維生素D與COPD患者肺功能及血清炎癥因子的相關性

蔣歡歡，戴元榮（.溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，浙江 溫州 325027；2.溫州市中西醫(yī)結合醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，浙江 溫州 325000）

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維生素D與COPD患者肺功能及血清炎癥因子的相關性

蔣歡歡1，2，戴元榮1
（1.溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，浙江 溫州 325027；2.溫州市中西醫(yī)結合醫(yī)院 呼吸內(nèi)科，浙江 溫州 325000）

[摘 要]目的：探討維生素D與慢性阻塞性肺疾?。–OPD）患者肺功能及血清炎癥因子之間的關系。方法：收集健康體檢者27例，COPD穩(wěn)定期患者30例，COPD急性加重期患者34例，分別采用電化學發(fā)光法測定25-羥基維生素D[25-（OH）D]，ELISA法測定INF-γ、TNF-α，流式細胞技術測定IL-2、IL-4、IL-6、IL-10，比較3組受試者上述指標水平的差異，同時測定3組受試者的第一秒用力呼氣容積（FEV1），分別探討COPD穩(wěn)定期組和COPD急性加重期組患者血清25-（OH）D與FEV1、INF-γ、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10之間的關系。結果：3組患者的血清25-（OH）D水平比較，COPD急性加重期組和COPD穩(wěn)定期組均低于健康體檢組（P＜0.001），COPD急性加重期組低于COPD穩(wěn)定期組（P＜0.001）。3組的維生素D缺乏患病率比較，COPD急性加重期組與COPD穩(wěn)定期組均高于健康體檢組（P＜0.001），而COPD急性加重期組與COPD穩(wěn)定期組的患病率差異無統(tǒng)計學意義（P=0.225）。COPD穩(wěn)定期組的血清25-（OH）D水平與FEV1水平呈正相關（r=0.524，P=0.005）。COPD急性加重期組的血清INF-γ水平較COPD穩(wěn)定期組高（P＜0.001）；COPD急性加重期組INF-γ及IL-6水平均較健康體檢組高（均P＜0.001）；COPD穩(wěn)定期組IL-2及IL-6水平較健康體檢組高（P=0.024和P=0.007）。COPD患者血清25-（OH）D水平與INF-γ、TNF-α和IL-2、IL-4、IL-6、IL-10之間無線性相關性。結論：COPD患者的維生素D缺乏患病率較健康人高，維生素D水平可能與FEV1水平存在正相關，而COPD患者血清25-（OH）D水平與血清炎癥因子水平無線性相關性。

[關鍵詞]慢性阻塞性肺疾??；25-羥基維生素D；第一秒用力呼氣容積；炎癥因子

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種具有氣流受限特征的可以預防和治療的疾病，與氣道和肺部對有害顆?；蛴泻怏w的慢性炎癥反應增強有關。COPD的藥物治療除了β2受體激動劑、抗膽堿藥、茶堿類、糖皮質激素、祛痰藥等，還有抗氧化劑、免疫調(diào)節(jié)劑、中醫(yī)治療等，近年來不斷有新的藥物治療研究涌現(xiàn)，例如他汀類[1-2]、維生素D等。維生素D的活性代謝產(chǎn)物活性維生素D，即1，25-二羥維生素D [1，25-（OH）D]除了調(diào)節(jié)機體鈣磷代謝平衡的經(jīng)典作用外，還有影響細胞周期、免疫調(diào)節(jié)、抑制炎癥因子生成等非經(jīng)典作用[3-4]。研究表明，許多呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展可能與維生素D缺乏密切相關[5-6]，而維生素D與COPD患者肺功能、生活質量、血清炎癥因子水平的相關性也是近年來的研究熱點。本研究通過分析維生素D與COPD患者FEV1水平及其與血清INF-γ、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10之間的關系，探討維生素D在COPD發(fā)病機制中的作用，為COPD的防治提供新的思路。

1 對象和方法

1.1研究對象 收集2014年10月至2015年3月在溫州市中西醫(yī)結合醫(yī)院體檢中心體驗的健康者27例、同期呼吸內(nèi)科門診隨診的COPD穩(wěn)定期患者30例以及住院的COPD急性加重期患者34例為研究對象。其中健康體檢組男22例，女5例，平均年齡（67.15± 8.01）歲，COPD穩(wěn)定期組男24例，女6例，平均年齡（68.50±8.76）歲，COPD急性加重期組男27例，女7例，平均年齡（70.44±8.81）歲。3組間性別、年齡、種族、身高、體質量、體質量指數(shù)（body mass index，BMI）等基線數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。3組受試者的入選時間均為2014年10月-2015年3月，季節(jié)因素方面無明顯差異（P＞0.05）。所有入組COPD患者均符合COPD診斷標準[7]，且無激素使用史，同時排除：①近半年內(nèi)曾予補充維生素D治療；②可能影響維生素D水平的疾病，如腫瘤、心血管疾病、糖尿病等；③半年內(nèi)可能影響維生素D水平的用藥史，如苯巴比妥、苯妥英鈉等。本研究經(jīng)溫州市中西醫(yī)結合醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2肺功能檢測 采用德國耶格肺功能檢測儀對所有研究對象進行肺功能及呼吸肌功能評價，記錄第一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）作為研究指標。

