支氣管擴張癥合并非結(jié)核分枝桿菌感染患者血清和肽素、分泌型磷脂酶A2-X及致炎-抑炎因子譜的變化

汝觸會，陳愛鳳，何飛，鮑志堅，丁士標

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬杭州市胸科醫(yī)院呼吸科，杭州 310003

支氣管擴張癥(BCS)是由于各種原因造成氣道上皮纖毛運動功能障礙，引起黏液聚集、病原菌感染等，導(dǎo)致纖毛結(jié)構(gòu)破損并觸發(fā)氣道炎癥，進一步刺激炎性細胞浸潤，支氣管結(jié)構(gòu)破壞，繼而造成支氣管管腔持續(xù)擴張的一類呼吸系統(tǒng)疾病[1]。BCS患者由于支氣管變形且支氣管壁肌肉組織受損，極易伴發(fā)感染，進一步加重了氣道的病理性改變，并影響臨床預(yù)后[2-3]。非結(jié)核分枝桿菌(NTM)是指除結(jié)核分枝桿菌(MTB)復(fù)合群及麻風(fēng)分枝桿菌外的其他分枝桿菌，可通過皮膚、胃腸道及呼吸道等侵入人體，常繼發(fā)于BCS、塵肺病、肺結(jié)核病等結(jié)構(gòu)性肺病[4-5]。因此，臨床上常見BCS合并NTM感染者。有研究顯示，46.2%的NTM感染者合并BCS，二者互為因果，BCS可能是NTM感染的“溫床”，而NTM感染可能是BCS惡化的原因[6]。

BCS的發(fā)病原因及機制目前尚未完全明確，近年來，炎癥損傷相關(guān)機制受到了廣泛關(guān)注。和肽素(CPP)是一種新型生物標志物，常用于判斷肺炎、膿毒血癥等急性病的預(yù)后，可作為炎性指標反映肺炎患者的病情變化[7]。分泌型磷脂酶A2-X(sPLA2-X)也被證實在機體炎癥反應(yīng)中起重要作用，可作用于多種炎性細胞而刺激重要炎性遞質(zhì)的釋放，從而加速炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展[8]。目前尚未見關(guān)于BCS合并NTM感染患者血清CPP、sPLA2-X表達情況及致炎-抑炎因子譜變化的報道。本研究檢測了BCS合并NTM感染患者血清CPP、sPLA2-X及致炎-抑炎因子譜的變化，以期為BCS合并NTM感染的治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年1月-2020年6月浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬杭州市胸科醫(yī)院呼吸科收治的BCS患者110例。納入標準：(1) BCS符合《成人支氣管擴張癥診治專家共識》[9]中的診斷標準，并經(jīng)臨床癥狀結(jié)合肺部CT檢查確診；(2) NTM感染符合《非結(jié)核分枝桿菌病診斷與治療專家共識》[10]中的診斷標準，并經(jīng)影像學(xué)檢查、痰或支氣管肺泡灌洗液(BALF)中NTM培養(yǎng)結(jié)果結(jié)合臨床癥狀確診；(3) 年齡＞18歲，性別不限；(4) 具有完整的臨床及實驗室檢查資料。排除標準：(1) 合并免疫系統(tǒng)疾病或近期使用免疫調(diào)節(jié)劑；(2) 合并惡性腫瘤；(3) 合并哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、慢性肺膿腫等其他影響本研究結(jié)果的疾病；(4) 合并嚴重心、腦、肝、腎功能障礙或消化系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病；(5) 合并系統(tǒng)性紅斑狼瘡、結(jié)核病及類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病；(6) 存在認知功能障礙或溝通交流障礙；(7) 妊娠期或哺乳期女性。另選同期在本院健康體檢中心接受體檢的年齡、性別相匹配的健康志愿者40名為對照組，既往身體健康，無BCS及呼吸系統(tǒng)疾病，近1個月內(nèi)無呼吸系統(tǒng)感染史，胸部X線片及血、尿、便常規(guī)等各項檢查均正常。

1.2 方法

1.2.1 問卷調(diào)查 采用自行設(shè)計的一般資料調(diào)查問卷進行調(diào)查，內(nèi)容包括年齡、性別、基礎(chǔ)疾病等，測量身高及體重，計算體重指數(shù)(BMI)。BMI=體重/身高2(kg/m2)。采用支氣管擴張嚴重程度指數(shù)(bronchiectasis severity index，BSI)評價BCS病情的嚴重程度[11]，BSI評價內(nèi)容包括年齡、BMI、一秒用力呼氣容積占預(yù)計值百分比(FEV1%)、近2年入院次數(shù)、近1年急性加重次數(shù)、呼吸困難指數(shù)評分系統(tǒng)(MRC)評分、銅綠假單胞菌定植、其他菌定植、影像學(xué)受累葉段數(shù)共9個方面，總分0~26分，0~4分為輕度，5~8分為中度，≥9分為重度，得分越高表明BCS病情越嚴重。

