酪酸梭菌活菌散對(duì)支氣管哮喘患兒輔助性T 細(xì)胞17、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子和腸道菌群的影響

張 崢

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院兒科，河南 新鄉(xiāng) 453003)

支氣管哮喘是一種呼吸道慢性非特異性炎癥疾病，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與免疫功能異常有關(guān)，有多種炎癥細(xì)胞參與，且受環(huán)境、遺傳因素的影響[1]。支氣管哮喘患兒的主要臨床癥狀為咳嗽、氣喘、胸悶等，清晨、夜間癥狀會(huì)加重，給患兒身心健康和家庭生活帶來了極大影響[2]。當(dāng)前支氣管哮喘的臨床治療仍以糖皮質(zhì)激素類、茶堿類藥物為主，但是長期服用藥物對(duì)兒童生長及發(fā)育有不良影響[3-4]。近年來，有專家指出腸道菌群與支氣管哮喘存在相關(guān)性，腸道菌群失調(diào)會(huì)對(duì)免疫功能造成影響，幼兒期正是體內(nèi)微生物群建立的重要時(shí)期，免疫機(jī)制尚未完善，體內(nèi)菌群失調(diào)則會(huì)誘發(fā)一系列的免疫功能異常疾病[5]。酪酸梭菌是一種有益菌，該菌群可以調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡，進(jìn)入腸道后可促進(jìn)其他有益菌快速繁殖[6-7]。本研究旨在探討酪酸梭菌活菌散對(duì)支氣管哮喘患兒輔助性T 細(xì)胞(helper T cell,Th)17、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Tr)及其相關(guān)細(xì)胞因子與腸道菌群的影響，為兒童支氣管哮喘的治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇2018年3月至2020年6月新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院兒科收治的支氣管哮喘患兒為研究對(duì)象。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡<11歲；(2)符合兒童支氣管哮喘慢性持續(xù)期診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]；(3)入組前4周內(nèi)無糖皮質(zhì)激素、抗生素應(yīng)用史；(4)患兒治療依從性良好。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并先天性呼吸道結(jié)構(gòu)異常；(2)合并其他呼吸系統(tǒng)疾病、嚴(yán)重傳染性疾?。?3)對(duì)本研究所用藥物過敏；(4)合并先天性免疫缺陷病及嚴(yán)重的心、腦、肝、腎疾病。本研究共納入支氣管哮喘患兒97例，根據(jù)治療方法將患兒分為觀察組和對(duì)照組。觀察組49例，男24例，女25例；年齡3～10(6.34±1.37)歲；支氣管哮喘病程5個(gè)月至5 a，平均病程(3.58±0.57)a；支氣管哮喘輕度持續(xù)25例，支氣管哮喘中度持續(xù)24例。對(duì)照組48例，男23例，女25例；年齡3～9(6.15±1.28)歲；支氣管哮喘病程6個(gè)月至5 a，平均病程(3.69±0.45)a；支氣管哮喘輕度持續(xù)27例，支氣管哮喘中度持續(xù)21例。2組患兒的性別、年齡、病程、病情程度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有患兒監(jiān)護(hù)人簽署知情同意書。

1.2 治療方法對(duì)照組患兒給予吸入用布地奈德混懸液(英國AstraZeneca公司，國藥準(zhǔn)字H20140474)霧化吸入，每日2次，治療2個(gè)月，第1個(gè)月每次劑量1 mg，第2個(gè)月每次劑量0.5 mg；吸入用異丙托溴銨溶液(德國勃林格殷格翰藥業(yè)有限公司，進(jìn)口藥品注冊(cè)證號(hào)JX20100100)0.125 mg，霧化吸入，每日1次，治療2個(gè)月；孟魯司特鈉顆粒(長春海悅藥業(yè)股份有限公司，國藥準(zhǔn)字H20183273)4 mg，溫水沖服，每日1次，治療2個(gè)月。在對(duì)照組治療基礎(chǔ)上，觀察組患兒給予酪酸梭菌活菌散(青島東海藥業(yè)有限公司，國藥準(zhǔn)字S20040088)輔助治療，3歲以上兒童每次1袋，溫開水沖服，每日2～3次，治療2個(gè)月。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 Th17細(xì)胞和Tr細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子水平分別于治療前及治療后采集2組患兒晨起空腹外周靜脈血2 mL置于抗凝管，應(yīng)用流式細(xì)胞儀(美國Thermo公司)檢測(cè)Th17細(xì)胞和Tr細(xì)胞水平，并計(jì)算Th17細(xì)胞與Tr細(xì)胞的比值(Th17/Tr)。另采集外周靜脈血2 mL，3 000 r·min-1離心10 min，取上層血清，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血清中白細(xì)胞介素-17(interleukin-17,IL-17)、白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)水平，試劑盒購自美國Thermo公司，嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.3.2 肺功能分別于治療前及治療后使用兒童肺功能儀(德國Jaeger公司)檢測(cè)2組患兒第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)、FEV1/用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、呼氣流量峰值(peak expiratory flow,PEF)日變異率。

