支气管哮喘患儿血清YKL-40、Periostin及CXCR4表达与气道重塑的关系

刘 洋,王冬苗，胡春燕

重庆市开州区人民医院：1.儿内科;2.肿瘤科,重庆 405400

支气管哮喘是常见异质性疾病，主要由肥大细胞、中性粒细胞及嗜酸性粒细胞等细胞介导的气道炎性反应。其临床表现为气促、胸闷、咳嗽及喘息等症状，若不及时诊断、控制和治疗，将会延误最佳治疗时机，出现气道重塑和缩窄等不可逆病理变化[1-2]。流行病学显示[3]，哮喘已成为威胁儿童健康的疾病之一。研究表明[4-5]，气道重塑是影响支气管哮喘临床疗效的重要因素，而糖皮质激素可有效应用于预防气道重塑的发生，但对已经形成的气道重塑却无法逆转，临床针对小儿支气管哮喘仅能控制病情和延缓病症进展，无法根治，因而及早诊断、治疗支气管哮喘对预防气道重塑、改善患儿生存条件等具有重要的价值和意义。目前评估气道重塑以黏膜组织活检为金标准，但其为有创操作，临床依从性低[6]。血液标志物因其检测便捷、耗时短等特点逐步应用于临床诊断和检测工作，人软骨糖蛋白39(YKL-40)是一类糖蛋白，可促进细胞趋化、迁移及组织重塑等，进而损伤机体内皮细胞[7]，且焦文妤等[8]报道，YKL-40在哮喘患者中异常表达与慢性气道炎症等呼吸疾病存在一定关联。骨膜蛋白(Periostin)归属于成束蛋白家族，可与细胞表面整合素分子作用，为组织生长、重构等生理功能提供条件[9]。CXC趋化因子受体4(CXCR4)是G蛋白耦联跨膜受体，可与基质细胞衍生因子-1(SDF-1)结合，介导机体炎性反应和细胞因子表达，参与支气管哮喘的发生、发展[10]，三者均与哮喘相关，但具体在支气管哮喘患儿气道重塑中的研究相对较少，因而本文探讨了支气管哮喘患儿血清YKL-40、Periostin及CXCR4表达与气道重塑的关系，旨在为临床提供参考。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2018年3月至2020年1月本院收治的92例支气管哮喘患儿作为观察组，其中男59例，女33例，平均(8.25±0.45)岁，平均体质量指数(18.73±2.01)kg/m2；选择同期来本院进行健康体检的50例体检健康儿童为对照组，平均(8.31±0.51)岁，平均体质量指数(18.85±1.99)kg/m2。两组受试者性别、年龄、体质量指数等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

纳入标准：(1)所有患儿均符合《支气管哮喘防治指南(2016年版)》[6]，首次检出，并未经过治疗；(2)年龄范围5～14岁；(3)病例资料齐全或完整者；(4)能配合血清、肺功能检测；(5)纳入研究儿童及其家属知情同意本研究。排除标准：(1)合并过敏性鼻炎等其他合并症；(2)合并小儿先天性心脏病、畸形等疾病者；近1个月服用糖皮质激素者；(3)近期服用抗组胺类药物、抗胆碱能类药物等哮喘相关药物；(4)不配合或中途退出者。本研究经过本院伦理委员会批准。

1.2观察指标

1.2.1肺功能检测 应用FGC-A+型号肺功能检测仪(安徽电子科学研究所)检测所有受试者呼气峰值流速占预计值百分比(PEF)、最大呼气中期流量占预计值百分比(MMEF)和第1秒用力呼气容积与用力肺活量比值(FEV1)等参数，检测时，由护理人员做示范动作，告诫受试者及其家属配合，含紧口嘴，以保证检测时不会出现漏气的事件，同时检测时尽力吸气和呼气。每个受试者检测3次，取平均值，确保数据的可靠性。

1.2.2气道重塑指标 入院后，每名受试者均采用HD750CT仪(美国GE公司)行深吸气末屏气和深呼气末屏气定位像的胸部高分辨率CT扫描，具体方法：运用薄层技术(薄层参数：层厚1.0 mm，间距1.0 mm)，电压120 MV，矩阵512×512，选择主动脉弓层面上下3个层面，应用骨算法重建，每个气道每项参数均测量3次，取平均值，具体参数为：气道外径(D)、气道内径(L)、气道腔面积(Ai)和气道总面积(Ao)，气道重塑指标为气道壁占总面积比值(WA)和支气管管壁厚度与外径比值(T/D)，其中WA=(Ai-Ao)/Ao×100%，T/D=(D-L)/D。

1.2.3血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平 受试者入院后采集空腹外周血，应用Micro21R赛默飞高速冷冻离心机，3 000 r/min，离心10 min，离心半径8 cm，于4 ℃条件下保存，取上清液，Synergy H1美国伯腾全自动酶标仪酶联免疫吸附法测定血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平，所有操作均按照说明书进行，试剂盒购自上海雅吉生物科技有限公司。