1.2.2 影像學(xué)檢查 用螺旋CT機對受試者進行胸部CT掃描，掃描范圍為肺尖至后肋膈角最低平面，分別統(tǒng)計右側(cè)上、中、下及左側(cè)固有上、左舌與左下肺葉的受累情況。BCS影像學(xué)診斷標準：(1)胸部X線片檢查顯示局灶性肺炎或散在不規(guī)則性高密度影，可見線性或盤狀不張，可伴特征性氣道擴張及增厚，呈類環(huán)狀陰影或具有軌道征；(2)CT示支氣管內(nèi)徑大于相鄰血管直徑[正常值(0.62±0.13) mm]，支氣管呈囊狀或柱狀改變，氣道壁明顯增厚(內(nèi)徑＜80%外徑)、支氣管2 cm長度范圍內(nèi)無管腔變細趨勢，可見黏液阻塞、“馬賽克征”或“樹枝發(fā)芽征”等改變[9]。

1.2.3 病原菌檢測 采集痰標本、BALF進行NTM培養(yǎng)，采用萋-尼氏抗酸染色法進行抗酸桿菌檢測，采用Bactec MGIT 960全自動快速分枝桿菌培養(yǎng)儀及專用培養(yǎng)基分離培養(yǎng)NTM，培養(yǎng)陽性菌株通過涂片抗酸染色排除污染菌，結(jié)核/非結(jié)核分枝桿菌DNA檢測鑒別NTM，按照基因芯片法完成菌種鑒定。采用結(jié)核感染T細胞斑點試驗(T-SPOT-TB)技術(shù)鑒定結(jié)核菌感染。NTM鑒定方法與流程參照《非結(jié)核分枝桿菌病診斷和治療專家共識》[10]，符合以下任一條件即可診斷：(1) 2份分開送檢的痰標本經(jīng)NTM培養(yǎng)均呈陽性且均為同一致病菌，NTM分子生物學(xué)檢測亦顯示為同一致病菌；(2) 經(jīng)支氣管沖洗液或BALF培養(yǎng)NTM呈陽性和(或)分子生物學(xué)檢查呈陽性；(3) 經(jīng)支氣管鏡等肺活檢組織檢查顯示分枝桿菌病的組織病理學(xué)特征性改變，且經(jīng)活檢組織NTM培養(yǎng)和(或)分子生物學(xué)檢查呈陽性；(4) 經(jīng)支氣管鏡等肺活組織檢查顯示分枝桿菌病的組織病理學(xué)特征性改變，且經(jīng)≥1次痰標本、經(jīng)支氣管沖洗液或BALF培養(yǎng)NTM或分子生物學(xué)檢查呈陽性。

1.2.4 血液指標檢測 對照組于就診當(dāng)日晨取空腹靜脈血4.0 ml，病例組于就診當(dāng)日或次日用藥前晨取空腹靜脈血4.0 ml，3000 r/min離心10 min分離血清。采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測定血清CPP、sPLA2-X、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、γ干擾素(IFN-γ)、白細胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-4、IL-10及IL-17A水平，均嚴格按照試劑說明書進行操作。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布及方差齊性的計量資料以表示，多組間比較采用單因素方差分析，進一步組間兩兩比較采用LSD-t檢驗；計數(shù)資料以例(%)表示，組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料比較 110例BCS患者均行痰或誘導(dǎo)痰標本NMT培養(yǎng)(陽性31例)，57例行痰NTM-DNA檢測(陽性17例)，41例行BALF標本NTM培養(yǎng)(陽性19例)，52例行血T-SPOT-TB檢測(陽性2例)，10例取BALF液送檢二代測序(NGS)(陽性8例)，12例行經(jīng)支氣管鏡肺活組織檢查(均顯示肺組織病理學(xué)特征性改變)。最終確診合并NTM感染37例(NTM感染組)，其中快速生長型NTM 25例，緩慢生長型NTM 12例；其余73例為單純BCS組。三組年齡、性別構(gòu)成及BMI比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。單純BCS組與NTM感染組的高血壓、糖尿病及支氣管擴張＞4個肺葉的比例比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05，表1)。

表1 各組一般資料比較Tab.1 Comparison of general information among the three groups

2.2 各組血清CPP、sPLA2-X水平比較 NTM感染組、單純BCS組的血清CPP、sPLA2-X水平均高于對照組，且NTM感染組高于單純BCS組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05，表2)。

