呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病中膽紅素水平的變化及意義

蔚京京,范國(guó)權(quán),李建強(qiáng)

(1山西醫(yī)科大學(xué)兒科醫(yī)學(xué)系兒內(nèi)科教研室,太原 030001;2山西醫(yī)科大學(xué)微生物免疫教研室;3山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科;*通訊作者,E-mail:weijj82@126.com)

膽紅素是哺乳動(dòng)物體內(nèi)血紅素代謝的產(chǎn)物之一,在體內(nèi)有直接膽紅素和間接膽紅素兩種存在形式。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為膽紅素是一種有害的產(chǎn)物,臨床上也將其作為判定黃疸嚴(yán)重程度及衡量肝功能的重要指標(biāo)。但是隨著近年來(lái)研究不斷深入,發(fā)現(xiàn)膽紅素不但是一種內(nèi)源性的強(qiáng)抗氧化劑,而且具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用[1],全身或局部膽紅素水平的輕度升高即可產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的益處,顯著降低許多氧化應(yīng)激相關(guān)性疾病如呼吸、心血管、代謝、自身免疫等疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[2-7]。呼吸系統(tǒng)最常見(jiàn)的炎癥性疾病,如各種病原體引起的肺炎、過(guò)敏性哮喘、COPD等發(fā)病過(guò)程中均伴隨炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致氧自由基產(chǎn)生過(guò)多損害機(jī)體。膽紅素作為內(nèi)源性抗氧化劑,在這些疾病中必然也會(huì)發(fā)生消耗。既往研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)吸煙和COPD人群間接膽紅素水平較不吸煙無(wú)COPD人群降低[8]。因此,我們將對(duì)肺炎患者和過(guò)敏性哮喘患者的膽紅素水平變化進(jìn)行分析,明確膽紅素在呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病中的變化及意義,為臨床抗氧化治療提供理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象和分組

本研究分為三大組:對(duì)照組、肺炎組和哮喘組。調(diào)閱山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院2017-01～2017-12月主診斷為肺炎和哮喘的患者病歷,排除其中有肝膽胰等疾病(會(huì)影響膽紅素水平)的患者后,將入選患者分為肺炎組和哮喘組,并抄錄其姓名、性別、年齡、吸煙史、診斷、總膽紅素、直接和間接膽紅素水平。其中哮喘組病人同時(shí)收集其發(fā)作期和控制期膽紅素的數(shù)據(jù)。將同期不吸煙的門(mén)診健康體檢人員及本單位健康體檢的部分職工作為對(duì)照組并收集資料,抄錄內(nèi)容同上。肺炎組、哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組分別又分為吸煙組和不吸煙組兩個(gè)亞組。其中吸煙組包括發(fā)病時(shí)吸煙或戒煙時(shí)間短于1年的病人,不吸煙組包括從不吸煙或戒煙時(shí)間長(zhǎng)于1年的病人(因既往研究發(fā)現(xiàn)戒煙一年以上人群其膽紅素水平均值可恢復(fù)到不吸煙人群水平[8])。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

由于目前對(duì)膽紅素值的正常范圍尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),我們結(jié)合本院檢驗(yàn)的正常范圍(總膽紅素值1.7-20 μmol/L)和國(guó)內(nèi)外對(duì)膽紅素作用的研究結(jié)果[3],將收集的資料分別按總膽紅素值高限≤20 μmol/L和≤25 μmol/L進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析不同組別人群與對(duì)照組總膽紅素、直接和間接膽紅素水平的差異,并計(jì)算各組總膽紅素值≥13.68 μmol/L的人數(shù)比例。

結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,肺炎組及其亞組吸煙肺炎組和不吸煙肺炎組分別與對(duì)照組比較,使用非配對(duì)t檢驗(yàn),哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組與對(duì)照組比較采用單因素方差分析,P<0.05表示整體比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,然后使用Newman-Keuls法檢驗(yàn),P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組及其吸煙組和不吸煙組同時(shí)使用配對(duì)t檢驗(yàn)分析。使用Graphpad prism 5.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2 結(jié)果

2.1 各組研究對(duì)象人數(shù)、性別和年齡的特點(diǎn)

按照總膽紅素值的高限范圍不同分別進(jìn)行分析,對(duì)照組、肺炎組和哮喘組人數(shù)接近或相等,對(duì)照組平均年齡較肺炎組和哮喘組小,與呼吸科病人特點(diǎn)(以中老年為主)有關(guān)(見(jiàn)表1,2)。肺炎組年齡較大,男性較女性人數(shù)多。哮喘組男女比例接近。男性吸煙人數(shù)明顯多于女性(見(jiàn)表1,2)。

