支气管哮喘患者血清25-(OH)D3、TGF-β1水平与气道重塑的关系

蒋凌志，许丹媛，杨志雄

(广州医科大学附属第二医院，广州511447)

支气管哮喘是一种由炎性细胞介导的气道慢性炎症疾病，主要病理变化为平滑肌紊乱、气道炎症及气道重塑[1,2]。气道重塑是诱发气道高反应的关键点，可导致支气管哮喘患者气道基底膜增厚及细胞外基质大量沉积，同时炎性细胞浸润腺体导致其体积肥大[3]。最近的研究发现，25羟维生素D3[25-(OH)D3]除可影响骨骼及钙的代谢外，还具有重要的免疫调节作用，可减轻哮喘动物的气道炎症，减少炎症细胞浸润，并改善肺功能[4,5]；转化生长因子β1(TGF-β1)是影响支气管哮喘患者气道重塑的调控因子，可加速肺间质纤维化[6]。本研究探讨支气管哮喘患者血清25-(OH)D3、TGF-β1水平与气道重塑的关系。

1　资料与方法

1.1临床资料选择2015年6月～2017年5月我院收治的支气管哮喘患者97例为观察组，均符合中华医学会2007年制订的《哮喘诊治指南》诊断标准及病情危重度分级标准[7]。纳入标准：①年龄>18周岁；②支气管哮喘病程>1年；③临床资料完整。排除标准：①合并过敏性疾病及其他类型的肺部疾病；②合并心、肝、肾等重大脏器病变；③入组前3个月服用含维生素D药物；④精神意识障碍；⑤妊娠期或哺乳期。入组患者男67例、女30例，年龄22～63(38.27±5.12)岁，BMI 19.82～23.74(21.08±1.36)，急性发作(急性期)43例、缓解(缓解期)54例。选择同期体检健康者58例为对照组，其中男38例、女20例，年龄22～60(38.04±5.08)岁，BMI 19.65～23.69(21.07±1.23)。两组性别、年龄、BMI具有可比性。

1.2相关指标观察

1.2.1血清25-(OH)D3和TGF-β1两组均于清晨空腹抽取肘静脉血4 mL，置于未涂有肝素钠的采血管中，静置20 min，3 500 r/min离心10 min，离心半径为3 cm，分离血清。采用ELISA法检测血清25-(OH)D3和TGF-β1，步骤参照试剂盒说明书。试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司。

1.2.2气道重塑指标两组均接受高分辨率胸部CT扫描检查。选取主动脉弓和气管分叉处上1 cm、气管分叉下1 cm、右肺下静脉和横隔顶上2 cm处，放大图像，使用电子标尺测量气道外直径(D)、内直径(L)，连续测两次，取平均值。计算支气管管壁厚度与外径比值(T/D)及气道壁面积占气道总截面积百分比(WA%)。T/D=(D-L)/D。WA%=(D2-L2)/D2×100%。

1.2.3肺功能指标采用日本捷斯特HI-801型便携式肺功能仪检测两组肺功能指标，包括第1秒用力呼气容积(FEV1%)和第1秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC%)。严格按照仪器说明书操作。

2　结果

与对照组相比，观察组血清25-(OH)D3及FEV1%、FEV1/FVC%下降(P均<0.05)，血清TGF-β1及T/D、WA%升高(P均<0.05)。见表1。观察组血清25-(OH)D3水平与FEV1%和FEV1/FVC%呈正相关(r分别为0.686、0.699，P均<0.05)，与TGF-β1、T/D和WA%呈负相关(r分别为-0.731、-0.691、-0.712，P均<0.05)；血清TGF-β1水平与T/D、WA%呈正相关(r分别为0.703、0.716，P均<0.05)，与FEV1%和FEV1/FVC%呈负相关(r分别为-0.708、-0.722，P均<0.05)。

表1　两组血清25-(OH)D3、TGF-β1水平及T/D、WA%、FEV1%、FEV1/FVC%比较

注：与对照组比较，*P<0.05。

3　讨论

支气管哮喘反复发作可损伤气道内皮组织，发病过程中细胞外基质和平滑肌细胞过度增殖，致使气道狭窄，加重气道高反应及气流受限，诱发气道异常重塑，形成恶性循环。气道重塑的主要病理特点为杯状细胞增生、平滑肌细胞增生，气道痉挛可逆性减弱，甚至消失，肺功能指标下降[8]；气道重塑是导致支气管哮喘持续恶化的病理基础，直接导致肺功能下降，进一步发展为纤维化，最终可累及周边其他脏器。逆转气道重塑是支气管哮喘治疗的关键及目前临床研究的热点[9]。因轻中度哮喘气道重塑的过程可逆，因此早期治疗至关重要[10,11]。

维生素D是脂溶性维生素，主要在皮肤中合成，前维生素D3在太阳辐射下转变为维生素D3，在肝脏25-羟基酶的作用下，转化为25-(OH)D3，通过影响TGF-β/Smads信号通路发挥免疫调节和抗感染的作用[11]。TGF-β由淋巴细胞、肥大细胞、巨噬细胞等分泌，包括55种异构体，TGF-β1是其最常见的亚型，主要分布在血小板中。TGF-β1是同源或异源二聚体碱性蛋白，由二硫键连接，定位于第19号染色体[12]。动物实验发现，维生素D可改变气道结构[13]，调控气道平滑肌细胞的相关基因，影响平滑肌增生及细胞因子释放，下调不同细胞中纤连蛋白的分泌量，延缓纤维化进程[4,5]。25-(OH)D3通过与TGF-β受体结合，阻断TGF-β/Smads信号通路下游基因的转录和表达，抑制TGF-β1的促纤维化作用，同时与维生素D受体结合，抑制细胞质中β-catenin转移到细胞核中，进一步抑制TGF-β1的促纤维化作用[12]。维生素D通过诱导气道平滑肌细胞的维生素D受体，抑制核因子κB活性，从而抑制气道平滑肌细胞增殖；另外，维生素D能够降低金属基质蛋白9的表达水平，抑制黏液和金属基质蛋白酶分泌[14,15]。TGF-β1可通过多种途径影响支气管哮喘患者气道重塑过程[16]：①TGF-β1通过TGF-β/Smads信号通路影响炎症反应、组织重构及细胞迁移等病理过程；②TGF-β1抑制免疫细胞和成纤维细胞生长，加速骨母细胞增殖；③TGF-β1影响纤维连接蛋白和纤溶酶原激活抑制物合成，促进气管纤维化，加速间质细胞内基质的合成；④TGF-β1诱导纤维细胞分化为肌成纤维细胞，使得胶原蛋白在基底膜沉积，并抑制胶原蛋白酶的活性，降低胶原降解的速度。本研究结果显示，观察组血清25-(OH)D3、FEV1%和FEV1/FVC%均明显低于对照组，血清TGF-β1、T/D和WA%均高于对照组，这与王润娟等[12]研究结果一致，另外，支气管哮喘患者血清25-(OH) D3和TGF-β1水平与气道重塑指标关系密切。说明血清25-(OH)D3和TGF-β1可以作为诊断支气管哮喘发生的生物学指标。

综上所述，血清25-(OH)D3水平降低和TGF-β1水平升高共同参与了支气管哮喘患者的气道重塑。此为支气管哮喘临床早期诊断和治疗提供了新的思路。

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