分泌型卷曲相關蛋白5、CXC趨化因子受體4、8-異構前列腺素水平與支氣管哮喘病兒氣道炎癥、氣道重塑的關系

饒敏，吳祥，盧中朝

作者單位：攀枝花市中心醫院兒科，四川 攀枝花 617067

支氣管哮喘是兒童常見一種慢性呼吸系統疾病，易反復發作，嚴重影響病兒身心健康，且尚缺乏根治性療法，因此加強對其研究意義重大［1］。目前支氣管哮喘發病機制仍不完全明確，一般認為各種原因介導的慢性氣道炎癥，導致氣道狹窄、氣道高反應性及氣道重塑，從而引起咳嗽、喘息、氣急等［2-3］。分泌型卷曲相關蛋白5（secreted frizzled-related protein5，SFRP5）是一種新型脂肪因子，在慢性阻塞性肺疾病治療前后變化顯著，并與患者呼吸受限程度、血清炎癥因子顯著相關，參與炎癥反應和病情進展［4-5］。CXC趨化因子受體4（CXC chemokine receptor 4，CXCR4）是CXC趨化因子家族成員基質細胞衍生因子1的唯一受體，能通過中性粒細胞外陷阱介導由流感病毒感染或暴露于臭氧引發的過敏性哮喘［6］。8-異構前列腺素（8-isoprostane，8-iso PG）在哮喘-慢阻肺重疊患者中表達顯著升高，與肺功能降低密切相關［7］。目前關于支氣管哮喘病兒血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平研究較少，是否參與氣道炎癥反應、氣道重塑，并進一步影響病兒病情尚不明確，本研究對此進行探討，以期為臨床深入了解支氣管哮喘發病機制、防治疾病提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年1月至2020年8月攀枝花市中心醫院符合納入排除標準的支氣管哮喘病兒113例，其中男56例，女57例，年齡范圍為4～13歲，年齡（8.79±2.80）歲。病兒近親屬均充分知情，自愿簽署知情同意書。（1）納入標準：符合支氣管哮喘診斷標準［8］。（2）排除標準：合并急性感染類疾病者；伴有自身免疫疾病者；合并其他呼吸系統疾病，如肺結核、肺炎、支氣管肺發育不良者等；心、腎、肝功能不全者；血液系統疾病者；胃食管反流者；無法獲取痰液者。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2 方法

1.2.1 病情程度輕度組：1次/周≤白日癥狀發作＜1次/日，2次/月＜夜間發作＜1次/周，影響日常活動、睡眠，FEV1變異率20%～30%，第1秒用力呼氣量（forced expiratory volume in 1 s，FEV1）占預估值≥80%；中度組：每日均有癥狀發作，夜間哮喘發作≥1次/周，影響日常活動、睡眠，FEV1變異率＞30%，FEV1占預估值60%～79%；重度組：每日癥狀頻繁發作，時間短暫，夜間哮喘經常發作，體力活動受限，FEV1變異率＞30%，FEV1占預估值＜60%。

1.2.2 資料收集收集病兒年齡、體質量、性別、家族哮喘史、哮喘控制測試（asthma control test，ACT）［9］、最 大 呼 吸 峰 流 速（peak expiratory flow，PEF）、用力通氣量（forced vital capacity，FVC）。

1.2.3 各指標檢測于治療前收集病兒外周血標本5 mL，采用酶聯免疫吸附法檢測血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、可溶性人基質裂解素2（soluble isoform of suppression of tumorigenicity 2，sST2）、白細胞介素-17（interleukin-17，IL-17）水平，試劑盒購于中國上海酶聯生物科技有限公司；并收集病兒痰液標本，采用檢測酶聯免疫吸附法檢測轉化生長因子β1（transforming growth factor-β 1，TGF-β1）、基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP-9）、骨橋蛋白（osteopontin，OPN）水平，試劑盒購于上海康朗生物科技有限公司。

1.3 觀察指標（1）比較三組一般資料。（2）比較三組血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平。（3）比較三組氣道炎癥指標（TNF-α、sST2、IL-17）、氣道重塑指標（TGF-β1、MMP-9、OPN）水平。（4）分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN相關性。（5）分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平與病情程度相關性。（6）分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平評估病情程度的價值。