表1對(duì)照組和肺炎組的人數(shù)、性別和年齡的特點(diǎn)

Table1Thefeaturesofstudyobjects’genderandageincontrolgroupandpneumoniagroup

組別 總膽紅素值≤20 μmol/L總膽紅素值≤25 μmol/Ln男/女年齡(歲)年齡范圍(歲)n男/女年齡(歲)年齡范圍(歲)對(duì)照組8443/4153.29±17.4320-859044/4653.39±17.3820-85肺炎組8656/3066.02±15.3020-929058/3265.64±15.5920-92 吸煙肺炎組2826/2 68.18±17.6020-922927/2 67.45±17.7220-92 不吸煙肺炎組5827/2965.38±15.5325-916131/3065.95±15.6025-91

表2對(duì)照組和哮喘組人數(shù)、性別和年齡的特點(diǎn)

Table2Thefeaturesofstudyobjects’number,genderandageincontrolgroupandasthmagroup

組別 總膽紅素值≤20 μmol/L總膽紅素值≤25 μmol/Ln男/女年齡(歲)年齡范圍(歲)n男/女年齡(歲)年齡范圍(歲)對(duì)照組8443/4153.29±17.4320-859044/4653.39±17.3820-85哮喘組8444/4064.75±15.7423-869046/4464.33±15.7023-86 吸煙哮喘組3230/2 67.34±13.9439-842927/267.53±13.9439-84 不吸煙哮喘組5214/3863.15±16.6923-866115/4562.39±16.5023-86

2.2 各組總膽、直膽、間膽水平比較

與對(duì)照組比較,肺炎組的總膽紅素和間接膽紅素水平明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見(jiàn)表3),提示感染引起的肺部炎癥可消耗膽紅素,降低總膽紅素和間接膽紅素水平。將肺炎組分為吸煙組和不吸煙組后,與對(duì)照組比較,兩組總膽紅素和間接膽紅素水平均降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);吸煙組與不吸煙組比較,吸煙組總膽紅素和間接膽紅素水平均較不吸煙組低,雖然差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表3)。該趨勢(shì)可能與吸煙能增加膽紅素的消耗導(dǎo)致吸煙肺炎組病人總膽紅素和間接膽紅素的基礎(chǔ)水平較低有關(guān)。

與對(duì)照組比較,哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組的總膽紅素和間接膽紅素水平明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),提示過(guò)敏性炎癥反應(yīng)可消耗膽紅素,降低總膽紅素和間接膽紅素水平;而哮喘控制期與發(fā)作期相比總膽紅素和間接膽紅素水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表4),可能因?yàn)橄刂坪竽懠t素尚未恢復(fù)到其發(fā)作前水平。

將哮喘發(fā)作期組和控制期組病人分為吸煙組和不吸煙組后,與對(duì)照組比較,四組總膽紅素和間接膽紅素水平均降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);分別做配對(duì)t檢驗(yàn)分析,與吸煙哮喘發(fā)作期組比較,吸煙哮喘控制期組總膽水平降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而間接膽水平降低不明顯,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與不吸煙哮喘發(fā)作期組比較,不吸煙哮喘控制期組總膽紅素和間接膽紅素水平變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表4)。這可能與吸煙增加哮喘病人的膽紅素消耗,使其在哮喘控制后膽紅素恢復(fù)較慢有關(guān)。

對(duì)照組總膽≥13.68 μmol/L的人數(shù)比例明顯高于其他各組(包括肺炎組、哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組及其亞組),且以吸煙哮喘控制期組比例最低,這也進(jìn)一步提示吸煙可能影響膽紅素水平的恢復(fù)。

本研究分別按總膽紅素值高限≤20 μmol/L和≤25 μmol/L進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,得出了相同的結(jié)論,提示在生理范圍內(nèi)總膽紅素值高限的變動(dòng)并未影響研究結(jié)論。

表3對(duì)照組和肺炎組總膽、直膽和間膽的水平

Table3Thelevelsoftotal,directandindirectbilirubinsincontrolgroupandpneumoniagroup

