鴿舍氣溶膠與飼鴿者肺功能變化相關性分析

買力丹·買買提尼亞孜 袁 紅 楊曉紅

過敏性肺炎 (hypersensitivity pneumonitis, HP) 是一種炎癥性和(或)纖維化彌漫性實質肺病,在易感個體中反復和長時間吸入特定抗原氣溶膠后引起的超敏反應所致[1]。飼鴿者肺(pigeon breeders′ lung, PBL)是一種最常見的過敏性肺炎,其通過暴露于鴿子糞中分泌的高抗原性禽類蛋白和覆蓋各種鴿類羽毛的蠟質蛋白(花)所形成的抗原氣溶膠而在易感宿主中引起超敏反應[2,3]。在鴿友協會的養鴿者中,PBL的發生率為 8%～30%[4]。盡管它是最常見的HP之一,但因此病與其他呼吸道疾病之間有較多相似的臨床表現,而且人群對此病的了解尚不足,常被誤診為其他呼吸系統疾病,為飼鴿者帶來了重大的危害[5,6]。它可以影響所有年齡組,而性別之間沒有明顯的優勢。暴露時間較短時肺部的病變多為可逆,持續的抗原暴露會增加肺纖維化發展的風險[7]。新疆維吾爾自治區飼養鴿子愛好者較多,鴿子被當作寵物飼養,飼養用于進食、比賽或展覽[8]。鴿舍可以成為廣泛接觸的來源[9]。

反復吸入鴿子體內所分泌的抗原氣溶膠在 PBL炎性反應中起啟動作用[10]。有效可吸入抗原氣溶膠直徑應為0.5～10.0μm;氣溶膠越小,在空氣中停留越長時間,越容易進入呼吸道深部,甚至可以進入血液循環,其危害性相對較大,3～5μm抗原氣溶膠主要沉積在肺部,<3μm的氣溶膠有50%～60%沉積在肺泡內;同樣,暴露的持續時間和接觸者暴露的抗原氣溶膠濃度在導致致敏的過程中發揮作用[11]。如抗原濃度高,抗原接觸時間越長,肺內沉積較多,肺纖維化風險較高,如果不能及早診斷,該疾病可能發展為肺部永久性損傷和過早死亡的患者[12]。

在我國由于氣溶膠研究的起步較晚,雖然越來越多的專家、學者意識到畜禽舍環境因素導致的復雜疾病間的關系。但依然缺乏在這方面的研究,迄今為止,尚無與飼養鴿子對肺功能影響相關的研究,肺功能測試 (pulmonary function tests,PFT)為評估任何彌漫性間質性肺病(pulmonary interstitial disease, PID)提供了非侵入性補充要素[13]。它可以檢測疾病對肺部的影響,幫助評估其長期預后。在纖維化形式的HP 中,被細胞和纖維化浸潤的支持組織的彈性降低會降低整體肺順應性并損害通氣力學[14]。PBL 中的PFT 可能是阻塞性的、限制性的或兩種都包括的模式[15]。本研究通過抽樣調查,使用便攜式肺功能檢測儀檢測飼鴿者及未飼養鴿子的人群肺功能,用氣溶膠檢測儀測定鴿舍及家庭中不同大小抗原氣溶膠的濃度。分析兩者之間的相關性,進一步闡明與環境相關的肺病的相關病理生理途徑,幫助患者預防疾病及改善預后。

對象與方法

1.研究對象:2021年12月～2022年1月以隨機抽樣的方法收集新疆維吾爾自治區吐魯番市亞爾鄉、艾丁湖鄉、葡萄鄉中150例年齡為20～80歲的以飼養鴿子為主要謀生手段的人群為接觸組(飼養年限大于1年,飼養鴿子數量大于10只)。以成組匹配的方式抽取與接觸組同村,但未接觸鴿子的健康人群150例為對照組,兩組年齡、性別相匹配。

2.排除標準:①呼吸系統疾病、自身免疫性病、免疫缺陷、特發性間質性肺炎、惡性腫瘤、血栓性疾病、妊娠狀態、外科創傷、肺結核、口服引起肺間質改變的藥物患者等;②同時飼養其他類禽類者;③精神障礙、無法正常交流的患者。

