PM2.5與兒童支原體性肺炎嚴重程度的相關研究

陳瑞芳，周信英，何國芳，王少華

（天津市第三中心醫院，天津市肝膽疾病研究所，天津市人工細胞重點實驗室，衛生部人工細胞工程技術研究中心，天津 300170）

肺炎支原體是兒童呼吸道感染最常見的致病菌之一，它是一種非典型的呼吸道病原菌，除了能引起嚴重的下呼吸道疾病和較輕的上呼吸道癥狀外，還可以引起肺外感染，如神經系統、皮膚黏膜等，但是關于其發病機制目前尚不完全清楚。隨著中國工業發展和城市化進程的加快，PM2.5（空氣動力學直徑≤2.5 μm的細顆粒物）是導致霧霾天氣的罪魁禍首。相比成年人，兒童由于氣道較小，解毒、代謝系統尚未成熟，往往對氣道有害物更為敏感［1］，所以兒童和青少年更容易受到環境空氣PM2.5暴露的影響。有研究表明兒童難治性支原體肺炎的流行性與PM2.5污染加重存在高度相關性，這可能與PM2.5具有很強的金屬載體作用有關，其所攜帶的重金屬通過與支原體相互作用誘導機體氧化應激、免疫系統異常和強烈的炎癥反應而對宿主產生極大的危害［2］。本研究旨在探討環境PM2.5與兒童不同嚴重程度的支原體性肺炎的相關性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2016年10月至2017年1月我院兒科收治的122例支原體性肺炎患兒的臨床資料，根據臨床癥狀和影像學檢查分為普通組40例、實變組40例、難治性支原體肺炎（即難治組）42例。患兒年齡為2～15歲。

1.2 納入標準及排除標準 納入標準：（1）符合兒童社區獲得性肺炎管理指南（2013修訂）支原體性肺炎的診斷標準；（2）入院前未進行類固醇激素治療；（3）入院后查免疫功能正常；（4）在天津市市區及周邊地區（5公里以內）的居住時間＞2周。排除標準：（1）其他已知原因引起的肺部感染（細菌、結核菌、病毒等）；（2）合并免疫抑制疾病者（包括HIV陽性、中性粒細胞減少、化療等）；（3）使用潑尼松或其他免疫抑制劑者。難治性支原體肺炎是指經大環內酯類抗菌藥物正規治療7 d及以上，臨床征象加重、仍持續發熱、肺部影像學所見加重者［3］。

1.3 研究指標和方法 PM2.5濃度值來源于中國環境保護部發表的數據，數據由天津空氣質量檢測站粉塵濃度傳感器檢測獲得。記錄患兒發病前2周天津市空氣中平均PM2.5濃度，入院后次日清晨留取靜脈血，采集后靜脈血標本即刻送檢測定。通過全自動血液分析儀（德國西門子2120i）檢測白細胞計數（WBC）、中性粒細胞比例（NEUT%）和血小板計數（PLT）。應用酶聯免疫熒光法（法國梅里埃mini-VIDAS）檢測降鈣素原（procalcitonin，PCT），比色法（德國羅氏cobas8000）檢測乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH），免疫比濁法（國賽特種蛋白儀）檢測C反應蛋白（C-reactive protein，CRP）。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件進行統計學分析，先對數據進行正態性檢驗，符合正態分布的數據選擇單因素方差分析進行統計，進一步采用LSD檢驗進行兩兩比較；不符合正態分布的數據采用經數據變換后再進行單因素方差分析。對PM2.5與各指標進行Spearman相關分析，最后進行多元Logistic回歸分析及ROC曲線下面積分析CRP、LDH、PLT、PM2.5因素預測疾病嚴重程度的效能，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組年齡、炎性指標的比較 3組年齡、WBC、NEUT%差異無統計學意義（P＞0.05）。3組CRP、PCT比較差異有統計學意義（P＜0.05），進一步兩兩比較發現，普通組和實變組、難治組CRP比較差異均有統計學意義（P＜0.05）；實變組和難治組CRP比較差異均有統計學意義（P＜0.01）；普通組和難治組PCT比較差異有統計學意義（P=0.022）。見表1。

表1 3組年齡、炎性指標的比較

2.2 3組 PLT、LDH、PM2.5的比較 3組 PLT、LDH、PM2.5比較差異均有統計學意義（P＜0.01）；進一步兩兩比較發現，難治組和普通組、實變組PLT、LDH、PM2.5比較差異均有統計學意義（P＜0.01）。見表2。

表2 3組PLT、LDH、PM2.5的比較

2.3 PM2.5與各指標之間的相關性 PM2.5與CRP、LDH、PLT均呈正相關，r值分別為 0.483、0.273、0.238（P＜0.01）。

2.4 Logistic回歸分析 將差異有統計學意義的變量CRP、LDH、PLT、PM2.5納入Logistic回歸分析，結果顯示CRP、LDH、PLT、PM2.5為疾病嚴重程度的預測因素，見表3。

表3 相關因素的Logistic回歸分析

2.5 以ROC曲線分析CRP、LDH、PLT、PM2.5因素預測疾病嚴重程度的效能 ROC曲線表明，CRP的曲線下面積（AUC）最大，為0.820（95%CI：0.745～0.895）；PM2.5 的 AUC 為 0.810（95%CI：0.715～0.904）。見表4。

