維生素D輔助布地奈德治療兒童哮喘對氣道炎癥及重塑影響

程培培 任磊 周啟立 敬小青

支氣管哮喘是兒童時期的常見病與多發(fā)病，由于其病程遷延，嚴(yán)重危害患兒及家屬的身心健康。支氣管哮喘是一種氣道慢性炎癥性疾病，這種慢性炎癥導(dǎo)致氣道反應(yīng)性增加，通常出現(xiàn)廣泛多變的可逆性氣流受限，隨病程的延長可產(chǎn)生氣道不可逆性狹窄和氣道重塑[1]。支氣管哮喘主要病理生理學(xué)基礎(chǔ)是氣道炎癥反應(yīng)及氣道重塑。白細(xì)胞介素17(IL-17)是Th17細(xì)胞活化后主要分泌的炎癥因子，有強(qiáng)大的促炎作用，可誘導(dǎo)多種細(xì)胞產(chǎn)生大量炎癥因子，與支氣管哮喘患兒氣道炎癥密切相關(guān)[2]?；|(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)是一種最主要的基質(zhì)金屬蛋白酶[3]，大量研究顯示MMP-9可評估哮喘嚴(yán)重程度、監(jiān)測氣道重塑[4]，而基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子1(TIMP-1)是MMP-9的抑制劑，MMP-9/TIMP-1 的比值失衡在哮喘的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用[5]。近些年來關(guān)于維生素D輔助治療兒童哮喘的相關(guān)研究很多，但作用機(jī)制尚未完全明確，且由于個體差異、實驗背景不同，臨床效果也不盡相同。本文通過觀察以上相關(guān)指標(biāo)的變化，探討支氣管哮喘患兒予維生素D輔助布地奈德治療，對減輕氣道炎癥及氣道重塑的影響。

資料與方法

一、一般資料

隨機(jī)選取2017年6月至2019年5月于我院住院的支氣管哮喘患兒96例為研究對象，年齡5～12歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)所有患兒均符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[6]支氣管哮喘的診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)無心、腦、腎、免疫及代謝疾??；(3)可配合正確完成相關(guān)檢查。(4)近3個月無維生素D制劑應(yīng)用史。(5)近1個月無糖皮質(zhì)激素應(yīng)用史。排除標(biāo)準(zhǔn)：隨訪過程中有哮喘急性發(fā)作，再次應(yīng)用全身激素及布地奈德霧化吸入增加劑量的患兒。此研究已通過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，且所有患兒家屬自愿參加本研究并已簽署知情同意書。96例患兒隨機(jī)分為A組48例，B組48例。兩組患兒一般資料無差異(見表1)。

表1 患兒一般資料

二、方法

1 治療

所有患兒按病情輕重程度不同，給予相應(yīng)的抗炎及對癥支持治療，合并細(xì)菌感染者給予抗感染治療。兩組患兒均予霧化吸入布地奈德混懸液(AstraZeneca公司)，按病情輕重程度霧化吸入頻次不同：重度組1mg/Q6h；中度組1mg/Q8h；輕度組1mg/Q12h。所有患兒喘息癥狀均逐漸好轉(zhuǎn)，按好轉(zhuǎn)情況霧化吸入逐漸減次， 當(dāng)喘息癥狀消失且雙肺無哮鳴音持續(xù)24小時后，均改為布地奈德1mg/ Q12h霧化吸入治療，總療程3個月。其中，A組同時加用維生素D口服(青島雙鯨藥業(yè)有限公司，國藥準(zhǔn)字H20113033)400U/天，連用3個月。本研究96例患兒隨訪過程中均未再有哮喘急性發(fā)作情況。

2 血清血指標(biāo)

所有患兒均于住院第2天清晨空腹采血，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測患兒血清25-羥維生素D 、IL-17、MMP-9及TIMP-1水平。隨訪3個月后空腹復(fù)查上述指標(biāo)，嚴(yán)格按照試劑盒說明書，由經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn)的工作人員進(jìn)行操作。血清25-羥維生素D是衡量體內(nèi)維生素D水平的金標(biāo)準(zhǔn)。

3 肺功能指標(biāo)

應(yīng)用肺功能儀(CHEST株式會社)檢測所有患兒治療前、3個月后肺功能指標(biāo)，包括呼氣峰值流速(PEF)、用力肺活量(FVC)、第一秒用力呼氣容積(FEV1)。按照儀器說明書，由專業(yè)人員進(jìn)行操作。每個患兒測量3次，取最佳值。

4 觀察指標(biāo)

(1)治療前后血清25-羥維生素D 、IL-17、MMP-9及TIMP-1水平變化。(2)肺功能(PEF、FVC、FEV1)情況。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

