慢性阻塞性肺疾病患者血漿丙烯醛的濃度與肺功能的相關(guān)性研究

徐洋海 劉甡

[摘要]目的香煙煙霧及油煙霧中存在高濃度的丙烯醛，會(huì)誘發(fā)慢性阻塞性肺?。–OPD）的發(fā)病，本研究旨在探索 COPD 患者外周血中血漿丙烯醛濃度及其與肺功能的關(guān)系，為 COPD 發(fā)生發(fā)展的病因提供新的研究方向。方法選取2020年11月1日至2021年5月12日就診于佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科門(mén)診及住院部的 COPD 患者118例，按照肺功能 GOLD 分級(jí)分為 GOLD Ⅰ～Ⅳ級(jí)，分別記錄各組患者的香煙煙霧及油煙霧接觸史，檢測(cè)其血漿丙烯醛濃度及肺功能。結(jié)果 COPD 患者血漿丙烯醛濃度與 FEV1占預(yù)計(jì)值百分比（FEV1%）及 FEV1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.898， r=-0.859），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。香煙煙霧接觸史與 FEV1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.792），與 FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.826）;油煙霧接觸史與 FEV1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.388），與 FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.335），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。結(jié)論 COPD 患者香煙煙霧及油煙霧接觸時(shí)間越長(zhǎng)，血漿丙烯醛濃度越高， FEV1%、FEV1/FVC 越低，肺功能損害越嚴(yán)重。

[關(guān)鍵詞]慢性阻塞性肺疾病;肺功能;丙烯醛;相關(guān)性

[中圖分類號(hào)] R181.3; R563.9? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A?? [文章編號(hào)]2095-0616（2022）07-0196-05

Study on the correlation between plasma acrolein concentration and pulmonary function in patients with chronic obstructive pulmonary disease

XU? Yanghai??? LIU? Shen

Department of Respiratory and Critical Care Medicine， the First Affiliated Hospital ofJiamusi University， Heilongjiang， Jiamusi 154000， China

[Abstract] Objective A high concentration of acrolein in cigarette smoke and oil smoke will induce chronic obstructive pulmonary disease （COPD）. The study was intended to explore the relationship between plasma acrolein concentration in peripheral blood and pulmonary function in COPD patients， and to provide a new research direction for the etiology of the occurrence and development of COPD. Methods A total of 118 COPD patients visiting the outpatient and inpatient departments of the Department of Respiratory and Critical Care Medicine of the First Affiliated Hospital of Jiamusi University from November 1， 2020， to May 12， 2021， were enrolled and classified into GOLD Ⅰ-Ⅳ according to the GOLD stages of lung function. The history of cigarette smoke and oil smoke exposure in each group was recorded respectively， and their plasma acrolein concentration and lung function were measured. Results The plasma acrolein concentration of COPD patients was negatively correlated with the percentage of FEV1 in the predicted value （FEV1%） and FEV1/FVC （r=-0.898， r=-0.859）， with statistically significant differences （P <0.05）. The history of cigarette smoke exposure was negatively correlated with FEV1/FVC （r=-0.792） and FEV1%（r=-0.826）， and the history of oil smoke exposure was negatively correlated with FEV1/FVC （r=-0.388） and FEV1%（r=-0.335）， with statistically significant differences （P <0.05）. Conclusion The longer the cigarette smoke exposure and oil smoke exposure， the higher the plasma acrolein concentration， the lower FEV1% and FEV1/FVC， and the more serious the damage of pulmonary function in COPD patients.

[Key words] Chronic obstructive pulmonary disease; Pulmonary function; Acrolein; Correlation

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonarydisease， COPD）是一種常見(jiàn)的、可以預(yù)防和治療的疾病，以持續(xù)呼吸癥狀和氣流受限為特征，與明顯暴露于有毒顆?；驓怏w引起的氣道和/或肺泡異常相關(guān)，該疾病具有可預(yù)見(jiàn)性、多見(jiàn)性[1]。吳明等[2]通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)?0歲以上人群進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)吸煙和油煙暴露是 COPD 發(fā)病的危險(xiǎn)因素，且通過(guò)香煙煙霧及油煙霧的成分分析，發(fā)現(xiàn)兩者存在部分相同的氣體成分，如丙烯醛。該物質(zhì)可能具有損害肺功能的作用，對(duì) COPD 的發(fā)生和發(fā)展起重要的促進(jìn)作用。本研究通過(guò)記錄不同肺功能分級(jí)的 COPD 患者的吸煙史及油煙接觸史，檢測(cè)其血漿中丙烯醛濃度及肺通氣功能水平，探討 COPD 患者外周血中血漿丙烯醛濃度及與肺功能的關(guān)系，為探究 COPD 的發(fā)生發(fā)展提供新的思路。

