高齡慢性阻塞性肺疾病患者高濃度氫氣吸入對TLR4/My D88 通路及下游炎性因子的影響及臨床意義

王鳳立 宋展 王曉晟 朱紅

（1 天津醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學系,天津 300070;2 滄州市中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科一科）

慢性阻塞性肺病（COPD）是一種具有高發(fā)病率和高死亡率的慢性長期性呼吸道疾病，隨著生活水平提高和作息習慣改變發(fā)病率和死亡率呈逐年上升狀態(tài)〔1〕。該病常見臨床癥狀為咳嗽、哮喘、氣促及呼吸困難等氣道慢性炎癥反應，且肺功能呈進行性減退，特別是老年患者由于身體各項功能下降、氣道炎癥反應加劇，預后和生活質量更差。根據該病發(fā)病機制可得，改善機體氧化應激反應可最大程度提高肺部呼吸功能，進而加快疾病恢復。氫氣可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子等毒性自由基，具有強抗氧化作用，近年關于氫氣吸入治療在COPD中應用的相關報道結果，但一部分研究顯示其對肺功能、血氣指標的改善無顯著效果〔2〕，而一部分結果顯示其可提高肺部功能〔3，4〕。綜合高濃度氫氣吸入治療COPD 療效存在爭議，考慮可能與療效判斷指標敏感性不強有關。最新報道指出，Toll 樣受體（TLR）4為肺泡巨噬細胞表面特異性受體，與始動髓樣分化因子（My）D88 特異性結合識別、激活、轉錄細菌和病毒，使機體多種炎癥因子大量表達，啟動人體免疫系統(tǒng)以抵抗慢性氣道炎癥〔5〕。研究認為，TLR4/My D88通路可通過自身調控和介導其下游炎性因子及時反映機體免疫應答機制和炎性應激反應〔6〕。本文旨在探討高濃度氫氣吸入對COPD 患者TLR4/My D88 通路及下游炎性因子影響及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經醫(yī)院醫(yī)學倫理會討論并批準后，選擇2017 年4 月至2019 年10 月于滄州市中心醫(yī)院確診并治療的高齡COPD 患者296 例，所有受試者對本研究知情并自愿簽署入組同意書。納入標準:①由醫(yī)院臨床醫(yī)師聯(lián)合臨床表現(xiàn)、血清學指標檢查和肺功能檢查首次確診為COPD，且符合《慢性阻塞性肺疾病診療規(guī)范（2011 年版）》〔7〕；②年齡65～75 歲；③輕中度COPD；④入院前半個月無激素或免疫抑制類藥物使用史；⑤一般生命體征較好，不需要持續(xù)無創(chuàng)通氣；⑥未合并COPD 外其他肺部疾病包括哮喘、支氣管擴張、肺炎等。排除標準:①合并嚴重心、肝、腎功能疾病；②合并惡性腫瘤；③凝血功能異常；④不識字，自我認知和配合能力差；⑤合并精神疾病或嚴重溝通障礙；⑥病例資料不齊全。根據隨機數(shù)字表法分為對照組（行常規(guī)治療）和研究組（常規(guī)治療結合高濃度氫氣吸入）各148 例。研究組男88 例、女60 例，年齡67～72 歲，平均（71.25±22.30）歲；對照組男85 例、女63 例，年齡69～74歲，平均（70.99±22.11）歲；兩組基線資料差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

1.2 方法 入院后兩組均予抗生素抗感染治療，并予止咳化痰、維持水電解質平衡、控制性氧療、解痙平喘等對癥支持治療；對照組在常規(guī)治療上吸入33%氧氣，研究組吸入氫氧機電解純水后含氫體積分數(shù)55.5%的氫、氧混合氣體，2 次/d、60 min/次、吸入流量3 L/min，均治療到痊愈或最晚至實驗第14 天。

1.3 觀察指標 ①采用MSA99 肺功能檢測儀肺功能檢測儀（濟南來寶醫(yī)療器械有限公司）檢測用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%）、最高呼氣流速（PEF）。②抽取外周靜脈血20 ml 置于含抗凝劑的一次性真空采血管中，行梯度離心分離單個核細胞并達到細胞密度至3.0×109/L；將細胞接種24 孔的細胞培養(yǎng)板，置入5% CO2、37℃培養(yǎng)箱內孵育2 h，取貼壁單核細胞滴入2% rhGM-CSF 的RPMI1640 培養(yǎng)液中內靜置培養(yǎng)12 d 得到單核細胞源性巨噬細胞；流式細胞術檢測細胞表面TLR4、My D88 值；參照酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）試劑盒（Abcam 公司）說明書，F(xiàn)AITH-1600 全自動生化分析儀（杭州中翰盛泰醫(yī)療器械有限公司）測定上清液中白細胞介素（IL）-8、腫瘤壞死因子（TNF）-α、高敏C 反應蛋白（hs-CRP）水平。③呼吸困難咳嗽咳痰（BCSS）評分通過呼吸困難、咳嗽、咳痰3 個方面分為0～4 分共5 個層次，各項目分數(shù)總和為最終得分，總分12 分，分數(shù)越高、COPD臨床癥狀越嚴重；COPD 評估測試（CAT）評分通過咳嗽、咳痰、胸悶癥狀、爬坡或上一層樓梯的感覺、對日常活動的影響、外出情況、睡眠狀況和精力等8 個方面，分為0～5 分共6 個層次，量表條目計分方式獲得總分40 分，分數(shù)越高COPD 預后越差。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS18.0 軟件進行t檢驗或秩和檢驗、χ2檢驗。

