老年慢性阻塞性肺疾病患者肺功能與骨密度和炎癥因子的關(guān)系

李凝旭　涂艷　沈瑩　覃艷瓊　雷超　柳湘潔

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老年慢性阻塞性肺疾病患者肺功能與骨密度和炎癥因子的關(guān)系

李凝旭涂艷沈瑩覃艷瓊雷超柳湘潔

目的探討老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者肺功能與骨密度(BMD)、炎癥因子的關(guān)系。方法將89例老年COPD患者按肺功能分級情況分為4組,Ⅰ級組10例,Ⅱ級組43例,Ⅲ級組29例,Ⅳ級組7例,測定各組股骨頸BMD、腰椎L2～4BMD均值,檢測各組炎癥因子白介素-1(IL-1)、IL-8、IL-18和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的水平,并進(jìn)行比較。結(jié)果患者股骨頸BMD隨著COPD嚴(yán)重程度的增加而降低,不同肺功能級別組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),腰椎L2～4BMD 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);患者IL-1、IL-8、IL-18和TNF-α水平隨著COPD嚴(yán)重程度的增加而升高,不同肺功能級別組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論老年COPD患者肺功能越弱,炎癥因子水平越高，股骨頸BMD越低。

老年人; 慢性阻塞性肺疾病; 骨密度; 炎癥因子

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是老年人中常見的由肺氣腫和慢性支氣管炎引發(fā)的全身性疾病,其特征表現(xiàn)為持續(xù)氣流阻塞和進(jìn)行性發(fā)展,COPD甚至?xí)榘l(fā)骨骼肌肉功能障礙、骨量丟失和骨質(zhì)疏松等[1-3]。有研究顯示,COPD患者骨密度(bone mineral density,BMD)較同齡健康者顯著下降,其骨質(zhì)疏松發(fā)病率可達(dá)20%～58%,而老年COPD患者骨質(zhì)疏松的發(fā)病率甚至更高[4]。COPD受多因素影響,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,COPD患者全身炎癥反應(yīng)與炎癥細(xì)胞因子及介質(zhì)釋放有關(guān)。本研究通過分析不同等級肺功能COPD患者BMD及炎癥因子水平變化,探討COPD患者肺功能與BMD、炎癥因子的關(guān)系,現(xiàn)報(bào)道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料選取在2013年2月至2015年1月我院收治的老年COPD患者89例,其中男54例,女35例,年齡60～82歲,平均 (71.83±11.21)歲,病程10～37年,平均(23.32±13.87)年。所有患者均符合中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會慢性阻塞性肺疾病學(xué)組制訂的 COPD診治指南(2013年修訂版)[5],根據(jù)其肺功能臨床嚴(yán)重程度的分級標(biāo)準(zhǔn)分為4級:1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)≥80%為Ⅰ級; 50%～80%為Ⅱ級; 30%～50%為Ⅲ級; <30%為Ⅳ級。Ⅰ級組10例,Ⅱ級組43例,Ⅲ級組29例,Ⅳ級組7例。排除標(biāo)準(zhǔn):嚴(yán)重心腦血管、肝、腎疾病或糖尿病、腫瘤等;肺間質(zhì)纖維化、支氣管擴(kuò)張、支氣管哮喘等慢性呼吸系統(tǒng)疾病;長期服用糖皮質(zhì)激素及長期臥床或活動受限者;其他可能干擾骨代謝的疾病。

1.2方法

1.2.1BMD檢測:采用法國MEDLINK雙能X線骨密度儀(型號:Osteocore2)進(jìn)行腰椎L2～4、右側(cè)股骨頸的BMD測定,根據(jù) 2011年WHO 骨質(zhì)疏松癥診斷指南,骨質(zhì)疏松:T 值≤-2.5;骨量減少:T 值在-2.5～-1.0;正常:T值>-1.0。

1.2.2炎癥因子水平檢測:于清晨采患者10 ml空腹靜脈血,室溫下靜置1 h,4℃下3000 r/min離心10 min,取血清,-20℃下保存。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA) 進(jìn)行白細(xì)胞介素1(IL-1)、IL-8、IL-18和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平的檢測。所有試劑盒均購于北方生物技術(shù)研究所,所有檢測均嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用方差分析;計(jì)數(shù)資料組間比較采用卡方檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.14組患者不同部位BMD及T值比較肺功能減弱越嚴(yán)重,股骨頸BMD越小,股骨頸T值越小,各組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各組間腰椎L2～4BMD、腰椎L2～4T值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2.24組患者炎癥因子水平比較肺功能病變越嚴(yán)重,IL-1、IL-8、IL-18、TNF-α水平越高,且不同肺功能級別組間比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表1　4組不同部位BMD及T值比較

注:與Ⅰ級組比較,*P<0.05;與Ⅱ級組比較,#P<0.05;與Ⅲ級組比較,△P<0.05

表2　4組炎癥因子水平比較

注:與Ⅰ級組比較,*P<0.05;與Ⅱ級組比較,#P<0.05;與Ⅲ級組比較,△P<0.05

3　討論

COPD是一種常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病,多發(fā)于老年人,且病死率高[6-8]。由于其病程呈緩慢進(jìn)行性發(fā)展,給患者身體和精神上帶來巨大的困擾,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。COPD受多因素影響,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前病因尚不清楚,一般認(rèn)為與慢性支氣管炎和阻塞性肺氣腫發(fā)生有關(guān)的因素都可能參與COPD的發(fā)生、發(fā)展,COPD患者在急性發(fā)作期過后,臨床癥狀雖有所緩解,但其肺功能仍在繼續(xù)惡化,累及多個(gè)系統(tǒng)[9]。有研究表明,COPD患者的BMD較一般人群低,骨質(zhì)疏松患病率高,而隨著肺功能的惡化,BMD下降更明顯,炎癥因子水平也呈逐漸上升趨勢[10]。

