支氣管肺發(fā)育不良患兒血清25-羥維生素D3水平與潮氣呼吸肺功能及呼出氣一氧化氮的相關(guān)性研究

楊凱婷,侯 琳,關(guān) 婷,李文康,李 榕,陳雨天,舒桂華

(1.江蘇省蘇北人民醫(yī)院新生兒科,江蘇 揚(yáng)州 225001;2.大連醫(yī)科大學(xué),遼寧 大連 116044;3.揚(yáng)州大學(xué),江蘇 揚(yáng)州 225001)

支氣管肺發(fā)育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)是一種新生兒慢性肺疾病,是嬰幼兒期慢性呼吸系統(tǒng)疾病的主要病因,發(fā)病率逐年上升。其病因包括多種因素,涉及肺泡發(fā)育不成熟、氧中毒、炎性反應(yīng)參與等[1]。目前有關(guān)BPD發(fā)病機(jī)制有多種說(shuō)法,近年來(lái)諸多學(xué)者研究認(rèn)為,25-羥維生素D3[25(OH)D3]與BPD關(guān)系密切[2-3]。陳慧等[4]通過(guò)新生大鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí),維生素D不僅參與肺泡成熟和肺血管生成過(guò)程,還可通過(guò)減少干擾素-γ等炎性因子的分泌及抑制趨化因子的表達(dá),從而減輕肺部炎癥、改善高氧所致肺損傷,有效緩解BPD疾病發(fā)展。另有研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充適量維生素D3不僅防止高氧誘導(dǎo)的新生鼠肺損傷,而且在一定程度上改善其潮氣呼吸肺功能[5]。Zhang等[6]發(fā)現(xiàn)25(OH)D3通過(guò)抑制一氧化氮(nitric oxide,NO)釋放,減少T細(xì)胞因子釋放,降低BPD患兒氣道炎癥反應(yīng)。盡管如此,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)BPD患兒早期血清25(OH)D3水平與潮氣呼吸肺功能及呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)關(guān)系的文獻(xiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)測(cè)定BPD患兒25(OH)D3水平、潮氣呼吸肺功能及FeNO,探討B(tài)PD患兒血清25(OH)D3水平與潮氣呼吸肺功能及FeNO的相關(guān)性,評(píng)估早期血清25(OH)D3水平反映BPD患兒遠(yuǎn)期潮氣呼吸肺功能及FeNO的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年8月至2022年8月大連醫(yī)科大學(xué)附屬蘇北人民醫(yī)院新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房(newborn intensive care unit,NICU)收治的胎齡<32周且有常頻機(jī)械通氣應(yīng)用指征的早產(chǎn)兒132例作為研究對(duì)象,中途放棄、死亡、失訪共4例,實(shí)際納入128例。根據(jù)BPD專家共識(shí)及指南[7]將其分為BPD組(48例)和非BPD組(80例);根據(jù)血清25(OH)D3水平將48例BPD患兒分為維生素D充足(≥50.0nmol/L)組(6例)、維生素D不足(37.5～50.0nmol/L)組(18例)和維生素D缺乏(<37.5nmol/L)組(24例)[8]。本研究均征得患兒家屬知情同意并簽署知情同意書(shū),并經(jīng)江蘇省蘇北人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理編號(hào):2022ky274)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn):出生后24h內(nèi)轉(zhuǎn)至NICU;胎齡<32周;符合機(jī)械通氣標(biāo)準(zhǔn)[9](以下具備其中之一者):①頻繁的呼吸暫停,經(jīng)藥物或持續(xù)氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure,CPAP)干預(yù)無(wú)效;②符合新生兒呼吸窘迫綜合征(neonatal respiratory distress syndrome,NRDS)相關(guān)Ⅲ～Ⅳ級(jí)影像特征;③吸入氣中的氧濃度分?jǐn)?shù)(fraction of inspiration O2,FiO2)>0.6～0.7,動(dòng)脈血氧分壓(arterial oxygen tension,PaO2)<50～60mmHg或經(jīng)皮血氧飽和度(transcutaneous oxygen saturation,TcSO2)<85%(紫紺型先天性心臟病除外);④動(dòng)脈血二氧化碳分壓(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)>60～65mmHg,伴有持續(xù)性酸中毒(pH值<7.20);⑤存活時(shí)間≥28d。

排除標(biāo)準(zhǔn):①先天性疾病或染色體異常;②遺傳代謝性疾病;③生后28d內(nèi)轉(zhuǎn)院、中途放棄或死亡;④糾正胎齡40周失訪或無(wú)法完成潮氣呼吸肺功能及FeNO檢測(cè)者;⑤病歷資料不全者。

