反復(fù)肺炎患兒腸道菌群與免疫功能指標(biāo)變化及相關(guān)性研究

江 娟,李 靜,夏 可,唐 琴,潘 靚,劉 夢

(1.解放軍西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院兒科,四川 成都 610504;2.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院兒科,四川 成都 610044)

小兒肺炎臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽和肺部濕啰音等[1]。反復(fù)肺炎(Recurrent pneumonia,RP)屬于小兒肺炎的常見類型,指1年內(nèi)反復(fù)發(fā)生肺炎次數(shù)≥2次,且肺炎間期的臨床表現(xiàn)及影像學(xué)改變消失,病情反反復(fù)復(fù),易導(dǎo)致其他疾病發(fā)生,對兒童的生長發(fā)育、身心健康產(chǎn)生不良影響[2]。小兒RP發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,可能與免疫力低下、致病微生物感染、營養(yǎng)元素缺乏以及二手煙暴露等因素有關(guān)。患兒免疫功能失衡與疾病發(fā)生密切相關(guān)[3]。有研究[4]表明,兒童支氣管哮喘發(fā)生與細(xì)胞免疫失衡有關(guān),而腸道菌群失調(diào)可促進(jìn)輔助型T細(xì)胞2(Th2)免疫應(yīng)答和抑制Th1免疫應(yīng)答,誘發(fā)兒童支氣管哮喘發(fā)生。研究[5]表明,呼吸機(jī)相關(guān)肺炎患者也存在腸道菌群失衡情況,維持腸道菌群平衡有助于防治肺炎。有研究[6]通過小鼠實驗證實,抗生素誘導(dǎo)腸道菌群失衡會加重肺炎支原體對呼吸道感染的嚴(yán)重程度。關(guān)于RP患兒腸道菌群變化與其免疫功能關(guān)系的相關(guān)研究較少,因此本研究探討RP患兒腸道菌群與免疫功能指標(biāo)變化及兩者相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年6月至2022年6月醫(yī)院收治的RP患兒52例為RP組,另選取同期收治的急性肺炎(AP)患兒52例為AP組。病例納入標(biāo)準(zhǔn):RP患兒符合《反復(fù)呼吸道感染的臨床概念和處理原則》中診斷標(biāo)準(zhǔn)[7];AP患兒符合兒童社區(qū)獲得性肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[8];年齡3～12歲;入組前1個月內(nèi)無腸道疾病史以及未使用影響腸道菌群的藥物;患兒家長簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):肺結(jié)核;肺部先天畸形;哮喘;免疫缺陷疾病。另選取同期體檢健康兒童52例為對照組。三組年齡、性別和體重比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05),見表1。本研究通過醫(yī)院倫理委員會審批。

表1 三組一般資料比較

1.2 研究方法

1.2.1 樣本采集:入院當(dāng)日,采集新鮮糞便樣本于無菌器皿中,于-80 ℃低溫保存,用于腸道菌群檢測。同時,采集空腹靜脈血4 ml,分別置于抗凝管、促凝管,于4 h內(nèi)完成免疫功能指標(biāo)檢測。

1.2.2 腸道菌群檢測:取糞便樣本1 g進(jìn)行稀釋,將糞便稀釋液接種于雙歧桿菌、乳桿菌和大腸桿菌的選擇性培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),計算菌落數(shù),菌群數(shù)量以常用對數(shù)值(lgCFU/g)表示,同時計算雙歧桿菌和大腸桿菌的比值(B/E)。

1.2.3 外周血免疫功能指標(biāo)檢測:取抗凝管中的血液樣本,采用流式細(xì)胞儀檢測T細(xì)胞亞群(CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+)水平(試劑盒批號:20200622、20210328、20220215,北京同生時代生物技術(shù)有限公司)。取促凝管中的血液樣本,經(jīng)離心獲得血清,采用免疫透射比濁法檢測免疫球蛋白A (IgA)、IgG和IgM水平[試劑盒批號:M211293、M209213、M209517,貝克曼庫爾特(美國)股份有限公司]。

1.3 觀察指標(biāo) 比較三組腸道菌群數(shù)量、B/E值、T細(xì)胞亞群、IgA、IgG以及IgM水平,分析RP患兒腸道菌群數(shù)量、B/E值與T細(xì)胞亞群、IgA、IgG以及IgM水平的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

2.1 三組腸道菌群數(shù)量及B/E值比較 見表2。RP組雙歧桿菌和乳桿菌數(shù)量、B/E值低于AP組及對照組,且AP組低于對照組(均P<0.05)。RP組大腸桿菌數(shù)量高于AP組及對照組,且AP組高于對照組(均P<0.05)。

表2 三組腸道菌群數(shù)量及B/E值比較

2.2 三組外周血T細(xì)胞亞群水平比較 見表3。RP組外周血CD3+、CD4+、CD4+/CD8+水平低于AP組及對照組,且AP組低于對照組(均P<0.05)。RP組CD8+水平高于AP組及對照組,且AP組高于對照組(均P<0.05)。

表3 三組外周血T細(xì)胞亞群水平比較

2.3 三組外周血免疫球蛋白水平比較 見表4。RP組外周血IgA、IgG以及IgM水平低于AP組及對照組,且AP組低于對照組(均P<0.05)。

表4 三組外周血免疫球蛋白水平比較(g/L)