1.4 統計學方法數據采用SPSS 22.0處理。計量資料采取Bartlett方差齊性檢驗與Kolmogorov－Smirnov正態性檢驗，均確認具備方差齊性且近似服從正態布，以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，進一步兩兩比較采用LSD-t檢驗。計數資料用例（%）表示，行χ2檢驗，采用Pearson相關分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與氣道炎癥、氣道重塑指標的相關性。采用logistic回歸分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與病情程度的關系。采用受試者操作特征曲線（ROC曲線）分析血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG對病情程度的評估價值。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料三組年齡、體質量、性別、家族哮喘史比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1；ACT評分、FEV1占預估值、PEF占預估值、FEV1/FVC：重度組＜中度組＜輕度組（P＜0.05），見表1。

表1 支氣管哮喘病兒113例年齡、體質量、性別、家族哮喘史比較

2.2 三組血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平單因素方差分析結果：三組血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG水平差異有統計學意義（P＜0.05）；血清CXCR4、8-iso PG水平：重度組＞中度組＞輕度組，血清SFRP5：重度組＜中度組＜輕度組（P＜0.05），見表2。

表2 支氣管哮喘病兒113例哮喘控制測試（ACT）評分、第1秒用力呼氣量（FEV1）占預估值、最大呼吸峰流速（PEF）占預估值、FEV1/FVC比較/±s

表2 支氣管哮喘病兒113例哮喘控制測試（ACT）評分、第1秒用力呼氣量（FEV1）占預估值、最大呼吸峰流速（PEF）占預估值、FEV1/FVC比較/±s

注：①與輕度組相比，P＜0.05。②與中度組相比，P＜0.05。

組別輕度組中度組重度組F值P值例數45 41 27 ACT評分/分20.59±2.14 18.61±2.29①15.54±2.03①②45.68＜0.001 FEV1占預估值/%83.06±2.15 70.19±7.34①56.25±3.49①②25.36＜0.001 PEF占預估值/%78.15±3.29 69.51±5.17①60.03±8.26①②93.28＜0.001 FEV1/FVC/%83.05±3.65 73.67±5.14①68.52±7.26①②72.40＜0.001

表2 支氣管哮喘病兒113例血清分泌型卷曲相關蛋白5（SFRP5）、CXC趨化因子受體4（CXCR4）及8-異構前列腺素（8-iso PG）水平比較/±s

表2 支氣管哮喘病兒113例血清分泌型卷曲相關蛋白5（SFRP5）、CXC趨化因子受體4（CXCR4）及8-異構前列腺素（8-iso PG）水平比較/±s

注：①與輕度組相比，P＜0.05。②與中度組相比，P＜0.05。

組別輕度組中度組重度組F值P值例數45 41 27 SFRP5/（μg/L）10.63±2.1 8.56±2.05①6.05±1.93①②42.63＜0.001 CXCR4/（μg/L）2.16±0.72 5.34±1.77①10.69±3.56①②141.39＜0.001 8-iso PG/（ng/L）16.32±5.40 24.19±8.06①37.58±12.14①②54.39＜0.001

2.3 三組氣道炎癥、氣道重塑指標三組血清TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN水平差異有統計學意義（P＜0.05）；血清TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN：重度組＞中度組＞輕度組（P＜0.05），見表3。

表3 支氣管哮喘病兒113例血清氣道炎癥、氣道重塑指標比較/±s

表3 支氣管哮喘病兒113例血清氣道炎癥、氣道重塑指標比較/±s

注：TNF-α為腫瘤壞死因子-α，sST2為可溶性人基質裂解素2，IL-17為白細胞介素-17，TGF-β1為轉化生長因子β1，MMP-9為基質金屬蛋白酶9，OPN為骨橋蛋白。①與輕度組相比，P＜0.05。②與中度組相比，P＜0.05。