1.3 呼吸機(jī)撤離指征

①當(dāng)患兒原發(fā)病好轉(zhuǎn)、感染基本得到控制、一般狀況好、血?dú)夥治稣r(shí)應(yīng)逐漸降低呼吸機(jī)參數(shù),鍛煉和增強(qiáng)自主呼吸。一般先降低FiO2和吸氣峰壓(peak inspiratory pressure,PIP),然后再降低呼吸頻率(respiratory rate,RR),同時(shí)應(yīng)觀察胸廓起伏、監(jiān)測(cè)SaO2及動(dòng)脈血?dú)饨Y(jié)果;②當(dāng)PIP≤18cmH2O,呼吸末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP) 為2～4cmH2O,RR≤10次/分鐘,FiO2≤0.4時(shí),動(dòng)脈血?dú)饨Y(jié)果正常,可考慮撤機(jī)[9]。

1.4 觀察指標(biāo)

1.4.1 血清25(OH)D3水平的測(cè)定

所有新生兒于出生第3天行外周靜脈血采集,抽取靜脈血2mL后置于抗凝管中,3 000r/min速率離心10min,分離血清并置于-80℃冰箱中保存?zhèn)錂z,采用酶聯(lián)免疫吸附分析法檢測(cè)血清25(OH)D3的水平并進(jìn)行分組。

1.4.2 潮氣呼吸肺功能檢測(cè)

在患兒校正胎齡40周時(shí),使用德國(guó)CareFusion公司生產(chǎn)的MasterScreen Pneumo潮氣呼吸肺功能儀進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)前先校準(zhǔn)所有設(shè)備的濕度、容量,同時(shí)維持恒定的溫度;然后取10%的水合氯醛(0.5mL/kg)灌腸,讓患兒處于睡眠狀態(tài)。將患兒置于仰臥位,于非快速動(dòng)眼睡眠期使用面罩扣緊其口鼻,用食指與中指壓住其鼻翼兩側(cè);通過(guò)肺功能儀得到測(cè)量數(shù)據(jù)。所有患兒均進(jìn)行3次測(cè)試,每次進(jìn)行20個(gè)規(guī)律呼吸周期,記錄達(dá)峰時(shí)間比(the ratios of time to peak expiratory flow and expiratory time,TPTEF/TE)、達(dá)峰容積比(the ratios of volume to peak expiratory flow and expiratory volume,VPEF/VE),用肺功能儀對(duì)其平均值進(jìn)行計(jì)算,并監(jiān)測(cè)完善肺功能檢查時(shí)患兒身長(zhǎng)、體質(zhì)量。該檢測(cè)由有兒童肺功能專業(yè)資質(zhì)的同一醫(yī)師完成。

1.4.3 FeNO檢測(cè)

在糾正胎齡40周且可完全經(jīng)口喂養(yǎng)時(shí),將患兒置于環(huán)境NO低于5ppb,采用離線潮氣呼吸法測(cè)量其FeNO水平,確?；純簷z測(cè)前12h未使用支氣管擴(kuò)張劑或霧化吸入糖皮質(zhì)激素,使患兒處于睡眠狀態(tài)且有穩(wěn)定的呼吸規(guī)律。將面罩覆蓋于患兒口鼻,呼出氣體存放于專門(mén)的集氣袋,連接尚沃納庫(kù)倫FeNO分析儀(無(wú)錫市尚沃醫(yī)療電子股份有限公司生產(chǎn),型號(hào):Sunnou-CA2122)測(cè)定3次,取平均值作為最終結(jié)果。該檢測(cè)由具有兒童肺功能檢測(cè)專業(yè)資質(zhì)的同一醫(yī)師完成。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 BPD組和非BPD組患兒一般資料比較

BPD組與非BPD組性別、分娩方式、出生體重、胎齡、1 min及5 min Apgar評(píng)分差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而B(niǎo)PD組的吸氧時(shí)間、住院時(shí)間高于非BPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 BPD組與非BPD組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between BPD group and non-BPD group

2.2 BPD組與非BPD組維生素D水平比較

BPD組患兒血清25(OH)D3水平顯著低于非BPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-5.688,P<0.01),見(jiàn)表1。BPD組的維生素D不足、缺乏比例均高于非BPD組,而維生素D充足比例則低于非BPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 兩組血清25(OH)D3水平比較 [n(%)]Table 2 Comparison of serum 25(OH)D3 levels between the two groups [n(%)]

2.3 BPD組不同血清25(OH)D3水平患兒的潮氣呼吸肺功能及FeNO比較

BPD患兒不同血清25(OH)D3水平下潮氣呼吸肺功能各指標(biāo)(TPTEF/TE、VPEF/VE)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); BPD患兒不同血清25(OH)D3水平下FeNO差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表3。血清25(OH)D3水平越高,其TPTEF/TE、VPEF/VE越高,FeNO則越低。

