PM2.5顆粒協(xié)同屋塵螨抗原Der p1在小兒哮喘發(fā)作中的機制分析

孫劍玥

摘 要 目的：研究PM2.5顆粒協(xié)同屋塵螨抗原Der p1在小兒哮喘發(fā)作中的作用。方法：96例哮喘發(fā)作患兒隨機分為PM2.5組、屋塵螨組、協(xié)同組和對照組各24例，對比臨床效果。結果：對照組哮喘控制率顯著高于PM2.5組和屋塵螨組，協(xié)同組最低；控制時間最短，其次為PM2.5組和屋塵螨組組，協(xié)同組最長（P<0.05）。干預后各組肺功能FVC、FEV1和PEF水平較前增加，且對照組明顯高于PM2.5組和屋塵螨組，協(xié)同組最低（P<0.05）。治療后對照組血清IL-25、TSLP和丙二醛含量明顯降低，而其他三組明顯升高（P<0.05）。結論：PM2.5顆粒和屋塵螨抗原Der p1可通過炎癥反應和氧化應激影響小兒哮喘的治療效果。

關鍵詞 PM2.5顆粒 屋塵螨抗原Der p1 哮喘 肺功能 丙二醛

中圖分類號：R725.6 文獻標志碼：B 文章編號：1006-1533（2018）19-0050-04

Mechanism analysis of PM2.5 coordinated house dust mite antigen Der p1 in children with asthma

SUN Jianying*

（Department of Pediatrics， the Central Hospital of Putuo District， Shanghai 200062， China）

ABSTRACT Objective： To study the effect of PM2.5 granule coordinated house dust mite antigen Der p1 in children with asthma. Methods： Ninety-six children with asthma were randomly divided into a PM2.5 group， a house dust mite group， a coordinated group and a control group with 24 cases each. Clinical effects were compared among these groups. Results： The control rate of asthma was higher and the time for asthma control was shorter in the control group than the PM2.5 group， the house dust mite group and the coordinated group （P<0.05）. The levels of FVC， FEV1 and PEF were all increased after treatment than before and furthermore were significantly higher in the control group than the PM2.5 group， the house dust mite group and the coordinated group （P<0.05）. The contents of serum IL-25， thymic stromal lymphopoietin and malondialdehyde were significantly decreased in the control group while were increased in the other three groups after treatment （P<0.05）. Conclusion： PM2.5 granule and house dust mite antigen Der p1 can affect the therapeutic effect of asthma in children by inflammatory reaction and oxidative stress.

KEy WORDS PM2.5 granule； house dust mite antigen Der p1； asthma； lung function； malondialdehyde

支氣管哮喘在兒童中發(fā)病率逐年升高，嚴重急性發(fā)作時救治不及時可危及生命；控制不佳的哮喘患兒可導致誤工、誤學、活動受限、生活質量下降，嚴重影響正常的生長發(fā)育[1]。兒童的免疫系統(tǒng)發(fā)育不完善，易受外界各種刺激如環(huán)境中PM2.5顆粒、屋塵螨抗原Der p1等，造成氣道慢性炎癥反應，機體Thl/Th2平衡紊亂，形成氣道高反應性，誘發(fā)急性哮喘或慢性哮喘持續(xù)狀態(tài)[2]。細胞離體和動物模型研究證實[3]，PM2.5顆粒、屋塵螨抗原Der p1和兩者協(xié)同作用均可誘發(fā)和加重哮喘，引起炎癥反應和免疫失調。基于此，該研究從人體臨床治療方面分析其對哮喘的影響機制，以期為提高臨床治療效果提供重要參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象資料

連續(xù)選擇2015年1月至2017年6月入我院診斷哮喘發(fā)作患兒共96例，納入標準：①年齡5～18歲；②首次診斷哮喘，首次接受治療，無激素、支氣管舒張劑等用藥史；③依從性好，臨床資料完善。排除標準：①重癥哮喘持續(xù)發(fā)作，合并肺炎、氣道畸形、咳嗽變異性哮喘、過敏性哮喘等；②激素或支氣管舒張劑過敏，其他藥物或食物明確的過敏史；③同時參與其他研究，中途自愿退出研究，失隨訪等。

