支氣管哮喘患者血清25-(OH)D3、TGF-β1水平與氣道重塑的關(guān)系

蔣凌志，許丹媛，楊志雄

(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，廣州511447)

支氣管哮喘是一種由炎性細胞介導(dǎo)的氣道慢性炎癥疾病，主要病理變化為平滑肌紊亂、氣道炎癥及氣道重塑[1,2]。氣道重塑是誘發(fā)氣道高反應(yīng)的關(guān)鍵點，可導(dǎo)致支氣管哮喘患者氣道基底膜增厚及細胞外基質(zhì)大量沉積，同時炎性細胞浸潤腺體導(dǎo)致其體積肥大[3]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，25羥維生素D3[25-(OH)D3]除可影響骨骼及鈣的代謝外，還具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用，可減輕哮喘動物的氣道炎癥，減少炎癥細胞浸潤，并改善肺功能[4,5]；轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)是影響支氣管哮喘患者氣道重塑的調(diào)控因子，可加速肺間質(zhì)纖維化[6]。本研究探討支氣管哮喘患者血清25-(OH)D3、TGF-β1水平與氣道重塑的關(guān)系。

1　資料與方法

1.1臨床資料選擇2015年6月～2017年5月我院收治的支氣管哮喘患者97例為觀察組，均符合中華醫(yī)學(xué)會2007年制訂的《哮喘診治指南》診斷標準及病情危重度分級標準[7]。納入標準：①年齡>18周歲；②支氣管哮喘病程>1年；③臨床資料完整。排除標準：①合并過敏性疾病及其他類型的肺部疾??；②合并心、肝、腎等重大臟器病變；③入組前3個月服用含維生素D藥物；④精神意識障礙；⑤妊娠期或哺乳期。入組患者男67例、女30例，年齡22～63(38.27±5.12)歲，BMI 19.82～23.74(21.08±1.36)，急性發(fā)作(急性期)43例、緩解(緩解期)54例。選擇同期體檢健康者58例為對照組，其中男38例、女20例，年齡22～60(38.04±5.08)歲，BMI 19.65～23.69(21.07±1.23)。兩組性別、年齡、BMI具有可比性。

1.2相關(guān)指標觀察

1.2.1血清25-(OH)D3和TGF-β1兩組均于清晨空腹抽取肘靜脈血4 mL，置于未涂有肝素鈉的采血管中，靜置20 min，3 500 r/min離心10 min，離心半徑為3 cm，分離血清。采用ELISA法檢測血清25-(OH)D3和TGF-β1，步驟參照試劑盒說明書。試劑盒購自武漢博士德生物工程有限公司。

1.2.2氣道重塑指標兩組均接受高分辨率胸部CT掃描檢查。選取主動脈弓和氣管分叉處上1 cm、氣管分叉下1 cm、右肺下靜脈和橫隔頂上2 cm處，放大圖像，使用電子標尺測量氣道外直徑(D)、內(nèi)直徑(L)，連續(xù)測兩次，取平均值。計算支氣管管壁厚度與外徑比值(T/D)及氣道壁面積占氣道總截面積百分比(WA%)。T/D=(D-L)/D。WA%=(D2-L2)/D2×100%。

1.2.3肺功能指標采用日本捷斯特HI-801型便攜式肺功能儀檢測兩組肺功能指標，包括第1秒用力呼氣容積(FEV1%)和第1秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1/FVC%)。嚴格按照儀器說明書操作。

2　結(jié)果

與對照組相比，觀察組血清25-(OH)D3及FEV1%、FEV1/FVC%下降(P均<0.05)，血清TGF-β1及T/D、WA%升高(P均<0.05)。見表1。觀察組血清25-(OH)D3水平與FEV1%和FEV1/FVC%呈正相關(guān)(r分別為0.686、0.699，P均<0.05)，與TGF-β1、T/D和WA%呈負相關(guān)(r分別為-0.731、-0.691、-0.712，P均<0.05)；血清TGF-β1水平與T/D、WA%呈正相關(guān)(r分別為0.703、0.716，P均<0.05)，與FEV1%和FEV1/FVC%呈負相關(guān)(r分別為-0.708、-0.722，P均<0.05)。

