支氣管哮喘兒童痰液正五聚蛋白3和IL-37水平檢測及意義

榮偉強，閻敏娜，張長洪，高 陽，戚 穎

河北北方學院附屬第一醫院：1.輸血科；2.檢驗科；3.呼吸與重癥醫學科，河北張家口 075000

支氣管哮喘是兒童常見的一種慢性氣道炎性疾病，以氣流受阻和氣道高反應性為特征[1]，臨床癥狀差異性大且存在潛在的組織結構改變[2]。盡管現有的兒童哮喘診斷和治療指南在臨床實踐中有較高應用價值，但仍有一些兒童哮喘未被及時診斷或分類。正五聚蛋白3(PTX3)是一種急性期多功能蛋白，作為一種可溶性模式識別受體參與天然免疫[3-4]，與慢性氣道炎性疾病之間存在聯系[5]。白細胞介素(IL)-37作為一種抗炎因子，參與炎性疾病的進展[6]。二者在兒童哮喘中的確切作用尚未闡明。本研究檢測了哮喘患兒痰液PTX3、IL-37水平，分析了二者水平在各組間的差異，并分析了這兩項指標與其他哮喘相關指標的關系，旨在明確二者與兒童支氣管哮喘的聯系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2018年9月至2020年11月本院收治的支氣管哮喘患兒共133例納入研究，根據收治時喘息控制情況分為急性發作組(70例)和臨床緩解組(63例)。納入標準：(1)診斷符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》中的標準[7]；(2)年齡6～16歲；(3)臨床資料完整。排除標準：(1)近期接受過吸入性糖皮質激素或白三烯受體拮抗劑治療；(2)合并肺部感染或其他免疫系統疾病等可能影響試驗結果的疾病。本研究經本院倫理委員會批準通過，所有納入研究的患兒及其監護人均對本研究知情同意，監護人均在研究開始前簽署了知情同意書。急性發作組男39例、女31例，年齡6～15歲、平均(10.5±2.8)歲；根據患兒哮喘嚴重程度進一步分為間歇性支氣管哮喘患兒(間歇組)21例、輕度持續性支氣管哮喘患兒(輕度持續組)15例、中-重度持續性支氣管哮喘患兒(中-重度持續組)34例，分組標準參考《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[7]。臨床緩解組男36例、女27例，年齡6～14歲、平均(11.1±2.6)歲。上述各組間性別、年齡比較差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法

1.2.1血液標本的采集與檢測 于患兒住院治療第1天清晨抽取外周靜脈血2 mL，促凝后4 ℃、3 000 r/min離心10 min，分離血清并于-80 ℃保存，待行血清學檢測。使用瑞典法瑪西亞公司生產的UniCAP1000型變態反應檢測系統測定血清總IgE、嗜酸性粒細胞陽離子蛋白(ECP)水平，嚴格按照試劑盒說明書進行操作。另取受試者外周靜脈血2 mL，輕柔混勻抗凝后送檢驗科，用日本希森美康XN-3000全自動血液分析儀檢測外周血嗜酸性粒細胞數量。

1.2.2肺功能主要指標檢測 所有患兒于入院當天行肺功能檢測，檢測指標包括第1秒用力呼氣量(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC和用力呼出氣量為25%～75%肺活量時的平均流量(FEF25%-75%)。肺功能檢測操作由專業人士使用CHEST株式會社HI-801型肺功能檢測儀完成。

1.2.3痰液誘導檢查與PTX3、IL-37檢測 痰液誘導操作由專業人士完成，獲取合格痰量≥3.5 mL。收集好的痰液標本在4 ℃保存不超過2 h，應盡快進行檢測。每份痰液樣品取0.5 mL加入2 mL含10 mmol/L二硫蘇糖醇的磷酸鹽緩沖生理鹽水進行稀釋，室溫下輕輕渦旋20 min，之后以2 000 r/min離心5 min，棄上清液，再用2.5 mL磷酸鹽緩沖生理鹽水重懸細胞顆粒，臺盼藍排染法測定細胞活力，計數細胞總數；同時取部分細胞懸液，涂片后以蘇木素-伊紅染色，對痰液嗜酸性粒細胞進行計數并計算痰液嗜酸性粒細胞百分比。剩余痰液標本以3 000 r/min離心10 min，收集上清液保存至-80 ℃，待統一行指標檢測。痰液PTX3使用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)進行測定，檢測試劑盒購自美國R&D Systems公司；痰液IL-37也采用ELISA進行檢測，試劑盒購自上海酶聯生物。

