高齡慢性阻塞性肺疾病患者高濃度氫氣吸入對(duì)TLR4/My D88 通路及下游炎性因子的影響及臨床意義

王鳳立 宋展 王曉晟 朱紅

（1 天津醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)系,天津 300070;2 滄州市中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科一科）

慢性阻塞性肺?。–OPD）是一種具有高發(fā)病率和高死亡率的慢性長(zhǎng)期性呼吸道疾病，隨著生活水平提高和作息習(xí)慣改變發(fā)病率和死亡率呈逐年上升狀態(tài)〔1〕。該病常見(jiàn)臨床癥狀為咳嗽、哮喘、氣促及呼吸困難等氣道慢性炎癥反應(yīng)，且肺功能呈進(jìn)行性減退，特別是老年患者由于身體各項(xiàng)功能下降、氣道炎癥反應(yīng)加劇，預(yù)后和生活質(zhì)量更差。根據(jù)該病發(fā)病機(jī)制可得，改善機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)可最大程度提高肺部呼吸功能，進(jìn)而加快疾病恢復(fù)。氫氣可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子等毒性自由基，具有強(qiáng)抗氧化作用，近年關(guān)于氫氣吸入治療在COPD中應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道結(jié)果，但一部分研究顯示其對(duì)肺功能、血?dú)庵笜?biāo)的改善無(wú)顯著效果〔2〕，而一部分結(jié)果顯示其可提高肺部功能〔3，4〕。綜合高濃度氫氣吸入治療COPD 療效存在爭(zhēng)議，考慮可能與療效判斷指標(biāo)敏感性不強(qiáng)有關(guān)。最新報(bào)道指出，Toll 樣受體（TLR）4為肺泡巨噬細(xì)胞表面特異性受體，與始動(dòng)髓樣分化因子（My）D88 特異性結(jié)合識(shí)別、激活、轉(zhuǎn)錄細(xì)菌和病毒，使機(jī)體多種炎癥因子大量表達(dá)，啟動(dòng)人體免疫系統(tǒng)以抵抗慢性氣道炎癥〔5〕。研究認(rèn)為，TLR4/My D88通路可通過(guò)自身調(diào)控和介導(dǎo)其下游炎性因子及時(shí)反映機(jī)體免疫應(yīng)答機(jī)制和炎性應(yīng)激反應(yīng)〔6〕。本文旨在探討高濃度氫氣吸入對(duì)COPD 患者TLR4/My D88 通路及下游炎性因子影響及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理會(huì)討論并批準(zhǔn)后，選擇2017 年4 月至2019 年10 月于滄州市中心醫(yī)院確診并治療的高齡COPD 患者296 例，所有受試者對(duì)本研究知情并自愿簽署入組同意書(shū)。納入標(biāo)準(zhǔn):①由醫(yī)院臨床醫(yī)師聯(lián)合臨床表現(xiàn)、血清學(xué)指標(biāo)檢查和肺功能檢查首次確診為COPD，且符合《慢性阻塞性肺疾病診療規(guī)范（2011 年版）》〔7〕；②年齡65～75 歲；③輕中度COPD；④入院前半個(gè)月無(wú)激素或免疫抑制類(lèi)藥物使用史；⑤一般生命體征較好，不需要持續(xù)無(wú)創(chuàng)通氣；⑥未合并COPD 外其他肺部疾病包括哮喘、支氣管擴(kuò)張、肺炎等。排除標(biāo)準(zhǔn):①合并嚴(yán)重心、肝、腎功能疾??；②合并惡性腫瘤；③凝血功能異常；④不識(shí)字，自我認(rèn)知和配合能力差；⑤合并精神疾病或嚴(yán)重溝通障礙；⑥病例資料不齊全。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組（行常規(guī)治療）和研究組（常規(guī)治療結(jié)合高濃度氫氣吸入）各148 例。研究組男88 例、女60 例，年齡67～72 歲，平均（71.25±22.30）歲；對(duì)照組男85 例、女63 例，年齡69～74歲，平均（70.99±22.11）歲；兩組基線資料差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 方法 入院后兩組均予抗生素抗感染治療，并予止咳化痰、維持水電解質(zhì)平衡、控制性氧療、解痙平喘等對(duì)癥支持治療；對(duì)照組在常規(guī)治療上吸入33%氧氣，研究組吸入氫氧機(jī)電解純水后含氫體積分?jǐn)?shù)55.5%的氫、氧混合氣體，2 次/d、60 min/次、吸入流量3 L/min，均治療到痊愈或最晚至實(shí)驗(yàn)第14 天。

