嗜酸性粒細胞來源神經毒素與兒童呼吸道感染喘息癥狀相關性研究

朱敏 俞玲玲 楊曉京 黃蘊 聞建軍

眾所周知，多種類型血細胞與哮喘發作相關，多個研究也顯示，支氣管哮喘患者氣道黏膜內嗜酸性粒細胞和中性粒細胞浸潤和激活顯著增加，肺泡灌洗液、痰液和外周血中嗜酸性粒細胞計數顯著增加，部分患者還可出現中性粒細胞計數增加[1-2]。嗜酸性粒細胞和中性粒細胞內含有大量具有生物活性的介質，這些介質被釋放后可迅速誘導炎癥反應發生[3]，其中嗜酸性粒細胞是哮喘的特征性細胞之一，活化的嗜酸性粒細胞可進一步導致氣道上皮細胞損傷和氣道痙攣[4]，但目前對于嗜酸性粒細胞激活的檢測尚缺乏特異性的生物標志物[5]。

嗜酸性顆粒是黏附于細胞膜上的顆粒樣物質，其內含有大量正電荷的蛋白質類物質，可誘導組織損傷[6]。主要堿性蛋白(major basic protein，MBP)位于嗜酸性顆粒的核心，而嗜酸性[7]陽離子蛋白(eosinophilic cationic protein，ECP)、嗜酸性粒細胞過氧化物酶(eosinophil peroxidase，EPX)和嗜酸性粒細胞來源神經毒素(eosinophil-derived neurotoxin，EDN)存在于顆粒的基質中[8]。在這些顆粒蛋白中，EDN作為一種哮喘診斷和動態監測的生物標志物在多種超敏反應相關疾病中均有一定研究，如毛細支氣管炎后兒童反復喘息、兒童哮喘、過敏性鼻炎和氣管炎后慢性咳嗽等[9]。既往的研究顯示，外周血中嗜酸性粒細胞計數和百分比并不能精確反應患者嗜酸性粒細胞激活狀況，而外周血EDN和ECP水平與嗜酸性粒細胞激活顯著相關[10-11]。本研究旨在探索外周血EDN水平與呼吸道感染兒童喘息癥狀的相關性，為臨床診斷提供新的依據。

資料與方法

一、研究對象

本研究回顧性納入了2016年1月至2019年6月之間就診于我院的120例呼吸道感染的兒童。納入標準為：1)年齡≤7歲；2)可獲取完整病歷記錄。排除標準：1)既往有明確支氣管哮喘病史；2)合并有先天性心臟病等病史。

所有患者就診時均經首診醫師完成查體，若聽診聞及喘息或高調性干啰音，則定義為喘息組，但濕啰音并不定義為喘息。

二、信息采集

本研究通過電子病歷系統獲取患者一般臨床信息和檢查結果，包括年齡、性別、過敏史、父親/母親過敏史、過敏性皮炎病史、寵物接觸史、呼吸道感染類型、塵螨特異性IgE檢測結果等。

三、EDN檢測

血漿EDN檢測采用EDN酶聯免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay，簡寫ELISA)試劑盒(韓國SKIMS-BIO公司)完成[12]，操作按照說明書推薦流程進行，最終采用分光光度計完成檢測。患者外周血血漿經離心分離后保存于-80℃冰箱內，經溶解后完成本次檢測。

四、統計學方法

數據分析采用SPSS 22.0軟件完成。滿足正態分布和方差齊的兩組間比較，采用t檢驗的方法,不滿足正態分布或方差不齊的喘息組和非喘息組患者的EDN比較采用Mann-Whitney檢驗，進一步將非喘息組患者分為肺炎組、普通上呼吸道感染、扁桃體炎三組，四組間EDN組間比較采用Kruskal-Wallis檢驗,四組之間兩兩比較采用P值修正的方法。分類變量采用Pearson卡方檢驗或Fisher精確檢驗比較組間差異。本研究以雙側檢驗P<0.05為差異具有統計學意義。

結 果

一、患者一般資料

本研究共納入120例呼吸系統感染患者，其中喘息組40名、非喘息組80名(見表1)。喘息組患者平均年齡顯著高于非喘息組患者(P<0.001)，并且喘息組患者過敏性皮炎病史比例顯著高于非喘息組患者(P=0.042)，兩組患者在性別、食物過敏史、父親/母親過敏史、寵物接觸史和塵螨特異性IgE陽性患者比例方面無顯著統計學差異。