2 結果

2.1 兩組肺功能指標分析 治療前，兩組FVC、FEV1%、PEF 比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；治療后組FVC、FEV1%、PEF 明顯高于治療前（P＜0.05），兩組間FVC、FEV1%、PEF 差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組肺功能、外周血指標比較(,n=148)

表1 兩組肺功能、外周血指標比較(,n=148)

與治療前比較:1）P＜0.05，與對照組比較:2）P＜0.05，下表同

2.2 兩組外周血指標分析 治療前，兩組TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；治療后兩組TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 明顯低于治療前（P＜0.05），且研究組明顯低于對照組（P＜0.05），見表1。

2.3 研究組治療后TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 相關性 TLR4、My D88 與其下游炎性因子IL-8（r=0.345、P=0.041，r=0.587、P=0.015）、TNF-α（r=0.445、P=0.032，r=0.648、P=0.001）、hs-CRP（r=0.874、P=0.001，r=0.489、P=0.026）均呈正相關。

2.4 兩組相關評分比較 治療前，兩組BCSS、CAT評分比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；治療后兩組BCSS、CAT 評分明顯低于治療前（P＜0.05），且研究組明顯低于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組BCSS、CAT 評分比較(,n=148,分)

表2 兩組BCSS、CAT 評分比較(,n=148,分)

2.5 TLR4、My D88、IL-8、TNF-α、hs-CRP 與相關評分相關性分析 TLR4（r=0.411、P=0.035，r=0.472、P=0.028）、My D88（r=0.658、P=0.014，r=0.715、P=0.007）、IL-8（r=0.475、P=0.023，r=0.664、P=0.009）、TNF-α（r=0.362、P=0.039，r=0.612、P=0.011）、hs-CRP（r=0.778、P=0.004，r=0.849、P=0.001）與BCSS、CAT 評分均呈顯著正相關。

3 討論

老年COPD 患者常伴隨較為嚴重的氣道炎癥反應和氣流受限不可逆，病情進展快，易發(fā)展為COPD急性加重期（AECOPD）。近年關于高濃度氫氣吸入對COPD 治療效果的報道較多，動物實驗結果顯示氫氣治療后的煙熏大鼠呼吸得到改善，且安全性較高、無不良反應產生〔8〕。但高濃度氫氣吸入治療COPD 氫氣目前尚未在臨床中廣泛應用，且關于其療程和濃度的選擇尚存在爭議。任莉莉等〔9〕分別將2%，22%，41.6%，66.7%的氫氣吸入治療COPD大鼠，結果較濃度為2%的氫氣組其他組大鼠肺功能改善、肺內炎癥清除及肺病理改變更優(yōu)，其中41.6%，66.7%氫氣效果最優(yōu)。而He 等〔10〕學者指出，由于COPD 病情進展快，不同時期患者對不同濃度氫氣吸入敏感性有所差異，可導致治療效果的不同。且既往多通過呼吸困難癥狀、肺功能及肺部炎癥判斷改善情況，Horvat 等〔11〕結合既往多項報道認為常規(guī)肺功能指標并不能準確反映機體炎癥狀態(tài)，這與氫氣質量輕、分子量小、易滲透生物膜等特點有關，氫氣可快速進入機體組織和氣道中影響肺功能指標的變化。

本研究確定將65～75 歲的輕中度COPD 患者作為本次受試者，排除疾病不同時期和年齡段對結果的影響，可提高結果準確率。根據既往報道〔12，13〕，選擇吸入氫氣濃度為55.5%，該氫氣濃度造成的結果誤差較小、可信度和可行性較強，由于時間限制并未對不同濃度氫氣的作用效果作出進一步探討，仍需在今后研究中深入探討。本研究結果與Gao 等〔2〕研究結果基本一致。引起該結果的原因可能與樣本量的選擇或肺功能指標敏感性差有關；另參考Ma 等〔14〕的文獻結果，氫氣吸入時間可影響肺內炎癥消退、臨床癥狀改善時間；綜合肺功能指標的判斷無法對氫氣吸入治療療效進行更好的判斷。既往多項研究已證實TLR4、My D88 與免疫機制、炎癥狀態(tài)密切相關〔15，16〕，而COPD 主要病理改變組織為肺泡巨噬細胞，該細胞可作用于多種受體因子，其中包括TLR4、My D88 及其下游炎性因子。本研究結果說明氫氣吸入對改善氧化應激反應效果更好。氫氣可降低氣體在支氣管樹中的流速阻力和氣道阻力，直接改善組織缺氧、減輕呼吸困難癥狀。根據曹靜等〔17〕研究結果，氫氣可通過保護線粒體而抑制細胞凋亡，本文結果說明氫氣治療具有較高臨床療效，且其總體療效更優(yōu)。同時也提示肺功能指標并不能作為判斷氫氣治療COPD 療效的判斷，臨床判斷中應結合多種炎性因子全面判斷臨床療效。

綜上，高濃度氫氣吸入治療COPD 總體療效高，臨床可通過檢測TLR4/My D88 通路及下游炎性因子的變化準確判斷臨床效果，以及時、準確發(fā)現(xiàn)疾病進展或轉歸情況。但由于時間限制、樣本量小，研究結果并不能代表全體COPD 患者，仍需設計更為嚴密的、多中心、大樣本的研究，分析多種因素對COPD 患者轉歸的影響。