1.3 觀察指標(biāo) ①采用MSA99 肺功能檢測(cè)儀肺功能檢測(cè)儀（濟(jì)南來(lái)寶醫(yī)療器械有限公司）檢測(cè)用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比（FEV1%）、最高呼氣流速（PEF）。②抽取外周靜脈血20 ml 置于含抗凝劑的一次性真空采血管中，行梯度離心分離單個(gè)核細(xì)胞并達(dá)到細(xì)胞密度至3.0×109/L；將細(xì)胞接種24 孔的細(xì)胞培養(yǎng)板，置入5% CO2、37℃培養(yǎng)箱內(nèi)孵育2 h，取貼壁單核細(xì)胞滴入2% rhGM-CSF 的RPMI1640 培養(yǎng)液中內(nèi)靜置培養(yǎng)12 d 得到單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞；流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞表面TLR4、My D88 值；參照酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）試劑盒（Abcam 公司）說(shuō)明書(shū)，F(xiàn)AITH-1600 全自動(dòng)生化分析儀（杭州中翰盛泰醫(yī)療器械有限公司）測(cè)定上清液中白細(xì)胞介素（IL）-8、腫瘤壞死因子（TNF）-α、高敏C 反應(yīng)蛋白（hs-CRP）水平。③呼吸困難咳嗽咳痰（BCSS）評(píng)分通過(guò)呼吸困難、咳嗽、咳痰3 個(gè)方面分為0～4 分共5 個(gè)層次，各項(xiàng)目分?jǐn)?shù)總和為最終得分，總分12 分，分?jǐn)?shù)越高、COPD臨床癥狀越嚴(yán)重；COPD 評(píng)估測(cè)試（CAT）評(píng)分通過(guò)咳嗽、咳痰、胸悶癥狀、爬坡或上一層樓梯的感覺(jué)、對(duì)日常活動(dòng)的影響、外出情況、睡眠狀況和精力等8 個(gè)方面，分為0～5 分共6 個(gè)層次，量表?xiàng)l目計(jì)分方式獲得總分40 分，分?jǐn)?shù)越高COPD 預(yù)后越差。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS18.0 軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 兩組肺功能指標(biāo)分析 治療前，兩組FVC、FEV1%、PEF 比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；治療后組FVC、FEV1%、PEF 明顯高于治療前（P＜0.05），兩組間FVC、FEV1%、PEF 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組肺功能、外周血指標(biāo)比較(,n=148)

表1 兩組肺功能、外周血指標(biāo)比較(,n=148)

與治療前比較:1）P＜0.05，與對(duì)照組比較:2）P＜0.05，下表同

2.2 兩組外周血指標(biāo)分析 治療前，兩組TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；治療后兩組TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 明顯低于治療前（P＜0.05），且研究組明顯低于對(duì)照組（P＜0.05），見(jiàn)表1。

2.3 研究組治療后TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 相關(guān)性 TLR4、My D88 與其下游炎性因子IL-8（r=0.345、P=0.041，r=0.587、P=0.015）、TNF-α（r=0.445、P=0.032，r=0.648、P=0.001）、hs-CRP（r=0.874、P=0.001，r=0.489、P=0.026）均呈正相關(guān)。

2.4 兩組相關(guān)評(píng)分比較 治療前，兩組BCSS、CAT評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；治療后兩組BCSS、CAT 評(píng)分明顯低于治療前（P＜0.05），且研究組明顯低于對(duì)照組（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組BCSS、CAT 評(píng)分比較(,n=148,分)

表2 兩組BCSS、CAT 評(píng)分比較(,n=148,分)

2.5 TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 與相關(guān)評(píng)分相關(guān)性分析 TLR4（r=0.411、P=0.035，r=0.472、P=0.028）、My D88（r=0.658、P=0.014，r=0.715、P=0.007）、IL-8（r=0.475、P=0.023，r=0.664、P=0.009）、TNF-α（r=0.362、P=0.039，r=0.612、P=0.011）、hs-CRP（r=0.778、P=0.004，r=0.849、P=0.001）與BCSS、CAT 評(píng)分均呈顯著正相關(guān)。

