鴿舍氣溶膠與飼鴿者肺功能變化相關(guān)性分析

買力丹·買買提尼亞孜 袁 紅 楊曉紅

過敏性肺炎 (hypersensitivity pneumonitis, HP) 是一種炎癥性和(或)纖維化彌漫性實(shí)質(zhì)肺病,在易感個(gè)體中反復(fù)和長時(shí)間吸入特定抗原氣溶膠后引起的超敏反應(yīng)所致[1]。飼鴿者肺(pigeon breeders′ lung, PBL)是一種最常見的過敏性肺炎,其通過暴露于鴿子糞中分泌的高抗原性禽類蛋白和覆蓋各種鴿類羽毛的蠟質(zhì)蛋白(花)所形成的抗原氣溶膠而在易感宿主中引起超敏反應(yīng)[2,3]。在鴿友協(xié)會(huì)的養(yǎng)鴿者中,PBL的發(fā)生率為 8%～30%[4]。盡管它是最常見的HP之一,但因此病與其他呼吸道疾病之間有較多相似的臨床表現(xiàn),而且人群對此病的了解尚不足,常被誤診為其他呼吸系統(tǒng)疾病,為飼鴿者帶來了重大的危害[5,6]。它可以影響所有年齡組,而性別之間沒有明顯的優(yōu)勢。暴露時(shí)間較短時(shí)肺部的病變多為可逆,持續(xù)的抗原暴露會(huì)增加肺纖維化發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)[7]。新疆維吾爾自治區(qū)飼養(yǎng)鴿子愛好者較多,鴿子被當(dāng)作寵物飼養(yǎng),飼養(yǎng)用于進(jìn)食、比賽或展覽[8]。鴿舍可以成為廣泛接觸的來源[9]。

反復(fù)吸入鴿子體內(nèi)所分泌的抗原氣溶膠在 PBL炎性反應(yīng)中起啟動(dòng)作用[10]。有效可吸入抗原氣溶膠直徑應(yīng)為0.5～10.0μm;氣溶膠越小,在空氣中停留越長時(shí)間,越容易進(jìn)入呼吸道深部,甚至可以進(jìn)入血液循環(huán),其危害性相對較大,3～5μm抗原氣溶膠主要沉積在肺部,<3μm的氣溶膠有50%～60%沉積在肺泡內(nèi);同樣,暴露的持續(xù)時(shí)間和接觸者暴露的抗原氣溶膠濃度在導(dǎo)致致敏的過程中發(fā)揮作用[11]。如抗原濃度高,抗原接觸時(shí)間越長,肺內(nèi)沉積較多,肺纖維化風(fēng)險(xiǎn)較高,如果不能及早診斷,該疾病可能發(fā)展為肺部永久性損傷和過早死亡的患者[12]。

在我國由于氣溶膠研究的起步較晚,雖然越來越多的專家、學(xué)者意識到畜禽舍環(huán)境因素導(dǎo)致的復(fù)雜疾病間的關(guān)系。但依然缺乏在這方面的研究,迄今為止,尚無與飼養(yǎng)鴿子對肺功能影響相關(guān)的研究,肺功能測試 (pulmonary function tests,PFT)為評估任何彌漫性間質(zhì)性肺病(pulmonary interstitial disease, PID)提供了非侵入性補(bǔ)充要素[13]。它可以檢測疾病對肺部的影響,幫助評估其長期預(yù)后。在纖維化形式的HP 中,被細(xì)胞和纖維化浸潤的支持組織的彈性降低會(huì)降低整體肺順應(yīng)性并損害通氣力學(xué)[14]。PBL 中的PFT 可能是阻塞性的、限制性的或兩種都包括的模式[15]。本研究通過抽樣調(diào)查,使用便攜式肺功能檢測儀檢測飼鴿者及未飼養(yǎng)鴿子的人群肺功能,用氣溶膠檢測儀測定鴿舍及家庭中不同大小抗原氣溶膠的濃度。分析兩者之間的相關(guān)性,進(jìn)一步闡明與環(huán)境相關(guān)的肺病的相關(guān)病理生理途徑,幫助患者預(yù)防疾病及改善預(yù)后。