3.研究方法:用隨機抽樣法,以納入、排除標準選出符合要求的接觸組及對照組,再對研究對象的基本信息進行問卷調查,利用便攜式肺功能儀(呼氣峰值流量計,上海涵飛醫療器械有限公司)進行肺功能檢測,采集接觸組和陰性對照組的每位人員的肺功能相關指標,用氣溶膠檢測儀(DUSTTRAKTM Ⅱ 8530 氣溶膠檢測儀,美國TSI公司)采用5點采樣法,分別為鴿舍內對角線中心中點1個,鴿舍外離對角線中心中點3m等距的4個點采樣,采樣高度距地面1.2～1.5m,采樣器流量 3L/min,每次采樣時間為1min,分別在鴿子靜止時,飛翔時,打掃鴿舍前及打掃后,采樣時在同等時間段及天氣條件下進行對接觸組及對照組的家庭環境進行氣溶膠采樣,同樣采用5點采樣法,分別為院內對角線中心中點1個,離對角線中心中點3m等距的4個點進行采樣, 測量粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm的氣溶膠的濃度,每次采集5個樣本取平均值,采樣前 2天及當日無雨、霧、雪,盡可能消除由氣溫與含水量變化引起的誤差,采集接觸組和對照組的每位人員生活環境中及飼鴿者鴿舍環境中的不同粒徑的氣溶膠濃度。收集數據,行統計學分析,分析鴿舍氣溶膠對肺功能的影響,以及肺功能各項指標:1秒鐘用力呼氣容積(forced expiratory volume in 1s,FEV1)、肺活量(pulmonary vital capacity,FVC)、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC 與鴿舍環境內不同大小的氣溶膠濃度,飼養鴿子年限、飼養鴿子數量、每日接觸時間之間的相關性,估計其嚴重程度。本研究由筆者醫院醫學倫理學委員會評估后實施(倫理學審批號:KY201803715)。參與人員自愿參加本實驗原則,對同意參與本研究的人員簽署相關知情同意書及保密書。

結 果

1.接觸組與對照組一般信息比較:兩組年齡、性別、體重指數(body mass index,BMI)、吸煙等基線資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性,詳見表1。

表1 接觸組與對照組一般信息比較結果

2.接觸組與對照組肺功能比較:分別檢測兩組研究對象的肺功能結果,接觸組FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標均低于對照組,組間比較,差異有統計學意義(P<0.05),詳見表2。

表2 接觸組和對照組肺功能指標比較結果

3.接觸組鴿舍及家庭環境與對照組家庭環境氣溶膠濃度比較:檢測接觸組每位人員家庭環境、鴿舍環境及陰性對照組的每位人員家庭環境中不同粒徑的氣溶膠濃度,接觸組家庭環境內氣溶膠濃度與對照組比較,差異無統計學意義(P>0.05),而接觸組鴿舍環境周圍氣溶膠濃度高于對照組和接觸組家庭環境內氣溶膠濃度,差異有統計學意義(P<0.05),詳見表3。

表3 接觸組鴿舍環境周圍及家庭環境內氣溶膠與對照組家庭環境內氣溶膠濃度比較[mg/m3,M(Q1,Q3)]

4.接觸組鴿舍環境周圍氣溶膠濃度與肺功能指標的相關分析:不同粒徑氣溶膠濃度分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標呈負相關,進一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進行Spearman偏相關分析,結果顯示不同大小氣溶膠濃度分別與肺功能各項指標呈負相關,差異有統計學意義(P<0.05),詳見表4。

表4 接觸組不同粒徑大小氣溶膠濃度與肺功能指標的相關分析結果

5.接觸組飼養年限、飼養數量、每日與鴿子接觸時間與肺功能指標的相關性:Spearman分析結果結果顯示,飼養年限和每日與鴿子接觸時間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標呈負相關,差異有統計學意義(P<0.05),而飼養數量分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標比較,差異無統計學意義(P>0.05)。進一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進行Spearman偏相關分析,結果顯示,飼養年限與FEV1呈負相關,差異有統計學意義(P<0.05);飼養年限與FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標比較,差異無統計學意義(P>0.05);飼養數量分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標比較,差異無統計學意義(P>0.05)。每日與鴿子接觸時間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標呈負相關,差異有統計學意義(P<0.05),詳見表5。

