支气管哮喘患儿血浆H2S水平变化及意义

黄海英，何庆娟，孙宝兰，陈尚明

(南通大学附属医院，江苏南通226200)

支气管哮喘患儿血浆H2S水平变化及意义

黄海英，何庆娟，孙宝兰，陈尚明

(南通大学附属医院，江苏南通226200)

目的观察支气管哮喘患儿血浆硫化氢(H2S)水平变化，并探讨其临床意义。方法根据入院时病情将76例急性支气管哮喘患儿(急性发作期组)分为轻度急性发作期组(n=33)、中度急性发作期组(n=24)、重度急性发作期组(n=19)，同期选取41例哮喘缓解期患儿为哮喘缓解期组、50例体检健康儿童为对照组。测定各组肺功能和诱导痰细胞计数，用紫外可见分光光度法测定血浆H2S水平，酶联免疫吸附法测定血浆TNF-α、IL-6水平。采用Pearson积矩相关分析血浆H2S水平与其他指标的关系。结果急性发作期组肺功能指标水平较对照组、哮喘缓解期组低(P均<0.05)。与对照组比较，急性发作期组、哮喘缓解期组诱导痰细胞总数及中性粒细胞、嗜酸性粒细胞百分比，血浆TNF-α、IL-6水平高，巨噬细胞百分比、血浆H2S水平低(P均<0.05)，急性发作期组以上指标变化更明显(P均<0.05)，且急性发作期患儿病情越严重，以上指标变化越明显(P均<0.05)。支气管哮喘急性发作期患儿血浆H2S水平与肺功能指标、巨噬细胞百分比呈正相关(P均<0.05)，与细胞总数、中性粒细胞百分比、嗜酸性粒细胞百分比、TNF-α、IL-6呈负相关(P均<0.05)。结论支气管哮喘患儿血浆H2S水平降低，且病情越严重其水平越低。

支气管哮喘；硫化氢；肿瘤坏死因子α；白细胞介素6

小儿支气管哮喘是多种细胞(肥大细胞、T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞等)参与的慢性非特异性气道炎症性疾病，具有病程迁延、反复发作的特点，严重影响患儿的生活质量[1]。硫化氢(H2S)是机体内含硫氨基酸代谢产生的内源性气体，是继一氧化氮、一氧化碳后的第3个新型信号分子，具有抗氧化应激、降血压、抑制血管平滑肌细胞增殖及舒张血管平滑肌的作用[2]。H2S不仅具有维持气道正常生理功能的作用，而且还通过促炎途径参与了慢性阻塞性肺疾病[3]、哮喘[4]、肺损伤[5]等的发生发展。肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)等炎性细胞因子是反映炎症反应强度的重要介质，而炎症反应激活参与了支气管哮喘的发病过程。炎性细胞因子的过度释放是导致支气管哮喘病情进展的重要原因之一[6]。本研究通过测定不同病程支气管哮喘患儿血浆H2S水平，探讨其在疾病发展中的作用。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2016年1月～2017年1月本院收治的急性支气管哮喘患儿76例(急性发作期组)，男41例、女35例，年龄4～14(7.4±2.8)岁，病程1～7(2.5±0.3)d。患儿纳入标准：①符合中华医学会儿科学会呼吸学组2008年修订的小儿支气管哮喘诊断标准及防治指南[7]；②患儿病情控制水平参照2009版全球哮喘防治创议诊断标准[8]；③近3个月内未接受细胞膜稳定剂、白三烯调节剂、类固醇类药物治疗；④入院前未接受可能影响本研究结果的药物(茶碱类、H1受体拮抗剂等)治疗。排除标准：①心脏功能不全者；②肝、肾功能障碍者；③合并有呼吸道感染疾病、免疫系统疾病及其他急慢性炎症性疾病者。根据中华医学会儿科学分会呼吸学组制定的《儿童支气管哮喘诊断与防治指南(2016年版)》[9]将患儿分为轻度急性发作期组33例、中度急性发作期组24例、重度急性发作期组19例。同期选取41例哮喘缓解患儿为哮喘缓解期组，男23例、女18例，年龄5～14(8.2±2.4)岁。选取50例体检健康儿童为对照组，男29例、女21例，年龄5～12(8.6±2.3)岁。各组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。该研究获得本院伦理委员会批准；患儿家属均在知情同意书上签字。

1.2 肺功能测定 急性支气管哮喘患儿均于入院接受治疗时、哮喘缓解期组于出院时、对照组于体检时采用肺活量计法(美国SENSORMEDICS2100肺功能仪)测定各组肺功能。受检者取坐位，将鼻夹和口器安置好，嘱其双手压住颊部并将头抬高，放松并保持平静呼吸，呼吸波结果平稳后记录肺功能指标，包括第1秒用力呼气容积(FEV1)占预计值百分比、用力肺活量(FVC)、FEV1与用力肺活量比值(FEV1/FVC)、呼气峰流速(PEF)占预计值百分比。

