慢性阻塞性肺疾病患者去脂體質(zhì)指數(shù)降低的相關(guān)因素研究

金晶，張少華，荊晶，李爭(zhēng)，李風(fēng)森

隨著人口老齡化進(jìn)程加劇，預(yù)計(jì)到2030年，慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）將成為全球范圍內(nèi)第三位死亡原因和第五位致殘?jiān)颍?］。骨骼肌功能障礙（skeletal muscle dysfunction，SMD）是COPD患者的常見全身性并發(fā)癥之一［2-3］，主要臨床表現(xiàn)為肌力下降、肌耐受性降低及肌易疲勞等，可嚴(yán)重影響患者有氧運(yùn)動(dòng)能力、限制患者日常生活，進(jìn)而降低患者生活質(zhì)量［4-5］，被認(rèn)為是促進(jìn)COPD病情發(fā)展的重要因素。長(zhǎng)期慢性缺氧、炎性反應(yīng)反復(fù)加重等與骨骼肌萎縮有關(guān)，氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體功能障礙在COPD患者骨骼肌消耗及廢用中扮演著重要角色，其可導(dǎo)致氧化和抗氧化系統(tǒng)失衡，蛋白、脂肪及核酸發(fā)生氧化性損傷［6-8］。去脂體質(zhì)指數(shù)（fatfree mass index，F(xiàn)FMI）是評(píng)估營(yíng)養(yǎng)狀況和身體成分的重要指標(biāo)。既往研究表明，F(xiàn)FMI能客觀反映COPD患者SMD情況［9］。本研究旨在分析COPD患者FFMI降低相關(guān)因素，為進(jìn)一步防治COPD患者發(fā)生SMD提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年6—12月新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院收治的COPD患者164例，均符合慢性阻塞性肺疾病全球倡議（GOLD）制定的《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理和預(yù)防全球策略》中的COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)［10］，根據(jù)FFMI分為FFMI正常組（n=107）和FFMI降低組（n=57）；另選取同期體檢健康者41例作為對(duì)照組。本研究經(jīng)新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)（審批號(hào)：20170214-116），所有患者知情并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡45～80歲；（2）COPD穩(wěn)定期。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并氣胸、胸腔積液、肺癌、活動(dòng)性肺結(jié)核等其他類型肺部疾病者；（2）合并嚴(yán)重心腦血管疾病、造血系統(tǒng)疾病、精神疾病、腫瘤及免疫缺陷者；（3）合并肝臟、腎臟等原發(fā)性疾病者；（4）妊娠期或哺乳期婦女；（5）長(zhǎng)期臥床或行動(dòng)受限者；（6）長(zhǎng)期口服激素者；（7）有起搏器、假體、義肢植入及嚴(yán)重電解質(zhì)紊亂者。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 一般資料 記錄3組受試者年齡，測(cè)量身高、體質(zhì)量、體脂含量并計(jì)算FFMI，F(xiàn)FMI=（體質(zhì)量-體脂含量）/身高2，其中FFMI≤16 kg/m2（男性）或≤15 kg/m2（女性）定義為FFMI降低［11］。

1.3.2 發(fā)病情況 記錄FFMI正常組和FFMI降低組患者病程、入組前1年急性加重次數(shù)和住院次數(shù)、入組時(shí)6分鐘步行距離（6MWD）和改良版英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)呼吸困難量表（mMRC）分級(jí)。6MWD指在一段長(zhǎng)30.5 m的直線距離，兩端各作一標(biāo)記，患者在其間往返走動(dòng)，步履緩急由患者根據(jù)自己的體能決定，如體力不支可暫時(shí)休息或中止試驗(yàn)；6 min后結(jié)束試驗(yàn)并由檢測(cè)人員統(tǒng)計(jì)患者步行距離。mMRC判定標(biāo)準(zhǔn)，0級(jí)：僅在費(fèi)力運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)呼吸困難；1級(jí)：平地快步行走或步行爬小坡時(shí)出現(xiàn)氣促；2級(jí)：由于氣促平地行走時(shí)較同齡人慢或需要停下來休息；3級(jí)：在平地行走100 m左右需停下來喘氣；4級(jí)：因嚴(yán)重呼吸困難而不能離家或在穿、脫衣服時(shí)出現(xiàn)呼吸困難。mMRC分級(jí)越高提示患者呼吸困難程度越重。

1.3.3 肺功能指標(biāo) 采用日本Chestgraph HI-101肺功能儀檢測(cè)3組受試者肺功能指標(biāo)，檢測(cè)前12 h、6 h分別停用長(zhǎng)效支氣管擴(kuò)張劑、短效支氣管擴(kuò)張劑，受試者靜坐5～10 min以穩(wěn)定心率（＜120次/min），分別記錄第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）、第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值的百分比（FEV1%）、用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）、用力肺活量占預(yù)計(jì)值的百分比（FVC%）、第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值（FEV1/FVC）、最大呼氣流量（peak expiratory flow，PEF）。