表5 接觸組飼養年限、飼養數量、每日與鴿子接觸時間與肺功能指標的相關性分析結果

討 論

HP是由易感個體吸入環境中明顯或隱匿的抗原氣溶膠引起的免疫介導的反應導致的肺間質性疾病[16]。PBL是最常見的 HP 形式之一,這是由于接觸鴿糞、羽毛和花朵(覆蓋羽毛的蠟狀粉末)引起的[17]。如抗原濃度高,抗原接觸時間越長,肺內沉積較多,肺纖維化風險較高,氣溶膠的粒徑范圍通常為 1～100mm,其中1～10mm內的抗原氣溶膠與呼吸道疾病密切相關[18]。將飼養鴿子相關的肺功能缺陷與特定的肺活量測定模式(即阻塞或限制)、鴿舍氣溶膠的濃度與大小聯系起來,可以進一步闡明與環境相關的肺病的相關病理生理途徑[19]。一些最重要的肺活量測量指標包括FVC、FVC%、FEV1、FEV1%、FEV1/FVC。本研究檢測兩組肺功能,接觸組FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標均低于對照組,組間比較差異有統計學意義(P<0.05)。由此得知,飼養鴿子會引起肺功能的惡化,引起肺功能惡化的原因可能與鴿舍氣溶膠引起的HP相關,但因此次研究使用便攜式肺功能儀,能夠收集的肺功能相關指標有限,且樣本量較小,肺活量結果依賴于受試者努力程度和受試者與檢查者之間的合作,故由此結論無法得出飼養鴿子人群肺功能改變情況是以何種通氣功能障礙為主,未來可擴大樣本量、改進肺功能檢查儀器設備,結合患者胸部CT等檢查結果,進一步行相關研究。因FEV1具有個體差異,受性年齡、性別、BMI、吸煙、受試者對檢查的配合度等因素影響,雖然在接觸組與陰性對照組中上述因素差異無統計學意義,但在收集數據時以成組匹配,未做一一配對可能對結果產生一定的影響。

由空氣氣溶膠檢測儀檢測結果得出接觸組家庭環境內粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm氣溶膠濃度與對照組比較,差異無統計學意義,而接觸組鴿舍環境周圍氣溶膠濃度高于對照組和接觸組家庭環境內氣溶膠濃度,這些結果表明飼養鴿子會增加鴿舍周圍環境中不同大小的致敏抗原氣溶膠的濃度。可能是由于飼鴿者主要是在房頂上飼養鴿子,它們相對處在通風的環境中, 這樣更容易使鴿子的羽毛、分泌物、擴散至空氣中,由于屋頂位置比較高,更不利于養殖人員對鴿子周圍的環境進行及時清理。氣溶膠可以隨氣體交換進入舍外環境中。

粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm的氣溶膠濃度分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標呈負相關,這些結果表明,抗原氣溶膠暴露水平與肺功能各項指標降低之間存在劑量反應關系。直徑為0.5～10.0μm的抗原氣溶膠可吸入呼吸道深部,氣溶膠越小,在空氣中停留越長時間,越容易進入呼吸道深部,甚至可以進入血液循環,其危害性相對較大,3～5μm抗原氣溶膠主要沉積在肺部,小于3μm的氣溶膠有50%～60%沉積在肺泡內;接觸組,因為大部分粒子的空氣動力學直徑較小,更容易進入呼吸道深部。而且因飼鴿者在接觸鴿子時未采用佩戴口罩等防護措施,長期處在這種高濃度的抗原氣溶膠環境下,很有可能會產生隱匿發展的慢性呼吸道疾病或增加其他疾病的易感性,所以為了降低飼養鴿子對肺功能產生的影響,為飼鴿者提供一個健康安全的生存環境和工作環境,接觸鴿子時應佩戴口罩,鴿子養殖場布局應合理,鴿舍結構、設施須有利于羽毛、糞便等排泄物及時、迅速的排除、防止抗原氣溶膠的產生[20];通過通風等方式提高舍內新鮮空氣的充分供給,采用現代化的廢棄過濾裝置減少畜禽舍內粉塵、有害氣體和有害微生物氣溶膠含量,有效地減少氣溶膠的產生與擴散,達到高效益而又不污染環境。

將飼鴿者的各項肺功能指標與飼養年限、飼養數量、每日與鴿子接觸時間與肺功能指標進行相關性分析Spearman分析結果結果顯示,飼養年限分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標呈負相關,每日與鴿子接觸時間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標呈負相關,差異有統計學意義 (P<0.05),飼養數量分別與肺功能各項指標差異無統計學意義 (P>0.05)。進一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進行Spearman偏相關分析,結果顯示飼養年限與FEV1呈負相關,飼養數量分別與肺功能各項指標差異無統計學意義(P>0.05)。每日與鴿子接觸時間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標呈負相關;說明飼養年限越長,每日接觸時間越長,在抗原氣溶膠中暴露的持續時間就越長,過敏反應持續發生,對飼鴿者肺功能影響越大。飼養數量分別與肺功能各指標差異無統計學意義 (P>0.05)。考慮因此次研究對象因經濟條件的制約,飼養鴿子的數量和規模都很小,大多集中在15～50只,少有飼養百只以上的,未來可進一步擴大樣本量,提高受試者的配合度,提高測量儀器的精準度,減少系統誤差,從而得到更為準確的研究結果。