1.3 诱导痰细胞检测 急性支气管哮喘患儿于入院时、哮喘缓解期组于出院时、对照组于体检时参照文献[10]进行诱导痰细胞检测。嘱受检者检测前漱口，吸入沙丁胺醇200 μg，15 min后雾化吸入浓度为3%的高渗盐水40 mL。收集痰液并加入浓度为4%的二硫苏糖醇溶液40 mL，混匀。将50 μL痰液放入细胞池中进行诱导痰细胞计数，包括细胞总数及淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞比例。

1.4 血浆H2S、TNF-α及IL-6水平检测 急性支气管哮喘患儿于入院时、哮喘缓解期组于出院时、对照组于体检时清晨抽取空腹肘静脉血3 mL，用肝素抗凝，以2 000 r/min离心10 min，留取血浆，于-70 ℃环境下待测。采用不同浓度的硫氢化钠绘制标准曲线，反应液SAPBⅡ(NaOH、四乙二胺二钠、抗坏血酸、去离子水混合溶液)与标准样本以1∶1的比例充分混匀。采用紫外可见分光光度法测定血浆H2S水平，采用酶联免疫吸附法测定血浆TNF-α、IL-6水平。TNF-α试剂盒购自上海博谷生物科技有限公司，IL-6试剂盒购自北京方程生物科技有限公司，严格按照试剂盒说明书进行操作。

2 结果

2.1 各组肺功能指标比较 各组FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC、PEF占预计值百分比比较差异有统计学意义(P均<0.05)。与对照组比较，哮喘缓解期组、急性发作期组FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC、PEF占预计值百分比低(P均<0.05)，急性发作期组最低(P均<0.05)。轻、中、重度急性发作期组FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC、PEF占预计值百分比较，P均>0.05。见表1。

表1 各组肺功能指标比较

2.2 各组诱导痰细胞比例比较 各组细胞总数及中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞比例比较差异有统计学意义(P均<0.05)，进一步两两比较差异有统计学意义(P均<0.05)。见表2。

2.3 各组血浆H2S、TNF-α、IL-6水平比较 各组血浆H2S、TNF-α、IL-66水平比较差异有统计学意义(P均<0.05)，进一步两两比较差异有统计学意义(P均<0.05)。见表3。

2.4 H2S与其他指标的相关性 经Pearson积矩相关分析结果显示，支气管哮喘急性发作期患儿血浆H2S与肺功能指标(FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC、PEF占预计值百分比)呈正相关(r分别为0.398、0.411、0.439，P均<0.05)，与细胞总数、中性粒细胞比例、嗜酸性粒细胞比例呈负相关(r分别为-0.349、-0.361、-0.339，P均<0.05)，与巨噬细胞比例呈正相关(r=0.407，P<0.05)，与TNF-α、IL-6呈负相关(r分别为-0.492、-0.465，P均<0.05)。

表2 各组诱导痰细胞总数及各细胞比例比较

表3 各组血浆H2S、TNF-α、IL-6水平比较

3 讨论

气道炎症在支气管哮喘发病过程中具有重要作用，并且参与了疾病的转归过程[11,12]。临床对于支气管哮喘的诊断，主要根据临床表现及肺功能检查，但无法全面体现气道炎症，以致不能有效评估支气管哮喘病情进展而指导临床用药。同时，年龄<6岁的支气管哮喘患儿在肺功能检测过程中依从性低，导致结果准确性低[13]。因此，寻找方便、高效、重复性好的评价指标辅助诊断支气管哮喘，临床价值重大。

机体内部产生的内源性气体信号分子H2S参与调控了组织性病理生理状态，其以气体平滑肌细胞、肺组织内部的L-半胱氨酸为底物，在胱硫醚-r-裂解酶、胱硫醚-β-合成酶的催化作用下合成[14]。研究证实，H2S可通过舒张和降低血管平滑肌以调节心肌收缩力、抑制平滑肌细胞增殖；并且H2S还参与了代谢综合征、肺动脉高压、肺动脉休克、炎症性反应等病理过程[15]。Wang等[16]研究显示，H2S以炎性介质的形式介导了气道炎症和气道的高反应性，通过给予外源性的H2S供体硫氢化钠改善上述病理过程。

本研究结果显示，对照组、哮喘缓解期组肺功能指标水平高于不同时期急性发作期组，并且对照组高于哮喘缓解期组，说明急性发作期支气管哮喘患儿均存在肺功能损伤，随病情缓解，肺功能损伤改善。该结果提示肺功能指标可作为评估支气管哮喘病情改善的重要指标，与有关研究结果一致[14]。王彦等[17]结果显示，支气管肺泡灌洗后，中性粒细胞在重度急性支气管哮喘患者痰液、气道组织及支气管肺泡灌洗液中明显增加。Busse等[18]发现，中性粒细胞是支气管哮喘发作时的特征之一，在气道炎症以及气道重塑过程中具有重要作用。本研究结果显示，支气管哮喘患儿中性粒细胞比例高，与有关研究[14]结果一致。并且随着病情的加重，中性粒细胞比例逐渐升高，提示中性粒细胞可作为评估支气管哮喘病情严重程度的重要指标。此外，随支气管哮喘病情加重，细胞总数、嗜酸性粒细胞比例呈升高趋势，巨噬细胞百分比呈降低趋势，上述结果表明诱导痰细胞检测可在一定程度上反映支气管哮喘的发生发展。

