支气管哮喘儿童痰液正五聚蛋白3和IL-37水平检测及意义

荣伟强，阎敏娜，张长洪，高 阳，戚 颖

河北北方学院附属第一医院：1.输血科；2.检验科；3.呼吸与重症医学科，河北张家口 075000

支气管哮喘是儿童常见的一种慢性气道炎性疾病，以气流受阻和气道高反应性为特征[1]，临床症状差异性大且存在潜在的组织结构改变[2]。尽管现有的儿童哮喘诊断和治疗指南在临床实践中有较高应用价值，但仍有一些儿童哮喘未被及时诊断或分类。正五聚蛋白3(PTX3)是一种急性期多功能蛋白，作为一种可溶性模式识别受体参与天然免疫[3-4]，与慢性气道炎性疾病之间存在联系[5]。白细胞介素(IL)-37作为一种抗炎因子，参与炎性疾病的进展[6]。二者在儿童哮喘中的确切作用尚未阐明。本研究检测了哮喘患儿痰液PTX3、IL-37水平，分析了二者水平在各组间的差异，并分析了这两项指标与其他哮喘相关指标的关系，旨在明确二者与儿童支气管哮喘的联系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 将2018年9月至2020年11月本院收治的支气管哮喘患儿共133例纳入研究，根据收治时喘息控制情况分为急性发作组(70例)和临床缓解组(63例)。纳入标准：(1)诊断符合《儿童支气管哮喘诊断与防治指南(2016年版)》中的标准[7]；(2)年龄6～16岁；(3)临床资料完整。排除标准：(1)近期接受过吸入性糖皮质激素或白三烯受体拮抗剂治疗；(2)合并肺部感染或其他免疫系统疾病等可能影响试验结果的疾病。本研究经本院伦理委员会批准通过，所有纳入研究的患儿及其监护人均对本研究知情同意，监护人均在研究开始前签署了知情同意书。急性发作组男39例、女31例，年龄6～15岁、平均(10.5±2.8)岁；根据患儿哮喘严重程度进一步分为间歇性支气管哮喘患儿(间歇组)21例、轻度持续性支气管哮喘患儿(轻度持续组)15例、中-重度持续性支气管哮喘患儿(中-重度持续组)34例，分组标准参考《儿童支气管哮喘诊断与防治指南(2016年版)》[7]。临床缓解组男36例、女27例，年龄6～14岁、平均(11.1±2.6)岁。上述各组间性别、年龄比较差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法

1.2.1血液标本的采集与检测 于患儿住院治疗第1天清晨抽取外周静脉血2 mL，促凝后4 ℃、3 000 r/min离心10 min，分离血清并于-80 ℃保存，待行血清学检测。使用瑞典法玛西亚公司生产的UniCAP1000型变态反应检测系统测定血清总IgE、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白(ECP)水平，严格按照试剂盒说明书进行操作。另取受试者外周静脉血2 mL，轻柔混匀抗凝后送检验科，用日本希森美康XN-3000全自动血液分析仪检测外周血嗜酸性粒细胞数量。

1.2.2肺功能主要指标检测 所有患儿于入院当天行肺功能检测，检测指标包括第1秒用力呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC和用力呼出气量为25%～75%肺活量时的平均流量(FEF25%-75%)。肺功能检测操作由专业人士使用CHEST株式会社HI-801型肺功能检测仪完成。

1.2.3痰液诱导检查与PTX3、IL-37检测 痰液诱导操作由专业人士完成，获取合格痰量≥3.5 mL。收集好的痰液标本在4 ℃保存不超过2 h，应尽快进行检测。每份痰液样品取0.5 mL加入2 mL含10 mmol/L二硫苏糖醇的磷酸盐缓冲生理盐水进行稀释，室温下轻轻涡旋20 min，之后以2 000 r/min离心5 min，弃上清液，再用2.5 mL磷酸盐缓冲生理盐水重悬细胞颗粒，台盼蓝排染法测定细胞活力，计数细胞总数；同时取部分细胞悬液，涂片后以苏木素-伊红染色，对痰液嗜酸性粒细胞进行计数并计算痰液嗜酸性粒细胞百分比。剩余痰液标本以3 000 r/min离心10 min，收集上清液保存至-80 ℃，待统一行指标检测。痰液PTX3使用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行测定，检测试剂盒购自美国R&D Systems公司；痰液IL-37也采用ELISA进行检测，试剂盒购自上海酶联生物。

