黏蛋白MUC5AC在肺炎支原体肺炎患儿气道中的表达及临床意义

彭力 钟礼立 林琳 黄寒 丁小芳 陈敏 林小娟

湖南师范大学附属第一医院、湖南省人民医院儿童医学中心、儿童呼吸病学湖南省重点实验室（长沙 410005）

儿童肺炎支原体肺炎（MPP）的发病率约占社区获得性肺炎1/3以上［1］。MPP感染急性期根据肺炎支原体（MP）对气道黏膜损伤程度的不同而临床表现存在各异，严重者可导致黏液栓塞进而炎性狭窄或闭塞［2］，30%的难治性MPP的病例合并了黏液栓的形成［3］。MPP中黏液栓形成与MP感染后黏蛋白高分泌形成有关。黏蛋白5AC（MUC5AC）占气道上皮黏蛋白分泌总量的95%，其异常分泌常常代表存在气道疾病，因而有关气道黏液高分泌的研究往往聚焦于MUC5AC［4］。MUC5AC水平上升与哮喘［5］、慢性阻塞性肺疾病［6］等黏液高分泌的呼吸道疾病密切相关。目前已有研究显示肺炎支原体感染可诱导MUC5AC表达［7］，故推测MUC5AC高分泌与MPP黏液栓形成关系密切。MUC5AC高分泌是严重嗜中性粒细胞哮喘患者的标志［8］，但MUC5AC与MPP的黏液栓研究并不多。本文通过在临床中研究MUC5AC在MPP患者呼吸道中的表达及与MPP黏液栓形成的关系，并进一步探讨MUC5AC在儿童MPP中黏液栓形成的预测价值，以期为临床早期诊治黏液栓形成减少MPP后遗症的发生。

1 资料与方法

1.1 研究对象回顾性选取2022年4-10月在湖南师范大学附属第一医院儿童医学中心住院，符合MPP诊断且行纤维支气管镜肺泡灌洗治疗的94例儿童为研究对象，其中男48例，女46例；年龄2 ～ 11岁，平均（5.7 ± 2.0）岁。纳入标准：患儿年龄＜ 14岁，MPP根据国内儿童MPP诊断标准［9］进行诊断，即临床表现和影像学具有肺炎改变，结合病原学检查考虑MP急性感染：MP-IgM ≥ 1∶160，或双份血清（间隔2周）恢复期抗体滴度上升4倍或下降至原来的1/4，或肺炎支原体DNA（MP-DNA）阳性。排除标准：（1）实验室检查证实合并其他细菌和（或）病毒感染所致肺部感染；（2）合并免疫系统疾病、哮喘、先天性心脏病、慢性肾病等基础疾病；（3）急性起病前1个月内应用免疫抑制剂（如糖皮质激素、雷公藤多苷等）。

1.2 MPP患儿行纤维支气管镜检查的指征适应证：胸部X线或CT检查显示肺不张或含气不良，或符合难治性MPP诊断标准的患儿。禁忌证：严重心肺功能减退、严重心律紊乱、活动性大咯血、严重的出血性疾病、凝血功能损伤、严重的肺动脉高压及其他可能诱发大咯血的疾病、严重营养不良，不能耐受手术者等均为相对禁忌证。发热患儿，纤维支气管镜术前需将体温降至38℃以下。

1.3 研究方法及观察根据纤维支气管镜镜下是否观察到黏液栓，研究对象分为黏液栓组和非黏液栓组。黏液痰栓由我院至少2名儿童呼吸介入科医生评估并一致确认。回顾性分析两组儿童性别、年龄、住院时间、热程等基本资料，胸部X线或CT影像学结果及住院后的实验室检查指标［白细胞计数（WBC）、血小板（PLT）计数、乳酸脱氢酶（LDH）、C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）、D-二聚体、丙氨酸氨基转移酶 （ALT）］等。MPP患儿病情轻重的诊断标准参考《儿童社区获得性肺炎诊疗规范（2019年版）》［10］。所有入组患儿均于入院24 h 内留取支气管肺泡灌洗（BALF）标本，采用荧光定量PCR法行MP-DNA检测及ELISA（ELISA）法检测受试者BALF标本MUC5AC和白细胞介素-17（IL-17）水平。应用ELISA法检测受试者支气管肺泡灌洗液（BALF）中MUC5AC和IL-17水平，操作方法严格按照产品说明书进行，ELISA检测试剂的批内及批间分析变异系数均＜ 10%，所有样本设3个复孔。本研究已通过了我院伦理委员会审批（审批号：2022-22）。