對象與方法

1.研究對象:2021年12月～2022年1月以隨機(jī)抽樣的方法收集新疆維吾爾自治區(qū)吐魯番市亞爾鄉(xiāng)、艾丁湖鄉(xiāng)、葡萄鄉(xiāng)中150例年齡為20～80歲的以飼養(yǎng)鴿子為主要謀生手段的人群為接觸組(飼養(yǎng)年限大于1年,飼養(yǎng)鴿子數(shù)量大于10只)。以成組匹配的方式抽取與接觸組同村,但未接觸鴿子的健康人群150例為對照組,兩組年齡、性別相匹配。

2.排除標(biāo)準(zhǔn):①呼吸系統(tǒng)疾病、自身免疫性病、免疫缺陷、特發(fā)性間質(zhì)性肺炎、惡性腫瘤、血栓性疾病、妊娠狀態(tài)、外科創(chuàng)傷、肺結(jié)核、口服引起肺間質(zhì)改變的藥物患者等;②同時(shí)飼養(yǎng)其他類禽類者;③精神障礙、無法正常交流的患者。

3.研究方法:用隨機(jī)抽樣法,以納入、排除標(biāo)準(zhǔn)選出符合要求的接觸組及對照組,再對研究對象的基本信息進(jìn)行問卷調(diào)查,利用便攜式肺功能儀(呼氣峰值流量計(jì),上海涵飛醫(yī)療器械有限公司)進(jìn)行肺功能檢測,采集接觸組和陰性對照組的每位人員的肺功能相關(guān)指標(biāo),用氣溶膠檢測儀(DUSTTRAKTM Ⅱ 8530 氣溶膠檢測儀,美國TSI公司)采用5點(diǎn)采樣法,分別為鴿舍內(nèi)對角線中心中點(diǎn)1個(gè),鴿舍外離對角線中心中點(diǎn)3m等距的4個(gè)點(diǎn)采樣,采樣高度距地面1.2～1.5m,采樣器流量 3L/min,每次采樣時(shí)間為1min,分別在鴿子靜止時(shí),飛翔時(shí),打掃鴿舍前及打掃后,采樣時(shí)在同等時(shí)間段及天氣條件下進(jìn)行對接觸組及對照組的家庭環(huán)境進(jìn)行氣溶膠采樣,同樣采用5點(diǎn)采樣法,分別為院內(nèi)對角線中心中點(diǎn)1個(gè),離對角線中心中點(diǎn)3m等距的4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣, 測量粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm的氣溶膠的濃度,每次采集5個(gè)樣本取平均值,采樣前 2天及當(dāng)日無雨、霧、雪,盡可能消除由氣溫與含水量變化引起的誤差,采集接觸組和對照組的每位人員生活環(huán)境中及飼鴿者鴿舍環(huán)境中的不同粒徑的氣溶膠濃度。收集數(shù)據(jù),行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,分析鴿舍氣溶膠對肺功能的影響,以及肺功能各項(xiàng)指標(biāo):1秒鐘用力呼氣容積(forced expiratory volume in 1s,FEV1)、肺活量(pulmonary vital capacity,FVC)、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC 與鴿舍環(huán)境內(nèi)不同大小的氣溶膠濃度,飼養(yǎng)鴿子年限、飼養(yǎng)鴿子數(shù)量、每日接觸時(shí)間之間的相關(guān)性,估計(jì)其嚴(yán)重程度。本研究由筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會(huì)評估后實(shí)施(倫理學(xué)審批號:KY201803715)。參與人員自愿參加本實(shí)驗(yàn)原則,對同意參與本研究的人員簽署相關(guān)知情同意書及保密書。

結(jié) 果

1.接觸組與對照組一般信息比較:兩組年齡、性別、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、吸煙等基線資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性,詳見表1。

表1 接觸組與對照組一般信息比較結(jié)果

2.接觸組與對照組肺功能比較:分別檢測兩組研究對象的肺功能結(jié)果,接觸組FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)均低于對照組,組間比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表2。

表2 接觸組和對照組肺功能指標(biāo)比較結(jié)果

3.接觸組鴿舍及家庭環(huán)境與對照組家庭環(huán)境氣溶膠濃度比較:檢測接觸組每位人員家庭環(huán)境、鴿舍環(huán)境及陰性對照組的每位人員家庭環(huán)境中不同粒徑的氣溶膠濃度,接觸組家庭環(huán)境內(nèi)氣溶膠濃度與對照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而接觸組鴿舍環(huán)境周圍氣溶膠濃度高于對照組和接觸組家庭環(huán)境內(nèi)氣溶膠濃度,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表3。