一、血清25-羥維生素D 、IL-17水平比較

兩組患兒治療前25-羥維生素D水平均偏低，對比無差異。3個月后兩組患兒25-羥維生素D水平均較前升高，A組升高明顯(P<0.05)。兩組患兒血清IL-17水平治療前無差異，治療后均下降，A組下降顯著(P<0.05)(見表2)。

表2 25-羥維生素D、IL-17水平

二、血清MMP-9及TIMP-1水平

治療前兩組無差異。治療后比較： MMP-9水平均降低，A組降低顯著(P<0.05)；TIMP-1水平均降低，A組下降明顯(P<0.05)(見表3)。

表3 MMP-9、TIMP-1水平

三、肺功能相關(guān)指標(biāo)

治療前兩組患兒PEF、FVC、FEV1無差異，治療后兩組患兒PEF、FVC、FEV1參數(shù)均較前升高，A組升高明顯(P<0.05)(見表4)。

表4 PEF、FVC、FEV1指標(biāo)

討 論

維生素D是一種由自身合成的激素，在人體的生長發(fā)育過程中起著重要的作用。隨著對維生素D研究的深入，發(fā)現(xiàn)維生素D在支氣管哮喘的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用，其在支氣管哮喘發(fā)病的基因調(diào)控、免疫應(yīng)答、炎癥調(diào)節(jié)、氣道重塑及改善激素抵抗等多方面參與調(diào)節(jié)[7]。維生素D屬于脂溶性類固醇激素，其代謝受一組多肽基因的控制，但由于遺傳背景差異，相關(guān)研究指出，不同維生素D水平與哮喘發(fā)病、嚴(yán)重程度的相關(guān)性也不盡相同[8-10]。本文就維生素D在支氣管哮喘患兒對炎癥因子調(diào)節(jié)及氣道重塑方面的影響做進(jìn)一步描述。

支氣管哮喘是多種炎癥細(xì)胞參與的氣道慢性炎癥性疾病，炎癥細(xì)胞聚集及炎癥因子釋放是引起氣道局部組織損害、屏障功能障礙的重要原因[11]。Th1/Th2失衡學(xué)說在兒童支氣管哮喘的氣道炎癥方面已被廣泛認(rèn)可，但尚不能完全解釋支氣管哮喘的發(fā)病機(jī)制[12]。Barnes 指出40%以上的哮喘患者氣道炎癥反應(yīng)，以中性粒細(xì)胞浸潤為主，且10%～15% 重癥哮喘患者存在激素不敏感甚至抵抗現(xiàn)象[13]。白介素17 作為Th17細(xì)胞分泌的關(guān)鍵促炎細(xì)胞因子，參與哮喘患兒中性粒細(xì)胞炎癥、激素抵抗、氣道重塑過程[14]。IL-17可誘導(dǎo)細(xì)胞釋放大量炎癥因子，如IL-6、IL-8等，促進(jìn)大量中性粒細(xì)胞在哮喘患兒氣道浸潤，誘發(fā)氣道高反應(yīng)，也可影響氣道腺細(xì)胞的分泌，改變氣道組織結(jié)構(gòu)，引起氣道重塑[15]。多項研究證實IL-17水平與哮喘嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[16]，可反應(yīng)哮喘患兒氣道炎癥反應(yīng)情況。本研究中96例哮喘患兒急性發(fā)作期IL-17水平較高，3個月后喘息緩解，復(fù)查IL-17水平較前明顯降低，與之相符。

氣道重塑是氣道對反復(fù)損傷性刺激不斷地不完全修復(fù)的病理進(jìn)程，從而造成氣道不可逆性狹窄和持續(xù)高反應(yīng)性，導(dǎo)致氣流阻塞及哮喘反復(fù)發(fā)作，其主要病理機(jī)制是細(xì)胞外基質(zhì)的降解和沉積失衡、平滑肌的重建、微血管異常增生、黏液分泌增多[5]。且相關(guān)研究指出氣道重塑可存在于哮喘患兒早期[17]。金屬蛋白酶家族是一類廣泛存在的鈣、鋅依賴的內(nèi)聯(lián)肽，是代謝基質(zhì)成分和組織修復(fù)生理過程中所必需的酶，而MMP-9是金屬蛋白酶家族中重要成員，是氣道重塑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。MMP-9由中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞合成，主要通過降解細(xì)胞外基質(zhì)、破壞基底膜，參與氣道重塑[18]。哮喘患兒炎癥因子浸潤，釋放大量MMP-9。相關(guān)研究表明氣道重塑與MMP-9水平升高有關(guān)，MMP-9水平與肺功能下降程度呈正比，與哮喘癥狀的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[19]。Barbaro等也指出MMP-9水平隨哮喘及氣道重塑程度加重而升高，并在哮喘急性發(fā)作時進(jìn)一步表達(dá)[20]?？傊琈MP-9可作為評估支氣管哮喘炎癥反應(yīng)和氣道重塑的重要指標(biāo)[21-22]?；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)是 MMP-9的特異性抑制劑。TIMP-1隨MMP-9的升高而升高。TIMP-1抑制MMP-9降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)其氣道沉積，導(dǎo)致氣道重塑[23]。哮喘發(fā)作時MMP-9、TIMP-1均升高，病情越重，升高越明顯，MMP-9/TIMP-1平衡調(diào)節(jié)著細(xì)胞外基質(zhì)的降解、氣道平滑肌重建的過程。本文兩組患兒哮喘急性發(fā)作期MMP-9、TIMP-1水平均升高，隨著哮喘的有效控制MMP-9、TIMP-1 水平均出現(xiàn)不同程度的下降，減輕了氣道炎癥反應(yīng)及氣道重塑現(xiàn)象。