1.4 统计学方法采用 SPSS 24.0对数据进行统计学分析。计数资料用例（%）表示，组间比较采用χ2检验；正态分布计量资料用（±s）表示，组间比较采用两样本t检验；非正态分布计量资料用［M（P25，P75）］表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。以受试者工作特征（ROC）曲线分析肺泡灌洗液MUC5AC水平预测MPP患儿黏液栓形成的价值，以（1-特异性）为横坐标，敏感度为纵坐标绘制 ROC 曲线，曲线下面积（AUC） ＜ 0.7时，诊断价值准确度较低；AUC在0.7 ～ 0.9时，诊断准确度为中等；AUC ＞ 0.9时诊断准确度较高。通过Spearman 系数对MUC5AC水平与LDH、IL-17水平进行相关分析。P＜ 0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况黏液栓组和非黏液栓组两组患儿性别及入院时的病程比较差异无统计学意义（P＞ 0.05），黏液栓组发病年龄大于非黏液栓组，差异有统计学意义（P＜ 0.05），见表1。与非黏液栓组比较，黏液栓组的发热热程和住院时间明显延长，血氧饱和度异常（＜ 0.95）比例以及肺实变、胸腔积液、重症MPP比例均升高，差异有统计学意义（P＜ 0.05）。黏液栓组实验室指标CRP、PCT、LDH、MP拷贝数、D-二聚体、MUC5AC、IL-17均明显高于无粘液栓组，差异有统计学意义（P＜ 0.05），见表1。两组患儿WBC计数、PLT计数、ALT、IgA、IgG、IgM方面均无明显统计学意义（P＞ 0.05），见表1。两组患儿均治疗好转出院。

表1 黏液栓组和非黏液栓组MPP患儿的临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical information between mucus plug group and the non-mucus plug group ±s

表1 黏液栓组和非黏液栓组MPP患儿的临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical information between mucus plug group and the non-mucus plug group ±s

项目性别（例）男女发病年龄（岁）氧饱和度异常（＜ 0.95）［例（%）］入院时病程［M（P25，P25），d］热程［M（P25，P25），d］住院时间（d）WBC（× 109/L）PLT（× 109/L）CRP［M（P25，P25），mg/L］PCT［M（P25，P25），μg/L］LDH（U/L）ALT（U/L）D二聚体［M（P25，P25），mg/L］IgA（g/L）IgG（g/L）IgM（g/L）肺实变［例（%）］胸腔积液［例（%）］重症MPP［例（%）］灌洗液log10 MP-DNA MUC5AC（ng/mL）IL-17（ng/mL）黏液栓组（n = 41）非黏液栓组（n = 53）χ2/t/Z值1.492 P值0.298 18 23 6.26 ± 1.80 6（14.63）8（7，12）8.60 ± 3.57 9.73 ± 3.47 9.57 ± 3.18 342 ± 160 13（2，27）0.15（0.12，0.34）391.36 ± 140.02 25.82 ± 11.28 0.93（0.57，1.61）1.42 ± 0.85 9.95 ± 0.55 2.27 ± 1.11 37（90.24）19（46.34）28（68.29）7.14 ± 2.71 7.58 ± 2.31 47 ± 18.21 30 23 5.21 ± 2.01 1（1.89）7（6，10）4.00 ± 1.46 6.93 ± 2.81 9.15 ± 2.40 359 ± 105 8（1，14）0.08（0.04，0.15）325.02 ± 92.39 17.38 ± 8.11 0.54（0.30，1.10）1.33 ± 0.62 9.46 ± 0.74 1.35 ± 0.43 13（24.53）3（5.66）14（26.42）6.35 ± 1.17 5.36 ± 1.41 42 ± 13.12 2.538 5.450-0.389 2.39 2.42 0.402-0.338-2.615-2.266 2.625 1.184-2.05 0.317-0.538 1.089 40.096 21.341 16.402 3.119 2.732 2.391 0.013 0.020 0.698 0.026 0.022 0.691 0.738 0.009 0.023 0.01 0.251 0.04 0.754 0.595 0.294＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001 0.003 0.014 0.029

2.2 MUC5AC水平对MPP黏液栓形成的预测价值以MUC5AC为预测指标，敏感度为纵坐标，1-特异度为横坐标，绘制ROC曲线如图1，计算ROC曲线下面积为0.811（95%CI：0.657 ～ 0.959）。当MUC5AC为7.2 ng/mL时，约登指数最高，为0.576，故将MUC5AC为7.2 ng/mL设置为最佳截断值，预测MPP黏液栓形成的敏感性和特异性分别为86.2%和71.4%。见图1。