組別 總膽紅素值≤20 μmol/L總膽紅素值≤25 μmol/L總膽(μmol/L)直膽(μmol/L)間膽(μmol/L)總膽≥13.68 μmol/L人數(shù)比例總膽(μmol/L)直膽(μmol/L)間膽(μmol/L)總膽≥13.68 μmol/L人數(shù)比例對(duì)照組13.35±3.252.61±0.8110.61±2.7047.6%(40/84)13.95±3.862.78±1.0911.05±3.1551.1%(46/90)肺炎組11.73±3.70?3.17±1.41?8.54±3.13?25.6%(22/86)?12.20±4.23?3.32±1.56?8.85±3.40?28.9%(26/90)? 吸煙肺炎組11.20±3.87?3.28±1.59?7.89±2.76?17.9%(5/28)?11.67±4.55?3.42±1.71?8.23±3.25?20.7%(6/29)? 不吸煙肺炎組11.80±3.68?3.09±1.338.68±3.30?29.3%(17/58)?12.28±4.17?3.26±1.498.99±3.50?32.8%(20/61)?

與對(duì)照組比較,*P<0.05

表4對(duì)照組和哮喘組總膽、直膽和間膽的水平

Table4Thelevelsoftotal,directandindirectbilirubinsincontrolgroupandasthmagroup

與對(duì)照組比較,*P<0.05;與哮喘發(fā)作期組比較,#P<0.05;與配對(duì)的哮喘發(fā)作期組比較,△P<0.05

3 討論

膽紅素的抗氧化作用研究最早可追溯到1954年,Bernhard等[9]發(fā)現(xiàn)少量的膽紅素可以防止維生素A和不飽和脂肪酸的氧化。1971年Onishi等[10]發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果即膽紅素對(duì)多不飽和脂肪酸氧化的抑制作用。1987年Stocker等[11]發(fā)現(xiàn)間接膽紅素和直接膽紅素均具有抗氧化能力:脂溶性的間接膽紅素?zé)o論在體外還是體內(nèi)都是一種抗氧化劑,一個(gè)白蛋白分子可以結(jié)合兩分子膽紅素,清除兩分子的脂質(zhì)過(guò)氧化自由基;而水溶性的直接膽紅素發(fā)揮抗氧化作用需要特定的部位和條件,此外血清中的直接膽紅素其水平遠(yuǎn)低于間接膽紅素,因此間接膽紅素是膽紅素發(fā)揮抗炎抗氧化作用的主要形式。Stocker等關(guān)于膽紅素的研究結(jié)果被后人稱(chēng)為“里程碑式的研究”。此后更多的研究證實(shí)了膽紅素強(qiáng)大的抗氧化能力。如1994年Wu等[12]證明膽紅素在防止低密度脂蛋白LDL氧化時(shí)的抗氧化效果是維生素E類(lèi)似物Trolox的20倍以上。2002年Baranano等[13]在另一項(xiàng)研究中證明,在膽綠素-膽紅素的氧化還原循環(huán)中,10 nmol/L的膽紅素可對(duì)濃度幾乎10 000倍以上的過(guò)氧化氫發(fā)揮抗氧化作用。

盡管膽紅素具有強(qiáng)大的抗氧化作用,但不代表其水平越高越好。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)成人血膽紅素水平處于人體正常生理范圍內(nèi)較高的水平時(shí)(0.8-1.47 mg/dl,即13.68-25.14 μmol/L),對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用較強(qiáng)[3]。英國(guó)一項(xiàng)覆蓋50萬(wàn)人的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn),血清膽紅素水平與肺疾病發(fā)生的危險(xiǎn)性呈負(fù)相關(guān),正常生理范圍內(nèi)的男性膽紅素水平每上升0.1 mg/dl,肺癌和COPD的發(fā)生率分別下降8%和6%,COPD的死亡率則降低3%[3],而當(dāng)膽紅素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常水平(大于34.2 μmol/L)時(shí),就會(huì)增加呼吸系統(tǒng)疾病死亡的危險(xiǎn)性[14]。目前醫(yī)院檢驗(yàn)一般將總膽紅素值正常高限定為20 μmol/L左右,但不代表只要超出該范圍即為異常,通常當(dāng)成人總膽紅素水平大于34.2 μmol/L時(shí)可引起肉眼可見(jiàn)的黃疸,超出該范圍需要對(duì)原發(fā)病進(jìn)行治療。因此我們分別按總膽紅素值≤20 μmol/L和≤25 μmol/L將收集的資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