1.3維生素D水平及血清炎癥因子檢測 由于25-羥維生素D[25-（OH）D]半衰期較長，可以穩(wěn)定反映體內(nèi)維生素D水平，故選擇25-（OH）D作為檢測指標。25-（OH）D采用電化學發(fā)光法測定，INF-γ、TNF-α采用ELISA法測定，IL-2、IL-4、IL-6、IL-10采用流式細胞技術測定，標本處理、測定步驟及含量計算均按試劑盒說明書的操作規(guī)程進行。根據(jù)25-（OH）D水平將受試者分為維生素D水平缺乏[25-（OH）D＜20 ng/mL]、維生素D水平不缺乏[25-（OH）D≥20 ng/mL]。

1.4統(tǒng)計學處理方法 應用SPSS17.0對研究結果進行統(tǒng)計學分析。計數(shù)資料以例數(shù)表示，計量資料以±s表示，所有數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗及方差齊性檢驗，對不服從正態(tài)分布的計量資料，經(jīng)對數(shù)轉換后再進行統(tǒng)計學分析。方差齊的樣本2組間的差異顯著性比較采用獨立樣本t檢驗，多組間的差異顯著性比較采用單因素方差分析。對于雙變量正態(tài)分布資料，進行pearson相關分析；對于非雙變量正態(tài)分布資料，進行spearman相關分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1肺功能的比較 健康體檢組的FEV1為（2.29± 0.54）L，CPPD急性加重期組為（1.11±0.36）L，COPD穩(wěn)定期組為（1.27±0.48）L。COPD急性加重期組、COPD穩(wěn)定期組與健康體檢組比較差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.001），COPD急性加重期組與穩(wěn)定期組比較差異無統(tǒng)計學意義（P=0.154）。

2.2維生素D缺乏的患病率比較 健康體檢組血清25-（OH）D水平為（30.47±6.96）ng/mL，COPD急性加重期組為（11.16±7.20）ng/mL，COPD穩(wěn)定期組為（18.80±9.30）ng/mL，3組間血清25-（OH）D水平差異有統(tǒng)計學意義（F=45.189，P＜0.001）。3組間維生素D缺乏患病率經(jīng)x2檢驗，差異具有統(tǒng)計學意義（x2=36.596，P＜0.001），見表1。其中COPD急性加重期組與健康體檢組比較：x2=33.207，P＜0.001；COPD穩(wěn)定期組與健康體檢組比較：x2=20.216，P＜0.001；COPD急性加重期組與COPD穩(wěn)定期組比較：x2=2.181，P=0.225。

表1　3組研究對象維生素D缺乏患病率比較（例）

2.3COPD急性加重期組與穩(wěn)定期組血清25-（OH）D水平與FEV1的關系 分別對2組的血清25-（OH）D水平與FEV1作直線相關性分析，COPD急性加重期組血清25-（OH）D水平與FEV1無線性相關性（P=0.357，見圖1），而COPD穩(wěn)定期組血清25-（OH）D水平與FEV1呈正相關（r=0.524，P=0.005，見圖2）。

2.4血清炎癥因子濃度比較 經(jīng)正態(tài)性檢驗3組研究對象的血清INF-γ、TNF-α和IL-2、IL-4、IL-6、IL-10濃度均不符合正態(tài)分布，將上述指標經(jīng)對數(shù)轉化為lgINF-γ、lgTNF-α、lgIL-2、lgIL-4、lgIL-6、lgIL-10后再行單因素方差分析，結果示COPD急性加重期組血清INF-γ水平均較COPD穩(wěn)定期組高（P＜0.001）；COPD急性加重期組INF-γ、IL-6水平均較健康體檢組高（均P＜0.001）；COPD穩(wěn)定期組IL-2、IL-6水平較健康體檢組高（分別P=0.024，P=0.007）。