1.2.4患兒過敏狀態 通過臨床資料，了解并記錄患兒是否存在過敏狀態。

2 結 果

2.1兩組間過敏狀態及相關指標比較 急性發作組有過敏狀態的患兒比例、外周血嗜酸性粒細胞計數、血清ECP水平、總IgE水平以及痰液嗜酸性粒細胞百分比均高于臨床緩解組(P<0.05)，而肺功能指標(FEV1、FVC、FEV1/FVC和FEF25%-75%)水平均低于臨床緩解組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組間哮喘相關指標比較[n(%)或

參數n血清總IgE(IU/mL)外周血嗜酸性粒細胞計數(106/L)血清ECP(μg/L)痰液嗜酸性粒細胞百分比(%)急性發作組70268±34479±5337.31±4.251.46±0.32臨床緩解組63197±16282±3724.09±3.120.78±0.17t/χ23.8523.4113.3873.176P<0.001<0.0010.0010.002

2.2患兒痰液PTX3和IL-37水平的組間比較 急性發作組痰液PTX3水平高于臨床緩解組[(361.7±32.77)pg/mLvs.(158.05±16.97)pg/mL，t=3.622，P<0.05]；急性發作組痰液IL-37水平低于臨床緩解組[(28.26±4.73)pg/mLvs.(41.72±6.41)pg/mL,t=2.315,P<0.05]，見圖1。

圖1 兩組間痰液PTX3、IL-37水平的比較

中-重度持續組痰液PTX3水平[(682.36±106.03)pg/mL]高于輕度持續組[(308.27±42.15)pg/mL]和間歇組[(247.63±23.14)pg/mL],差異均有統計學意義(t=2.317、2.815，P<0.05)，也高于臨床緩解組(t=3.549，P<0.05)。輕度持續組痰液PTX3水平與間歇組比較差異無統計學意義(t=0.969，P>0.05)。輕度持續組和間歇組PTX3水平均高于臨床緩解組(t=2.923、2.248,P<0.05)。

中-重度持續組痰液IL-37水平[(19.83±6.72)pg/mL)]低于輕度持續組[(25.71±7.02)pg/mL]和間歇組[(30.36±6.41)pg/mL]，差異均有統計學意義(t=2.473、2.995,P<0.05)，同時也低于臨床緩解組(t=3.531，P<0.05)。輕度持續組痰液IL-37水平低于間歇組(t=2.386,P<0.05)。輕度持續組和間歇性組痰液IL-37水平均低于臨床緩解組(t=3.318、3.007,P<0.05)。

2.3痰液PTX3、IL-37水平與過敏狀態和相關炎性指標的關系 急性發作組中，具有過敏狀態的哮喘患兒痰液PTX3水平[(473.82±48.16)pg/mL]明顯高于沒有過敏狀態的患兒[(213.67±24.18)pg/mL],差異有統計學意義(t=2.159,P<0.05)，而兩者IL-37水平比較差異無統計學意義[(27.54±3.69)pg/mLvs.(28.85±4.22)pg/mL,t=0.546,P>0.05)]。而臨床緩解組中，具有過敏狀態的患兒痰液PTX3水平和沒有過敏狀態的患兒比較差異無統計學意義[(171.69±11.28)pg/mLvs.(147.60±9.97)pg/mL,t=0.694,P>0.05]；IL-37水平比較差異也無統計學意義[(40.31±7.62)pg/mLvs.(42.63±8.23)pg/mL,t=0.686,P>0.05)]，見圖2。

圖2 不同過敏狀態患兒痰液PTX3、IL-37水平的比較

痰液PTX3水平與血清總IgE水平、血清ECP水平、外周血嗜酸性粒細胞計數及痰液嗜酸性粒細胞百分比呈正相關(r>0，P<0.05)，與IL-37水平負相關(r=-0.468，P<0.05)；痰液IL-37水平與血清總IgE水平、血清ECP水平、血液中嗜酸性粒細胞計數及痰液嗜酸性粒細胞計數呈負相關(r<0，P<0.05)，詳細結果見表2。

表2 痰液PTX3、IL-37水平與過敏相關炎性指標的相關性分析

2.4痰液PTX3、IL-37水平與主要肺功能指標的相關性分析 痰液PTX3水平與FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%均呈負相關(r<0，P<0.05)；痰液IL-37水平與FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%均呈正相關(r>0，P<0.05)，見表3。