1.3.3 腸道菌群分別于治療前及治療后收集患兒新鮮糞便于無菌平皿中，生理鹽水稀釋至1×10-8，厭氧環(huán)境下培養(yǎng)2～3 d，計(jì)算無菌平皿中的菌落數(shù)，包括乳酸桿菌、酪酸梭菌、大腸桿菌、糞腸球菌等，檢測(cè)結(jié)果以每克糞便濕重中菌落形成單位CFU的對(duì)數(shù)值表示，即lg CFU·g-1。

1.3.4 臨床療效治療后評(píng)估2組患兒臨床療效。完全控制：患兒咳嗽、咳痰、呼吸道不適等癥狀完全緩解，F(xiàn)EV1占預(yù)計(jì)值百分比升高>35%；顯效：患兒咳嗽、咳痰、呼吸道不適等癥狀明顯改善，F(xiàn)EV1占預(yù)計(jì)值百分比升高>25%～35%；有效：患兒咳嗽、咳痰、呼吸道不適等癥狀減輕，F(xiàn)EV1占預(yù)計(jì)值百分比升高15%～25%；無效：患兒咳嗽、咳痰、呼吸道不適等癥狀無明顯改善，甚至加重[9]?？傆行?(完全控制例數(shù)+顯效例數(shù)+有效例數(shù))/總例數(shù)×100%。

1.3.5 哮喘急性發(fā)作次數(shù)和不良反應(yīng)所有患兒治療后隨訪2個(gè)月，記錄患兒每月哮喘急性發(fā)作次數(shù)及不良反應(yīng)發(fā)生情況。

2 結(jié)果

2.1 2組患兒Th17/Tr及血清IL-17、IL-10水平比較結(jié)果見表1。治療前2組患兒Th17/Tr及血清IL-17、IL-10水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與治療前比較，治療后2組患兒Th17/Tr、血清IL-17水平顯著降低，血清IL-10水平顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療后，觀察組患兒Th17/Tr和血清IL-17水平顯著低于對(duì)照組，血清IL-10水平顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 2組患兒Th17/Tr及血清IL-17、IL-10水平比較

2.2 2組患兒肺功能比較結(jié)果見表2。治療前2組患兒FEV1、FEV1/FVC、PEF日變異率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與治療前比較，治療后2組患兒FEV1、FEV1/FVC顯著升高，PEF日變異率顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療后，觀察組患兒FEV1、FEV1/FVC顯著高于對(duì)照組，PEF日變異率顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 2組患兒FEV1、FEV1/FVC及PEF日變異率比較

2.3 2組患兒腸道菌落數(shù)比較結(jié)果見表3。治療前2組患兒糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌、大腸桿菌、糞腸球菌的菌落數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。對(duì)照組患兒治療前后糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌、大腸桿菌、糞腸球菌的菌落數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。觀察組患兒治療后糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌的菌落數(shù)顯著多于治療前，大腸桿菌的菌落數(shù)顯著少于治療前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；觀察組患兒治療前后糞便中糞腸球菌的菌落數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后，觀察組患兒糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌的菌落數(shù)顯著多于對(duì)照組，大腸桿菌的菌落數(shù)顯著少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；治療后2組患兒糞便中糞腸球菌的菌落數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表3 2組患兒糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌、大腸桿菌、糞腸球菌的菌落數(shù)比較

2.4 2組患者臨床療效比較觀察組患兒完全控制19例，顯效21例，有效7例，無效2例，總有效率為95.91%(47/49)；對(duì)照組患兒完全控制12例，顯效16例，有效11例，無效9例，總有效率為81.25%(39/48)；觀察組患兒治療總有效率顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.189，P<0.05)。

2.5 2組患兒哮喘急性發(fā)作次數(shù)及不良反應(yīng)比較所有患兒治療后隨訪2個(gè)月，觀察組和對(duì)照組患兒每月哮喘急性發(fā)作次數(shù)分別為(0.42±0.24)、(0.84±0.33)次，觀察組患兒每月哮喘急性發(fā)作次數(shù)顯著少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=7.156，P<0.05)。治療期間2組患兒均無明顯不良反應(yīng)發(fā)生。

3 討論

支氣管哮喘是兒童常見疾病之一，是以氣道慢性炎癥和氣道高反應(yīng)性為特征的呼吸系統(tǒng)疾病[10]。兒童支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，免疫功能異常是哮喘的主要發(fā)病原因之一。目前，臨床治療兒童支氣管哮喘一般以糖皮質(zhì)激素類、茶堿類藥物為主，但長期使用會(huì)產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)[11]。益生菌對(duì)患者的免疫、抗炎機(jī)制均能起到改善作用，其可以通過促進(jìn)細(xì)胞因子生成來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，而免疫耐受和腸道免疫平衡是由腸道微生物和免疫反應(yīng)的相互影響來調(diào)節(jié)[12]。酪酸梭菌作為革蘭陽性厭氧菌，是正常的腸道菌之一，其補(bǔ)充制劑可以耐受胃酸進(jìn)入腸道，促進(jìn)酪酸梭菌等有益菌生長，抑制腸道有害菌，還可以產(chǎn)生蛋白酶和維生素等物質(zhì)，有利于機(jī)體營養(yǎng)吸收、消化，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。有研究顯示，酪酸梭菌顯著減少會(huì)導(dǎo)致肺部炎癥反應(yīng)加劇，增加兒童呼吸道疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[13]。