表3 BPD組不同維生素D水平患兒的潮氣呼吸肺功能及FeNO的比較Table 3 Comparison of tidal respiratory lung function and FeNO in children with different vitamin D levels in the BPD group

2.4 BPD患兒血清25(OH)D3水平與潮氣呼吸肺功能及FeNO的相關(guān)性

BPD患兒血清25(OH)D3水平與潮氣呼吸肺功能指標(biāo)(TPTEF/TE、VPEF/VE)均呈顯著正相關(guān)(r值分別為0.921、0.806,P<0.05);而與FeNO呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.749,P<0.05),見(jiàn)表4、圖1、圖2。

圖1 血清25(OH)D3水平與TPTEF/TE、VPEF/VE關(guān)系的散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter diagrams of correlations among serum 25(OH)D3 level in relation to TPTEF/TE,VPEF/VE

圖2 血清25(OH)D3水平與FeNO關(guān)系的散點(diǎn)圖Fig.2 Scatter diagram of correlations among serum 25(OH)D3 levels in relation to FeNO

表4 BPD患兒血清25(OH)D3水平與 TPTEF/TE、VPEF/VE及FeNO的相關(guān)性Table 4 Correlation of serum 25(OH)D3 levesl and TPTEF/TE,VPEF/VE and FeNO in BPD group

3 討論

3.1 血清25(OH)D3與BPD

血清25(OH)D3由維生素D在肝臟25-羥化酶的作用下形成,其在出生后24～48h內(nèi)迅速下降,之后趨于穩(wěn)定[10]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),25(OH)D3不僅在骨骼礦化中起決定性作用,還參與新生兒疾病如NRDS、新生兒高膽紅素血癥、新生兒敗血癥等發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[11]。隨著研究的深入,國(guó)外不少學(xué)者發(fā)現(xiàn),維生素D缺乏或不足與新生兒BPD等疾病密切相關(guān)[12-16]。

本研究通過(guò)比較兩組血清25(OH)D3水平,發(fā)現(xiàn)BPD組血清25(OH)D3水平高于非BPD組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),表明BPD與血清25(OH)D3相關(guān),與Ustun等[17]研究結(jié)論一致;本研究結(jié)果顯示BPD組維生素D不足、缺乏比例均高于非BPD組,維生素D充足比例則低于非BPD組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),進(jìn)一步表明25(OH)D3可能參與了BPD的發(fā)生與發(fā)展。究其原因,可能是25(OH)D3缺乏或不足一方面使Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞表面的特異結(jié)合位點(diǎn)減少,導(dǎo)致Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞成熟障礙;另一方面抑制了肺表面活性磷脂與蛋白的結(jié)合,減少肺表面活性物質(zhì)的分泌,大大降低了肺發(fā)育的成熟度,加重BPD的進(jìn)展[18]。另有研究認(rèn)為,25(OH)D3作為免疫調(diào)節(jié)劑介導(dǎo)單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞的過(guò)程,通過(guò)調(diào)節(jié)Toll樣受體的表達(dá)、NK細(xì)胞的功能及下調(diào)粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子,促進(jìn)氣道上皮細(xì)胞分泌抗菌肽,減少炎癥因子的分泌,同時(shí)加速誘導(dǎo)免疫應(yīng)答,在BPD發(fā)展過(guò)程中起積極作用[18]。