1.2.4患儿过敏状态 通过临床资料，了解并记录患儿是否存在过敏状态。

2 结 果

2.1两组间过敏状态及相关指标比较 急性发作组有过敏状态的患儿比例、外周血嗜酸性粒细胞计数、血清ECP水平、总IgE水平以及痰液嗜酸性粒细胞百分比均高于临床缓解组(P<0.05)，而肺功能指标(FEV1、FVC、FEV1/FVC和FEF25%-75%)水平均低于临床缓解组(P<0.05)，见表1。

表1 两组间哮喘相关指标比较[n(%)或

参数n血清总IgE(IU/mL)外周血嗜酸性粒细胞计数(106/L)血清ECP(μg/L)痰液嗜酸性粒细胞百分比(%)急性发作组70268±34479±5337.31±4.251.46±0.32临床缓解组63197±16282±3724.09±3.120.78±0.17t/χ23.8523.4113.3873.176P<0.001<0.0010.0010.002

2.2患儿痰液PTX3和IL-37水平的组间比较 急性发作组痰液PTX3水平高于临床缓解组[(361.7±32.77)pg/mLvs.(158.05±16.97)pg/mL，t=3.622，P<0.05]；急性发作组痰液IL-37水平低于临床缓解组[(28.26±4.73)pg/mLvs.(41.72±6.41)pg/mL,t=2.315,P<0.05]，见图1。

图1 两组间痰液PTX3、IL-37水平的比较

中-重度持续组痰液PTX3水平[(682.36±106.03)pg/mL]高于轻度持续组[(308.27±42.15)pg/mL]和间歇组[(247.63±23.14)pg/mL],差异均有统计学意义(t=2.317、2.815，P<0.05)，也高于临床缓解组(t=3.549，P<0.05)。轻度持续组痰液PTX3水平与间歇组比较差异无统计学意义(t=0.969，P>0.05)。轻度持续组和间歇组PTX3水平均高于临床缓解组(t=2.923、2.248,P<0.05)。

中-重度持续组痰液IL-37水平[(19.83±6.72)pg/mL)]低于轻度持续组[(25.71±7.02)pg/mL]和间歇组[(30.36±6.41)pg/mL]，差异均有统计学意义(t=2.473、2.995,P<0.05)，同时也低于临床缓解组(t=3.531，P<0.05)。轻度持续组痰液IL-37水平低于间歇组(t=2.386,P<0.05)。轻度持续组和间歇性组痰液IL-37水平均低于临床缓解组(t=3.318、3.007,P<0.05)。

2.3痰液PTX3、IL-37水平与过敏状态和相关炎性指标的关系 急性发作组中，具有过敏状态的哮喘患儿痰液PTX3水平[(473.82±48.16)pg/mL]明显高于没有过敏状态的患儿[(213.67±24.18)pg/mL],差异有统计学意义(t=2.159,P<0.05)，而两者IL-37水平比较差异无统计学意义[(27.54±3.69)pg/mLvs.(28.85±4.22)pg/mL,t=0.546,P>0.05)]。而临床缓解组中，具有过敏状态的患儿痰液PTX3水平和没有过敏状态的患儿比较差异无统计学意义[(171.69±11.28)pg/mLvs.(147.60±9.97)pg/mL,t=0.694,P>0.05]；IL-37水平比较差异也无统计学意义[(40.31±7.62)pg/mLvs.(42.63±8.23)pg/mL,t=0.686,P>0.05)]，见图2。

图2 不同过敏状态患儿痰液PTX3、IL-37水平的比较

痰液PTX3水平与血清总IgE水平、血清ECP水平、外周血嗜酸性粒细胞计数及痰液嗜酸性粒细胞百分比呈正相关(r>0，P<0.05)，与IL-37水平负相关(r=-0.468，P<0.05)；痰液IL-37水平与血清总IgE水平、血清ECP水平、血液中嗜酸性粒细胞计数及痰液嗜酸性粒细胞计数呈负相关(r<0，P<0.05)，详细结果见表2。

表2 痰液PTX3、IL-37水平与过敏相关炎性指标的相关性分析

2.4痰液PTX3、IL-37水平与主要肺功能指标的相关性分析 痰液PTX3水平与FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%均呈负相关(r<0，P<0.05)；痰液IL-37水平与FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%均呈正相关(r>0，P<0.05)，见表3。

