瘦素在肥胖成人哮喘發病機制中的研究

李俊　翁育清　曾利恒

[摘要] 目的 研究瘦素與肥胖成人哮喘Thl/Th2細胞因子及癥狀嚴重程度的相關性，進一步探討肥胖成人哮喘的發病機制。 方法 選取2016年7～12月珠海市人民醫院（以下簡稱“我院”）哮喘患者100例為研究對象，按照體重指數（BMI）將其分為肥胖哮喘組、非肥胖哮喘組各50例，選取同期我院健康體檢者50例為對照組，并根據BMI分為肥胖組、正常體重對照組各25例。用酶聯免疫吸附法（ELISA）測定血清瘦素、γ-干擾素（INF-γ）、白細胞介素-4（IL-4）及肺功能、哮喘控制測試（ACT）評分。分析瘦素與INF-γ、IL-4及肺功能、ACT評分之間的相關性。 結果 肥胖哮喘組瘦素、IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平均高于其他組別（P < 0.05），血清瘦素水平與ACT評分、第一秒用力呼氣容積%預計值（FEV1%Pred）呈負相關（r= -0.501、-0.384，均P < 0.05），與IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相關（r= 0.446、0.423，均P < 0.05），但與IL-4無明顯相關性（r= -0.189，P > 0.05）。 結論 肥胖哮喘組患者較其他組血清瘦素水平更高，與哮喘臨床癥狀嚴重程度呈正相關，且有可能通過參與Th1型細胞因子所介導的氣道高反應性。

[關鍵詞] 瘦素；肥胖；哮喘；細胞因子

[中圖分類號] R562.25 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）05（a）-0055-04

[Abstract] Objective To observe the correlationship between serum leptin， Th1/Th2 cytokine and symptom severity in obese adult asthma patients， and investigate the pathogenesis of obese adult asthma. Methods From July to December 2016， 100 patients with asthma admitted to the Zhuhai People′s Hospital （“our hospital” for short） were selected as research objects， and they were divided into obese asthma group （50 cases） and non-obese asthma group （50 cases）by BMI. Fifty cases of healthy people at the same time in our hospital for physical examination were selected as control group， and were divided into obese group （25 cases） and non-obese control group （25 cases）. Serum leptin， INF-γ and IL-4 were detected using ELISA， as well as did the concurrent pulmonary function and asthma contml test （ACT）. The correlationship between serum leptin， INF-γ， IL-4， pulmonary function and ACT was analyzed. Results The serum leptin， IFN-γ and IFN-γ/IL-4 in obese asthma groud were significantly higher than those in other groups （P < 0.05）. The leptin levels in obese asthma groud showed a negative correlation with ACT and FEV1%Pred （r= -0.501， -0.384， all P < 0.05）， but a positive correlation with IFN-γ and IFN-γ/IL-4 （r= 0.446， 0.423， all P < 0.05）， and no correlation with IL-4 （r= -0.189， P > 0.05）. Conclusion The serum leptin in obese asthma patients has a higher level and a positive correlation with clinical severity， and probably plays a role in airway hyperresponsiveness by Th1 cytokine mediating.

[Key words] Leptin； Obesity； Asthma； Cytokine

哮喘是一種由多種細胞、細胞組分及炎癥介質共同參與的氣道慢性非特異性炎癥疾病，其發病機制復雜且未明。目前，Th2占主導作用的Th1/Th2細胞調節失衡的氣道炎癥學說得到國內外多數學者的公認，但這一理論并不能完全解釋哮喘的發病機制。肥胖作為哮喘的獨立危險因素，在哮喘的發病機制中日益受到關注。肥胖型哮喘作為2014全球哮喘防治創議（GINA）[1]專門提出的一種新的疾病，目前發現其并沒有通過一貫的Th2介導的炎癥途徑來影響哮喘。本研究主要針對肥胖成人哮喘，通過研究瘦素與Thl/Th2細胞因子及哮喘癥狀嚴重程度的相關性，進一步探討肥胖型哮喘的發病機制以及為尋找更有效的治療方法提供新的思路及理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年7月～2016年12月于珠海市人民醫院（以下簡稱“我院”）確診的哮喘患者100例，依據體重指數（BMI）分為肥胖哮喘組、非肥胖哮喘組，各50例，其中每組急性發作期、慢性緩解期各25例。另選取同期在我院健康體檢者50例為對照，依據BMI分為肥胖組、正常體重對照組各25例。四組間男女比例、年齡、身高比較，差異無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。肥胖哮喘組、肥胖組的體重、BMI比正常體重組明顯升高，差異有統計學意義（P < 0.05）。見表1。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 哮喘組納入標準 入選研究對象均簽署知情同意書，且符合中華醫學會呼吸病學分會哮喘學組2008年制定的《支氣管哮喘防治指南》[2]中支氣管哮喘的診斷標準，且經醫院醫學倫理委員會批準。