組別輕度組中度組重度組F值P值例數45 41 27氣道炎癥指標/（ng/L）TNF-α 312.26±64.05 409.55±112.53①558.73±149.28①②44.55＜0.001 sST2 12.31±2.41 15.06±2.87①18.34±3.20①②40.05＜0.001 IL-17 136.52±25.60 188.94±41.58①272.61±75.16①②70.21＜0.001氣道重塑指標TGF-β1/（ng/L）335.49±24.35 361.24±32.47①396.18±40.03①②31.22＜0.001 MMP-9/（μg/L）102.77±12.49 121.45±16.78①150.37±25.04①②61.11＜0.001 OPN/（ng/L）1272.41±202.87 1526.17±247.23①1802.53±311.49①②39.12＜0.001

2.4 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與氣道炎癥、氣道重塑指標相關性Pearson相關性分析，血清CXCR4、8-iso PG與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN呈 正 相 關，SFRP5與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN呈負相關（P＜0.05），見表4。

表4 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與氣道炎癥、氣道重塑指標相關性

2.5 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與病情程度的關系建立非條件logistic回歸模型，以支氣管哮喘病兒病情程度為應變量，賦值1=中重度，0=輕度。在調整ACT評分、FEV1占預估值、PEF占預估值、FEV1/FVC、氣道炎癥、氣道重塑指標等其他因素后，以血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG作為自變量（以所有病人血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG的平均值為界賦值：≤平均值=0，＞平均值=1）。回歸過程采用逐步后退法，以進行自變量的選擇和剔除，設定α剔除=0.10，α入選=0.05。回歸結果顯示：血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG仍與支氣管哮喘病兒病情程度顯著關聯（P＜0.05），見表5。

表5 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG與病情程度的關系

2.6 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG對支氣管哮喘病兒病情程度的評估價值進一步探討血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG對支氣管哮喘病兒病情程度的評估價值，結果見表6。

表6 血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG對支氣管哮喘病兒病情程度的評估價值之ROC分析結果

2.6.1 各指標的單獨應用參照臨床習慣和支氣管哮喘病兒治療指南，合并中重度病人成病情嚴重的陽性樣本（n=68），以輕度組為陰性樣本（n=45），建立接收者工作特征曲線（ROC）診斷分析模型：被分析指標按樣本總水平數值范圍劃分為若干個組段，建立ROC曲線。再以軟件擬合之ROC曲線讀取約登指數最大值點，對應計算理論閾值和敏感度、特異度。經ROC分析知：該指標具有較高的診斷價值，AUC（95%CI）分 別 為0.72（0.51，0.94）、0.81（0.69，0.93）、0.75（0.51，0.99）。

2.6.2 各指標的聯合應用采用SPSS軟件的聯合應用ROC理論模式（LogP模式：對各單獨應用指標進行綜合回歸，建立Logistic預測/診斷評估模型，再依據所得回歸系數B，歸一化加權計算并對應處理各樣本資料，并據其進行聯合應用的ROC分析）。結果：聯合應用對支氣管哮喘病兒病情程度的預測/診斷評估價值明顯高于各指標單獨應用，AUC（95%CI）為0.87（0.83，0.92），準 確 度 為0.86（97/113）。

3 討論

研究表明，支氣管哮喘病人炎性細胞因子網絡失衡，TNF-α、sST2、IL-17等炎癥介質水平明顯升高，與病情程度息息相關［10-11］。TGF-β1是機體一種重要信號通路，功能強大，能通過促進氣道平滑肌細胞中的膠原I和纖連蛋白基因表達等途徑，參與氣道重塑［12］。MMP-9、OPN隨哮喘病兒病情加重而逐漸升高，并通過調控氣道重塑，加重病兒病情［13］。TNF-α、IL-17等炎癥介質，能通過促進TGF-β1等介導氣道重塑，可見氣道炎癥與氣道重塑具有因果關系，共同參與了哮喘發病與病情進展［14］。