表3 痰液PTX3、IL-37水平与主要肺功能指标的相关性分析

3 讨 论

儿童哮喘患病率不断上升，已成为一个重大的全球公共卫生问题。现有哮喘诊断和治疗指南在临床实践中并不能准确诊断和完全涵盖所有类型儿童哮喘，因此有必要寻找新的诊断标志物。PTX3是一种可溶性模式识别受体，属于急性期蛋白，参与慢性炎性疾病的调节[3-4]，是反映多种疾病中组织炎症和损伤的新型生物学标志物。有研究显示，痰液PTX3是与阻塞性肺疾病严重程度独立相关的生物学标志物[8]。但现有研究尚未确定PTX3与支气管哮喘，尤其是与儿童支气管哮喘发生、发展之间的关联。本研究显示，急性发作组痰液PTX3水平与临床缓解组相比明显升高，而且中-重度持续性哮喘患儿痰PTX3水平明显高于间歇性和轻度持续性哮喘患儿，差异有统计学意义(P<0.05)。除此以外，本研究还发现急性发作组中合并过敏状态的患儿痰PTX3水平升高更为明显。这些结果提示痰液PTX3水平可能与儿童哮喘进展有关，其水平变化可能对患儿过敏状态及疾病严重程度的判断具有重要意义。

血清总IgE是呼吸道过敏性反应的关键触发因素，是诊断哮喘和呼吸道高反应性的参考指标[9]。ECP是活化的嗜酸性粒细胞释放的一种具有强细胞毒作用的蛋白质，是引发哮喘的重要介质之一[10]。有体外研究报道，成人支气管组织中气道平滑肌细胞在促炎性细胞因子刺激和介导下可产生并释放PTX3[11]。C-C基序趋化因子受体11(CCL11)/嗜酸细胞活化趋化因子-1是嗜酸性气道炎症和气道重塑的重要趋化因子，PTX3可增强CCL11/嗜酸细胞活化趋化因子-1的释放[11]。本研究显示，痰液PTX3水平与血清总IgE、ECP和外周血嗜酸性粒细胞计数、痰液嗜酸性粒细胞百分比呈正相关。据此结果，笔者推测哮喘患儿持续存在的高反应性和炎症状态可能会使PTX3水平增高，进一步通过诱导CCL11/嗜酸细胞活化趋化因子-1表达引起哮喘患者嗜酸性气道炎症和气道结构改变。

IL-37属于IL家族，但与其他大多数IL家族成员具有促炎效应不同，IL-37作为抗炎因子在变应性鼻炎、过敏性皮炎、风湿性关节炎等多种炎性疾病中发挥一定保护作用[12-14]。已有关于血液IL-37水平改变与儿童哮喘相关的报道。何进等[15]的研究显示，学龄前哮喘患儿IL-37水平降低，且其变化程度与病情严重程度及肺功能损伤情况相关，但未见有痰液IL-37水平改变与哮喘发生、发展关系的报道。本研究显示，急性发作组痰液IL-37水平明显低于临床缓解组(P<0.05)，且与疾病严重程度有关，中-重度持续组患儿痰液PTX3水平低于轻度持续组和间歇组(P<0.05)，与IgE、ECP等过敏相关炎性指标呈负相关(r<0，P<0.05)，提示痰液中IL-37在哮喘患儿进展过程中也发挥重要作用，监测痰液中IL-37水平改变对哮喘严重程度的判断有一定价值。

随病情进展出现不可逆性气道功能改变时，哮喘患儿肺功能出现明显异常，肺功能指标可以准确、客观地反映儿童呼吸道气流受限程度及病情严重程度。FEV1和FEV1/FVC是反映儿童呼吸道气流受限的敏感指标，这两个指标降低提示有气道阻塞风险[16]。研究表明，气道容积相对大小与气道高反应性有关，FEF25%-75%则是反映气道容积相对大小的指标，该指标降低与哮喘严重程度增加有关[17]。本研究显示，痰液PTX3水平与FEV1、FEV1/FVC、FEF25%-75%呈负相关(r<0，P<0.05)，IL-37则与FEV1、FEV1/FVC和FEF25%-75%呈正相关(r>0，P<0.05)，提示痰液PTX3水平升高、IL-37水平降低可能预示哮喘患儿肺功能不良。

综上所述，痰液PTX3水平升高提示哮喘患儿存在过敏状态，合并IL-37水平降低预示哮喘患儿肺功能不良，监测痰液中两指标水平变化有助于评估儿童哮喘严重程度。本研究局限在于选取的研究对象只包含哮喘患儿，因为无法对健康儿童实施同样的痰液采集操作，不能明确两指标在健康儿童气道的局部水平，后续研究将尽可能获取健康儿童痰液标本，以期进一步验证本研究的结论。