哮喘-慢阻肺重疊綜合征患者腸道菌群與血清炎癥介質的相關性

羅榮榮, 吳 震, 邵伯云

(海安市人民醫(yī)院呼吸內科，江蘇省海安市 226600)

哮喘-慢阻肺重疊綜合征(asthma-copd overlap syndrome，ACOS)指同時具備哮喘和慢性阻塞性肺病部分特征，表現為持續(xù)氣流受限的慢性氣道病變。相關研究指出，ACOS在血清炎癥標志物及炎癥細胞學等方面與單純慢阻肺或哮喘有所重疊，白細胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、IL-17及腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)均與哮喘或慢阻肺氣道炎癥密切相關[1]。文獻[2]顯示，腸道和肺部通過“腸-肺軸”實現雙向微生物及免疫功能調節(jié)。有學者研究指出，慢阻肺的發(fā)生、發(fā)展與腸道菌群的平衡穩(wěn)定密切相關[3]。但目前缺乏ACOS患者腸道菌群分布的相關研究，其菌群與血清炎癥的關系報道較少。故本研究分析ACOS患者血清炎癥介質水平與腸道菌群構成情況，為臨床防治ACOS提供參考，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇2018年12月—2020年6月本院住院的176例ACOS患者為ACOS組，選同期健康體檢者120例為對照組。ACOS診斷標準：參照《哮喘-慢阻肺重疊綜合征指南解讀》[4]。納入標準：①年齡≥60歲；②健康體檢者納入對照組，確診ACOS者納入ACOS組。排除標準：①合并嚴重臟器功能障礙；②合并呼吸系統(tǒng)疾病、胃腸道疾??；③合并免疫疾病、惡性腫瘤、感染性疾??；④近1月內咳血者；⑤急、慢性呼吸衰竭者。ACOS組男98例，女78例，年齡66～87歲，平均年齡(77.02±5.24)歲。對照組男67例，女53例，年齡61～83歲，平均年齡(76.65±5.33)歲。兩組一般資料比較差異無顯著性(P>0.05)，有可比性。本研究經本院醫(yī)學倫理委員會批準，患者及家屬均知情同意。

1.2 腸道菌群檢測

兩組均取新鮮大便0.5 g，以10倍稀釋法稀釋后取10 μL稀釋后大便接種到培養(yǎng)基上，培養(yǎng)乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、腸桿菌，48 h后采用光岡法檢測腸道菌群水平。比較對照組和ACOS組患者腸道中雙歧桿菌、乳酸桿菌、腸桿菌、腸球菌菌落數。

1.3 血清TNF-α、IL-17、IL-8水平檢測

兩組均采集5 mL空腹外周靜脈血，2 500 r/min離心15 min，取上層血清。經酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清TNF-α、IL-17、IL-8水平。IL-8試劑盒購自上海嵐派生物科技有限公司，IL-17、TNF-α試劑盒購自上海紀寧生物科技有限公司，步驟嚴格按照說明書進行。比較對照組和ACOS組血清TNF-α、IL-17、IL-8水平。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結 果

2.1 兩組腸道菌群分布情況

ACOS組雙歧桿菌、乳酸桿菌顯著少于對照組(P<0.001)，腸球菌、腸桿菌顯著多于對照組(P<0.001；表1)。

表1 兩組患者腸道菌群分布情況 單位：CFU/g

2.2 兩組血清TNF-α、IL-17、IL-8表達水平

ACOS組血清TNF-α、IL-17、IL-8水平顯著高于對照組(P<0.001；表2)。

2.3 ACOS患者腸道菌群與血清炎癥介質的Spearman相關性分析

ACOS患者乳酸桿菌與IL-8、IL-17、TNF-α水平均呈負相關(P<0.001)，雙歧桿菌與IL-8、IL-17、TNF-α水平均呈負相關(P<0.001)，腸桿菌與IL-8、IL-17、TNF-α水平均呈正相關(P<0.001)，腸球菌與IL-8、IL-17、TNF-α水平均呈正相關(P<0.001；表3)。

