支氣管哮喘患兒血清YKL-40、Periostin及CXCR4表達與氣道重塑的關系

劉 洋,王冬苗，胡春燕

重慶市開州區人民醫院：1.兒內科;2.腫瘤科,重慶 405400

支氣管哮喘是常見異質性疾病，主要由肥大細胞、中性粒細胞及嗜酸性粒細胞等細胞介導的氣道炎性反應。其臨床表現為氣促、胸悶、咳嗽及喘息等癥狀，若不及時診斷、控制和治療，將會延誤最佳治療時機，出現氣道重塑和縮窄等不可逆病理變化[1-2]。流行病學顯示[3]，哮喘已成為威脅兒童健康的疾病之一。研究表明[4-5]，氣道重塑是影響支氣管哮喘臨床療效的重要因素，而糖皮質激素可有效應用于預防氣道重塑的發生，但對已經形成的氣道重塑卻無法逆轉，臨床針對小兒支氣管哮喘僅能控制病情和延緩病癥進展，無法根治，因而及早診斷、治療支氣管哮喘對預防氣道重塑、改善患兒生存條件等具有重要的價值和意義。目前評估氣道重塑以黏膜組織活檢為金標準，但其為有創操作，臨床依從性低[6]。血液標志物因其檢測便捷、耗時短等特點逐步應用于臨床診斷和檢測工作，人軟骨糖蛋白39(YKL-40)是一類糖蛋白，可促進細胞趨化、遷移及組織重塑等，進而損傷機體內皮細胞[7]，且焦文妤等[8]報道，YKL-40在哮喘患者中異常表達與慢性氣道炎癥等呼吸疾病存在一定關聯。骨膜蛋白(Periostin)歸屬于成束蛋白家族，可與細胞表面整合素分子作用，為組織生長、重構等生理功能提供條件[9]。CXC趨化因子受體4(CXCR4)是G蛋白耦聯跨膜受體，可與基質細胞衍生因子-1(SDF-1)結合，介導機體炎性反應和細胞因子表達，參與支氣管哮喘的發生、發展[10]，三者均與哮喘相關，但具體在支氣管哮喘患兒氣道重塑中的研究相對較少，因而本文探討了支氣管哮喘患兒血清YKL-40、Periostin及CXCR4表達與氣道重塑的關系，旨在為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2018年3月至2020年1月本院收治的92例支氣管哮喘患兒作為觀察組，其中男59例，女33例，平均(8.25±0.45)歲，平均體質量指數(18.73±2.01)kg/m2；選擇同期來本院進行健康體檢的50例體檢健康兒童為對照組，平均(8.31±0.51)歲，平均體質量指數(18.85±1.99)kg/m2。兩組受試者性別、年齡、體質量指數等一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

納入標準：(1)所有患兒均符合《支氣管哮喘防治指南(2016年版)》[6]，首次檢出，并未經過治療；(2)年齡范圍5～14歲；(3)病例資料齊全或完整者；(4)能配合血清、肺功能檢測；(5)納入研究兒童及其家屬知情同意本研究。排除標準：(1)合并過敏性鼻炎等其他合并癥；(2)合并小兒先天性心臟病、畸形等疾病者；近1個月服用糖皮質激素者；(3)近期服用抗組胺類藥物、抗膽堿能類藥物等哮喘相關藥物；(4)不配合或中途退出者。本研究經過本院倫理委員會批準。

1.2觀察指標

1.2.1肺功能檢測 應用FGC-A+型號肺功能檢測儀(安徽電子科學研究所)檢測所有受試者呼氣峰值流速占預計值百分比(PEF)、最大呼氣中期流量占預計值百分比(MMEF)和第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值(FEV1)等參數，檢測時，由護理人員做示范動作，告誡受試者及其家屬配合，含緊口嘴，以保證檢測時不會出現漏氣的事件，同時檢測時盡力吸氣和呼氣。每個受試者檢測3次，取平均值，確保數據的可靠性。

1.2.2氣道重塑指標 入院后，每名受試者均采用HD750CT儀(美國GE公司)行深吸氣末屏氣和深呼氣末屏氣定位像的胸部高分辨率CT掃描，具體方法：運用薄層技術(薄層參數：層厚1.0 mm，間距1.0 mm)，電壓120 MV，矩陣512×512，選擇主動脈弓層面上下3個層面，應用骨算法重建，每個氣道每項參數均測量3次，取平均值，具體參數為：氣道外徑(D)、氣道內徑(L)、氣道腔面積(Ai)和氣道總面積(Ao)，氣道重塑指標為氣道壁占總面積比值(WA)和支氣管管壁厚度與外徑比值(T/D)，其中WA=(Ai-Ao)/Ao×100%，T/D=(D-L)/D。

1.2.3血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平 受試者入院后采集空腹外周血，應用Micro21R賽默飛高速冷凍離心機，3 000 r/min，離心10 min，離心半徑8 cm，于4 ℃條件下保存，取上清液，Synergy H1美國伯騰全自動酶標儀酶聯免疫吸附法測定血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平，所有操作均按照說明書進行，試劑盒購自上海雅吉生物科技有限公司。