2.5COPD患者血清25-（OH）D水平與炎癥因子濃度的關系 經(jīng)正態(tài)性檢驗，COPD急性加重期組與COPD穩(wěn)定期組血清INF-γ、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10濃度均不符合正態(tài)分布，將上述指標經(jīng)對數(shù)轉化為lgINF-γ、lgTNF-α、lgIL-2、lgIL-4、lgIL-6、lgIL-10后再進行pearson相關性分析，結果示COPD患者血清25-（OH）D水平與INF-γ、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10之間均不存在線性相關性。

表2　 3組研究對象血清炎癥因子濃度對數(shù)轉化后比較（±s）

表2　 3組研究對象血清炎癥因子濃度對數(shù)轉化后比較（±s）

與健康體檢組比：aP＜0.05，bP＜0.01；與COPD穩(wěn)定期組比：cP＜0.01

組別　n　lgINF-γ　lgTNF-α　lgIL-2　lgIL-4　lgIL-6　lgIL-10健康體檢組　27　 0.59±0.23bb　0.38±0.13　 0.46±0.14b　0.45±0.21　 0.78±0.25b　0.67±0.24 COPD急性加重期組　34　 1.00±0.35bc　0.36±0.15　 0.52±0.15b　0.47±0.17　 1.17±0.50b　0.71±0.30 COPD穩(wěn)定期組　30　 0.64±0.22bb　0.37±0.11　 0.55±0.18a　0.48±0.24　 1.07±0.32b　0.71±0.26

圖1　COPD急性加重期組維生素D水平與FEV1的相關性分析散點圖

圖2　COPD穩(wěn)定組維生素D水平與FEV1的相關性分析散點圖

3 討論

維生素D作為一種類固醇激素，主要由皮膚上的前體通過紫外線B活化7-羥固醇而產(chǎn)生，其主要循環(huán)形式是25-（OH）D，后者半衰期長，濃度相對穩(wěn)定，故人體內(nèi)維生素D水平可以通過測定血清25-（OH）D水平來了解。2011年美國內(nèi)分泌學會在《臨床內(nèi)分泌學與新陳代謝雜志》發(fā)布了維生素D缺乏評估、治療和預防的臨床實踐指南，根據(jù)指南，外周血血清25-（OH）D＜20 ng/mL即判定為維生素D缺乏[8]。研究表明COPD患者中普遍存在維生素D缺乏，在輕癥患者中大約占30%，在重癥患者中甚至超過75%[9-11]。COPD患者中維生素D缺乏發(fā)生率高，可能與其全身炎癥反應、飲食攝入減少、胃腸吸收差、戶外活動減少導致日照不足、激素所致的鈣質流失等多種因素相關[12]，而低水平的維生素D又與炎癥反應、氣道重構和肺功能受損有關，二者互為因果，導致病情進一步惡化。目前已有較多關于維生素D 在COPD發(fā)病機制中的作用的研究報道，如GC基因與維生素D結合蛋白密切相關，可通過調(diào)節(jié)維生素D水平和功能，影響COPD的發(fā)生發(fā)展[13]；維生素D缺乏可導致蛋白酶-抗蛋白酶系統(tǒng)失衡，基質金屬蛋白酶1（MMP-1）和MMP-9在肺氣腫患者中的水平增加，引起慢性炎癥、免疫抑制及肺組織破壞[14]等。COPD是一種氣道阻塞性疾病，表現(xiàn)為持續(xù)的不可逆氣流受限，F(xiàn)EV1可直接反映氣道受限和肺功能的損害程度，且便宜、檢測方便易于推廣，故是評價COPD患者病情嚴重程度和疾病進展情況最重要的客觀指標之一，數(shù)十年來它普遍用作COPD相關臨床研究的主要觀察指標，亦作為COPD治療效果評價的重要指標[15]。研究發(fā)現(xiàn)，COPD患者血清25-（OH）D水平與FEV1關系密切，Monadi等[16]發(fā)現(xiàn)存在維生素D缺乏的COPD患者FEV1水平明顯低于維生素D水平正常的COPD患者，且FEV1水平隨著維生素D水平的下降而下降，兩者存在正相關；Janssens等[9]也得出同樣的結論。近年也涌現(xiàn)了較多關于COPD患者血清維生素D與炎癥遞質方面的研究報道，如張?zhí)硗萚17]發(fā)現(xiàn)存在維生素D缺乏的COPD患者經(jīng)補充維生素D治療后，隨著血清25-（OH）D濃度的升高，血清TNF-α和IL-6水平顯著下降；張平等[18]發(fā)現(xiàn)無論是在COPD急性加重期還是COPD穩(wěn)定期患者，血清維生素D水平與INF-Y及IL-17水平均呈負相關。