表3 痰液PTX3、IL-37水平與主要肺功能指標的相關性分析

3 討 論

兒童哮喘患病率不斷上升，已成為一個重大的全球公共衛生問題。現有哮喘診斷和治療指南在臨床實踐中并不能準確診斷和完全涵蓋所有類型兒童哮喘，因此有必要尋找新的診斷標志物。PTX3是一種可溶性模式識別受體，屬于急性期蛋白，參與慢性炎性疾病的調節[3-4]，是反映多種疾病中組織炎癥和損傷的新型生物學標志物。有研究顯示，痰液PTX3是與阻塞性肺疾病嚴重程度獨立相關的生物學標志物[8]。但現有研究尚未確定PTX3與支氣管哮喘，尤其是與兒童支氣管哮喘發生、發展之間的關聯。本研究顯示，急性發作組痰液PTX3水平與臨床緩解組相比明顯升高，而且中-重度持續性哮喘患兒痰PTX3水平明顯高于間歇性和輕度持續性哮喘患兒，差異有統計學意義(P<0.05)。除此以外，本研究還發現急性發作組中合并過敏狀態的患兒痰PTX3水平升高更為明顯。這些結果提示痰液PTX3水平可能與兒童哮喘進展有關，其水平變化可能對患兒過敏狀態及疾病嚴重程度的判斷具有重要意義。

血清總IgE是呼吸道過敏性反應的關鍵觸發因素，是診斷哮喘和呼吸道高反應性的參考指標[9]。ECP是活化的嗜酸性粒細胞釋放的一種具有強細胞毒作用的蛋白質，是引發哮喘的重要介質之一[10]。有體外研究報道，成人支氣管組織中氣道平滑肌細胞在促炎性細胞因子刺激和介導下可產生并釋放PTX3[11]。C-C基序趨化因子受體11(CCL11)/嗜酸細胞活化趨化因子-1是嗜酸性氣道炎癥和氣道重塑的重要趨化因子，PTX3可增強CCL11/嗜酸細胞活化趨化因子-1的釋放[11]。本研究顯示，痰液PTX3水平與血清總IgE、ECP和外周血嗜酸性粒細胞計數、痰液嗜酸性粒細胞百分比呈正相關。據此結果，筆者推測哮喘患兒持續存在的高反應性和炎癥狀態可能會使PTX3水平增高，進一步通過誘導CCL11/嗜酸細胞活化趨化因子-1表達引起哮喘患者嗜酸性氣道炎癥和氣道結構改變。

IL-37屬于IL家族，但與其他大多數IL家族成員具有促炎效應不同，IL-37作為抗炎因子在變應性鼻炎、過敏性皮炎、風濕性關節炎等多種炎性疾病中發揮一定保護作用[12-14]。已有關于血液IL-37水平改變與兒童哮喘相關的報道。何進等[15]的研究顯示，學齡前哮喘患兒IL-37水平降低，且其變化程度與病情嚴重程度及肺功能損傷情況相關，但未見有痰液IL-37水平改變與哮喘發生、發展關系的報道。本研究顯示，急性發作組痰液IL-37水平明顯低于臨床緩解組(P<0.05)，且與疾病嚴重程度有關，中-重度持續組患兒痰液PTX3水平低于輕度持續組和間歇組(P<0.05)，與IgE、ECP等過敏相關炎性指標呈負相關(r<0，P<0.05)，提示痰液中IL-37在哮喘患兒進展過程中也發揮重要作用，監測痰液中IL-37水平改變對哮喘嚴重程度的判斷有一定價值。

隨病情進展出現不可逆性氣道功能改變時，哮喘患兒肺功能出現明顯異常，肺功能指標可以準確、客觀地反映兒童呼吸道氣流受限程度及病情嚴重程度。FEV1和FEV1/FVC是反映兒童呼吸道氣流受限的敏感指標，這兩個指標降低提示有氣道阻塞風險[16]。研究表明，氣道容積相對大小與氣道高反應性有關，FEF25%-75%則是反映氣道容積相對大小的指標，該指標降低與哮喘嚴重程度增加有關[17]。本研究顯示，痰液PTX3水平與FEV1、FEV1/FVC、FEF25%-75%呈負相關(r<0，P<0.05)，IL-37則與FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%呈正相關(r>0，P<0.05)，提示痰液PTX3水平升高、IL-37水平降低可能預示哮喘患兒肺功能不良。

綜上所述，痰液PTX3水平升高提示哮喘患兒存在過敏狀態，合并IL-37水平降低預示哮喘患兒肺功能不良，監測痰液中兩指標水平變化有助于評估兒童哮喘嚴重程度。本研究局限在于選取的研究對象只包含哮喘患兒，因為無法對健康兒童實施同樣的痰液采集操作，不能明確兩指標在健康兒童氣道的局部水平，后續研究將盡可能獲取健康兒童痰液標本，以期進一步驗證本研究的結論。