2.4 RP組腸道菌群數(shù)量、B/E值與免疫功能指標(biāo)相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示,大腸桿菌數(shù)量與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.415、-0.421、-0.376、-0.397,均P<0.05),雙歧桿菌數(shù)量與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平呈正相關(guān)(r=0.441、0.354、0.321、0.426,均P<0.05),乳桿菌數(shù)量與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平呈正相關(guān)(r=0.308、0.403、0.421、0.384,均P<0.05),B/E值與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平呈正相關(guān)(r=0.309、0.412、0.374、0.352,均P<0.05)。

3 討 論

RP是兒童常見的呼吸系統(tǒng)疾病,其病情反復(fù)不僅增加醫(yī)用資源消耗,還會加重患兒家屬心理負(fù)擔(dān),同時還會影響患兒的健康發(fā)育。近年來,雖然對RP的發(fā)病機(jī)制研究較多,但其發(fā)病機(jī)制仍未完全闡明,但發(fā)現(xiàn)微生物病原感染在肺炎發(fā)病過程中有重要作用[9-10]。有研究[11]表明,抗生素治療會影響腸道菌群變化,而腸道菌群失調(diào)會引起新生兒免疫球蛋白含量減少。部分肺炎患兒發(fā)病時除伴有常見的咳嗽、氣促,還伴有腹瀉,引起腸道菌群失調(diào),對機(jī)體的免疫功能產(chǎn)生影響。人體腸道菌群平衡可維護(hù)腸黏膜完整性、抵抗病原菌和調(diào)節(jié)免疫。腸道菌群種類豐富、數(shù)量龐大,雙歧桿菌、乳桿菌是腸道菌群的優(yōu)勢群體,同時也是腸道有益菌群代表,而大腸桿菌是腸道的有害病原菌代表,B/E值越小表示腸道微生物定植抗力越弱[12-13]。本研究結(jié)果顯示,RP組雙歧桿菌和乳桿菌數(shù)量、B/E值低于AP組及對照組,且AP組低于對照組;RP組大腸桿菌數(shù)量高于AP組及對照組,且AP組高于對照組。這些結(jié)果表明RP及AP患兒均存在腸道菌群失衡,腸道微生物定植抗力較健康兒童減弱,且RP患兒腸道菌群失衡情況較AP患兒更嚴(yán)重,腸道微生物定植抗力較AP患兒更弱。

動物實驗[14]發(fā)現(xiàn),增加復(fù)合益生菌制劑可提高小白鼠的生長性能、抗氧能力和免疫功能。臨床研究[15]發(fā)現(xiàn),益生菌用于老年肺炎治療的療效確切,能夠改善患者的肺功能、免疫功能,減輕炎癥反應(yīng)及腸道菌群失衡。雙歧桿菌、乳桿菌可以通過營養(yǎng)物質(zhì)代謝等方式合成酸性物質(zhì),維持腸道內(nèi)的酸堿環(huán)境平衡,有助于細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物的排出。腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物刺激機(jī)體免疫反應(yīng),激活T細(xì)胞免疫反應(yīng),CD3+為總T淋巴細(xì)胞,CD4+為輔助性T淋巴細(xì)胞,而CD4+/CD8+能夠反映抑制性T細(xì)胞和輔助性T淋巴細(xì)胞平衡情況,其水平降低表示免疫功能降低。IgA、IgG及IgM均由黏膜固有層的漿細(xì)胞分泌。IgA有保護(hù)呼吸道黏膜的作用,預(yù)防病原微生物入侵,防止有害細(xì)菌在宿主體內(nèi)擴(kuò)散。IgG具有活化補(bǔ)體作用,可與巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞聯(lián)合,具有抗感染作用。IgM有溶解細(xì)菌的作用,在感染早期起到抗感染作用。本研究結(jié)果顯示,RP組患兒的外周血CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平低于AP組及對照組,且AP組低于對照組,表明RP和AP患兒均存在免疫功能降低,且RP患兒免疫功能下降更明顯。

研究[16-17]表明,肺部免疫活化受腸道菌群控制,肺部和腸道間通過血液系統(tǒng)支持實現(xiàn)雙向通信,腸道菌群參與黏膜固有免疫、獲得性免疫調(diào)控過程。有研究[18]表明,腸道菌群可通過影響肺部免疫調(diào)節(jié)來參與呼吸道疾病的發(fā)生與發(fā)展。本研究結(jié)果顯示,大腸桿菌數(shù)量與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平呈負(fù)相關(guān),而雙歧桿菌、乳桿菌及B/E值與CD4+/CD8+、IgA、IgG、IgM水平呈正相關(guān),表明RP患兒體內(nèi)腸道菌群變化影響免疫功能。考慮可能與腸道黏膜有關(guān),其上皮細(xì)胞是腸道免疫系統(tǒng)的重要屏障,可識別腸道共生菌和致病菌,調(diào)節(jié)腸道微環(huán)境。腸道益生菌可促進(jìn)腸道黏膜黏液層分泌黏液,進(jìn)而促進(jìn)腸上皮細(xì)胞緊密連接以增強(qiáng)機(jī)體腸黏膜的防御能力,增強(qiáng)其識別功能,從而維護(hù)機(jī)體的免疫功能[19-20]。腸道菌群失調(diào)降低腸道黏膜屏障功能,引起機(jī)體免疫反應(yīng)增強(qiáng),過度免疫反應(yīng)又會損傷腸道黏膜屏障,從而導(dǎo)致惡性循環(huán)[21]。

綜上所述,RP患兒存在腸道菌群紊亂,表現(xiàn)為雙歧桿菌、乳桿菌數(shù)量降低,大腸桿菌數(shù)量升高,同時外周血CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平降低,且腸道菌群數(shù)量與CD4+/CD8+、IgA、IgG以及IgM水平有相關(guān)性。