該研究取得我院倫理委員會通過及患兒監(jiān)護人的知情同意權，采用隨機數(shù)字法將其分為PM2.5組、屋塵螨組、協(xié)同組和對照組各24例。其中PM2.5組男孩10例，女孩14例，年齡5～16歲，平均（11.2±4.4）歲，哮喘發(fā)作次數(shù)1～6次，平均（3.3±1.2）次，持續(xù)時間30～180 s，平均（65.6±23.7）s；屋塵螨組男孩11例，女孩13例，年齡5.5～18歲，平均（11.5±4.3）歲，哮喘發(fā)作次數(shù)1～7次，平均（3.4±1.3）次，持續(xù)時間20～210 s，平均（68.2±24.6）s；協(xié)同組男孩12例，女孩12例，年齡5.5～17歲，平均（11.3±4.2）歲，哮喘發(fā)作次數(shù)1～5次，平均（3.2±1.3）次，持續(xù)時間25～180 s，平均（65.7±28.2）s；對照組男孩12例，女孩12例，年齡6～17.5歲，平均（11.6±4.6）歲，哮喘發(fā)作次數(shù)1～6次，平均（3.3±1.5）次，持續(xù)時間35～210 s，平均（67.7±25.9）s。組間患兒基線資料具有可比性（P>0.05）。

1.2 研究方法

1）PM2.5組 將載有PM2.5顆粒的濾膜剪裁成1 cm×3 cm大小，浸入去離子蒸餾水中，超聲振蕩40 min×3次洗脫顆粒物，震蕩液經(jīng)6層紗布過濾，濾液于4 ℃、12 000 r/min離心30 min（MY800型離心機，江蘇鑫之諾機械制造有限公司）收集下層懸液真空冷凍干燥；以PBS緩沖液（0.2 mol/L Na2HPO4+0.3 mol/L NaH2PO4，pH=6.2）重懸至PM2.5顆粒終濃度1 mg/ml，-20 ℃凍存?zhèn)溆?。取出解凍后，用PBS配制PM2.5顆粒，超聲震蕩15 min，混勻并100 ℃密閉滅菌，4 ℃保存，臨用前振蕩使顆粒物充分混勻。利用鼓風機將PM2.5顆粒吹入試驗房間內(nèi)并混勻，PM2.5監(jiān)測儀設置PM2.5組濃度高于標準水平1倍（≤當?shù)貙嶋H空氣PM2.5平均值）。

2）其他組 屋塵螨組采用過濾裝置的真空吸塵器采集床塵和屋塵，用80目網(wǎng)篩過濾，以除去大顆粒物質，填充試驗房間PM2.5顆粒濃度設為300 ng/ml；協(xié)同組為PM2.5顆粒與屋塵螨混勻后填充試驗房間；對照組利用真空吸塵器將試驗房間PM2.5顆粒調整至標準水平，屋塵螨濃度低于150 ng/ml。

所有患兒均給予相同治療，包括激素、支氣管舒張劑霧化或常規(guī)經(jīng)口吸入，必要時靜脈滴注氨茶堿、吸氧等，在試驗房間內(nèi)滯留7 d。

1.3 觀察指標

對比各組患兒的哮喘控制率和控制時間、血清IL-25、胸腺基質淋巴細胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）和丙二醛含量；肺功能測定采用MS-IOS肺功能測定儀，包括用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼氣容積（FEV1）以及最大呼氣峰流速（PEF）。哮喘控制根據(jù)哮喘防治指南中推薦標準：白天癥狀無或≤2次/周、活動不受限、夜間無憋醒癥狀、不需要或≤2次/周使用緩解藥、肺功能正常、無急性發(fā)作。外周靜脈采血5 ml于抗凝管中，3 000 r/min離心10 min后集中立即送檢，采用ELISA法，嚴格按南京建成生物工程研究所提供的試劑盒說明書操作。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行處理，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，組間比較采用單因素ANOVA分析，兩兩比較采用LSD-t法檢驗；計數(shù)資料采用例數(shù)或（%）表示，比較采用χ2檢驗；P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 哮喘控制率和控制時間比較

對照組哮喘控制率顯著高于PM2.5組和屋塵螨組組，協(xié)同組最低；控制時間最短，其次為PM2.5組和屋塵螨組組，協(xié)同組最長；差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05，表1）。

2.2 肺功能指標比較

干預前各組FVC、FEV1和PEF水平比較無差異（P>0.05）；干預后各組上述指標較前增加，且對照明顯高于PM2.5組和屋塵螨組，協(xié)同組最低，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05，表2），PM2.5組和屋塵螨組比較無差異（P>0.05，表2）。