1資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年11月1日至2021年5月12日就診于佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科門(mén)診及住院部的 COPD 患者135例，剔除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的17例，收集入組病例共118例（男57例，女61例），其中 GOLD 分級(jí)Ⅰ級(jí)28例（男12例，女16例），平均年齡（65.43±12.68）歲; GOLD 分級(jí)Ⅱ級(jí)30例（男19例，女11例），平均年齡（57.43±7.87）歲; GOLD 分級(jí)Ⅲ級(jí)30例（男9例，女21例），平均年齡（61.32±9.13）歲; GOLD 分級(jí)Ⅳ級(jí)30例（男17例，女13例），平均年齡（65.79±6.96）歲，4組患者年齡比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：所有入組患者均以2021年修訂版《慢性阻塞性肺疾病診療指南》[1]為標(biāo)準(zhǔn)，符合慢性阻塞性肺疾病診斷：①有慢性咳嗽、咳痰癥狀，累積時(shí)間超過(guò)2年，每年累記超過(guò)3個(gè)月，伴或不伴胸悶、氣短、呼吸困難;②影像學(xué)資料符合慢性支氣管炎、肺氣腫表現(xiàn);③肺功能提示 FEV1/FVC<0.7，吸入短效β2受體激動(dòng)劑后 FEV1/FVC 仍<0.7。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患其他引起咳嗽、咳痰、胸悶、氣短、呼吸困難等癥狀的疾病，如心衰、肺結(jié)核患者;②長(zhǎng)期從事廚師、化工生產(chǎn)等與丙烯醛接觸相關(guān)職業(yè)的患者;③生命體征不穩(wěn)定，不能配合或存在精神癥狀難以完成采血、肺功能檢測(cè)的患者。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，參與研究者均已簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法

①肺功能檢測(cè)。采用肺功能儀（德國(guó) JAEGER 公司，型號(hào)： Master Screen PFT）對(duì)入組患者進(jìn)行肺通氣功能檢查，重復(fù)測(cè)量2次，取高值，兩次檢查差值應(yīng)小于5%。②血漿丙烯醛濃度的檢測(cè)。采患者清晨空腹安靜狀態(tài)下外周血5 ml，常溫靜置20 min 后，于高速離心機(jī)2000 r/min 離心15 min，取上層澄清血漿1～2 ml，保存于-80℃環(huán)境中。通過(guò) ELISA 法（血漿丙烯醛試劑盒購(gòu)于上海博湖生物科技有限公司）檢測(cè)對(duì)應(yīng)樣本中血漿丙烯醛濃度，并記錄。③香煙煙霧及油煙霧接觸史的采集。采用口頭詢問(wèn)方式采集相關(guān)資料，主要詢問(wèn)患者吸煙年數(shù)、每日吸煙支數(shù)、油煙霧接觸年數(shù)、每日油煙霧接觸時(shí)間，并記錄。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

肺功能分級(jí)： GOLD 分級(jí)Ⅰ級(jí)： FEV1%≥80%; GOLD 分級(jí)Ⅱ級(jí)：50%≤ FEV1%<80%; GOLD 分級(jí)Ⅲ級(jí)：30%≤ FEV1%<50%; GOLD 分級(jí)Ⅳ級(jí)：FEV %<30%。

香煙煙霧接觸史（年支）=吸煙年數(shù)×每日吸煙支數(shù);油煙霧接觸史（年×小時(shí)）=油煙霧接觸年數(shù)×油煙霧接觸每日時(shí)間。香煙煙霧接觸史，包括主動(dòng)吸煙及被動(dòng)吸煙，主動(dòng)吸煙：吸煙時(shí)間連續(xù)且超過(guò)6個(gè)月且每日>5支或吸煙總量>100支，或已戒煙患者戒煙時(shí)間少于1年復(fù)吸者。被動(dòng)吸煙：不吸煙者每周至少有1天吸入香煙煙霧15 min 以上[3]。油煙霧接觸史：油煙霧接觸史1年指受訪者烹飪時(shí)間累記超過(guò)1 h/d，至少5 d/周且10個(gè)月/年;油煙霧接觸每日時(shí)間即每日烹飪的累積時(shí)間，不足1 h 按1 h 計(jì)算。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究使用 SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，對(duì)所有連續(xù)型變量進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，采用Levene檢驗(yàn)驗(yàn)證方差齊性，正態(tài)分布變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x ± s）表示，多組均數(shù)比較采用方差分析;非正態(tài)分布變量以[M（P25， P75）]表示，采用獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)分析差異，組間兩兩比較采用 Bonferroni 法校正，數(shù)據(jù)根據(jù)正態(tài)分布情況采用 Spearman 秩相關(guān)分析或 Pearson 法進(jìn)行相關(guān)性分析，以 P <0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 患者一般資料比較