表2 兩組血清TNF-α、IL-17、IL-8表達水平的比較 單位：ng/L

表3 ACOS患者腸道菌群與血清炎癥介質的相關性

3 討 論

慢性阻塞性肺疾病和支氣管哮喘是危害人類健康的常見多發(fā)病，給社會經濟造成較大負擔，而ACOS兼具兩者部分特征且發(fā)病率逐年升高，已成為重要的公共衛(wèi)生問題。相關數據顯示，ACOS發(fā)病率約占氣道阻塞性病變的15%～25%，老年患者占一半以上[5]，患者發(fā)病后肺功能急速下降，容易導致死亡，因此早期診斷、及時治療對于ACOS患者的治療及預防意義重大。

臨床研究發(fā)現，典型的ACOS患者痰液中嗜酸性粒細胞低于單純支氣管哮喘患者，高于單純慢阻肺患者，但同時又具有類似慢阻肺中性粒細胞增加的炎性特征[6]。IL-8是具備趨化活性的炎性因子，可受多種因素刺激后激活中性粒細胞，釋放炎性介質，參與炎性反應。IL-17是近年新發(fā)現的促炎癥細胞因子，普遍存在于嗜酸性粒細胞、中性粒細胞以及CD8記憶細胞中。TNF-α作為一種單核細胞產生的炎癥細胞因子，可參與機體感染、創(chuàng)傷、應激過程[7-9]。本研究結果顯示，ACOS組ACOS患者血清TNF-α、IL-17、IL-8水平均顯著高于對照組健康體檢者，說明ACOS是一種由嗜酸性粒細胞、中性粒細胞以及TNF-α、IL-17、IL-8等炎癥介質共同參與的氣道炎性疾病。其原因可能是ACOS患者的氣道損傷，肺功能受到破壞，導致機體分泌大量IL-8來延緩中性粒細胞凋亡，維持炎癥反應狀態(tài)；同時，機體分泌大量IL-17，刺激靶細胞釋放前炎性細胞因子，導致局部炎癥發(fā)展、擴大；此外，TNF-α可以與IL-17等產生協(xié)同作用，導致體內大量中性粒細胞聚集，進一步加重氣道炎性疾病[10-11]。

人體胃腸道存在一個十分復雜又相對穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，存在多種腸道細菌，且按一定比例、數量在腸道不同節(jié)段生長定植，構成胃腸道生物學屏障。有研究發(fā)現，一旦腸道菌群穩(wěn)態(tài)被破壞，則可能刺激或者損傷腸道黏膜免疫系統(tǒng)，進而誘發(fā)其他系統(tǒng)如肺的免疫反應[12]。本研究結果中，ACOS組ACOS患者雙歧桿菌、乳酸桿菌顯著低于對照組，腸桿菌、腸球菌顯著高于對照組，這提示ACOS患者腸道菌群失衡，腸道微生態(tài)被破壞，優(yōu)勢菌群減少，條件致病菌大量增殖，進而影響病情的發(fā)生、發(fā)展。其原因可能是正常生理狀態(tài)下，革蘭陽性桿菌、陰性桿菌在腸道菌群中分別占優(yōu)勢和劣勢地位，而ACOS患者腸道內的菌群失調，導致乳酸桿菌、雙歧桿菌等具有增強免疫、抗感染、抗腫瘤作用的優(yōu)勢益生菌數量下降，而腸桿菌、腸球菌等侵襲力強的條件致病菌數量增加[13-14]。本研究發(fā)現ACOS患者一方面血清炎性因子TNF-α、IL-17、IL-8水平呈明顯升高趨勢，另一方面腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌等優(yōu)勢菌群減少，腸桿菌、腸球菌等條件致病菌增加。經Spearman相關性分析顯示，ACOS患者乳酸桿菌、雙歧桿菌與血清TNF-α、IL-17、IL-8水平呈負相關，腸桿菌、腸球菌與血清TNF-α、IL-17、IL-8水平呈正相關。故認為可能是腸道菌群失衡促進機體炎性反應，進而影響ACOS的發(fā)生、發(fā)展。

綜上所述，ACOS患者炎癥介質TNF-α、IL-17、IL-8水平明顯升高，腸道菌群失衡，且菌群平衡和炎癥介質水平存在顯著相關性，兩者在ACOS的發(fā)生、發(fā)展過程中均具有重要作用。