本研究顯示，SFRP5隨病情加重逐漸降低，在調整ACT評分、FEV1占預估值等后，仍與病情程度有關，可作為評估病兒病情的分子標志物，但尚不清楚其影響病情的機制。而本研究相關性分析顯示，SFRP5與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN呈負相關，表明SFRP5是通過負調控氣道炎癥反應和氣道重塑，影響支氣管哮喘病兒病情的。廖正壽等［15］報道，與正常人群相比，支氣管哮喘病人血清SFRP5較低，且血清SFRP5與TNF-α、TGF-β1呈負相關，本研究觀點與之相似，佐證了SFRP5在調節氣道炎癥、氣道重塑中的作用。SFRP5定位于人染色體10q24.1上，其細胞外半胱氨酸結構域與Wnt信號通路的跨膜受體卷曲蛋白高度同源，可競爭性結合Wnt配體，抑制Wnt信號通路及其下游靶點c-Jun氨基末端激酶-1活性，減少TNF-α、IL-17等炎性因子分泌，阻斷各炎性因子介導的氣道重塑，從而緩解病情，預防病情進展［16］。后續的ROC分析顯示，檢測血清SFRP5有助于評估支氣管哮喘病兒病情，從而避免因兒童年齡較小、肺功能檢測依從性差等造成的病情評估困難，為臨床診治提供客觀的依據。

CXCR4表達于多種細胞表面，屬于G蛋白耦聯7次跨膜受體［17］。根據既往資料，CXCR4在哮喘中表達水平較高，采用相關藥物靶向CXCR4信號通路，減少或沉默CXCR4表達，可改善上皮細胞增生及氣道黏膜和周圍組織炎癥細胞浸潤，抑制氣道重塑［18］。本研究顯示，血清CXCR4隨病情加重逐漸升高，在調整ACT評分、FEV1占預估值后，血清CXCR4仍與病情顯著相關。CXCR4是目前已知最強的T淋巴細胞趨化物質之一，能調節體內成纖維細胞遷移，刺激中性粒細胞、淋巴細胞激活和炎癥浸潤，促進氣道上皮異常增生和重塑，從而參與支氣管哮喘發病［19］。相關性分析顯示，血清CXCR4與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN呈正相關，證實高水平CXCR4可造成氣道炎癥反應，導致氣道重塑，在支氣管哮喘病情中呈現出正向調控作用。因此CXCR4有望成為支氣管哮喘靶向性治療的一個有效位點，為臨床研發藥物等提供新的思路。另檢測血清CXCR4有助于評估病兒病情，從而指導臨床干預。

8-iso PG是一種氧化應激標志物，可反映中性粒細胞、肥大細胞等氣道炎癥細胞被激活時，產生活性氧的情況，這種活性氧可引起細胞氧化應激，導致氣道高反應性和炎癥反應［20］。支氣管哮喘病人治療后8-iso PG較治療前顯著降低，并伴有病情明顯緩解，提示8-iso PG與支氣管哮喘病情有關［21］。本研究顯示，隨著支氣管哮喘病情加重，血清8-iso PG水平逐漸升高，在調整ACT評分、FEV1占預估值等因素后，8-iso PG仍與病情程度顯著相關，有助于病兒病情的評估。現階段氣道重塑的評估尚缺乏簡便有效策略，本研究發現，8-iso PG與TNF-α、sST2、IL-17、TGF-β1、MMP-9、OPN呈正相關，提示檢測血清8-iso PG不僅能反映氣道炎癥情況，還能評價氣道重塑情況，從而為臨床干預提供客觀依據。大量中性粒細胞在支氣管哮喘病兒氣道募集，激活的炎癥細胞與氣道上皮細胞釋放出大量的氧自由基，從而引起血清8-iso PG水平升高。當8-iso PG水平過高，機體氧化/抗氧化失衡時，又可加重炎癥反應，形成惡性循環，因此血清8-iso PG水平的升高不僅是支氣管哮喘發病和病情進展的一個結果，亦是病情進展的一個誘因。可見臨床上應重視支氣管哮喘病兒機體氧化應激的改善，酌情應用抗氧化應激藥物，以緩解病兒病情。

綜上，血清SFRP5、CXCR4、8-iso PG可通過調控支氣管哮喘氣道炎癥、氣道重塑，影響病情程度，聯合檢測三者水平有望為病情程度的評估提供一種新的方法。