4組患者血漿丙烯醛濃度、香煙煙霧接觸史、油煙霧接觸史比較，以 GOLD 分級(jí)Ⅳ級(jí)組最高，GOLD 分級(jí)Ⅲ、Ⅱ級(jí)組其次，GOLD 分級(jí)Ⅰ級(jí)組最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）;各組患者血漿丙烯醛濃度及香煙煙霧接觸史兩兩比較，除 GOLD 分級(jí)Ⅰ與Ⅱ級(jí)組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P >0.05），其余各組兩兩間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。各組患者油煙霧接觸史兩兩比較，GOLD 分級(jí)Ⅰ與Ⅳ級(jí)組、GOLD 分級(jí)Ⅱ與Ⅳ級(jí)組組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）;余各組間兩兩比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P >0.05）。各組患者 FEV1%、FEV1/FVC 比較，以 GOLD 分級(jí)Ⅰ級(jí)組最高， GOLD 分級(jí)Ⅱ、Ⅲ級(jí)組其次，GOLD 分級(jí)Ⅳ級(jí)組最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。4組患者兩兩比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。見(jiàn)表1。

2.2 血漿丙烯醛與肺功能FEV1%、FEV1/FVC的相關(guān)性分析

血漿丙烯醛濃度與 FEV 1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.859），血漿丙烯醛濃度與 FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.898），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。見(jiàn)圖1～2。

2.3 香煙煙霧及油煙霧與FEV1/FVC、FEV1%的相關(guān)性分析

香煙煙霧接觸史與 FEV 1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.792），與 FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.826），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。油煙霧接觸史與 FEV1/FVC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.388），與 FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.335），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。見(jiàn)圖3～6。

3討論

COPD 作為最為常見(jiàn)的一種呼吸道慢性疾病，其發(fā)生和發(fā)展與生物燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣相關(guān)。一項(xiàng)納入280000例非吸煙成人的調(diào)查顯示，使用清潔燃料或使用通風(fēng)爐灶者罹患重大呼吸道疾病、死亡風(fēng)險(xiǎn)較使用固體燃料或者通風(fēng)條件差者更低[4]。吸煙及廚房烹飪產(chǎn)生的煙霧作為日常生活中最容易接觸的生物煙霧之一，其對(duì)呼吸道的損傷是很嚴(yán)重的。有證據(jù)證實(shí)血液循環(huán)中高丙烯醛濃度促進(jìn)了 COPD 的發(fā)生[5]。因此通過(guò)檢測(cè)油煙及香煙煙霧里的丙烯醛濃度來(lái)評(píng)估這些物質(zhì)對(duì)于呼吸道的損害作用具有重大意義。

香煙煙霧及油煙霧作為生活中大眾最易接觸的環(huán)境廢氣，對(duì)我們的生命健康產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅。它們具有刺激性氣味，不僅會(huì)直接引起氣道收縮，還會(huì)刺激呼吸道上皮細(xì)胞分泌黏液造成呼吸道的堵塞，引起嗆咳、流淚、呼吸困難等諸多呼吸道癥狀;不僅如此，其還是眾多呼吸道疾病（如哮喘、COPD）發(fā)生發(fā)展的重要誘因[6]。產(chǎn)生這種損害的原因主要與其中含有的氣體成分密切相關(guān)。丙烯醛作為與一氧化碳、尼古丁齊名的香煙煙霧的三大主要成分之一為大眾熟知。Antus等[7]研究發(fā)現(xiàn)有香煙煙霧接觸的 COPD 患者呼出氣冷凝液和誘導(dǎo)痰中丙烯醛的濃度高于健康非吸煙者。同時(shí)有研究證實(shí)吸煙者完全吸入一支香煙的煙霧后，肺上皮細(xì)胞內(nèi)液中丙烯醛的濃度會(huì)達(dá)到約80 ng/ml，很接近 COPD 患者呼出氣中的丙烯醛濃度[8]。而30 m3房間內(nèi)10支香煙所產(chǎn)生的丙烯醛濃度可達(dá)到230 g/m3，是大氣中檢測(cè)到的正常丙烯醛濃度的600～26000倍?？紤]到檢測(cè)儀器敏感度的差別，實(shí)際測(cè)得值可能更高[9]。盡管如此，仍有部分香煙煙霧接觸時(shí)間不長(zhǎng)的患者丙烯醛濃度高于接觸時(shí)間長(zhǎng)的患者，考慮這可能與香煙煙霧接觸方式、接觸環(huán)境通風(fēng)情況、香煙煙霧種類及患者基礎(chǔ)氣道情況相關(guān)，期待得到后續(xù)的研究證實(shí)。另一方面，油煙霧中也富含丙烯醛，周江喜等[10]采用熱脫附氣相色譜-質(zhì)譜分析了油煙霧的有機(jī)成分，結(jié)果顯示丙烯醛、辛酮、辛醛為油煙霧的主要污染物。這也能解釋為什么許多沒(méi)有香煙煙霧接觸史的女性患者罹患 COPD。本研究發(fā)現(xiàn)有油煙霧接觸史的 COPD 患者，其血漿丙烯醛的濃度高于無(wú)接觸史的 COPD 患者。盡管兩者差別并不大，但是考慮到各個(gè)家庭廚房烹飪通風(fēng)環(huán)境、燃料不同，其產(chǎn)生的丙烯醛濃度也不盡相同;且不同的食材、不同的烹飪方式、不同的油溫對(duì)產(chǎn)生的丙烯醛濃度也會(huì)造成不同影響。同時(shí)，由于參與日常烹飪的人多為女性，油煙霧接觸機(jī)會(huì)高于男性，這也導(dǎo)致了女性患者的高 COPD 發(fā)病率。