图1 MUC5AC水平预测MPP黏液栓形成的ROC曲线Fig.1 The ROC curve analysis of MUC5AC level in diagnosis on the incidence of mucus plug formation

2.3 MUC5AC水平与炎性相关指标的相关性分析将黏液栓组MUC5AC水平与炎性相关指标CRP、PCT、LDH、IL-17水平行相关性分析，结果显示黏液栓组MUC5AC表达与IL-17、LDH均呈正相关（分别r= 0.54，P= 0.002；r= 0.39，P= 0.019），与CRP、PCT无明显相关性（均P＞ 0.05）。见图2。

图2 MUC5AC水平与IL-17、LDH的相关性分析Fig.2 Correlation between IL-17 and LDH With MUC5AC level

3 讨论

MPP可合并肺内外并发症，支气管黏液栓形成是MPP严重并发症之一，若不能及早发现而持续进展，可出现肺不张、支气管扩张甚至呼吸衰竭等。本研究发现，从临床表现看，MPP合并黏液栓组较非黏液栓组热程明显延长，发热时间长说明患儿炎症持续存在，未得到有效控制，而高炎性反应状态下也将会导致机体出现持续高热的状况，最终导致黏液栓的发生并阻塞气管［11］。从实验室检查结果看，与非黏液栓组比较，MPP合并黏液栓组PCT、CRP、LDH明显升高。PCT、CRP、LDH均为炎性相关指标［12］，在黏液栓组患儿明显升高，这表明该组儿童感染MP后发生了更为强烈的炎症反应。本研究还显示，黏液栓组MP-DNA较非黏液栓组明显升高，说明该组高载量的MP对机体损伤作用更强以至于黏液栓形成，且有研究发现支原体拷贝数与支原体肺炎的严重程度密切相关［13］。另外黏液栓组D-二聚体平均水平高于无黏液栓组，与既往研究一致［14］。

呼吸道黏蛋白由呼吸道上皮杯状细胞和粘膜下腺细胞分泌［15］，呼吸道中表达的黏蛋白有数种［16］，其中黏蛋白MUC5AC 在呼吸道黏液中最为重要［17］。在呼吸道急慢性炎性反应时，呼吸道内大量炎性反应介质堆积，这些介质直接或间接作用于气道杯状细胞及黏膜下腺细胞引起气道黏液高分泌［18］。目前对 MUC5AC呼吸道疾病研究越发广泛［19］，包括哮喘、慢阻肺、支气管扩张、急性肺损伤等［20］。本研究结果显示MPP粘液栓组较非粘液栓组MUC5AC明显升高，表明MUC5AC参与气道粘液栓形成，这与MA等［21］发现MUC5AC分泌增高是MPP出现塑形支气管炎的危险因素结论一致。进一步通过ROC曲线分析显示MUC5AC预测MPP粘液栓形成的AUC面积为0.811，表明MUC5AC预测儿童MPP粘液栓形成有一定诊断价值，与既往研究［21］结果一致。本研究MUC5AC的最佳截断值为，敏感度为86.2%，特异度为71.4%，临床中有望可通过检查MUC5AC来早期评估MPP患儿发生黏液栓的可能。MP除了直接侵犯机体增加呼吸道黏液分泌，促进黏蛋白过度表达外，还能刺激机体免疫细胞产生多种炎性因子及炎性细胞，进而引发过度免疫炎性反应。XU等［22］报道炎性因子IL-10和IFN-γ对MPP黏液栓形成亦有预测价值，而ZHANG等［23］研究表明PA（前白蛋白）水平，CRP和LDH水平等是也是MPP气道黏液栓形成的危险因素。故本研究进一步将MUC5AC与炎症因子CRP、PCT、IL-17、LDH等进一步做了相关分析，结果发现MUC5AC与LDH、IL-17存在相关性，IL-17作为一种炎症因子所介导的体液及细胞免疫反应损伤在支原体肺炎发病过程中有重要的病理意义［24］，因此LDH及IL-17 都提示与MPP的炎症反应有关，这说明MUC5AC亦与MPP疾病炎症程度相关，炎症反应加重加速了黏蛋白合成从而形成黏液栓。

综上所述，在MPP合并黏液栓患者存在呼吸道黏蛋白MUC5AC的高分泌状态，MUC5AC的过度分泌是MPP病情进展形成黏液栓的一个重要因素。故抑制呼吸道黏蛋白的过度表达有望可预防黏液栓的发生、控制病情发展，这为今后MPP黏液栓早期诊断及治疗提供了新思路。