正常人體內(nèi)的膽紅素可以有效地清除氧自由基,使機(jī)體處于氧化-抗氧化的平衡狀態(tài),而當(dāng)機(jī)體氧自由基產(chǎn)生過(guò)多后,消耗的膽紅素增多就會(huì)導(dǎo)致膽紅素水平下降。呼吸系統(tǒng)最常見(jiàn)的疾病如肺炎和哮喘的發(fā)病過(guò)程中也伴隨炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),本研究結(jié)果顯示肺炎組、哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組及其亞組的總膽紅素和間膽紅素水平均較對(duì)照組降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且對(duì)照組總膽≥13.68 μmol/L的人數(shù)比例最高,提示呼吸系統(tǒng)感染性和過(guò)敏性炎癥均可消耗膽紅素。吸煙肺炎組總膽紅素和間膽紅素水平較低,結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究和課題組既往研究結(jié)果吸煙人群膽紅素水平低于不吸煙人群[8,15,16],這可能和吸煙能增加膽紅素的消耗導(dǎo)致吸煙肺炎組病人總膽和間膽的基礎(chǔ)水平較低有關(guān),雖然差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),可能與樣本量較少有關(guān),后續(xù)我們會(huì)進(jìn)一步增加樣本量驗(yàn)證。而本研究中有一個(gè)結(jié)果與國(guó)內(nèi)外以及課題組既往研究結(jié)果不太一致,較難用目前的認(rèn)知和理論給出合理的解釋,即本次研究結(jié)果中吸煙哮喘發(fā)作期組的總膽水平較不吸煙哮喘發(fā)作期組高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,間接膽紅素水平雖高但差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,吸煙哮喘控制期組的總膽紅素和間膽紅素水平均較不吸煙哮喘控制期組略低,差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可見(jiàn)膽紅素的變化趨勢(shì)不一致,考慮可能也與樣本量不夠大有關(guān),還需要我們以后繼續(xù)收集病例驗(yàn)證。此外吸煙組和不吸煙組哮喘病人哮喘急性發(fā)作期總膽紅素均較控制期總膽紅素值高,而間接膽紅素變化趨勢(shì)不一致,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但以上結(jié)果仍然提示吸煙可能加重哮喘病人發(fā)作期膽紅素的消耗并影響其恢復(fù)。此外對(duì)照組總膽≥13.68 μmol/L的人數(shù)比例明顯高于其他各組(包括肺炎組、哮喘發(fā)作期組和哮喘控制期組及其亞組),且以吸煙哮喘控制期組比例最低,這也進(jìn)一步提示吸煙可能影響膽紅素水平的恢復(fù)。本研究分別按總膽紅素值高限≤20 μmol/L和≤25 μmol/L進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,得出了相同的結(jié)論,提示在生理范圍內(nèi)總膽紅素值高限的變動(dòng)并未影響研究結(jié)論。臨床大夫也不必?fù)?dān)心因?yàn)楦麽t(yī)院膽紅素的參考范圍有所不同而影響判斷。

此外本研究還存在不足,如難以隨訪到肺炎病人恢復(fù)后的膽紅素水平作對(duì)照,肺炎組、哮喘組吸煙和不吸煙病人男女人數(shù)相差大,哮喘病人住院期間控制期較短、沒(méi)有出院后完全控制期膽紅素?cái)?shù)據(jù)作對(duì)照,每組例數(shù)偏少等。后期可能需要更多醫(yī)院聯(lián)合起來(lái)收集病例擴(kuò)大樣本量進(jìn)行研究。

綜上所述,膽紅素作為內(nèi)源性的強(qiáng)抗氧化劑,在吸煙及呼吸系統(tǒng)感染和過(guò)敏引起的炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)中可消耗減少,從而減輕炎癥和氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體的損傷[3,8,15,16]。體內(nèi)膽紅素水平較低可能意味著機(jī)體抗氧化能力下降,在炎癥性疾病時(shí)如能提高體內(nèi)抗氧化劑如膽紅素的水平,可能會(huì)縮短疾病病程,減輕對(duì)機(jī)體的損害。越來(lái)越多的證據(jù)支持膽紅素的抗氧化作用和其他生物學(xué)活性[1-8],但是否可以作為臨床判斷體內(nèi)抗氧化能力的簡(jiǎn)便生化指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)臨床抗氧化治療,是否可以作為氧化應(yīng)激相關(guān)性疾病的生物學(xué)標(biāo)志物或預(yù)后指標(biāo)還需要更多的流行病學(xué)研究支持。如何安全有效地利用這種內(nèi)源性抗氧化劑對(duì)臨床患者進(jìn)行抗氧化治療是以后研究的重點(diǎn)。