1.2.2 急性發作期的納入標準 突然發生喘息、咳嗽、氣促、胸悶等癥狀，或原有癥狀急劇加重、院外未使用過糖皮質激素。

1.2.3 慢性緩解期的納入標準 經過治療或未經治療癥狀、體征消失，肺功能恢復到急性發作前水平，并維持4周以上。

1.2.4 BMI分級標準 按BMI分為肥胖組及正常體重對照組，BMI指數=體質量（kg）/身高的平方（m2）。BMI指數的分級：BMI<24 kg/m2為正常，24≤BMI <28 kg/m2為過重（本組未納入本研究），BMI≥28 kg/m2為肥胖。

1.2.5 健康對照組納入標準 為同時期健康體檢對象均簽署知情同意書，既往無肺部疾病，且近4周內無感染史，無個人及家族過敏史及其他變態反應性疾病史，近2周內未使用任何糖皮質激素或抗生素。

1.2.6 研究對象排除標準 合并慢性阻塞性肺疾病（COPD）、支氣管擴張、活動性肺結核、肺塵埃沉著病、肺間質纖維化、肺癌等及其他已知的限制性通氣功能障礙；合并嚴重心、腦、糖尿病、腎疾病、腫瘤、自身免疫性疾病；合并其他部位感染；近期使用免疫抑制劑；近期手術史；吸煙者；不能完成肺功能檢查者；拒絕簽署知情同意書的患者。

1.3 主要試劑及儀器

臺式低溫高速離心機臺（美國Beckman Coulter公司）、全自動酶標比色儀（美國 Bio-Tek公司）、-80℃超低溫冰箱（日本SANYO公司）、恒溫水浴箱（上海柏欣儀器設備廠）、肺功能儀（美國SensorMedics 2100型）、各酶聯免疫吸附試驗試劑盒（江蘇晶美生物有限公司）。

1.4 觀察指標

1.4.1 ACT評分 ACT評分采用2004年Nathan等[3]提出的評分標準來評估哮喘控制的程度。問卷中包括5個方面的問題： 在過去的4周內，有多少時間哮喘妨礙日常活動；有多少次呼吸困難；有多少次在夜間醒來或早上比平時早醒；有多少次使用急救藥物治療；如何評估過去4周內哮喘控制情況。總分25分，25分為完全控制，20～24分為部分控制，<20分為仍未控制。

1.4.2 血清瘦素、INF-γ、IL-4 抽取靜脈血5 mL，靜置30 min后用低溫高速離心機以3000 r/min（離心半徑13 cm）離心10 min，分離血清置于無菌EP管，凍存于-80℃保存備用。采用雙抗體夾心酶聯免疫吸附法（ELISA）（江蘇晶美生物有限公司）測定血清瘦素、INF-γ、IL-4水平，具體操作方法嚴格按照試劑盒說明書步驟進行。

1.4.3 肺功能測定 采用SensorMedics 2100型肺功能儀測第一秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%Pred）重復測定3次，取最佳值為最終值。

1.5 統計學方法

采用SPSS 13.0統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗；計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗，相關性檢驗采用Pearson線性相關分析，以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組間瘦素與細胞因子的比較

肥胖哮喘組瘦素水平均高于非肥胖哮喘組、肥胖組及正常體重對照組，非肥胖哮喘組瘦素水平亦高于正常體重對照組，差異均有統計學意義（P < 0.05）。肥胖哮喘組IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平均高于非肥胖哮喘組、肥胖組及正常體重對照組，差異有統計學意義（P < 0.05），而肥胖哮喘組IL-4水平與肥胖組及正常體重對照組差異無統計學意義（P >0.05）。非肥胖哮喘組IL-4水平高于肥胖哮喘組、肥胖組及正常體重對照組，差異有統計學意義（P < 0.05），而非肥胖哮喘組IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平與肥胖組及正常體重對照組差異無統計學意義（P >0.05）。見表2。

2.2 肥胖哮喘組瘦素與ACT評分、肺功能和Th1/Th2細胞因子的相關性

在肥胖哮喘組，血清瘦素水平與ACT評分[（17.46±2.25）分]、FEV1%Pred呈負相關（r= - 0.501，P < 0.01；r= - 0.384，P < 0.05），與IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相關（r=0.446，P < 0.01；r=0.423，P < 0.05），但與IL-4無明顯相關性（r= -0.189，P > 0.05）。見圖1。