Th細(xì)胞介導(dǎo)的免疫機(jī)制參與多種呼吸道疾病的發(fā)生，CD4+T細(xì)胞是人體免疫細(xì)胞指揮中樞，因?yàn)椴煌?xì)胞效應(yīng)因子的作用，分化成Thl、Th2、Th17細(xì)胞和Tr細(xì)胞。Th1細(xì)胞分泌的各種因子對(duì)抑制氣道炎癥和減少組織損傷效果顯著，Th2細(xì)胞分泌的炎癥因子則可引發(fā)呼吸道炎癥，Th1/Th2失衡學(xué)說一直作為哮喘發(fā)病機(jī)制的經(jīng)典學(xué)說，但近年來有研究顯示，Th17/Tr失衡也在哮喘發(fā)病中扮演重要角色[14]。

炎癥因子IL-17由Th17細(xì)胞分泌，可以通過誘導(dǎo)釋放促炎因子和促中性粒細(xì)胞的生長因子來參與炎癥反應(yīng)，是促進(jìn)氣道炎癥反應(yīng)、導(dǎo)致氣道重構(gòu)的重要因素[15]。IL-10是一種多細(xì)胞源、多功能的細(xì)胞因子，可調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長與分化，參與炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)，是公認(rèn)的炎癥與免疫抑制因子。LIU等[16]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，補(bǔ)充酪酸梭菌制劑可以促進(jìn)IL-10 生成，抑制炎癥反應(yīng)。HAGIHARA等[17]研究顯示，酪酸梭菌制劑可以誘導(dǎo)Tr細(xì)胞生成，參與調(diào)節(jié)免疫功能，支氣管哮喘癥狀嚴(yán)重程度與Th17/Tr失衡密切相關(guān)。酪酸梭菌可以分泌短鏈脂肪酸、抗菌肽和丁酸梭菌素等物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗菌能力，可以抑制炎癥反應(yīng)，并調(diào)節(jié)免疫耐受。本研究結(jié)果顯示，治療后2組患兒Th17/Tr、血清IL-17水平顯著降低，血清IL-10水平顯著升高；且觀察組患兒Th17/Tr和血清IL-17水平顯著低于對(duì)照組，血清IL-10水平顯著高于對(duì)照組；提示酪酸梭菌活菌散可以有效調(diào)節(jié)Th17/Tr平衡，改善支氣管哮喘患兒的免疫功能，抑制炎癥反應(yīng)。

FEV1、FEV1/FVC、PEF日變異率是評(píng)價(jià)哮喘發(fā)作嚴(yán)重程度的指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，治療后2組患兒FEV1、FEV1/FVC顯著升高，PEF日變異率顯著降低；且觀察組患兒FEV1、FEV1/FVC顯著高于對(duì)照組，PEF日變異率顯著低于對(duì)照組；提示酪酸梭菌活菌散可以提高支氣管哮喘患兒的免疫功能，改善肺功能，緩解支氣管哮喘癥狀。一項(xiàng)關(guān)于酪酸梭菌用于防治哮喘的產(chǎn)品專利指出，口服酪酸梭菌制劑可以顯著減少哮喘小鼠氣道黏液分泌，發(fā)揮抗哮喘作用[18]。

腸道菌群包括益生菌、條件致病菌和致病菌，正常情況下，腸道菌群處于一種動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，一旦發(fā)生菌群失調(diào)，則可引起多種疾病的發(fā)生。正常的腸道菌群對(duì)肺部疾病有積極作用，腸道菌群的紊亂與支氣管哮喘等免疫相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[19]。本研究結(jié)果顯示，治療后觀察組患兒糞便中乳酸桿菌、酪酸梭菌的菌落數(shù)顯著多于對(duì)照組，大腸桿菌的菌落數(shù)顯著少于對(duì)照組，而2組患兒糞便中糞腸球菌的菌落數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；提示酪酸梭菌活菌散可以有效增加支氣管哮喘患兒腸道有益菌數(shù)量，抑制致病菌生長，維持腸道菌群平衡，改善腸道免疫穩(wěn)態(tài)。本研究結(jié)果顯示，觀察組患兒治療總有效率顯著高于對(duì)照組，2組患兒均無明顯不良反應(yīng)發(fā)生；治療后2個(gè)月，觀察組患兒每月哮喘急性發(fā)作次數(shù)顯著少于對(duì)照組；提示酪酸梭菌活菌散可以有效改善支氣管哮喘患兒的臨床癥狀，且具有良好的安全性。

綜上所述，酪酸梭菌活菌散可以有效調(diào)節(jié)支氣管哮喘患兒Th17/Tr免疫平衡和腸道菌群平衡，抑制炎癥反應(yīng)，緩解支氣管哮喘臨床癥狀，改善肺功能。