表1　兩組血清25-(OH)D3、TGF-β1水平及T/D、WA%、FEV1%、FEV1/FVC%比較

注：與對照組比較，*P<0.05。

3　討論

支氣管哮喘反復(fù)發(fā)作可損傷氣道內(nèi)皮組織，發(fā)病過程中細胞外基質(zhì)和平滑肌細胞過度增殖，致使氣道狹窄，加重氣道高反應(yīng)及氣流受限，誘發(fā)氣道異常重塑，形成惡性循環(huán)。氣道重塑的主要病理特點為杯狀細胞增生、平滑肌細胞增生，氣道痙攣可逆性減弱，甚至消失，肺功能指標下降[8]；氣道重塑是導(dǎo)致支氣管哮喘持續(xù)惡化的病理基礎(chǔ)，直接導(dǎo)致肺功能下降，進一步發(fā)展為纖維化，最終可累及周邊其他臟器。逆轉(zhuǎn)氣道重塑是支氣管哮喘治療的關(guān)鍵及目前臨床研究的熱點[9]。因輕中度哮喘氣道重塑的過程可逆，因此早期治療至關(guān)重要[10,11]。

維生素D是脂溶性維生素，主要在皮膚中合成，前維生素D3在太陽輻射下轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3，在肝臟25-羥基酶的作用下，轉(zhuǎn)化為25-(OH)D3，通過影響TGF-β/Smads信號通路發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和抗感染的作用[11]。TGF-β由淋巴細胞、肥大細胞、巨噬細胞等分泌，包括55種異構(gòu)體，TGF-β1是其最常見的亞型，主要分布在血小板中。TGF-β1是同源或異源二聚體堿性蛋白，由二硫鍵連接，定位于第19號染色體[12]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，維生素D可改變氣道結(jié)構(gòu)[13]，調(diào)控氣道平滑肌細胞的相關(guān)基因，影響平滑肌增生及細胞因子釋放，下調(diào)不同細胞中纖連蛋白的分泌量，延緩纖維化進程[4,5]。25-(OH)D3通過與TGF-β受體結(jié)合，阻斷TGF-β/Smads信號通路下游基因的轉(zhuǎn)錄和表達，抑制TGF-β1的促纖維化作用，同時與維生素D受體結(jié)合，抑制細胞質(zhì)中β-catenin轉(zhuǎn)移到細胞核中，進一步抑制TGF-β1的促纖維化作用[12]。維生素D通過誘導(dǎo)氣道平滑肌細胞的維生素D受體，抑制核因子κB活性，從而抑制氣道平滑肌細胞增殖；另外，維生素D能夠降低金屬基質(zhì)蛋白9的表達水平，抑制黏液和金屬基質(zhì)蛋白酶分泌[14,15]。TGF-β1可通過多種途徑影響支氣管哮喘患者氣道重塑過程[16]：①TGF-β1通過TGF-β/Smads信號通路影響炎癥反應(yīng)、組織重構(gòu)及細胞遷移等病理過程；②TGF-β1抑制免疫細胞和成纖維細胞生長，加速骨母細胞增殖；③TGF-β1影響纖維連接蛋白和纖溶酶原激活抑制物合成，促進氣管纖維化，加速間質(zhì)細胞內(nèi)基質(zhì)的合成；④TGF-β1誘導(dǎo)纖維細胞分化為肌成纖維細胞，使得膠原蛋白在基底膜沉積，并抑制膠原蛋白酶的活性，降低膠原降解的速度。本研究結(jié)果顯示，觀察組血清25-(OH)D3、FEV1%和FEV1/FVC%均明顯低于對照組，血清TGF-β1、T/D和WA%均高于對照組，這與王潤娟等[12]研究結(jié)果一致，另外，支氣管哮喘患者血清25-(OH) D3和TGF-β1水平與氣道重塑指標關(guān)系密切。說明血清25-(OH)D3和TGF-β1可以作為診斷支氣管哮喘發(fā)生的生物學(xué)指標。

