SOCS5基因多態(tài)性與哮喘患兒治療效果及肺功能的關(guān)系研究

王明偉,王善濤,房有福

濰坊市益都中心醫(yī)院:1.兒內(nèi)科;2.脊柱創(chuàng)傷骨科,山東濰坊 262500

支氣管哮喘(簡(jiǎn)稱哮喘)是由肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、氣道上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等多種細(xì)胞及細(xì)胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病[1-2]。哮喘多發(fā)于兒童,患兒常伴有反復(fù)發(fā)作性喘息、咳嗽、胸悶等癥狀,隨著病情加重,可出現(xiàn)氣道重塑,造成肺功能降低、氣道高反應(yīng)持續(xù)存在、不可逆性氣流阻塞等[3-4]。目前,臨床常采取長(zhǎng)效β2受體激動(dòng)劑、糖皮質(zhì)激素、支氣管舒張劑等藥物治療,均有利于緩解氣道炎癥,降低氣道反應(yīng)性,改善肺功能,但其療效存在明顯的個(gè)體差異[5]。有研究發(fā)現(xiàn),70%哮喘患兒經(jīng)長(zhǎng)效β2受體激動(dòng)劑、糖皮質(zhì)激素等治療后的治療反應(yīng)與遺傳因素有關(guān)[6]。全球哮喘防治創(chuàng)議于2014年,將哮喘納入“異質(zhì)性疾病”范疇,認(rèn)為在哮喘的發(fā)生、發(fā)展中,多基因遺傳因素發(fā)揮重要作用[7]。因此,尋找治療哮喘反應(yīng)性藥物的遺傳標(biāo)記在提升療效、改善肺功能中尤為關(guān)鍵。細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子5(SOCS5)在介導(dǎo)哮喘氣道炎癥及高反應(yīng)性、輔助性T細(xì)胞(Th)1/Th2類細(xì)胞失衡中具有重要意義,但臨床上關(guān)于SOCS5基因多態(tài)性與哮喘患兒的療效、肺功能關(guān)系的研究較少[8]。本研究以哮喘患兒為觀察對(duì)象,分析SOCS5基因多態(tài)性與哮喘患兒接受長(zhǎng)效β2受體激動(dòng)劑治療3個(gè)月后療效及肺功能的關(guān)系,旨在為哮喘個(gè)體化臨床治療提供用藥指導(dǎo)方案及藥物遺傳學(xué)標(biāo)記。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年3月至2022年3月就診于本院的80例哮喘患兒作為哮喘組,納入標(biāo)準(zhǔn):符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[9]中的診斷標(biāo)準(zhǔn);年齡4～12歲;入組前4周內(nèi)無(wú)糖皮質(zhì)激素用藥史。排除標(biāo)準(zhǔn):伴有免疫系統(tǒng)疾病、感染性疾病、呼吸衰竭、支氣管擴(kuò)張、肺氣腫、上氣道機(jī)械性阻塞、先天性心臟病、肺結(jié)核;近4周內(nèi)有呼吸道感染病史;有長(zhǎng)效β2受體激動(dòng)劑禁忌證;對(duì)本研究用藥過(guò)敏。另選取同期在本院行健康體檢的80例健康兒童作為健康組,均無(wú)哮喘或其他過(guò)敏性疾病。哮喘組男48例,女32例;年齡4～12歲,平均(7.52±1.37)歲;體質(zhì)量指數(shù)(22.13±1.52)kg/m2;病程5個(gè)月至5年,平均(2.95±0.75)年。健康組男50例,女30例;年齡4～12歲,平均(6.98±1.58)歲;體質(zhì)量指數(shù)(22.64±1.39)kg/m2。兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),患兒家屬自愿簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1治療方法 哮喘組給予吸入性沙美特羅替卡松干粉劑(規(guī)格:每吸50 μg沙美特羅和250 μg丙酸氟替卡松,生產(chǎn)廠家:Laboratoire GlaxoSmithKline,批準(zhǔn)文號(hào):國(guó)藥準(zhǔn)字H20150324),1吸/次,2次/天。根據(jù)患兒病情給予硫酸沙丁胺醇吸入氣霧劑(規(guī)格:100 微克/撳,200撳/瓶,生產(chǎn)廠家:山東京衛(wèi)制藥有限公司,批準(zhǔn)文號(hào):國(guó)藥準(zhǔn)字H20113348)治療,以減輕患兒急性發(fā)作期癥狀,急性發(fā)作期后停用。共治療3個(gè)月。