2 結 果

2.1肺功能指標 觀察組患兒FEV1、PEF和MMEF等肺功能指標水平明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組受試者肺功能指標比較

2.2氣道重塑指標 觀察組患兒WA和T/D等氣道重塑指標水平明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組受試者氣道重塑標志物比較

2.3血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平 觀察組患兒血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組受試者血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平比較

2.4相關性分析 氣道重塑指標與血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平呈正相關關系(P<0.05)，而與FEV1、PEF和MMEF呈負相關關系(P<0.05)。見表4。

表4 肺功能指標和血清指標與氣道重塑指標的相關性

3 討 論

哮喘反復發作，可激活機體產生大量細胞外基質和平滑肌細胞，損傷氣道內皮組織，導致氣道狹窄，進而誘發氣道高反應，引起氣道重塑，而氣道重塑是小兒支氣管哮喘發生、發展及惡化的病理基礎，如何控制甚至逆轉氣道重塑成為研究熱點[11-12]。任培中等[13]研究表明，及早給予正規和積極的糖皮質激素等抗炎治療可有效推遲或延緩氣道重塑的進展，因而臨床尋找能有效預測氣道重塑發生的指標，對控制病情、改善患兒生活質量等具有重要的意義[14]。白細胞介素、組胺、前列腺素和嗜酸性粒細胞等炎癥介質和細胞因子均參支氣管哮喘的病理過程，但特異度極低，無法準確鑒別和預測疾病[15]，而血清YKL-40、Periostin和CXCR4均與炎性反應相關，但其具體與氣道重塑的相關性研究較少。支氣管哮喘以氣道重塑為主要病理特征，其主要表現為杯狀細胞和平滑肌細胞增生，正常氣道痙攣可逆性能力顯著降低，并累及周邊器官和組織，使患兒肺功能下降。本文觀察組FEV1、PEF和MMEF等肺功能指標水平明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，且肺功能指標與氣道重塑指標呈負相關關系(P<0.05)，進一步證明氣道重塑可損傷患兒肺功能。

血清YKL-40是炎性糖蛋白，屬于殼質酶類似物蛋白家族，主要合成于幼稚粒細胞，儲存于中性粒細胞中，當機體發生炎癥、應激反應時以胞吐等方式釋放，其在細胞黏附、遷移、組織重塑及抗凋亡等方面具有一定的生理作用。GOMEZ等[16]研究表明，YKL-40中涉及rs12141494片段內含子，加重哮喘病情，削弱肺功能，促進氣道重塑。本文研究發現，觀察組患者血清YKL-40水平明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，與氣道重塑指標呈正相關關系。G?RGENS等[17]證實，支氣管哮喘患者支氣管平滑肌細胞的增殖和遷移異常活躍，與氣道重塑相關，而YKL-40可通過PAR-2、p38和AKT機制促進平滑肌細胞表達，間接證實YKL-40可促進機體氣道重塑病理變化，可作為小兒支氣管哮喘氣道重塑診斷和預測的有效指標。Periostin主要由間皮細胞合成、分泌，并表達于心肌、骨組織及血管中，與整合素有機結合后，參與細胞的增殖、分化及血管重建等。Periostin可與周邊肌腱蛋白、纖連蛋白等結合，與細胞外基質形成橋梁，以加速形成細胞外基質網絡結構，促進肺部纖維化[18]。本文研究發現，觀察組血清Periostin水平明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，與WA和T/D等氣道重塑指標呈正相關關系。分析認為，膠原纖維的交互作用是肺部纖維化的基礎，Periostin可介導骨形成蛋白促進膠原纖維的相互交聯作用，加快肺纖維化，進而形成氣道重塑[19]，因而其可作為氣道重塑發生、發展的有效評估指標。趨化因子是小分子細胞因子，可介導炎性細胞因子的活化、增殖及遷移作用，CXCR4是新近研究發現的因子，其可與SDF-1特異性結合，可有效調節機體內成纖維細胞遷移、刺激中性粒細胞浸潤等。CXCR4在嗜酸性粒細胞微量表達，但其可與SDF-1協同作用，通過T細胞和單核細胞等調控嗜酸性粒細胞，促進支氣管哮喘的發生、發展；而藥理研究表明，與對照組相比，SDF-1及CXCR4 mRNA在哮喘小鼠中表達明顯增加，CXCR4/SDF-1參與哮喘氣道重塑的進程，與本文結果一致[20]。本次研究對象僅限于本院就診的92例支氣管哮喘患兒，研究樣本和例數均較少，需納入多中心樣本對象，以驗證本文結果的準確性和可靠性，同時本文僅研究相關性，未涉及診斷、治療及預后評估等方面，可作為下一步研究思路，為臨床診療提供依據。

綜上所述。血清YKL-40、Periostin和CXCR4與氣道重塑標志物呈正相關關系，對評估支氣管哮喘患者癥狀嚴重程度、肺功能等具有重要的臨床價值，值得臨床進一步研究并推廣。