吸煙對(duì)健康人小氣道功能和血清炎癥標(biāo)志物影響的研究

徐　英　高　濱　崔曉媛　張　敏　陳曉英　崔翰文

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·短篇論著·

吸煙對(duì)健康人小氣道功能和血清炎癥標(biāo)志物影響的研究

徐英高濱崔曉媛張敏陳曉英崔翰文

香煙煙霧；小氣道；C反應(yīng)蛋白；白介素-8

約三分之一的吸煙者沒有咳嗽、咳痰、氣短及氣喘癥狀，肺通氣功能測(cè)定也無異常，即所謂的“正常吸煙者”[1]?！罢Ｎ鼰熣摺焙苋菀装l(fā)展為慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)人群。吸煙者中的25%會(huì)發(fā)展為典型的COPD患者，這些易感個(gè)體由氣道疾病進(jìn)展到有癥狀的COPD約需要20年或數(shù)十年[2-3]。本研究旨在探討這部分人群是否已出現(xiàn)肺功能和血清血炎癥標(biāo)志物異常，倡導(dǎo)盡早戒煙。

資料與方法

一、研究資料

選擇2013年1月至2014年7月來我院體檢的公務(wù)員。納入標(biāo)準(zhǔn)為：男性、40～60歲、體質(zhì)量指數(shù)18～30 kg/m2；心電圖無明顯ST段改變；血常規(guī)、胸片檢查正常；肺功能測(cè)定結(jié)果FEV1>80%預(yù)計(jì)值，F(xiàn)EV1/FVC>70%。健康的吸煙人群為實(shí)驗(yàn)組、選同等條件非吸煙者30名為對(duì)照組，兩組間年齡、體質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。所有入選者均簽署知情同意書。根據(jù)世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)每天吸煙1支以上，連續(xù)吸煙1年以上者定義為吸煙者，把每天吸煙的支數(shù)乘以吸煙年限稱為吸煙指數(shù)。吸煙指數(shù)400～1 200。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：有慢性疾病史如支氣管炎、高血壓病、糖尿病、冠心病、腦梗死、代謝性疾病、腫瘤；COPD和哮喘患者。

二、 研究方法

應(yīng)用德國(guó)康迅powercube-Diff肺功能儀。軟件版本：Version:8.5G Release 3(17.11.2008 12:48) PwCNTL 1.27。1 000 ml標(biāo)準(zhǔn)容積定標(biāo)筒。由肺功能檢查室專人操作，每次操作前均重新定標(biāo)，受試者每人至少做三次，取最好的一次結(jié)果記錄數(shù)據(jù)。檢查指標(biāo)包括：呼氣峰流速(peak expiratory flow, PEF),肺活量位的最大呼氣流速(MEF75、MEF50、MEF25)。所有觀察對(duì)象均記錄部分肺通氣指標(biāo)：用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)、第一秒用力呼氣容積與用力肺活量之比(FEV1/FVC)。全部小氣道指標(biāo)：PEF、MEF75、MEF50、MEF25、最大呼氣中期流速(maximum midexpiratory flow, MMEF)。非COPD者入組。所有受試者一個(gè)月內(nèi)均無呼吸道感染以及用藥史。

清晨采空腹靜脈血2管各5 ml，第1管用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血白介素-8(IL-8)濃度，試劑盒為深圳達(dá)科生物工程有限公司按照說明書操作；第2管用免疫散射比濁法檢測(cè)C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein, CRP)濃度、應(yīng)用德國(guó)全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)掃描打印保存結(jié)果。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié)　　果

一、肺功能檢查結(jié)果

吸煙與非吸煙組比較，F(xiàn)VC非吸煙組4.0837±0.23255 L、吸煙組3.9877±0.18256 L；FEV1非吸煙組3.5487±0.08541 L、吸煙組3.5127±0.12643 L。差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組小氣道各項(xiàng)指標(biāo)中：MEF75非吸煙組6.5373±0.50233 L/s，吸煙組5.4323±0.63096 L/s；MEF50非吸煙組5.6643±0.71145 L/s，吸煙組4.4897±0.46152 L/s；MEF25非吸煙組2.5630±0.45953 L/s，吸煙組1.5300±0.31154 L/s；PEF非吸煙組6.6823±0.34705 L/s，吸煙組5.0963±0.45093 L/s。吸煙組與非吸煙組對(duì)比，所有指標(biāo)均明顯下降，其中MEF50、MEF25、PEF兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

二、血清CRP、IL-8測(cè)定結(jié)果

非吸煙組血CRP濃度1.311±0.21951 mg/L，吸煙組血CRP濃度4.5083±0.71586 mg/L。吸煙組明顯高于非吸煙組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。非吸煙組血IL-8濃度6.6190±0.99734 pg/ml，吸煙組血IL-8濃度10.4190±1.63838 pg/ml。吸煙組明顯高于非吸煙組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