表1 患者一般信息比較

二、喘息組與非喘息組患者外周血EDN比較

喘息組患者EDN為48.8± 71.4 ng/mL，而非喘息組患者EDN為13.3±5.1 ng/mL(見圖1)，喘息組患者外周血EDN水平顯著高于非喘息組患者(Z=3.141，P<0.001)。

圖1 喘息組與非喘息組患者EDN比較

三、外周血EDN與年齡和疾病類型關系

將喘息組患者和非喘息組患者分為<1歲、1～3歲和3～7歲三組(見圖2)。無論是喘息組患者和非喘息組患者，不同年齡組患者外周血EDN水平均無顯著統計學差異。此外，將非喘息組患者進一步分為肺炎、普通上呼吸道感染和扁桃體炎組(見如圖3)，喘息組患者外周血EDN水平顯著高于肺炎(P<0.001)、普通上呼吸道感染(P<0.001)和扁桃體炎(P<0.001)患者，但肺炎、普通上呼吸道感染和扁桃體炎三組之間則差異無顯著統計學意義。

圖2 不同年齡組患者END比較A：喘息組患者(無小于1歲患者)；B：非喘息組患者

圖3 不同疾病類型患者EDN比較

討 論

本研究檢測了120例呼吸道感染的7歲以內兒童外周血END，結果顯示喘息組患者血漿EDN水平顯著高于非喘息組患者，進一步將非喘息組患者分為肺炎、普通上呼吸道感染和扁桃體炎，結果顯示喘息組患者血漿EDN均顯著高于次3個亞組，肺炎、普通上呼吸道感染和扁桃體炎患者之間血漿EDN無顯著統計學差異，同時不同年齡組之間血漿EDN無顯著差異。

嗜酸性粒細胞在哮喘患者過敏性氣道炎癥反應中起重要作用[13]。既往的研究顯示，嗜酸性粒細胞參與哮喘患者免疫反應、氣道高反應性和氣道重塑的變化[14]。在呼吸道感染后反復喘息患者中，病原體感染和超敏反應相關炎性反應，可導致嗜酸性粒細胞激活，激活的嗜酸性粒細胞可釋放包括ECP、EDN等多種脫顆粒蛋白[15-16]。與ECP等脫顆粒蛋白相比，EDN的電荷弱，故與細胞內膜結構的粘附力很弱，并且與檢測過程中所用耗材和容器壁的粘附也更弱，因此更易于通過實驗檢出[17]，是較為理想的生物標志物選擇。

多項研究顯示，外周血EDN水平與哮喘患者或反復喘息患者的疾病嚴重程度相關，Kim等人的研究顯示，呼吸道合胞病毒感染相關毛細支氣管炎患者中，感染后喘息癥狀的患者血漿EDN水平顯著升高[18]。Gon等人的研究顯示，在成年哮喘患者中，外周血EDN水平與患者一秒用力呼氣容積(Forced expiratory volume in one second，FEV1)顯著相關，但外周血嗜酸性粒細胞計數與FEV1則無顯著相關性[19]，Badar等人的研究也顯示，外周血EDN水平與哮喘患者FEV1和FEV1/FVC顯著相關[20]。盡管目前尚不清楚EDN在支氣管炎、哮喘發作、氣道高反應和氣道重塑中的分子機制，但這些結果提示EDN可能是比嗜酸性粒細胞計數更為敏感和可靠的反應嗜酸性粒細胞相關炎癥反應和氣道狹窄狀況的指標。呼吸系統感染相關喘息是臨床常見的兒科疾病之一，但目前關于其早期診斷和預測，尚缺乏有效手段，我們的研究顯示，呼吸道感染相關喘息患者EDN水平顯著高于非喘息患者，這提示此類患者可能伴有明顯的嗜酸性粒細胞激活和嗜酸性粒細胞氣道炎癥。進一步不同亞組分析結果顯示，EDN水平與患者年齡和呼吸系統感染的疾病類型之間無顯著相關性。但本研究同樣表明，喘息組患者合并過敏性皮炎的比例明顯升高，這提示此類患者可能伴隨全身嗜酸性粒細胞高敏狀態，而感染后嗜酸性粒細胞激活和喘息癥狀可能只是其全身表現的其中一個部分[21]。

綜上所述，本研究顯示喘息型呼吸系統感染兒童血漿EDN水平顯著升高，EDN可能是評估呼吸道感染兒童喘息癥狀的可靠生物標志物之一。