表3 接觸組鴿舍環(huán)境周圍及家庭環(huán)境內(nèi)氣溶膠與對照組家庭環(huán)境內(nèi)氣溶膠濃度比較[mg/m3,M(Q1,Q3)]

4.接觸組鴿舍環(huán)境周圍氣溶膠濃度與肺功能指標(biāo)的相關(guān)分析:不同粒徑氣溶膠濃度分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),進(jìn)一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進(jìn)行Spearman偏相關(guān)分析,結(jié)果顯示不同大小氣溶膠濃度分別與肺功能各項(xiàng)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表4。

表4 接觸組不同粒徑大小氣溶膠濃度與肺功能指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果

5.接觸組飼養(yǎng)年限、飼養(yǎng)數(shù)量、每日與鴿子接觸時(shí)間與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性:Spearman分析結(jié)果結(jié)果顯示,飼養(yǎng)年限和每日與鴿子接觸時(shí)間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而飼養(yǎng)數(shù)量分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。進(jìn)一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進(jìn)行Spearman偏相關(guān)分析,結(jié)果顯示,飼養(yǎng)年限與FEV1呈負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);飼養(yǎng)年限與FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);飼養(yǎng)數(shù)量分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。每日與鴿子接觸時(shí)間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表5。

表5 接觸組飼養(yǎng)年限、飼養(yǎng)數(shù)量、每日與鴿子接觸時(shí)間與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果

討 論

HP是由易感個(gè)體吸入環(huán)境中明顯或隱匿的抗原氣溶膠引起的免疫介導(dǎo)的反應(yīng)導(dǎo)致的肺間質(zhì)性疾病[16]。PBL是最常見的 HP 形式之一,這是由于接觸鴿糞、羽毛和花朵(覆蓋羽毛的蠟狀粉末)引起的[17]。如抗原濃度高,抗原接觸時(shí)間越長,肺內(nèi)沉積較多,肺纖維化風(fēng)險(xiǎn)較高,氣溶膠的粒徑范圍通常為 1～100mm,其中1～10mm內(nèi)的抗原氣溶膠與呼吸道疾病密切相關(guān)[18]。將飼養(yǎng)鴿子相關(guān)的肺功能缺陷與特定的肺活量測定模式(即阻塞或限制)、鴿舍氣溶膠的濃度與大小聯(lián)系起來,可以進(jìn)一步闡明與環(huán)境相關(guān)的肺病的相關(guān)病理生理途徑[19]。一些最重要的肺活量測量指標(biāo)包括FVC、FVC%、FEV1、FEV1%、FEV1/FVC。本研究檢測兩組肺功能,接觸組FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)均低于對照組,組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由此得知,飼養(yǎng)鴿子會(huì)引起肺功能的惡化,引起肺功能惡化的原因可能與鴿舍氣溶膠引起的HP相關(guān),但因此次研究使用便攜式肺功能儀,能夠收集的肺功能相關(guān)指標(biāo)有限,且樣本量較小,肺活量結(jié)果依賴于受試者努力程度和受試者與檢查者之間的合作,故由此結(jié)論無法得出飼養(yǎng)鴿子人群肺功能改變情況是以何種通氣功能障礙為主,未來可擴(kuò)大樣本量、改進(jìn)肺功能檢查儀器設(shè)備,結(jié)合患者胸部CT等檢查結(jié)果,進(jìn)一步行相關(guān)研究。因FEV1具有個(gè)體差異,受性年齡、性別、BMI、吸煙、受試者對檢查的配合度等因素影響,雖然在接觸組與陰性對照組中上述因素差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但在收集數(shù)據(jù)時(shí)以成組匹配,未做一一配對可能對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