1.3.4 外周血單個(gè)核細(xì)胞線粒體功能 留取3組受試者外周全血5 ml，采用肝素鋰抗凝，使用FACS Calibur型流式細(xì)胞儀（美國(guó)BD公司生產(chǎn)）檢測(cè)外周血單個(gè)核細(xì)胞活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平及線粒體跨膜電位（mitochondrial transmembrane potential，MTMP），具體步驟如下：采用紅細(xì)胞裂解液（武漢博士德生物工程有限公司生產(chǎn)）處理抗凝全血，裂解液工作濃度為細(xì)胞濕體積的3～5倍，置冰上操作5～10 min至紅細(xì)胞裂解完全，期間需搖動(dòng)混懸均勻，4 ℃、700×g離心后棄上清，提取有核細(xì)胞；磷酸鹽緩沖液（PBS）洗滌細(xì)胞并沉淀1～2次，制作細(xì)胞懸液；采用JC-1（美國(guó)sigma公司生產(chǎn)）、2'，7'-二氯熒光黃雙乙酸鹽（DCFH-DA）（南京建成生物科技有限公司生產(chǎn)）染色，具體如下：1 μl JC-1存儲(chǔ)液（JC-1 1 mg溶于二甲基亞砜1 ml制備JC-1存儲(chǔ)液，濃度為1 mg/ml）加入500 μl細(xì)胞懸液中，取約500 μl DCFH-DA工作液（1 μl DCFH-DA存儲(chǔ)液加入PBS 1 ml制備工作液，濃度為10 mmol/L）加入適量細(xì)胞沉淀重懸，在37 ℃、5%二氧化碳（CO2）條件下孵育30 min后上流式細(xì)胞儀（Guava easyCyte 8HT，Merck Millipore），每個(gè)樣本常規(guī)檢測(cè)10 000個(gè)細(xì)胞，細(xì)胞懸液濃度≤500個(gè)細(xì)胞/μl，采用guavaSoft 2.7分析流式數(shù)據(jù)，MTMP取紅/綠熒光細(xì)胞強(qiáng)度比值，ROS取平均熒光強(qiáng)度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用JMP 10統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用q檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（QR）表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)；等級(jí)資料分析采用秩和檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

FFMI正常組和FFMI降低組患者急性加重次數(shù)和6MWD比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；FFMI降低組患者病程短于FFMI正常組，住院次數(shù)多于FFMI正常組，mMRC分級(jí)優(yōu)于FFMI正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表2）。

表1 3組受試者一般資料比較（±s）Table 1 Comparison of general information in the three groups

表1 3組受試者一般資料比較（±s）Table 1 Comparison of general information in the three groups

注：FFMI=去脂體質(zhì)指數(shù)；與對(duì)照組比較，aP＜0.05；與FFMI正常組比較，bP＜0.05

組別 例數(shù) 年齡（歲） 身高（cm） 體質(zhì)量（kg）對(duì)照組 41 63.7±8.6 163.4±8.4 69.0±10.3 FFMI正常組 107 68.1±8.6 166.1±7.5 61.7±11.4a FFMI降低組 57 69.6±8.4 159.0±8.5ab 56.0±7.8ab F值 2.967 9.372 33.348 P值 0.056 ＜0.001 ＜0.001

表2 FFMI正常組和FFMI降低組患者發(fā)病情況比較Table 2 Comparison of illness status in COPD patients with different FFMI

2 結(jié)果

2.1 3組受試者一般資料比較 3組受試者年齡比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；3組受試者身高和體質(zhì)量比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；FFMI降低組患者身高和體質(zhì)量低于對(duì)照組和FFMI正常組，F(xiàn)FMI正常組患者體質(zhì)量低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表 1）。

2.2 FFMI正常組和FFMI降低組患者發(fā)病情況比較

2.3 FFMI正常組和FFMI降低組患者肺功能指標(biāo)比較

FFMI正常組和FFMI降低組患者FEV1%、FVC%及FEV1/FVC比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；FFMI降低組患者FEV1、FVC及PEF小于FFMI正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表3）。

2.4 3組受試者外周血單個(gè)核細(xì)胞線粒體功能指標(biāo)比較 3組受試者外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS水平和MTMP比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；FFMI正常組和FFMI降低組患者外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS水平高于對(duì)照組，MTMP低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；FFMI降低組患者外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS水平高于FFMI正常組，MTMP低于FFMI正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表4、圖 1～2）。

表3 FFMI正常組和FFMI降低組患者肺功能指標(biāo)比較（±s）Table 3 Comparison of index of pulmonary function in COPD patients with different FFMI

表3 FFMI正常組和FFMI降低組患者肺功能指標(biāo)比較（±s）Table 3 Comparison of index of pulmonary function in COPD patients with different FFMI

注：FEV1=第1秒用力呼氣容積，F(xiàn)EV1%=第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值的百分比，F(xiàn)VC=用力肺活量，F(xiàn)VC%=用力肺活量占預(yù)計(jì)值的百分比，F(xiàn)EV1/FVC=第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值，PEF=最大呼氣流量