綜上所述，血清25-(OH)D3水平降低和TGF-β1水平升高共同參與了支氣管哮喘患者的氣道重塑。此為支氣管哮喘臨床早期診斷和治療提供了新的思路。

參考文獻：

[1] 尹德鋒,熊瑛.IL-4、IFN-γ和TGF-β1在支氣管哮喘發(fā)病過程中的作用[J].臨床合理用藥雜志,2014,7(17):161-163.

[2] W?sche A, Schreiber J. Pathophysiology, diagnosis and treatment of asthma: focusing on a chronic disease[J].Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther, 2016,51(6):392-399.

[3] 王文建,楊莉,王西華,等.川芎嗪對大鼠支氣管哮喘模型氣道重塑的影響及機制[J].中華結(jié)核和呼吸雜志,2004,27(12):833-836.

[4] 李霞,周小建,陳凌燕,等.不同劑量1,25-(OH)2D3對生命早期大鼠哮喘模型氣道重塑的影響[J].臨床兒科雜志,2013,31(2):170-174.

[5] 劉亞南,黃茂.維生素D調(diào)節(jié)支氣管哮喘氣道平滑肌的研究進展[J].國際呼吸雜志,2014,34(17):1324-1326.

[6] Vignola AM, Chanez P, Chiappara G, et al. Transforming growth factor-beta expression in mucosal biopsies in asthma and chronic bronchitis[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1997,156(2 Pt 1):591-599.

[7] 中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會哮喘學(xué)組.哮喘診治指南(2007年修訂版)[J].中華結(jié)核和呼吸雜志,2007,30(1):8.

[8] 張宏,王丙增,張旭亞,等.哮喘患兒血清炎性介質(zhì)變化及臨床意義[J].中國中西醫(yī)結(jié)合兒科學(xué),2015,7(6):560-562.

[9] 王娟,尚云曉.血管活性腸肽對哮喘氣道重塑小鼠肺組織轉(zhuǎn)化生長因子β1表達的影響[J].中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2014,43(5):422-425.

[10] 宋穎芳,戚好文,吳昌歸.1,25-二羥維生素D3對支氣管哮喘小鼠氣道重塑及基質(zhì)金屬蛋白酶9表達的影響[J].中華哮喘雜志(電子版),2008,2(1):33-36.

[11] 胡淑慧,王瑩.轉(zhuǎn)化生長因子β1與哮喘的研究進展[J].臨床肺科雜志,2016,21(9):1704-1706.

[12] 王潤娟,田新瑞,常琴，等.血清維生素D、TGF-β1水平與哮喘患者氣道重塑的相關(guān)性[J].中國醫(yī)師雜志,2016,18(12):1840-1842.

[13] Lai G, Wu C, Hong J, et al. 1,25-Dihydroxyvitamin D(3) (1,25-(OH)(2)D(3)) attenuates airway remodeling in a murine model of chronic asthma[J]. J Asthma, 2013,50(2):133-140.

[14] Kerley CP, Elnazir B, Faul J, et al. Vitamin D as an adjunctive therapy in asthma. Part 1: a review of potential mechanisms[J]. Pulm Pharmacol Ther, 2015(32):60-74.

[15] 霍如婕,田新瑞.維生素D與哮喘相關(guān)性的臨床與機制研究[J].國際呼吸雜志,2016,36(13):1002-1005.

[16] Schuliga M, Javeed A, Harris T, et al. Transforming growth factor-β-induced differentiation of airway smooth muscle cells is inhibited by fibroblast growth factor-2[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2013,48(3):346-53.