表2 各組血清CPP、sPLA2-X水平比較()Tab.2 Comparison of serum levels of CPP and sPLA2-X among the three groups ()

表2 各組血清CPP、sPLA2-X水平比較()Tab.2 Comparison of serum levels of CPP and sPLA2-X among the three groups ()

CPP. 和肽素；sPLA2-X. 分泌型磷脂酶A2-X；與對照組比較，(1)P＜0.05；與單純BCS組比較，(2)P＜0.05。

組別 CPP(pmol/L) sPLA2-X(ng/L)對照組 (n=40) 4.31±0.96 88.21±10.43單純BCS組(n=73) 14.23±2.77(1) 221.95±31.76(1)NTM感染組(n=37) 19.94±3.85(1)(2) 369.78±60.42(1)(2)F 21.866 26.021

2.3 各組血清致炎-抑炎因子水平比較 NTM感染組、單純BCS組的血清TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-4、IL-10、IL-17A水平均高于對照組，且NTM感染組高于單純BCS組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05，表3)。

表3 各組血清致炎-抑炎因子水平比較(, ng/L)Tab.3 Comparison of serum levels of pro- and anti-inflammatory cytokines among the three groups (, ng/L)

表3 各組血清致炎-抑炎因子水平比較(, ng/L)Tab.3 Comparison of serum levels of pro- and anti-inflammatory cytokines among the three groups (, ng/L)

TNF-α. 腫瘤壞死因子-α；IFN-γ. γ干擾素；IL-1β.白細胞介素-1β；IL-6. 白細胞介素-6；IL-4. 白細胞介素-4；IL-10. 白細胞介素-10；IL-17A. 白細胞介素-17A；與對照組比較，(1)P＜0.05；與單純BCS組比較，(2)P＜0.05。

指標 對照組(n=40) 單純BCS組(n=73) NTM感染組(n=37) F P TNF-α 6.31±0.53 14.23±8.06(1) 20.21±11.49(1)(2) 7.013 0.013 IFN-γ 3.42±0.45 6.25±1.21(1) 8.74±1.47(1)(2) 20.082 ＜0.001 IL-1β 1.21±0.33 5.41±0.62(1) 6.52±0.74(1)(2) 31.879 ＜0.001 IL-6 5.93±0.52 28.81±9.16(1) 36.21±11.44(1)(2) 12.731 0.007 IL-4 3.93±0.42 6.13±0.65(1) 7.82±0.94(1)(2) 21.014 ＜0.001 IL-10 5.06±1.15 6.41±1.22(1) 7.33±1.35(1)(2) 7.090 0.011 IL-17A 9.21±1.17 44.36±2.78(1) 49.83±6.95(1)(2) 31.149 ＜0.001

2.4 NTM感染組中不同BCS程度患者血清CPP、sPLA2-X水平比較 根據(jù)BSI評價結(jié)果，37例NTM感染患者中，按BCS病情嚴重程度分為輕度10例、中度16例、重度11例。隨著支氣管擴張程度的加重，血清CPP、sPLA2-X水平呈升高趨勢，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05，表4)。

表4 NTM感染組中不同BCS程度患者血清CPP、sPLA2-X水平比較 ()Tab.4 Comparison of serum levels of CPP and sPLA2-X in patients of NTM infection group with different degrees of BCS()

表4 NTM感染組中不同BCS程度患者血清CPP、sPLA2-X水平比較 ()Tab.4 Comparison of serum levels of CPP and sPLA2-X in patients of NTM infection group with different degrees of BCS()

CPP. 和肽素；sPLA2-X. 分泌型磷脂酶A2-X；與輕度比較，(1)P＜0.05；與中度比較，(2)P＜0.05。

BCS程度 CPP(pmol/L) sPLA2-X(ng/L)輕度(n=10) 17.01±3.24 289.45±45.31中度(n=16) 20.25±3.17(1) 330.14±51.76(1)重度(n=11) 22.15±3.45(1)(2) 500.46±79.83(1)(2)F 6.236 12.301 P 0.015 0.008

2.5 NTM感染組中不同BCS程度患者血清致炎-抑炎因子水平比較 隨著支氣管擴張程度的加重，血清TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-4、IL-10、IL-17A水平呈升高趨勢，重度患者明顯高于輕、中度患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，除IL-6和IL-10外，中度患者的其他炎性因子水平高于輕度患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)(表5)。