3 討論

近年來，肥胖和哮喘的發病率逐年增加，肥胖和哮喘的關系也日益受到關注[4]。肥胖對哮喘的影響主要表現為增加哮喘的發病率、增加哮喘的嚴重程度并導致難治性哮喘。作為哮喘的獨立危險因素，肥胖型哮喘與其他類型哮喘相比較，癥狀更重，氣道高反應性（AHR）更高，氣道重塑發生更早，傳統的哮喘治療藥物效果更差[5]，對肥胖型哮喘發病機制的研究有助于尋找新的藥物作用靶點來改善患者的預后。

哮喘發生機制十分復雜，仍尚不完全清楚[6]。目前，氣道炎癥學說得到國內外多數學者的公認，主要理論包括：Th1/Th2細胞調節失衡、調節性T細胞功能不全、神經生長因子的神經源性炎性反應理論，其中Th1/Th2細胞調節失衡在哮喘發病機制中占主導地位[7]。研究證實，輔助性T細胞（helper T cell，Th）細胞主要分泌IFN-γ和IL-2，參與細胞免疫及遲發性超敏炎性反應，具有上調細胞免疫的作用。Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5，主要參與Ig-E的生成及分泌，參與嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞以及肥大細胞所介導的炎性反應。目前普遍認為Th2相對亢進的Th1/Th2細胞失衡學說占主導地位。但研究發現肥，胖型哮喘并沒有通過一貫的Th2介導的炎癥途徑來影響哮喘，很可能存在其他多種潛在的機制[8]。近年來隨著脂肪因子作為內分泌激素這一觀點的提出，眾多學者認為瘦素作為脂肪細胞分泌的一種主要的代謝調節因子，除了調節攝食活動和能量代謝作用外，還與哮喘存在緊密的聯系[9-11]，目前國外已開始探索這方面的研究，并取得了一定的成果。

瘦素是一種脂肪性細胞因子樣蛋白多肽，由ob基因編碼合成，長度約16 kDa，主要通過與瘦素受體結合激活各種信號通路發揮作用，其受體表達于多種組織，如腦組織、支氣管上皮細胞、氣道平滑肌細胞、肺泡上皮細胞[12]等，T淋巴細胞和NK細胞表面也有表達[13]，既可通過固有免疫反應又可通過特異性免疫反應對哮喘發病發揮作用[14]。Shore等[8]動物研究發現，臭氧誘導的野生型小鼠哮喘模型中注入外源性瘦素后表現出更高氣道反應性和更明顯的氣道炎癥，同時支氣管肺泡灌洗液中的蛋白、IL-6、酸粒細胞趨化因子及巨噬細胞炎癥蛋白-2（MIP-2）顯著增多。因此，目前普遍認為其是一種促炎因子[15]。與國外學者Tanju等[16]及國內學者謝偉國等[17]的研究結果相似，本研究中，肥胖哮喘組患者較其他組血清瘦素水平升高，與肺功能及臨床癥狀嚴重程度呈正相關，瘦素水平升高是肥胖哮喘患者的獨立危險因素且可能參與過敏性哮喘。

部分國外學者已證實瘦素可參與并調節哮喘患者細胞因子的產生，從而影響哮喘的發展，但仍存在爭議。Mito等[18]在小鼠哮喘模型中發現瘦素濃度的升高與卵白蛋白特異的Lg-E的降低及植物血凝素刺激的脾細胞產生的IFN-γ增加有關。Lord等[19]也證實瘦素能改變T細胞因子的產生，導致Th1細胞因子表達增強，Th2細胞因子表達減弱。與此相反，Sutherland等[20]對1000新西蘭成人進行一項橫斷面研究發現：無論男女，瘦素與肥胖型哮喘并無明顯的關聯。因此，瘦素對肥胖型哮喘的影響及機制仍不明確且存在很大爭議。與Lord等[19]的研究結果一致，本研究結果顯示，肥胖哮喘組瘦素水平與Th1細胞因子IFN-γ、IFN-γ/IL-4呈正相關（P < 0.05），但與IL-4無明顯相關性（P > 0.05）。因此我們推斷，與傳統觀點不同，瘦素并沒有通過一貫的Th2介導的炎癥途徑來影響哮喘，而是通過參與Th1途徑，增加Th1型細胞因子IFN-γ所介導的氣道高反應來參與哮喘的發生發展。

綜上所述，肥胖型哮喘與其他類型哮喘相比較，之所以癥狀更重，氣道高反應性更高，傳統藥物效果更差，是因為其并沒有通過一貫的Th2而是通過Th1介導的炎癥途徑來影響哮喘，且癥狀嚴重程度與瘦素水平呈正相關。因此，能否通過改變瘦素水平作為靶點，為肥胖型哮喘提供更新更有效的治療手段而提供更廣闊的前景。

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（收稿日期：2017-12-23 本文編輯：任 念）