討　　論

煙草于15世紀(jì)從美洲引入歐洲，自此向全世界蔓延。16世紀(jì)傳入我國(guó)，并很快流行于全國(guó)各地。香煙具有多種象征作用，世界各國(guó)上至國(guó)家元首下至普通百姓，吸煙者越來越多，年齡越來越年輕化。吸煙和二手煙煙霧暴露導(dǎo)致呼吸道損傷， 引起多種疾病， 包括氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾?。篊OPD和支氣管哮喘。研究發(fā)現(xiàn)，吸煙加速哮喘和COPD人群肺功能下降，增加死亡率，并且使癥狀惡化。香煙煙霧暴露改變哮喘過程中炎癥細(xì)胞的角色。吸煙使炎性細(xì)胞因子如IL-2、4、8等產(chǎn)量增加、即吸煙導(dǎo)致炎癥因子釋放[4]。吸煙也可致哮喘人群小氣道關(guān)閉[5]。我們?cè)谂R床工作中發(fā)現(xiàn)，吸煙多年的人不一定就會(huì)得COPD，吸煙的人只有一部分進(jìn)展為COPD患者，一部分吸煙者肺功能尚未達(dá)到COPD，但是小氣道功能下降，尤其表現(xiàn)為MEF50，MEF25和PEF降低?？赡艿脑虬ㄐ獾澜馄侍攸c(diǎn)是分支多、截面積大、氣流阻力小、煙霧在此處流速慢，黏膜與有害物質(zhì)接觸時(shí)間長(zhǎng)，先引起了小氣道的損傷。本次研究入選人群FVC、FEV1、FEV1/FVC均在正常范圍。但是吸煙組與非吸煙組對(duì)比，反映小氣道功能的指標(biāo)有下降，包括MEF75，MEF50，MEF25和PEF，其中MEF50、MEF25以及PEF 在兩組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1　吸煙與非吸煙組的肺功能測(cè)定比較

Radic等[6]研究了吸煙對(duì)肺功能的影響，追蹤調(diào)查了一組16～30歲的年輕哮喘人群，發(fā)現(xiàn)吸煙早期出現(xiàn)MEF50、MEF25下降，隨著吸煙量增加、吸煙時(shí)間延長(zhǎng)，反應(yīng)大氣道和小氣道的指標(biāo)均明顯下降。充分論證了吸煙引起氣道炎癥，導(dǎo)致肺功能下降，早期表現(xiàn)為小氣道功能降低，隨著逐年吸煙，大氣道功能下降，氣道炎癥進(jìn)展，氣流受限為不可逆性。上皮細(xì)胞是防御異物的第一道防線，Nadigel等[7]研究比較了COPD和健康人群氣管支氣管上皮細(xì)胞對(duì)于香煙煙霧刺激后細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)變化，將香煙冷凝物預(yù)處理24 h后，應(yīng)用酶聯(lián)法和免疫印記方法檢測(cè)IL-8產(chǎn)物Toll樣受體4(Toll-like receptor 4, TLR4)表達(dá)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)正常人氣道上皮細(xì)胞內(nèi)IL-8產(chǎn)物以劑量依賴方式增加，對(duì)香煙有反應(yīng)，但是COPD者上皮細(xì)胞沒有出現(xiàn)顯著不同，并且與正常人對(duì)比、香煙刺激后IL-8產(chǎn)物要低得多，即香煙刺激后TLR4表達(dá)沒有變化。此結(jié)果提示健康人與COPD人群對(duì)于香煙的反應(yīng)是不同的， COPD人群氣道上皮細(xì)胞顯示出抑制IL-8的釋放，COPD人群的氣道上皮細(xì)胞對(duì)于異物刺激的反應(yīng)是下降的。此項(xiàng)研究結(jié)果提示健康人煙霧刺激后氣道IL-8釋放，與我們的研究結(jié)果一致。有關(guān)吸煙對(duì)血中炎癥因子的影響，Zhang等[8]研究IL-17和IL-8在不同分級(jí)COPD人群的水平，納入了73例老年COPD患者和31例健康志愿者。檢測(cè)痰和血中IL-17和IL-8水平；以及不同細(xì)胞的數(shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重度COPD患者痰中IL-8水平升高，而IL-17水平下降，并且大鼠COPD模型香煙刺激六周后出現(xiàn)BALF中IL-8水平升高。Arnson等[9]研究了香煙煙霧對(duì)于免疫、炎癥和自身免疫的影響，認(rèn)為吸煙能促進(jìn)多種促炎性因子生成包括IL-8。Yin等[10]研究表明吸煙增加體內(nèi)體外支氣管上皮細(xì)胞中IL-8、白三烯B4(leukotriene B4, LTB4)和TLR4表達(dá)水平，增加支氣管上皮細(xì)胞促炎活性，最終導(dǎo)致氣道炎癥。