由空氣氣溶膠檢測儀檢測結(jié)果得出接觸組家庭環(huán)境內(nèi)粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm氣溶膠濃度與對照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而接觸組鴿舍環(huán)境周圍氣溶膠濃度高于對照組和接觸組家庭環(huán)境內(nèi)氣溶膠濃度,這些結(jié)果表明飼養(yǎng)鴿子會(huì)增加鴿舍周圍環(huán)境中不同大小的致敏抗原氣溶膠的濃度?？赡苁怯捎陲書澱咧饕窃诜宽斏巷曫B(yǎng)鴿子,它們相對處在通風(fēng)的環(huán)境中, 這樣更容易使鴿子的羽毛、分泌物、擴(kuò)散至空氣中,由于屋頂位置比較高,更不利于養(yǎng)殖人員對鴿子周圍的環(huán)境進(jìn)行及時(shí)清理。氣溶膠可以隨氣體交換進(jìn)入舍外環(huán)境中。

粒徑分別為1.0μm、2.5μm、4.0μm、10.0μm的氣溶膠濃度分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),這些結(jié)果表明,抗原氣溶膠暴露水平與肺功能各項(xiàng)指標(biāo)降低之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系。直徑為0.5～10.0μm的抗原氣溶膠可吸入呼吸道深部,氣溶膠越小,在空氣中停留越長時(shí)間,越容易進(jìn)入呼吸道深部,甚至可以進(jìn)入血液循環(huán),其危害性相對較大,3～5μm抗原氣溶膠主要沉積在肺部,小于3μm的氣溶膠有50%～60%沉積在肺泡內(nèi);接觸組,因?yàn)榇蟛糠至Ｗ拥目諝鈩?dòng)力學(xué)直徑較小,更容易進(jìn)入呼吸道深部。而且因飼鴿者在接觸鴿子時(shí)未采用佩戴口罩等防護(hù)措施,長期處在這種高濃度的抗原氣溶膠環(huán)境下,很有可能會(huì)產(chǎn)生隱匿發(fā)展的慢性呼吸道疾病或增加其他疾病的易感性,所以為了降低飼養(yǎng)鴿子對肺功能產(chǎn)生的影響,為飼鴿者提供一個(gè)健康安全的生存環(huán)境和工作環(huán)境,接觸鴿子時(shí)應(yīng)佩戴口罩,鴿子養(yǎng)殖場布局應(yīng)合理,鴿舍結(jié)構(gòu)、設(shè)施須有利于羽毛、糞便等排泄物及時(shí)、迅速的排除、防止抗原氣溶膠的產(chǎn)生[20];通過通風(fēng)等方式提高舍內(nèi)新鮮空氣的充分供給,采用現(xiàn)代化的廢棄過濾裝置減少畜禽舍內(nèi)粉塵、有害氣體和有害微生物氣溶膠含量,有效地減少氣溶膠的產(chǎn)生與擴(kuò)散,達(dá)到高效益而又不污染環(huán)境。

將飼鴿者的各項(xiàng)肺功能指標(biāo)與飼養(yǎng)年限、飼養(yǎng)數(shù)量、每日與鴿子接觸時(shí)間與肺功能指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析Spearman分析結(jié)果結(jié)果顯示,飼養(yǎng)年限分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),每日與鴿子接觸時(shí)間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05),飼養(yǎng)數(shù)量分別與肺功能各項(xiàng)指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05)。進(jìn)一步將年齡、性別、BMI、吸煙等混雜因素控制進(jìn)行Spearman偏相關(guān)分析,結(jié)果顯示飼養(yǎng)年限與FEV1呈負(fù)相關(guān),飼養(yǎng)數(shù)量分別與肺功能各項(xiàng)指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。每日與鴿子接觸時(shí)間分別與FEV1、FVC、FEV1%、FVC%、FEV1/FVC等肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān);說明飼養(yǎng)年限越長,每日接觸時(shí)間越長,在抗原氣溶膠中暴露的持續(xù)時(shí)間就越長,過敏反應(yīng)持續(xù)發(fā)生,對飼鴿者肺功能影響越大。飼養(yǎng)數(shù)量分別與肺功能各指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05)?？紤]因此次研究對象因經(jīng)濟(jì)條件的制約,飼養(yǎng)鴿子的數(shù)量和規(guī)模都很小,大多集中在15～50只,少有飼養(yǎng)百只以上的,未來可進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量,提高受試者的配合度,提高測量儀器的精準(zhǔn)度,減少系統(tǒng)誤差,從而得到更為準(zhǔn)確的研究結(jié)果。