本研究中对照组体内血浆H2S水平最高，哮喘缓解期组血浆H2S水平低于对照组，随着支气管哮喘急性发作程度加重，H2S水平呈下降趋势，提示H2S参与了支气管哮喘的发生发展过程，可作为临床评估支气管哮喘病情严重程度的重要指标。TNF-α是由淋巴细胞、巨噬细胞等合成并分泌的具有趋化作用的炎症细胞因子，可通过聚集炎症细胞如嗜酸性粒细胞等于气道上皮细胞而导致炎症反应的发生，同时也能损伤气道上皮细胞。IL-6是由淋巴细胞等合并分泌的具有致炎功能的炎症介质，可抑制前列腺素在支气管哮喘患儿体内的合成，进而加重炎症反应。另有研究发现，IL-6通过促进嗜酸性粒细胞释放白三烯、过氧化物酶而增加气道的阻力及引发气道高反应性，并进一步使气道损伤，是反映支气管哮喘病情严重程度的重要细胞因子[6,18]。本研究结果显示，随病情严重程度的增加，TNF-α、IL-6水平呈逐渐上升趋势，表明支气管哮喘病情越严重，炎症反应越严重，与有关研究[19,20]结果一致。

进一步相关性分析结果显示，支气管哮喘急性发作期患儿血浆H2S与肺功能指标呈不同程度正相关，并且与诱导痰细胞有关。支气管哮喘发作时，肺部损伤严重，气道炎症明显，胱硫醚-r-裂解酶的活性降低，进而导致H2S水平降低。该结果提示H2S可反映支气管哮喘肺功能损伤严重程度和气道炎症反应强度。此外，血浆H2S与炎症细胞因子TNF-α、IL-6呈负相关性，其机制可能是因为支气管哮喘越严重，炎症反应越重，淋巴细胞等合成并分泌的炎症因子水平增加，下调了胱硫醚-r-裂解酶基因的转录，以致H2S水平降低。上述结果提示，H2S可作为评估支气管哮喘患儿病情严重程度的重要指标，有重要的参考价值。

综上所述，血浆H2S在支气管哮喘患儿体内呈不同程度降低，可能参与了支气管哮喘的发生发展过程，并且与炎症细胞因子TNF-α、IL-6呈负相关。动态监测H2S可作为评估支气管哮喘患儿病情的重要指标，从而指导临床合理用药。

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ChangesofplasmaH2Slevelsinchildrenwithbronchialasthma

HUANGHaiying,HEQingjuan,SUNBaolan,CHENShangming

(AffiliatedHospitalofNantongUniversity,Nantong226200,China)

ObjectiveTo observe the changes of plasma hydrogen sulfide (H2S) levels in children with bronchial asthma and to explore its clinical significance.MethodsA total of 76 children with bronchial asthma (acute exacerbation group) were divided into the mild acute exacerbation group (n=33), moderate acute exacerbation group (n=24), and severe acute exacerbation group (n=19) according to the condition of children admitted to hospital. Meanwhile, 41 of children with asthma remission were selected as the asthma remission group and 50 healthy subjects as the control group. The lung function and induced sputum cell count in each group was measured. The level of plasma H2S was determined by UV Visible spectrophotometry, and the levels of TNF-α and IL-6 in the plasma were determined by enzyme-linked immunosorbent assay. Pearson product moment correlation was used to analyze the relationship between plasma H2S levels and other indexes.ResultsThe lung function indicators of the acute exacerbation group were lower than those of the control group, asthma remission group (allP<0.05). The percentage of total cells, percentage of neutrophils, percentage of eosinophils, plasma levels of TNF-α and IL-6 in the acute exacerbation group and asthma remission group were higher than those in the control group(P<0.05), while the percentage of macrophages and the plasma H2S level in the acute exacerbation group and asthma remission group were lower than those in the control group (bothP<0.05), and the changes of the above indicators were more significant in the acute exacerbation group (allP<0.05). What's more, with the condition increase of bronchial asthma, the above indicators changed more obviously (P<0.05). Among the children with acute exacerbation of bronchial asthma, the plasma H2S level was positively correlated with the lung function parameters and the percentage of macrophages (bothP<0.05), and were negatively correlated with the total cells, the percentage of neutrophils, percentage of eosinophils, and the levels of TNF-α and IL-6 (allP<0.05).ConclusionsThe level of plasma H2S in children with bronchial asthma decreases. The more serious the conditions of bronchial asthma becomes, the lower the plasma H2S level is.

bronchial asthma; hydrogensulfide; tumor necrosis factor-α; interleukin-6

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.37.007

R562.2

A

1002-266X(2017)37-0021-04

江苏省卫生厅面上科研课题(H201589)。

黄海英(1979-)，女，硕士，主要研究方向为小儿呼吸系统急症。E-mail:jiangsunantong719@163.com

陈尚明(1978-)，男，硕士，主要研究方向为小儿呼吸内科疾病。E-mail:li863268@126.com

2017-07-19)