表5 NTM感染組中不同BCS程度患者血清致炎-抑炎因子水平比較 (, ng/L)Tab.5 Comparison of serum levels of pro- and anti-inflammatory cytokines in patients of NTM infection group with different degrees of BCS (, ng/L)

表5 NTM感染組中不同BCS程度患者血清致炎-抑炎因子水平比較 (, ng/L)Tab.5 Comparison of serum levels of pro- and anti-inflammatory cytokines in patients of NTM infection group with different degrees of BCS (, ng/L)

TNF-α. 腫瘤壞死因子-α；IFN-γ.干擾素-γ；IL-1β.白細胞介素-1β；IL-6. 白細胞介素-6；IL-4. 白細胞介素-4；IL-10. 白細胞介素-10；IL-17A. 白細胞介素-17A；與輕度比較，(1)P＜0.05；與中度比較，(2)P＜0.05。

指標 輕度(n=10) 中度(n=16) 重度(n=11) F P TNF-α 15.69±8.14 18.94±8.55(1) 26.16±9.23(1)(2) 3.741 0.013 IFN-γ 6.79±0.33 8.21±0.59(1) 11.28±1.02(1)(2) 10.214 ＜0.001 IL-1β 5.66±0.71 6.33±0.78(1) 7.58±0.92(1)(2) 4.712 ＜0.001 IL-6 30.01±6.44 35.35±7.97 43.10±9.85(1)(2) 3.512 0.003 IL-4 6.44±0.35 7.49±0.54(1) 9.55±1.05(1)(2) 7.991 ＜0.001 IL-10 6.45±1.32 7.04±1.48 8.11±1.52(1)(2) 2.661 0.016 IL-17A 45.94±3.12 48.83±4.71(1) 53.91±9.82(1)(2) 2.452 0.024

3 討 論

BCS是一種不可逆的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，黏液阻塞、反復(fù)感染等因素所致氣道持續(xù)性炎癥反應(yīng)導(dǎo)致疾病發(fā)生發(fā)展[11]。NTM屬于環(huán)境致病菌，同時也是兼性細胞內(nèi)寄生菌，多繼發(fā)于有慢性呼吸系統(tǒng)疾病的患者[12]。BCS患者多存在明顯的氣道病理改變，原有組織被纖維組織取代，氣道壁結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重損毀，主要表現(xiàn)為彈性氣道組織受損，氣道原有屏障作用及抵抗力下降或缺失，氣道黏膜的免疫功能受損，為NTM的生長與繁殖提供了有利的微環(huán)境[13]。國內(nèi)外對BCS合并NTM的概率報道不一，60%~80%的穩(wěn)定期BCS患者氣道內(nèi)存在潛在的定植致病菌，除常見的革蘭陰性菌外，NTM比例也較高，多數(shù)學(xué)者認為BCS是NTM感染的重要因素[14]。現(xiàn)已證實，多種細胞因子參與了BCS的發(fā)生及發(fā)展過程，而以T細胞免疫為主的細胞免疫及免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在其發(fā)病過程中可能起關(guān)鍵性作用[15]。BCS合并NTM是否進一步影響免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)目前研究較少。

CPP是一種新型生物標志物，是精氨酸加壓素原C-末端的組成部分，主要作用是校正精氨酸加壓素(AVP)前體的結(jié)構(gòu)與形成。正常生理狀態(tài)下，人體內(nèi)AVP含量極低，但在低血壓、感染等情況下可迅速升高，故常用于評估心腦血管疾病的病情及預(yù)后。但AVP的半衰期較短且生物活性不穩(wěn)定，難以體外測定，而CPP具有更長的半衰期，且體外穩(wěn)定性更好，可直接反映人體AVP的水平[16]。已有研究顯示，CPP對下呼吸道感染、肺炎等疾病的預(yù)后具有良好的預(yù)測價值，尤其是在COPD患者中呈明顯升高趨勢，且與病情嚴重程度呈正相關(guān)，可能與呼吸道炎性細胞因子刺激有關(guān)[17]。本研究結(jié)果顯示，BCS患者的血清CPP水平較健康對照組明顯升高，在合并NMT感染時進一步升高，且隨支氣管擴張程度的加重呈升高趨勢，提示BCS合并NMT感染可能導(dǎo)致病情加重，且CPP水平升高或與病情加重有關(guān)。原因可能是病情加重、合并NMT感染時，管腔免疫功能下降，炎癥損傷進一步加重，提示CPP有望成為評價BCS病情嚴重程度及合并NMT感染時病情評估的生物標志物。