表4 相關因素的ROC曲線的AUC

3 討論

PM2.5是指大氣中直徑≤2.5 μm的顆粒物，不僅可以直接擴散到小氣道和肺泡，誘導局部和全身炎性反應，還可能作為載體攜帶致癌物和細菌、病毒等微生物侵入肺部，亦可通過血液循環抵達各處器官。有文獻報道PM2.5及其化學組分可通過氧化應激和炎性損傷，引發和加重各種呼吸系統疾病［4］。

Liu等［5］評估接觸PM2.5與呼吸道疾病風險之間的關系研究，發現PM2.5與兒童上呼吸道疾病、咳嗽、下呼吸道疾病和喘息密切相關，其中兒童在 PM2.5＜25 μg/m3和＞25 μg/m3的合并相對危險度分別為 1.091（95%CI：1.049～1.135）和 1.126（95%CI：1.067～1.190），說明接觸環境 PM2.5與呼吸道疾病的發展密切相關，特別是在高濃度PM2.5暴露的兒童中。肺炎支原體是社區獲得性肺炎的常見致病菌，其感染的臨床表現差異較大，輕者通常是自限性等，部分可表現為節段性或大葉性肺炎，亦可合并肺外多系統并發癥。有研究表明兒童支原體肺炎的發病率逐年增加，難治性支原體肺炎的流行性與PM2.5污染加重存在高度相關性，最直接的表現就是治療難度提高及預后不良［2］。馬慧等［6-7］研究發現空氣污染嚴重期間，兒童呼吸道感染住院病例數與空氣質量指數（AQI）、空氣污染物濃度有關，支原體肺炎陽性例數與AQI、PM2.5濃度有關。天津市作為京津冀協同發展的重要城市，近年來空氣污染問題越來越受到關注，為了解PM2.5與肺炎支原體感染嚴重程度的相關性，本研究期間該市冬季PM2.5的平均濃度均超過國家二級標準，故選擇冬季作為研究時間，另外剔除性別、年齡、免疫功能等偏倚因素對本研究的影響。

CRP是感染的炎性指標，免疫反應和炎性因子刺激越強烈，臨床表現和組織病變越嚴重，血清CRP、LDH水平升高對兒童難治性支原體肺炎具有較高的早期臨床診斷價值，本研究結果顯示CRP、LDH在不同程度肺炎支原體性肺炎組差異有統計學意義（P＜0.05），表明CRP、LDH指標越高，患者肺炎支原體感染程度越嚴重，這與文獻報道的研究結果［8-10］一致。另有文獻報道肺炎支原體性肺炎嬰幼兒中出現繼發性血小板增多癥者可表現出更嚴重的臨床癥狀及肺外并發癥［11］，本研究中各組之間CRP、LDH、PLT及PM2.5水平差異均有統計學意義（P＜0.05）。此外，本研究Logistic回歸分析提示CRP、LDH、PLT、PM2.5可以預測評估肺炎支原體肺炎患者疾病的嚴重程度，說明CRP、LDH、PLT及PM2.5可能參與肺炎支原體肺炎的發生、發展，從某種意義上反映出隨著疾病嚴重程度的進展，CRP、LDH、PLT指標隨之升高，可作為評估疾病嚴重程度的指標。另外也說明，隨著空氣污染程度的嚴重，肺炎支原體肺炎的嚴重程度有可能隨之加劇。

相關分析顯示PM2.5與CRP、LDH、PLT呈正相關（P＜0.01），這表明暴露于較高濃度PM2.5，機體發生嚴重支原體肺炎的可能性較大；且本研究以ROC曲線分析CRP、LDH、PLT、PM2.5因素預測疾病嚴重程度的效能結果顯示PM2.5的AUC為0.810，95%CI為0.715～0.904，說明隨著PM2.5濃度的升高，支原體肺炎患者的疾病嚴重度隨之增加。綜上所述，PM2.5水平與兒童支原體性肺炎的疾病嚴重程度相關，暴露于較高濃度水平的PM2.5，兒童肺炎支原體性肺炎的疾病嚴重程度可能隨之上升。

近年來，中國很多城市霧霾問題越來越危重，PM2.5作為霧霾的重要構成部分，機體急性暴露在較高濃度的PM2.5環境中，可導致呼吸系統疾病的發病率和住院率顯著升高，受到學術界的廣泛關注。PM2.5可能是肺炎支原體肺炎的重要影響因素，但本研究為單中心的回顧性研究，樣本選擇可能存在偏倚，還有一定的局限性。因此，尚需大規模、多中心的前瞻性研究來進一步明確引起機體炎癥反應的PM2.5對兒童肺炎支原體肺炎的影響，也需要更進一步研究PM2.5引起炎癥因子表達增加的機制，以便更好地應對PM2.5給兒童健康帶來的危害。從多因素入手了解疾病機制，根據相關的機制研究相應的靶向治療藥物，從而為兒童支原體感染的預防和治療提供有力的依據。