本研究發(fā)現(xiàn)隨著 COPD 患者香煙煙霧及油煙霧接觸的增多，血漿丙烯醛濃度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，同時(shí)肺功能 FEV1/FVC、FEV1%逐漸減低，提示丙烯醛接觸會(huì)損傷肺通氣功能，盡管部分組間差異不顯著，但考慮到對(duì)血漿丙烯醛濃度影響因素眾多，該結(jié)果的出現(xiàn)也不足為奇。眾所周知，香煙煙霧的接觸是 COPD 的重要危險(xiǎn)因素，隨著香煙煙霧接觸時(shí)間的增加，COPD 患者肺功能損害是逐漸增強(qiáng)的。而吳明等[2，11]的流行病學(xué)調(diào)查顯示存在油煙霧接觸的 COPD 患者 FEV1%及 FEV1/FVC 也顯著低于無(wú)油煙霧接觸的患者。這提示香煙煙霧與油煙霧會(huì)對(duì)肺功能造成損害，且這可能與丙烯醛接觸具有重要關(guān)系。原因可能有以下這些方面：首先，丙烯醛的暴露會(huì)激活的 Ca2+滲透性瞬時(shí)受體電位陽(yáng)離子通道 A1信號(hào)導(dǎo)致肺上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激和炎癥，引起慢性咳嗽和氣道炎癥，促進(jìn) COPD 發(fā)展[12]。同時(shí)，丙烯醛的暴露會(huì)激活基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP 9、 MMP 12和 MMP 14），并通過(guò) EGFR 信號(hào)調(diào)節(jié)促進(jìn)氣道黏蛋白的產(chǎn)生，引起呼吸道阻力增加;另一方面丙烯醛的暴露也會(huì)誘導(dǎo) CD8+T 細(xì)胞分泌趨化因子配體10，誘導(dǎo) MMP 12的產(chǎn)生，導(dǎo)致支氣管內(nèi)彈性蛋白降解，進(jìn)一步加重肺氣腫[13]。Moretto 等[14] 的病理研究中證實(shí)丙烯醛激活了肺細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，其與生物親核物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)和 DNA 的修飾以及抗氧化劑防御能力的喪失，改變了細(xì)胞信號(hào)和基因轉(zhuǎn)錄及翻譯，誘導(dǎo)黏液高分泌，損傷氣道上皮細(xì)胞，促進(jìn) COPD 的發(fā)生。另外 Randall 等[15]的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丙烯醛會(huì)顯著抑制巨噬細(xì)胞核內(nèi)的組蛋白去乙?；?，影響糖皮質(zhì)激素抗炎作用，導(dǎo)致 COPD 的控制不良。因此，減少香煙煙霧及油煙霧的接觸，有助于減少丙烯醛的接觸，對(duì)于 COPD 的預(yù)防具有重要意義。

綜上所述， COPD 患者香煙煙霧及油煙霧接觸時(shí)間越長(zhǎng)，血漿丙烯醛濃度越高， FEV1%、FEV1/FVC 越低，肺功能損害越嚴(yán)重。

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（收稿日期：2021-10-09）