2.3 血清IL-25、TSLP和丙二醛含量比較

治療前組間血清IL-25、TSLP和丙二醛含量比較無差異（P>0.05），治療后對照組血清IL-25、TSLP和丙二醛含量明顯降低，而其他三組明顯升高，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05，表3）。

3 討論

研究證實，哮喘是Thl/Th2平衡紊亂，以Th2炎癥占優(yōu)勢。TSLP在哮喘的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用，通過上調Th2細胞表達，使平衡向Th2傾斜[4]。IL-25和IL-33是新近發(fā)現(xiàn)的Th2細胞因子，通過協(xié)同誘導Th2細胞因子IL-4、IL-13分泌，參與Th2型免疫應答[5]。

通過該研究得出：協(xié)同組的哮喘控制率最低，控制時間最長，與PM2.5組、屋塵螨組和對照組比較；差異均有統(tǒng)計學意義。PM2.5為細顆粒物，占可吸入顆粒物70%。在大氣污染嚴重區(qū)域，各種有害氣體組分和變應原暴露是誘發(fā)和加重支氣管哮喘的兩大慢性致病因素[6]。由于PM2.5空氣動力學特征，空氣中懸浮的PM2.5被人體吸入后可經(jīng)氣道滯留于肺泡，導致支氣管肺組織局部炎性刺激、氧化應激損傷，誘發(fā)強烈的系統(tǒng)性炎性應答，造成呼吸、循環(huán)等多系統(tǒng)損害[7]。PM2.5顆粒能夠通過氧化應激，造成氣道微環(huán)境內(nèi)活性氧自由基（ROS）增多，通過檢測細胞培養(yǎng)上清或肺組織中ROS生物標志物-丙二醛含量，反映氧化應激嚴重程度，進而對細胞膜、染色體等細胞組分造成損害，激活NF-kB等信號調節(jié)通路，刺激氣道上皮細胞和肺泡巨噬細胞分泌IL-8、腫瘤壞死因子等，導致氣道、肺實質無菌性炎癥以及氣道阻力增高[8]?；铙w研究及細胞培養(yǎng)證實ROS淬滅劑-Nac能夠提高還原型谷胱甘肽濃度，清除氧自由基，抑制PM2.5氧化應激損害[9]。

治療后協(xié)同組的肺功能水平仍明顯較PM2.5組、屋塵螨組和對照組差，且血清IL-25、TSLP和丙二醛含量明顯升高，差異均有統(tǒng)計學意義。Der p1通過排泄物排出體外，占排泄物總蛋白15%～20%，家庭屋塵濃度高達30 mg/g粉塵。研究發(fā)現(xiàn)，屋塵螨過敏的患者住所可以檢測到高水平Der p1，塵螨過敏患者的肺泡灌洗液中可以檢測到ng級Der p1，提示黏膜中Der p1濃度可能達mg級水平[10]。屋塵螨過敏的發(fā)生率與屋塵中Der p1濃度和個體中IgE水平顯著相關[11]。研究發(fā)現(xiàn)，正常人體內(nèi)僅有低濃度抗Der p1 IgG抗體，而大部分屋塵螨皮試陽性的成人哮喘患者和超過90%塵螨過敏者有Der p1特異性IgE、IgA和IgG抗體[12]。Der p1過敏原性非常強，可以引起I型變態(tài)反應誘發(fā)哮喘，而且它的蛋白酶作用也在過敏反應的誘導和維持中起重要作用[13]。Der p1可以通過抗原提呈細胞誘導產(chǎn)生Th2細胞反應；Der p1的酶活性可以水解表面分子中有Fc受體FceRII（CD23）和IL-2受體a鏈（CD25）；可以增加嗜酸性粒細胞和支氣管上皮細胞炎性細胞因子的釋放和粘附分子的表達；通過半胱氨酸蛋白酶活性抑制al抗胰蛋白酶作用，從而促進氣道組織損傷[14]。

綜上所述，PM2.5和屋塵螨抗原Der p1可通過炎癥反應和氧化應激影響小兒哮喘的治療效果。通過控制空氣中PM2.5和屋塵螨抗原Der p1濃度可能改善小兒哮喘的發(fā)病情況和治療效果，還需要進一步大樣本數(shù)據(jù)進行驗證。

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