3.2 BPD患兒血清25(OH)D3與潮氣呼吸肺功能

早產(chǎn)兒往往肺發(fā)育不成熟,免疫功能不完善;高氧暴露、有創(chuàng)通氣等高危因素使BPD患病率逐年增長(zhǎng),BPD患兒遠(yuǎn)期肺功能常常較差[19]。積極完善BPD患兒肺功能檢測(cè)有助于了解其肺功能及肺生理情況,但因嬰幼兒不能主動(dòng)配合,無(wú)法使用傳統(tǒng)的用力呼氣肺功能檢測(cè),而潮氣呼吸肺功能檢測(cè)安全、無(wú)創(chuàng),無(wú)需受試者理解、配合及特殊的呼吸動(dòng)作等,并且能敏感、較準(zhǔn)確地反映患兒肺容量和通氣功能的變化[20]。本研究通過(guò)比較BPD患兒不同血清25(OH)D3水平下潮氣呼吸肺功能指標(biāo)(TPTEF/TE、VPEF/VE),結(jié)果顯示血清25(OH)D3水平越高的患兒,其TPTEF/TE、VPEF/VE越高,國(guó)外Konstantinopoulou等人[18]的研究結(jié)果也證實(shí)了該結(jié)論,說(shuō)明早期血清25(OH)D3水平與BPD患兒遠(yuǎn)期潮氣呼吸肺功能有關(guān)。原因可能由于血清25(OH)D3一方面促進(jìn)早產(chǎn)兒肺發(fā)育,另一方面,其作為免疫調(diào)節(jié)劑可加速免疫應(yīng)答、減輕炎癥因子及介質(zhì)的釋放等在減緩BPD發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用,從而改善BPD患兒潮氣呼吸肺功能[21-22]。有文獻(xiàn)報(bào)道,25(OH)D3缺乏或不足使肺上皮-間質(zhì)細(xì)胞分化緩慢,影響肺間質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程,減低肺活量并限制患兒的潮氣呼吸肺功能,補(bǔ)充25(OH)D3可促進(jìn)肺泡上皮-間質(zhì)信號(hào)傳導(dǎo)進(jìn)一步刺激肺泡發(fā)育成熟,在一定程度上抑制氣道平滑肌增殖,降低氣道阻力,提高肺容量,同時(shí)該研究特別指出補(bǔ)充500IU/kg 維生素D3可明顯改善患兒潮氣呼吸肺功能[15]。

3.3 BPD患兒血清25(OH)D3與FeNO

NO是由人體產(chǎn)生且具有生物活性的調(diào)節(jié)因子,其在誘導(dǎo)型NOS(inducible nitric oxide synthase,iNOS)催化下主要參與炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,臨床上FeNO是反映氣道Ⅱ型炎癥的生物學(xué)指標(biāo)[23]。BPD患兒由于肺發(fā)育受限和損傷,往往存在氣道炎癥及氣流受限,故新生兒期FeNO水平高于健康嬰兒,且與BPD的嚴(yán)重程度呈線性相關(guān)[24]。BPD預(yù)后差,如不及早干預(yù)便會(huì)引發(fā)支氣管哮喘、咳嗽變異性哮喘及過(guò)敏性咳嗽等高反應(yīng)性氣道疾病;FeNO作為氣道炎癥指標(biāo)對(duì)BPD的遠(yuǎn)期預(yù)后治療有一定指導(dǎo)價(jià)值[25]。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)血清25(OH)D3與FeNO的關(guān)系研究甚少,本研究通過(guò)比較BPD不同血清25(OH)D3水平下FeNO水平,發(fā)現(xiàn)血清25(OH)D3水平越低,FeNO值越高,說(shuō)明早期血清25(OH)D3水平與BPD患兒嗜酸性粒細(xì)胞氣道炎癥存在一定關(guān)聯(lián)。其原因可能是血清25(OH)D3水平低下時(shí),BPD患兒肺部促炎因子與抗炎因子比例失衡,氣道中的炎癥因子(如白細(xì)胞介素-1、γ-干擾素、腫瘤壞死因子-α)作用于核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量NO,由于BPD患兒肺毛細(xì)血管修復(fù)能力差,導(dǎo)致肺部對(duì)NO的清除率下降,最終使FeNO水平升高[24];高水平25(OH)D3通過(guò)抑制NF-κB通路,減少NO及炎癥因子的釋放,降低機(jī)體炎癥反應(yīng),進(jìn)一步減輕BPD的炎癥損傷[26-27]。

3.4 小結(jié)

本研究結(jié)果同時(shí)顯示,BPD患兒血清25(OH)D3水平與潮氣呼吸肺功能指標(biāo)TPTEF/TE、VPEF/VE呈顯著正相關(guān),與Lu等[28]研究結(jié)果一致,進(jìn)一步表明早期血清25(OH)D3水平可反映BPD患兒遠(yuǎn)期潮氣呼吸肺功能;而血清25(OH)D3水平則與FeNO呈顯著負(fù)相關(guān),同樣進(jìn)一步提示早期血清25(OH)D3水平亦可反映BPD患兒嗜酸性粒細(xì)胞氣道炎癥水平。

綜上所述,維生素D缺乏或不足與早產(chǎn)兒BPD有關(guān),BPD患兒維生素D水平與潮氣呼吸肺功能呈正相關(guān),而與嗜酸性氣道炎癥水平呈負(fù)相關(guān);早期維生素D水平能有效評(píng)估BPD患兒遠(yuǎn)期潮氣呼吸肺功能及FeNO的改變,可用于指導(dǎo)臨床工作中早期干預(yù),對(duì)改善BPD患兒預(yù)后具有一定的臨床價(jià)值。但本研究為單中心小樣本研究,研究周期短,下一步仍需大樣本、多中心深入研究。