Kelishadi 等[11]研究了大氣顆粒物質(zhì)(particulate matter, PM)和被動(dòng)吸煙對(duì)反映健康兒童內(nèi)皮功能紊亂的生物標(biāo)志物的影響。研究于2011年在伊斯法罕進(jìn)行，共納入100個(gè)孩子。測(cè)定血清CRP及一氧化氮(nitric oxide, NO)濃度。結(jié)果顯示，生活在高度污染區(qū)域的比那些在低污染區(qū)域孩子的CRP的濃度顯著升高。這一發(fā)現(xiàn)表明，被動(dòng)吸煙和可吸入顆粒物高濃度都能導(dǎo)致血清CRP濃度升高，這是導(dǎo)致血CRP升高的兩個(gè)獨(dú)立因素。MMPs和CRP與COPD發(fā)病有關(guān)聯(lián)。墨西哥學(xué)者研究了FEV1與金屬蛋白酶1、7、9(matrix metalloproteinases 1 ，7，9，MMPs1、7、9)和CRP在慢性阻塞性肺病生物燃料和香煙煙霧暴露中的反向關(guān)聯(lián)性[12]。該研究目的是確定生物燃料和吸煙(TS)對(duì)COPD人群血MMPs和CRP濃度的影響。分為燃料相關(guān)COPD組(n=40)、吸煙相關(guān)COPD (n=40)組和健康不吸煙婦女組(NS，n=40)，分別檢測(cè)肺功能水平，MMP-7、MMP-9、MMP-9 / TIMP-1和CRP濃度。觀測(cè)CRP血漿濃度和FEV1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)生物燃料組FEV1下降越明顯血CRP濃度越高，與吸煙引起的系統(tǒng)性炎癥類似，即吸煙和生物燃料均可導(dǎo)致血CRP濃度升高引起炎癥反應(yīng)。Ohsawa等[13]認(rèn)為血中CRP 水平與每天吸煙數(shù)量之間是否有量效關(guān)系還不確切；血中CRP水平與戒煙時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系也不確切。故應(yīng)用方差分析比較了1 926例40～69 歲男性血CRP 幾何平均水平。結(jié)果顯示CRP(mg/L)幾何平均水平在三組中顯著不同：非吸煙組0.41；正在吸煙組0.57；戒煙組0.48。證實(shí)了吸煙引起血CPR 水平升高，但與每天吸煙量無關(guān)。Asthana等[14]研究了主動(dòng)吸煙者吸煙強(qiáng)度和戒煙對(duì)炎癥標(biāo)志物的影響，該研究結(jié)論認(rèn)為吸煙引起CRP 升高，均和我們的研究結(jié)果一致。

全世界的吸煙大國(guó)包括中國(guó)、印度、美國(guó)等。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家、目前大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，煙草業(yè)是國(guó)家和地方納稅大戶，能夠支撐財(cái)政，目前缺乏專門有力的法律法規(guī)去約束煙草企業(yè)的生產(chǎn)和宣傳，公眾對(duì)吸煙的危害普遍缺乏正確認(rèn)識(shí)、存在嚴(yán)重的思想與觀念上的誤區(qū)，對(duì)于二手煙的危害更是知之甚少。醫(yī)護(hù)工作者根本沒有足夠的時(shí)間和精力反復(fù)向患者以及家屬宣講吸煙對(duì)健康的害處?，F(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)開始全社會(huì)開展戒煙活動(dòng)；醫(yī)院開設(shè)戒煙門診；公共場(chǎng)所限制吸煙；并研制了協(xié)助戒煙的藥物，但是遠(yuǎn)離煙草危害尚任重道遠(yuǎn)。國(guó)外學(xué)者讓豚鼠使用鼻吸煙，每天暴露在香煙煙霧暴露系統(tǒng)4個(gè)月和8個(gè)月[15]；對(duì)照組被暴露在香煙煙霧中4個(gè)月后戒煙4個(gè)月。結(jié)果提示吸煙使氣道壁存在明顯的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、杯狀細(xì)胞化生、平滑細(xì)胞肥大、結(jié)締組織增生、管腔狹窄、黏膜潰瘍。并且吸煙能導(dǎo)致支氣管平滑肌痙攣、管腔狹窄閉塞，使管腔狹窄進(jìn)一步加重；然而戒煙可以使氣道部分恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。Hastie等[16]認(rèn)為吸煙者CRP 水平升高，但戒煙后CRP水平也并沒有立即降至正常，提示CRP 升高不是煙霧刺激的直接原因而更可能是組織損傷導(dǎo)致的炎癥刺激。我們的研究發(fā)現(xiàn)吸煙導(dǎo)致氣道炎癥、盡管研究中的吸煙者尚不能構(gòu)成診斷為COPD，但是已經(jīng)出現(xiàn)小氣道功能下降和血IL-8、CRP濃度升高，所以應(yīng)提倡盡早戒煙。此項(xiàng)研究樣本量偏小，并且為單中心研究，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)開展過程中篩選入組人群時(shí)、我們發(fā)現(xiàn)吸煙但是同時(shí)不患慢性疾病的中年男性非常少，導(dǎo)致能入組人數(shù)很少，即吸煙的非COPD男性多數(shù)有其他慢性疾病、此現(xiàn)象值得進(jìn)一步研究和思考。

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(本文編輯：黃紅稷)

徐英，高濱，崔曉媛，等. 吸煙對(duì)健康人小氣道功能和血清炎癥標(biāo)志物影響的研究[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版， 2016， 9(2)： 185-187.

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.02.016

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R563

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2015-05-05)