本研究中，COPD患者的血清25-（OH）D水平較健康體檢組低，且COPD急性加重組的血清25-（OH）D水平顯著低于COPD穩(wěn)定期組，而2組COPD患者的維生素D缺乏的患病率高于健康體檢組。這提示COPD患者體內(nèi)普遍缺乏維生素D，而維生素D水平低下可能與COPD的急性加重有關，與之前的研究結果一致。此外，本研究結果表明COPD穩(wěn)定期組血清25-（OH）D水平與FEV1水平呈正相關，而COPD急性加重期組兩者之間則無線性相關。該結果提示對于COPD穩(wěn)定期患者來說，較高血清25-（OH）D水平可能有利于延緩FEV1的下降，而對COPD急性加重期的患者來說，影響其肺功能的因素較多，故血清25-（OH）D水平與FEV1之間并無線性相關。同時，本研究結果提示COPD患者血清INFγ、IL-2、IL-6有一定的升高，但血清25-（OH）D水平與INF-γ、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10之間均不存在線性相關性，結果與他人研究存在偏差，分析原因可能由于血清炎癥因子的水平受到多種因素的影響，雖然本研究在收集病例時已經(jīng)嚴格按照納入標準操作，但患者的飲食、運動、情緒等其他因素仍不能很好地進行統(tǒng)一標準化，且本研究樣本量較小，可能對研究結果有所影響。

COPD是以持續(xù)氣流受限為特征、氣道慢性炎癥為病理基礎的疾病，其氣流受限、氣道炎癥呈進行性發(fā)展?，F(xiàn)有治療藥物，包括β受體激動劑、抗膽堿藥物、糖皮質激素等，通過擴張氣道、抗炎等作用機制以期改善COPD患者的臨床癥狀，提高生活質量，但并不能阻止氣道炎癥及疾病進展。25-（OH）D可能可以作為一個新的治療靶點，通過其抗炎免疫調(diào)節(jié)等機制以改善COPD疾病進程，未來需要更多的研究以進一步明確維生素D對COPD炎癥反應的確切作用及具體機制。

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（本文編輯：丁敏嬌）

Association of vitamin D with pulmonary function and serum inflammatory factors in COPD

JIANG Huanhuan1,2,DAI Yuanrong1.1.Department of Respiratory Medicine,the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou,325027; 2.Department of Respiratory Medicine,Wenzhou Traditional Chinese Medicine and Western Medicine Combined Hospital,Wenzhou,325000

Abstract:Objective:To investigate the relationship between vitamin D and pulmonary function and serum inflammatory factors in patients with COPD.Methods:Twenty-seven healthy subjects,30 patients with stable COPD and 34 patients with acute exacerbations of COPD were enrolled in our study.Serum level of 25-(OH)D was measured by the ECLIA.The expression of INF-γ and TNF-α were measured by ELISA,and IL-2,IL-4,IL-6,IL-10 were measured by FCM.All these subjects were compared among three groups.All patients of three groups performed pulmonary function tests.Correlations between 25-(OH)D and FEV1,INF-γ,TNF-α and IL-2,IL-4,IL-6,IL-10 were analyzed in stable COPD group and AECOPD group.Results:①The levels of 25-(OH)D in AECOPD group and stable COPD group were significantly lower than those in control group (P<0.001).The level of 25-(OH)D in AECOPD group was significantly lower than that in stable COPD group (P<0.001).②The prevalence of Vitamin D deficiency of AECOPD group and stable COPD group were higher than that of the control group (P<0.001),but there was no significant difference between AECOPD group and stable COPD (P=0.225).③The level of 25-(OH) D was positively correlated with FEV1 in stable COPD group (r=0.524,P=0.005).④The level of INF-γ of AECOPD group was significantly higher than those in stable COPD group (P<0.001).The level of INF-γ and IL-6 of AECOPD group was significantly higher than those in control group (both P<0.001).The level of IL-2 and IL-6 of stable COPD group was significantly higher than those in control group (P=0.024,P=0.007,respectively).⑤There was no linear correlation between the level of 25-(OH)book=103,ebook=29D and INF-γ,TNF-α,IL-2,IL-4,IL-6,IL-10 in patients with COPD.Conclusion:Vitamin D deficiency is highly prevalent to COPD patients,and the level of 25-(OH) D may be positively correlated with FEV1,but there was no linear correlation between the level of 25-(OH) D and serum inflammatory factors in patients with COPD.

Key words:COPD; 25-(OH)D; FEV1; inflammatory factors

通信作者：戴元榮，主任醫(yī)師，教授，碩士生導師，Email：daiyr@163.com。

作者簡介：蔣歡歡（1985-），女，浙江永嘉人，主治醫(yī)師，在職碩士生。

收稿日期：2015-07-02

[中圖分類號]R563.9

[文獻標志碼]A

DOI:10.3969/j.issn.2095-9400.2016.02.006