1.2.2基因多態(tài)性檢測(cè) 采集所有受檢者5 mL外周靜脈血(健康組于體檢當(dāng)天采集,哮喘組于治療前1 d采集),采用乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝,離心20 min(轉(zhuǎn)速為3 000 r/min),分離血細(xì)胞及血清,采用全血基因組DNA小量提取試劑盒(購(gòu)自廣州博翀生物科技有限公司)提取血細(xì)胞中DNA,通過(guò)紫外分光光度法(試劑盒購(gòu)自上海梵態(tài)生物科技有限公司)測(cè)定DNA純度、濃度。PCR反應(yīng)總體系為25 μL。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性3 min,95 ℃變性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸60 s,共39個(gè)循環(huán)。PCR擴(kuò)增及延伸引物由Array Designer軟件設(shè)計(jì),由上海生工生物工程有限公司合成并提供。通過(guò)單核苷酸多態(tài)性(SNP)基因分型檢測(cè)試劑盒(購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司)對(duì)SOCS5基因rs6737848、rs41379147、rs3768721位點(diǎn)的基因多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.3療效評(píng)估 參考《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[9]制訂療效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn):治療3個(gè)月后,無(wú)日間癥狀、夜間憋醒或咳嗽等癥狀為完全緩解;哮喘偶爾輕度發(fā)作,肺部無(wú)細(xì)濕啰音和哮鳴音為良好控制;臨床癥狀部分消失,哮喘發(fā)作次數(shù)減少,肺部有輕微細(xì)濕啰音和哮鳴音為部分控制;臨床癥狀、哮喘發(fā)作次數(shù)未見明顯緩解,肺部有明顯細(xì)濕啰音和哮鳴音為療效不良。療效良好=完全緩解+良好控制+部分控制。

1.2.4肺功能 通過(guò)全自動(dòng)肺功能檢測(cè)儀(型號(hào):HI-801型,生產(chǎn)廠家:日本捷斯特公司)測(cè)定患兒治療前、治療3個(gè)月后的用力呼氣肺活量(FVC)、第1 s用力呼氣容積(FEV1),并計(jì)算FEV1/FVC比值。同時(shí)采用全自動(dòng)峰速儀[型號(hào):PEF-3型,生產(chǎn)廠家:春妙(上海)醫(yī)療器械有限公司]測(cè)定最大呼氣流量(PEF)。

2 結(jié) 果

2.1兩組SOCS5基因不同位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較 經(jīng)驗(yàn)證,兩組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)、rs41379147位點(diǎn)、rs3768721位點(diǎn)的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律,樣本資料具有群體代表性。哮喘組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶C等位基因、CC基因型頻率高于健康組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);但兩組SOCS5基因rs41379147位點(diǎn)、rs3768721位點(diǎn)攜帶等位基因與基因型分布比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1～3。

表1 兩組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表2 兩組SOCS5基因rs41379147位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表3 兩組SOCS5基因rs3768721位點(diǎn)等位基因與基因型分布[n(%)]

2.2哮喘組不同療效SOCS5基因不同位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較 根據(jù)治療結(jié)果,哮喘組患者被分為療效良好組(52例)和療效不良組(28例)。療效不良組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶C等位基因、CC基因頻率高于療效良好組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);但兩組SOCS5基因rs41379147位點(diǎn)、rs3768721位點(diǎn)攜帶等位基因與基因型分布比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4～6。

表4 哮喘組不同療效SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表5 哮喘組不同療效SOCS5基因rs41379147位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表6 兩組SOCS5基因rs3768721位點(diǎn)等位基因與基因型分布比較[n(%)]

2.3SOCS5基因多態(tài)性對(duì)哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)及療效影響的Logistic回歸分析 以是否哮喘發(fā)病(是=1,否=0)、療效(療效不良=1,療效良好=0)作為自變量。將表1～6中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)進(jìn)行賦值:SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶CC基因型(是=1,否=0),進(jìn)行Logistic回歸,結(jié)果顯示SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶CC基因型是哮喘發(fā)病、哮喘療效不良的危險(xiǎn)因素(P<0.05)。見表7。

表7 SOCS5基因多態(tài)性對(duì)哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)及療效影響的Logistic回歸分析

2.4哮喘組不同SOCS5基因型患兒治療前后肺功能指標(biāo)水平比較 哮喘組攜帶不同SOCS5基因型患兒治療3個(gè)月后的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平均高于同一位點(diǎn)治療前,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);治療3個(gè)月后,哮喘組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶GG基因型患兒的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CG基因型,CG基因型患兒FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CC基因型,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);哮喘組SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點(diǎn)攜帶不同基因型的患兒治療前后FEV1、FEV1/FVC、PEF水平比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表8。

表8 哮喘組不同SOCS5基因型患兒治療前后肺功能指標(biāo)水平比較

3 討 論

哮喘本質(zhì)是一種氣道內(nèi)變態(tài)反應(yīng)性炎癥、細(xì)胞因子異常誘發(fā)的免疫失衡性疾病,即以Th2型免疫反應(yīng)增強(qiáng)、Th1型免疫反應(yīng)減弱為主要表現(xiàn)。因此,積極預(yù)防、調(diào)節(jié)Th1/Th2 反應(yīng)失衡在防治哮喘、抑制氣道高反應(yīng)性及炎癥中尤為關(guān)鍵。