3 討論

老年COPD 患者常伴隨較為嚴(yán)重的氣道炎癥反應(yīng)和氣流受限不可逆，病情進(jìn)展快，易發(fā)展為COPD急性加重期（AECOPD）。近年關(guān)于高濃度氫氣吸入對(duì)COPD 治療效果的報(bào)道較多，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示氫氣治療后的煙熏大鼠呼吸得到改善，且安全性較高、無(wú)不良反應(yīng)產(chǎn)生〔8〕。但高濃度氫氣吸入治療COPD 氫氣目前尚未在臨床中廣泛應(yīng)用，且關(guān)于其療程和濃度的選擇尚存在爭(zhēng)議。任莉莉等〔9〕分別將2%，22%，41.6%，66.7%的氫氣吸入治療COPD大鼠，結(jié)果較濃度為2%的氫氣組其他組大鼠肺功能改善、肺內(nèi)炎癥清除及肺病理改變更優(yōu)，其中41.6%，66.7%氫氣效果最優(yōu)。而He 等〔10〕學(xué)者指出，由于COPD 病情進(jìn)展快，不同時(shí)期患者對(duì)不同濃度氫氣吸入敏感性有所差異，可導(dǎo)致治療效果的不同。且既往多通過(guò)呼吸困難癥狀、肺功能及肺部炎癥判斷改善情況，Horvat 等〔11〕結(jié)合既往多項(xiàng)報(bào)道認(rèn)為常規(guī)肺功能指標(biāo)并不能準(zhǔn)確反映機(jī)體炎癥狀態(tài)，這與氫氣質(zhì)量輕、分子量小、易滲透生物膜等特點(diǎn)有關(guān)，氫氣可快速進(jìn)入機(jī)體組織和氣道中影響肺功能指標(biāo)的變化。

本研究確定將65～75 歲的輕中度COPD 患者作為本次受試者，排除疾病不同時(shí)期和年齡段對(duì)結(jié)果的影響，可提高結(jié)果準(zhǔn)確率。根據(jù)既往報(bào)道〔12，13〕，選擇吸入氫氣濃度為55.5%，該氫氣濃度造成的結(jié)果誤差較小、可信度和可行性較強(qiáng)，由于時(shí)間限制并未對(duì)不同濃度氫氣的作用效果作出進(jìn)一步探討，仍需在今后研究中深入探討。本研究結(jié)果與Gao 等〔2〕研究結(jié)果基本一致。引起該結(jié)果的原因可能與樣本量的選擇或肺功能指標(biāo)敏感性差有關(guān)；另參考Ma 等〔14〕的文獻(xiàn)結(jié)果，氫氣吸入時(shí)間可影響肺內(nèi)炎癥消退、臨床癥狀改善時(shí)間；綜合肺功能指標(biāo)的判斷無(wú)法對(duì)氫氣吸入治療療效進(jìn)行更好的判斷。既往多項(xiàng)研究已證實(shí)TLR4、My D88 與免疫機(jī)制、炎癥狀態(tài)密切相關(guān)〔15，16〕，而COPD 主要病理改變組織為肺泡巨噬細(xì)胞，該細(xì)胞可作用于多種受體因子，其中包括TLR4、My D88 及其下游炎性因子。本研究結(jié)果說(shuō)明氫氣吸入對(duì)改善氧化應(yīng)激反應(yīng)效果更好。氫氣可降低氣體在支氣管樹(shù)中的流速阻力和氣道阻力，直接改善組織缺氧、減輕呼吸困難癥狀。根據(jù)曹靜等〔17〕研究結(jié)果，氫氣可通過(guò)保護(hù)線粒體而抑制細(xì)胞凋亡，本文結(jié)果說(shuō)明氫氣治療具有較高臨床療效，且其總體療效更優(yōu)。同時(shí)也提示肺功能指標(biāo)并不能作為判斷氫氣治療COPD 療效的判斷，臨床判斷中應(yīng)結(jié)合多種炎性因子全面判斷臨床療效。

綜上，高濃度氫氣吸入治療COPD 總體療效高，臨床可通過(guò)檢測(cè)TLR4/My D88 通路及下游炎性因子的變化準(zhǔn)確判斷臨床效果，以及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)疾病進(jìn)展或轉(zhuǎn)歸情況。但由于時(shí)間限制、樣本量小，研究結(jié)果并不能代表全體COPD 患者，仍需設(shè)計(jì)更為嚴(yán)密的、多中心、大樣本的研究，分析多種因素對(duì)COPD 患者轉(zhuǎn)歸的影響。