指標多作為急性感染診斷標志物之一［9］。但因受多種因素影響，IL-6 與CRP 在創傷、病毒感染、非細菌感染性疾病中的水平表達也較正常范圍升高，故二者在COPD 中僅作為非特異性炎癥標志物。PCT 是降鈣素的前體，由細菌內毒素與腫瘤壞死因子所誘導分泌，與CRP 表達有相關性，是早期診斷細菌性感染疾病及評估患者病情嚴重程度的敏感指標，其血漿濃度可作為抗生素使用指導標準［10］。但值得注意的是，PCT 在非活動性細菌感染中并不會有較大幅度升高，故將其用于感染的早期評估有一定局限性。血清SAA 與CRP 類似，在各種炎性因素的刺激下，其血清濃度也將快速升高并超過正常值的1 000～2 000倍，該指標在2008年被提出可作為急性加重期COPD 的血清標志物［11］。本研究中血清IL-6、PCT、CRP、SAA表達均與患者FEV1%呈負相關，表明緩解期COPD 患者系統炎癥反應依然存在，且隨著患者病情程度加重而加重。

圖2 穩定期COPD 患者口咽部菌群檢出數量與FEV1%值相關性分析Fig.2 The correlation analysis between detection number of oropharyngeal flora and FEV1%value in stable COPD patients

因COPD 多由感染導致急性發作，且感染多源自支氣管肺內定植細菌，一種或多種定植菌優勢生長后將破壞宿主原有的菌群平衡狀態，從而導致菌群失調［12］。因肺部菌群豐富度較口咽部與鼻咽部低，加之肺部細菌可能多來自于上呼吸道，故主要研究患者口咽部菌群。本研究結果顯示，輕中度穩定期COPD 患者口咽部菌群雖較健康人群增加，但與之比較差異無統計學意義，而發展至重度與極重度后，其口咽部檢出菌株數明顯升高，且顯著高于其他3組受檢者，這可能與疾病嚴重程度、激素類藥物及其他侵入類操作有關［13］。本研究中穩定期COPD 患者口咽部菌群分布紊亂，金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、肺炎克雷伯菌等銅綠假單胞菌等致病菌株數隨著患者病情加重不斷增多，且細菌種類與數量也較復雜，表明穩定期COPD 患者存在菌群紊亂，隨著病情進展而加重。究其原因，COPD多為中老年人，常合并其他系統疾病，機體免疫功能與防御能力較正常人低下，加之部分患者因環境因素及個人因素，常無法保持良好的生活習慣，自身免疫功能紊亂加重后，菌群失調情況嚴重；此外，治療期間抗菌藥物不合理應用也可能是菌群失調主要原因；其次，COPD 起病緩慢，以夜間間斷性咳痰、咳嗽等為主要癥狀，對此多數患者選擇忍耐并不重視，疾病在進展后其免疫功能降低，此時正常菌群經誘導激活宿主固有免疫應答反應，使其抑制其他有害菌群生長的功效減弱甚至消失，故發生菌群失調［14-15］。穩定期COPD 患者治療期間應養成良好的生活習慣，關注疾病的發展，在接受抗菌藥物治療期間應盡可能根據藥敏試驗選擇合理用藥，以降低菌群失調率。

綜上所述，COPD 穩定期患者炎癥反應依然存在，且伴不同程度的菌群失調情況，隨著患者病情的加重而加重，可見為患者檢測炎癥因子表達及菌群失調情況，不僅利于病情綜合評估，還可為臨床合理治療提供依據。