組別 例數(shù) FEV1（L） FEV1%（%） FVC（L） FVC%（%） FEV1/FVC（%） PEF（L/s）FFMI正常組 107 1.48±0.61 58.84±21.89 2.57±0.83 83.41±21.21 54.79±11.11 3.61±1.61 FFMI降低組 57 1.20±0.51 52.66±17.54 2.24±0.55 81.93±18.59 50.42±10.21 2.75±0.99 t值 -3.009 -1.840 -3.074 -0.446 -2.465 -4.247 P值 0.003 0.680 0.002 0.656 0.150 ＜0.001

表4 3組受試者外周血單個(gè)核細(xì)胞線粒體功能指標(biāo)比較（x±s）Table 4 Comparison of PBMC indicators of mitochondrial function in the three groups

3 討論

既往研究表明，COPD患者肌肉營(yíng)養(yǎng)不良常始于疾病初期，并隨病情發(fā)展而出現(xiàn)肌肉萎縮，進(jìn)而直接影響患者運(yùn)動(dòng)耐力和生活質(zhì)量［12］。因此，改善肌肉營(yíng)養(yǎng)不良對(duì)提高COPD患者生活質(zhì)量具有重要意義。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)FMI降低組患者身高和體質(zhì)量低于對(duì)照組和FFMI正常組，F(xiàn)FMI正常組患者體質(zhì)量低于對(duì)照組，提示FFMI降低的COPD患者骨骼肌質(zhì)量與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)較差，考慮與COPD患者因疾病導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)量減少、肌肉失用性萎縮有關(guān)［13］；FFMI降低組患者病程短于FFMI正常組，住院次數(shù)多于FFMI正常組，mMRC分級(jí)優(yōu)于FFMI正常組，提示COPD患者FFMI降低可能與病程、住院次數(shù)及呼吸困難嚴(yán)重程度有關(guān)，分析原因可能為病程越長(zhǎng)、住院次數(shù)越多患者肌肉量丟失越多，呼吸困難越重患者整體狀況越差。6MWD是反映COPD患者運(yùn)動(dòng)能力的臨床指標(biāo)［14］，本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)FMI正常組和FFMI降低組患者6MWD間無差異，但具體原因尚未明確。本研究結(jié)果還顯示，F(xiàn)FMI降低組患者FEV1、FVC及PEF小于FFMI正常組，提示COPD患者FFMI降低可能與肺功能下降有關(guān)，分析原因可能為FFMI降低患者肌肉質(zhì)量下降導(dǎo)致氣道阻塞、呼氣延長(zhǎng)，進(jìn)而影響肺功能。

圖1 3組受試者外周血單核細(xì)胞ROS水平流式圖Figure 1 Flow cytometry results of PBMC ROS level in the three groups

圖2 3組受試者外周血單核細(xì)胞MTMP流式圖Figure 2 Flow cytometry results of PBMC MTMP in the three groups

徐莉［15］研究結(jié)果顯示，因COPD急性加重住院患者中股外側(cè)肌氧化應(yīng)激產(chǎn)物如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶增多，進(jìn)而作用于線粒體和肌絲，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、線粒體呼吸鏈功能障礙、肌絲收縮特性改變等。COPD患者長(zhǎng)期處于氧化應(yīng)激及慢性炎性狀態(tài)［16-17］，各種炎性因子介導(dǎo)的系統(tǒng)性炎性反應(yīng)與長(zhǎng)期低氧血癥、營(yíng)養(yǎng)不良及過氧化物酶體增殖物激活受體均會(huì)持續(xù)作用于線粒體呼吸鏈，進(jìn)而影響線粒體抗氧化能力，導(dǎo)致ROS生成過多［18］。武小杰等［19］研究結(jié)果顯示，外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS可作為評(píng)估氧化損傷程度和COPD病情的潛在生物標(biāo)志物。MTMP是控制細(xì)胞能量供應(yīng)的主要因素，是線粒體內(nèi)膜通過呼吸鏈形成的電化學(xué)梯度，其變化受線粒體內(nèi)能量代謝影響，可作為線粒體功能的評(píng)估指標(biāo)［20］。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)FMI降低組和FFMI正常組患者外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS水平高于對(duì)照組，MTMP低于對(duì)照組；FFMI降低組患者外周血單個(gè)核細(xì)胞ROS水平高于FFMI正常組，MTMP低于FFMI正常組，提示COPD患者FFMI降低可能與線粒體功能損傷有關(guān)。

綜上所述，COPD患者FFMI降低可能與病程、住院次數(shù)、呼吸困難嚴(yán)重程度、肺功能下降、線粒體功能損傷有關(guān)，應(yīng)引起臨床重視。但本研究不能確定COPD患者FFMI降低與病程、住院次數(shù)、呼吸困難嚴(yán)重程度、肺功能下降、線粒體功能損傷的因果關(guān)系，仍需進(jìn)一步研究探索。

作者貢獻(xiàn)：金晶進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)撰寫論文；李風(fēng)森進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理；張少華、荊晶、李爭(zhēng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理、分析。

本文無利益沖突。