2 结 果

2.1肺功能指标 观察组患儿FEV1、PEF和MMEF等肺功能指标水平明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组受试者肺功能指标比较

2.2气道重塑指标 观察组患儿WA和T/D等气道重塑指标水平明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组受试者气道重塑标志物比较

2.3血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平 观察组患儿血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组受试者血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平比较

2.4相关性分析 气道重塑指标与血清YKL-40、Periostin和CXCR4水平呈正相关关系(P<0.05)，而与FEV1、PEF和MMEF呈负相关关系(P<0.05)。见表4。

表4 肺功能指标和血清指标与气道重塑指标的相关性

3 讨 论

哮喘反复发作，可激活机体产生大量细胞外基质和平滑肌细胞，损伤气道内皮组织，导致气道狭窄，进而诱发气道高反应，引起气道重塑，而气道重塑是小儿支气管哮喘发生、发展及恶化的病理基础，如何控制甚至逆转气道重塑成为研究热点[11-12]。任培中等[13]研究表明，及早给予正规和积极的糖皮质激素等抗炎治疗可有效推迟或延缓气道重塑的进展，因而临床寻找能有效预测气道重塑发生的指标，对控制病情、改善患儿生活质量等具有重要的意义[14]。白细胞介素、组胺、前列腺素和嗜酸性粒细胞等炎症介质和细胞因子均参支气管哮喘的病理过程，但特异度极低，无法准确鉴别和预测疾病[15]，而血清YKL-40、Periostin和CXCR4均与炎性反应相关，但其具体与气道重塑的相关性研究较少。支气管哮喘以气道重塑为主要病理特征，其主要表现为杯状细胞和平滑肌细胞增生，正常气道痉挛可逆性能力显著降低，并累及周边器官和组织，使患儿肺功能下降。本文观察组FEV1、PEF和MMEF等肺功能指标水平明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，且肺功能指标与气道重塑指标呈负相关关系(P<0.05)，进一步证明气道重塑可损伤患儿肺功能。

血清YKL-40是炎性糖蛋白，属于壳质酶类似物蛋白家族，主要合成于幼稚粒细胞，储存于中性粒细胞中，当机体发生炎症、应激反应时以胞吐等方式释放，其在细胞黏附、迁移、组织重塑及抗凋亡等方面具有一定的生理作用。GOMEZ等[16]研究表明，YKL-40中涉及rs12141494片段内含子，加重哮喘病情，削弱肺功能，促进气道重塑。本文研究发现，观察组患者血清YKL-40水平明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，与气道重塑指标呈正相关关系。GÖRGENS等[17]证实，支气管哮喘患者支气管平滑肌细胞的增殖和迁移异常活跃，与气道重塑相关，而YKL-40可通过PAR-2、p38和AKT机制促进平滑肌细胞表达，间接证实YKL-40可促进机体气道重塑病理变化，可作为小儿支气管哮喘气道重塑诊断和预测的有效指标。Periostin主要由间皮细胞合成、分泌，并表达于心肌、骨组织及血管中，与整合素有机结合后，参与细胞的增殖、分化及血管重建等。Periostin可与周边肌腱蛋白、纤连蛋白等结合，与细胞外基质形成桥梁，以加速形成细胞外基质网络结构，促进肺部纤维化[18]。本文研究发现，观察组血清Periostin水平明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，与WA和T/D等气道重塑指标呈正相关关系。分析认为，胶原纤维的交互作用是肺部纤维化的基础，Periostin可介导骨形成蛋白促进胶原纤维的相互交联作用，加快肺纤维化，进而形成气道重塑[19]，因而其可作为气道重塑发生、发展的有效评估指标。趋化因子是小分子细胞因子，可介导炎性细胞因子的活化、增殖及迁移作用，CXCR4是新近研究发现的因子，其可与SDF-1特异性结合，可有效调节机体内成纤维细胞迁移、刺激中性粒细胞浸润等。CXCR4在嗜酸性粒细胞微量表达，但其可与SDF-1协同作用，通过T细胞和单核细胞等调控嗜酸性粒细胞，促进支气管哮喘的发生、发展；而药理研究表明，与对照组相比，SDF-1及CXCR4 mRNA在哮喘小鼠中表达明显增加，CXCR4/SDF-1参与哮喘气道重塑的进程，与本文结果一致[20]。本次研究对象仅限于本院就诊的92例支气管哮喘患儿，研究样本和例数均较少，需纳入多中心样本对象，以验证本文结果的准确性和可靠性，同时本文仅研究相关性，未涉及诊断、治疗及预后评估等方面，可作为下一步研究思路，为临床诊疗提供依据。

综上所述。血清YKL-40、Periostin和CXCR4与气道重塑标志物呈正相关关系，对评估支气管哮喘患者症状严重程度、肺功能等具有重要的临床价值，值得临床进一步研究并推广。