COPD存在肺外表現(xiàn),骨質(zhì)疏松是COPD主要肺外表現(xiàn)之一,其發(fā)病機(jī)制尚不明確,維生素D缺乏、全身性炎癥反應(yīng)和糖皮質(zhì)激素應(yīng)用均會影響患者骨轉(zhuǎn)換。骨質(zhì)疏松的發(fā)生在患者全身各個(gè)部位是不均衡的,其中以腰椎、股骨頸等松質(zhì)骨豐富的部位發(fā)生率最高[11-12]。本研究中,COPD患者股骨頸的BMD水平隨肺功能降低而降低,肺功能越差,股骨頸的BMD及T值越低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其機(jī)制可能與通氣功能障礙和通氣/血流比例失衡致低氧血癥,使患者活動減少有關(guān),腰椎L2～4BMD及T 值與肺功能間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),這可能與老年人退行性骨關(guān)節(jié)病變、主動脈鈣化、易受藥物影響等有關(guān)。

IL-1、IL-8、IL-18和TNF-α都是重要的炎癥因子。IL是由多種細(xì)胞產(chǎn)生并作用于多種細(xì)胞的一類細(xì)胞因子。IL在傳遞信息,激活與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞,介導(dǎo)T、B細(xì)胞活化、增殖與分化及炎癥反應(yīng)中起重要作用。TNF-α可提高靶細(xì)胞對多種細(xì)胞因子的反應(yīng)性,最終釋放多種炎性介質(zhì),促進(jìn)炎癥反應(yīng)、組織纖維化,從而導(dǎo)致 COPD的發(fā)生[13]。此外,TNF-α可誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞釋放IL-8,升高的IL-8可激活并趨化中性粒細(xì)胞釋放大量蛋白水解酶、激活NADPH 氧化酶釋放活性氧自由基、脂肪因子等,導(dǎo)致肺損傷、肺氣腫嚴(yán)重。研究表明IL-1在 COPD發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用,它參與由TNF-α、IL-8 以及中性粒細(xì)胞等多種炎癥細(xì)胞或因子所構(gòu)建的呼吸道自分泌系統(tǒng)[7]。IL-18可增強(qiáng)Thl、NK細(xì)胞的活性,調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)細(xì)胞的增殖,使IL-5、IL-13、γ-干擾素(IFN-γ)等多因子水平升高,促進(jìn)炎癥反應(yīng),加劇肺氣腫、肺動脈高壓等癥狀。因此,IL-18在COPD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮的作用不容小覷。另外也有研究表明,重癥COPD 患者體內(nèi)超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、TNF-α、IL-6 等炎癥因子水平升高,這些炎癥因子水平的升高可能與患者骨質(zhì)疏松有關(guān)[14]。

綜上所述,COPD患者肺功能可能通過血液中炎癥因子水平影響B(tài)MD。肺功能越差,血液中炎癥因子水平越高,而股骨頸BMD越低。因此,改善COPD患者BMD,除了改善患者肺功能外,還可以從清除或者降低患者血液中炎癥因子水平著手。

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Relationship of lung function with bone mineral density and inflammatory factors in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease

LINing-xu,TUYan,SHENYing,QINYan-qiong,LEIChao,LIUXiang-jie.

DepartmentofGeriatrics,LiyuanHospital,TongjiMedicalCollegeAffiliatedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430077,China

ObjectiveTo investigate the relationship of lung function with bone mineral density (BMD) and inflammatory factors in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).MethodsAccording to lung function, a total of 89 elderly patients with COPD were divided into gradeⅠgroup (n=10), gradeⅡgroup (n=27), grade Ⅲ group (n=29), grade Ⅳ group (n=7). BMD of 2-4 lumbar spine and femoral neck, the levels of interleukin-1 (IL-1), interleukin-8 (IL-8), interleukin-18 (IL-18) and tumor necrosis factor (TNF-α) were detected and compared.ResultsWith the increase of severity of COPD, the BMD of femoral neck was reduced, and the difference was significant among four groups (P<0.05). There was no statistical difference in BMD of 2-4 lumbar spine among four groups (P>0.05). With the increase of severity of COPD, the levels of IL-1, IL-8, IL-18 and TNF-α were increased, and the difference was significant among four groups (P<0.05).ConclusionsThe decrease of lung function might be related with BMD of femoral neck, and the levels of inflammatory factors in elderly patients with COPD.

aged; chronic obstructive pulmonary disease; bone mineral density; inflammatory factors

華中科技大學(xué)自主創(chuàng)新基金(2013QN127)

430077湖北省武漢市,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬梨園醫(yī)院老年病科

柳湘潔,Email:liuxiangjie1968@126.com

R 563

A

10.3969/j.issn.1003-9198.2016.10.021

2015-12-14)