關(guān)于BCS合并NTM感染的確切機制，目前尚無統(tǒng)一定論，但免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)被證實與BCS及NTM感染的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。sPLA2-X是磷脂酶A2(PLA2)的亞型之一，具有獨立的促炎催化作用，可刺激嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、淋巴細胞及氣道上皮細胞等釋放多種炎性遞質(zhì)，從而促進炎癥反應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展[18]。本研究結(jié)果顯示，BCS患者的血清sPLA2-X水平高于健康對照組，且BCS合并NTM感染組的血清sPLA2-X水平高于單純BCS組，提示sPLA2-X過表達與BCS的發(fā)生及發(fā)展有關(guān)，且在合并NMT感染時進一步加重。與此同時，在BCS合并NTM感染患者中，隨著BCS嚴重程度的增加，sPLA2-X水平明顯升高，提示監(jiān)測sPLA2-X水平變化可能有助于評估BCS病情嚴重程度及NTM感染情況。

Th1與Th2細胞是CD4+T細胞的主要亞群，分別介導(dǎo)細胞免疫與體液免疫，前者可通過釋放TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-6等細胞因子而增強機體對病原菌的抵抗能力，尤其是對于細胞內(nèi)病原體的抵抗能力；Th2細胞則可釋放IL-4、IL-10等增強機體對胞外病原體的抵御能力[19]。內(nèi)源性TNF-α可刺激IL-1β的釋放，而IL-1β又可刺激IL-6等炎性細胞因子的釋放，并可反過來提高組織細胞對TNF-α的敏感性。為維持機體環(huán)境的穩(wěn)定性，機體在釋放多種促炎細胞因子的同時也可分泌部分抑炎細胞因子，兩者處于平衡狀態(tài)[20]。IL-4、IL-10是最強有力的抑炎細胞因子，可抑制嗜酸細胞、中性粒細胞及單核巨噬細胞釋放TNF-α、IL-1、IL-6等促炎細胞因子[21-22]。IL-17A是Th17細胞的主要效應(yīng)因子，也是一種重要的促炎細胞因子，已被證實與呼吸道感染、支氣管炎癥及BCS有關(guān)[23]。本研究結(jié)果顯示，BCS患者的促炎細胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-17A均較健康對照組明顯升高，且在合并NMT感染者中升高更明顯。原因是BCS屬于慢性氣道疾病，多繼發(fā)于急慢性呼吸道感染或支氣管阻塞后，持續(xù)支氣管炎癥可導(dǎo)致支氣管壁的結(jié)構(gòu)受損，引起支氣管異常及持久性的擴張，而支氣管內(nèi)病原菌定植可進一步干擾管腔內(nèi)環(huán)境及局部免疫功能，進一步加重管腔結(jié)構(gòu)性破壞及炎癥性損傷。

另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，BCS患者的抑炎因子IL-4、IL-10亦顯著高于對照組，且在合并NTM感染者中明顯升高。原因是機體的抑炎反應(yīng)稍晚于促炎反應(yīng)，故炎癥早期表現(xiàn)為促炎細胞因子大量釋放，隨著炎癥的擴大，抑炎細胞因子也可代償性升高[24]。在發(fā)生BCS后，內(nèi)源性促炎與抑炎介質(zhì)均增加，而促炎介質(zhì)的釋放多于抑炎介質(zhì)，導(dǎo)致細胞因子的保護作用轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨砥茐男阅Ｊ剑粌H導(dǎo)致局部組織細胞受損，而且增加了機會感染。Zhang等[25]發(fā)現(xiàn)，支氣管炎癥患者的血清IL-4等炎性細胞因子水平均較健康人群明顯升高，與本研究結(jié)果一致。進一步比較不同BCS程度患者的血清促炎與抑炎細胞因子水平發(fā)現(xiàn)，隨著BCS程度的加重，血清TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-17A、IL-4、IL-10水平均呈升高趨勢，以重度患者升高最明顯。王月平等[26]發(fā)現(xiàn)，BCS患者的血清炎性因子呈明顯高表達狀態(tài)，且隨病情加重而逐漸升高。由此可見，監(jiān)測促炎與抑炎因子水平有助于判斷病情的嚴重程度并指導(dǎo)臨床治療。

綜上所述，BCS患者血清CPP、sPLA2-X及促炎因子明顯升高，且抑炎因子也可能代償性升高，BCS合并NTM感染及BCS程度加重時升高更為明顯，提示CPP、sPLA2-X及部分炎性因子有助于判斷BCS合并NTM感染及BCS病情的嚴重程度，對臨床治療具有一定的指導(dǎo)意義。但上述因子的分泌與釋放可能受多種因素的影響，其對疾病的評估價值有一定局限性，今后還有待進一步行大樣本、多中心研究加以驗證。