臨床研究發(fā)現(xiàn),由細(xì)胞因子受體介導(dǎo)的JAK-STAT信號(hào)傳導(dǎo)在膠原合成、免疫調(diào)節(jié)、氣道高反應(yīng)性、嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、成纖維細(xì)胞增殖中發(fā)揮重要作用,并通過(guò)介導(dǎo)多種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)而影響Th細(xì)胞分化[10]。而SOCS是JAK-STAT信號(hào)通路負(fù)反饋調(diào)節(jié)的重要分子,其通過(guò)下調(diào)JAK-STAT信號(hào)通路表達(dá)水平,調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞、樹突細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等諸多免疫細(xì)胞的分化、發(fā)育、活化,進(jìn)而對(duì)炎癥因子釋放、表達(dá)產(chǎn)生影響,參與哮喘、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病的發(fā)病。SOCS5位于染色體2p21上,主要表達(dá)于Th1細(xì)胞中,可負(fù)向調(diào)控Th2細(xì)胞分化、正向調(diào)控Th1細(xì)胞分化[11]。SOROKINA等[12]研究發(fā)現(xiàn),哮喘患兒血清中SOCS1、SOCS3、SOCS5水平上調(diào),參與免疫反應(yīng)過(guò)程。SHARMA等[13]研究發(fā)現(xiàn),SOCS5沉默誘導(dǎo)JAK-STAT信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)激活,可促進(jìn)急性T淋巴細(xì)胞性白血病的發(fā)生。SEKI等[14]在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中報(bào)道,SOCS5轉(zhuǎn)基因小鼠可對(duì)白細(xì)胞介素(IL)-4介導(dǎo)的Th2細(xì)胞分化產(chǎn)生抑制作用,表明SOCS5可負(fù)向調(diào)控IL-4依賴的信號(hào)通路。由此可以推測(cè),在Th1分化環(huán)境中誘導(dǎo)的SOCS5在介導(dǎo)哮喘氣道炎癥發(fā)生及調(diào)節(jié)Th1/Th2失衡中具有重要意義。但目前關(guān)于SOCS5基因多態(tài)性是否與哮喘發(fā)生、發(fā)展及療效有關(guān),臨床上尚無(wú)明確定論。

SALTYKOVA等[15]于2013年首次報(bào)道rs6737 848 SOCS5基因與哮喘的相關(guān)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該位點(diǎn)基因多態(tài)性與顯性哮喘模型(OR=0.284,95%CI:0.126～0.638,P=0.02)、假性哮喘模型(OR=0.338,95%CI:0.158～0.723,P=0.05)相關(guān)。本研究中,Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn),攜帶SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)CC基因型是哮喘發(fā)病和療效不良的危險(xiǎn)因素(P<0.05),攜帶CC基因型患兒的哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加4.222倍(95%CI:1.965～9.071)、療效不良風(fēng)險(xiǎn)增加6.217倍(95%CI:1.256～30.774),可見SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)多態(tài)性與哮喘發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),臨床應(yīng)將rs6737848位點(diǎn)攜帶CC基因型患兒作為重點(diǎn)篩查對(duì)象。AVERYANOV等[16]針對(duì)50例健康對(duì)照者、59例過(guò)敏性哮喘患者進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)多態(tài)性分布差異明顯,且純合子型是過(guò)敏性哮喘的危險(xiǎn)因素(P<0.05),與本研究結(jié)論基本一致。本研究結(jié)果顯示,哮喘組SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點(diǎn)基因型分布頻率相比健康組未見明顯差異,表明SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點(diǎn)多態(tài)性可能不是哮喘發(fā)生的易感位點(diǎn),但也可能與本研究納入樣本量較少相關(guān),故在下一步的研究中需擴(kuò)大樣本量以驗(yàn)證本研究結(jié)論。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),治療3個(gè)月后,哮喘組SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)攜帶GG基因型患兒的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CG基因型,攜帶CG基因型患兒FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CC基因型,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),提示rs6737848位點(diǎn)C→G基因型突變可能對(duì)哮喘患兒的肺功能具有保護(hù)作用,在沙美特羅替卡松干粉劑治療中可獲益。而rs41379147、rs3768721位點(diǎn)的基因突變與哮喘患兒療效、肺功能無(wú)明顯相關(guān)性(P>0.05)。

綜上所述,SOCS5基因rs6737848位點(diǎn)多態(tài)性與哮喘發(fā)生、療效及肺功能密切相關(guān),其中rs6737848位點(diǎn)攜帶CC基因型可增加哮喘發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、降低療效。但本研究尚存在一定不足,如觀察時(shí)間較短、樣本量較小且來(lái)源單一,且研究樣本的遺傳背景不同可能影響結(jié)果,故在隨后的研究中應(yīng)延長(zhǎng)觀察時(shí)間、擴(kuò)大樣本量及來(lái)源范圍,并從基因功能方面進(jìn)一步探討SOCS5基因多態(tài)性與哮喘的相關(guān)性。