布地奈德具有高效局部抗炎作用。吸入布地奈德混懸液后約40%～60%的藥物可直接作用于喉、氣管及肺部，結(jié)合氣道上皮細(xì)胞胞漿或胞膜激素受體，影響花生四烯酸的代謝和前列腺素及白三烯的合成，抑制嗜酸性粒細(xì)胞的活化和趨化、炎性細(xì)胞因子的合成和分泌[24]，減輕氣道炎癥，改善早期氣道重塑。隨著對支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制研究的深入，維生素D作為輔助治療兒童哮喘的手段日漸受到重視。由于免疫細(xì)胞可表達(dá) 1α-羥化酶和維生素 D 受體，故維生素D與之結(jié)合可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。大量研究證實維生素D，對固有免疫及適應(yīng)性免疫均起著重要作用[25]。Th1/Th2失衡、Th2功能亢進(jìn)及IL-17過度表達(dá)是支氣管哮喘發(fā)生的重要免疫因素。初始和靜止記憶 T 細(xì)胞低水平表達(dá)維生素D受體，維生素D可直接作用于T細(xì)胞，且可通過樹突狀細(xì)胞間接作用于T細(xì)胞，影響Th1、Th2、Th17的分布，改變 T 細(xì)胞表型和功能[26]。維生素D可通過上調(diào)Th1功能、糾正Th1/Th2失衡、減少Th17細(xì)胞反應(yīng)、減少IL-17分泌等方式減輕哮喘患兒氣道炎癥反應(yīng)，參與支氣管哮喘的免疫調(diào)節(jié)。另外維生素D亦可參與平滑肌細(xì)胞基因的調(diào)節(jié)，減慢平滑肌細(xì)胞纖維化[27-28]。相關(guān)實驗說明維生素D可抑制MMP-9 的表達(dá)及活性[29]。維生素D水平與血清MMP-9水平呈負(fù)相關(guān)，低維生素D水平可能促進(jìn)哮喘患兒氣道重塑發(fā)生[30]。本文96例我院就診的支氣管哮喘患兒普遍存在維生素D不足甚至缺乏現(xiàn)象，且重度組哮喘患兒維生素D水平降低更顯著。兩組患兒基礎(chǔ)治療基礎(chǔ)上，A組予霧化吸入布地奈德聯(lián)合口服維生素D治療，B組予單純霧化吸入布地奈德治療，隨訪治療3個月。兩組患兒維生素D水平均得到不同程度升高，A組升高明顯，肺功能均得到改善，IL-17、MMP-9、TIMP-1等炎癥因子均較前下降，但A組肺功能相關(guān)指標(biāo)升高較B組顯著，A組炎癥因子下降較B組明顯，且兩組重度哮喘患兒比較，補(bǔ)充維生素D治療后肺功能改善程度及炎癥指標(biāo)下降情況更明顯，由于本研究樣本量較少，未單獨列出。維生素D水平與IL-17、MMP-9、TIMP-1 呈負(fù)相關(guān)，提示維生素D輔助治療兒童哮喘有效，考慮與補(bǔ)充維生素D減少維生素D缺乏在兒童哮喘中的參與作用有關(guān)。

綜上所述，維生素D參與著支氣管哮喘的發(fā)生、發(fā)展，補(bǔ)充維生素D 有助于減少炎癥因子釋放、減輕氣道重塑、改善肺功能，改變哮喘患兒的病情轉(zhuǎn)歸。但本文樣本少，期待大樣本、多中心的臨床實驗為此做進(jìn)一步的論證，為臨床兒童哮喘的治療提供更多的線索。