黏蛋白MUC5AC在肺炎支原體肺炎患兒氣道中的表達及臨床意義

彭力 鐘禮立 林琳 黃寒 丁小芳 陳敏 林小娟

湖南師范大學附屬第一醫院、湖南省人民醫院兒童醫學中心、兒童呼吸病學湖南省重點實驗室（長沙 410005）

兒童肺炎支原體肺炎（MPP）的發病率約占社區獲得性肺炎1/3以上［1］。MPP感染急性期根據肺炎支原體（MP）對氣道黏膜損傷程度的不同而臨床表現存在各異，嚴重者可導致黏液栓塞進而炎性狹窄或閉塞［2］，30%的難治性MPP的病例合并了黏液栓的形成［3］。MPP中黏液栓形成與MP感染后黏蛋白高分泌形成有關。黏蛋白5AC（MUC5AC）占氣道上皮黏蛋白分泌總量的95%，其異常分泌常常代表存在氣道疾病，因而有關氣道黏液高分泌的研究往往聚焦于MUC5AC［4］。MUC5AC水平上升與哮喘［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關。目前已有研究顯示肺炎支原體感染可誘導MUC5AC表達［7］，故推測MUC5AC高分泌與MPP黏液栓形成關系密切。MUC5AC高分泌是嚴重嗜中性粒細胞哮喘患者的標志［8］，但MUC5AC與MPP的黏液栓研究并不多。本文通過在臨床中研究MUC5AC在MPP患者呼吸道中的表達及與MPP黏液栓形成的關系，并進一步探討MUC5AC在兒童MPP中黏液栓形成的預測價值，以期為臨床早期診治黏液栓形成減少MPP后遺癥的發生。

1 資料與方法

1.1 研究對象回顧性選取2022年4-10月在湖南師范大學附屬第一醫院兒童醫學中心住院，符合MPP診斷且行纖維支氣管鏡肺泡灌洗治療的94例兒童為研究對象，其中男48例，女46例；年齡2 ～ 11歲，平均（5.7 ± 2.0）歲。納入標準：患兒年齡＜ 14歲，MPP根據國內兒童MPP診斷標準［9］進行診斷，即臨床表現和影像學具有肺炎改變，結合病原學檢查考慮MP急性感染：MP-IgM ≥ 1∶160，或雙份血清（間隔2周）恢復期抗體滴度上升4倍或下降至原來的1/4，或肺炎支原體DNA（MP-DNA）陽性。排除標準：（1）實驗室檢查證實合并其他細菌和（或）病毒感染所致肺部感染；（2）合并免疫系統疾病、哮喘、先天性心臟病、慢性腎病等基礎疾病；（3）急性起病前1個月內應用免疫抑制劑（如糖皮質激素、雷公藤多苷等）。

1.2 MPP患兒行纖維支氣管鏡檢查的指征適應證：胸部X線或CT檢查顯示肺不張或含氣不良，或符合難治性MPP診斷標準的患兒。禁忌證：嚴重心肺功能減退、嚴重心律紊亂、活動性大咯血、嚴重的出血性疾病、凝血功能損傷、嚴重的肺動脈高壓及其他可能誘發大咯血的疾病、嚴重營養不良，不能耐受手術者等均為相對禁忌證。發熱患兒，纖維支氣管鏡術前需將體溫降至38℃以下。

1.3 研究方法及觀察根據纖維支氣管鏡鏡下是否觀察到黏液栓，研究對象分為黏液栓組和非黏液栓組。黏液痰栓由我院至少2名兒童呼吸介入科醫生評估并一致確認。回顧性分析兩組兒童性別、年齡、住院時間、熱程等基本資料，胸部X線或CT影像學結果及住院后的實驗室檢查指標［白細胞計數（WBC）、血小板（PLT）計數、乳酸脫氫酶（LDH）、C反應蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）、D-二聚體、丙氨酸氨基轉移酶 （ALT）］等。MPP患兒病情輕重的診斷標準參考《兒童社區獲得性肺炎診療規范（2019年版）》［10］。所有入組患兒均于入院24 h 內留取支氣管肺泡灌洗（BALF）標本，采用熒光定量PCR法行MP-DNA檢測及ELISA（ELISA）法檢測受試者BALF標本MUC5AC和白細胞介素-17（IL-17）水平。應用ELISA法檢測受試者支氣管肺泡灌洗液（BALF）中MUC5AC和IL-17水平，操作方法嚴格按照產品說明書進行，ELISA檢測試劑的批內及批間分析變異系數均＜ 10%，所有樣本設3個復孔。本研究已通過了我院倫理委員會審批（審批號：2022-22）。

1.4 統計學方法采用 SPSS 24.0對數據進行統計學分析。計數資料用例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；正態分布計量資料用（±s）表示，組間比較采用兩樣本t檢驗；非正態分布計量資料用［M（P25，P75）］表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。以受試者工作特征（ROC）曲線分析肺泡灌洗液MUC5AC水平預測MPP患兒黏液栓形成的價值，以（1-特異性）為橫坐標，敏感度為縱坐標繪制 ROC 曲線，曲線下面積（AUC） ＜ 0.7時，診斷價值準確度較低；AUC在0.7 ～ 0.9時，診斷準確度為中等；AUC ＞ 0.9時診斷準確度較高。通過Spearman 系數對MUC5AC水平與LDH、IL-17水平進行相關分析。P＜ 0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況黏液栓組和非黏液栓組兩組患兒性別及入院時的病程比較差異無統計學意義（P＞ 0.05），黏液栓組發病年齡大于非黏液栓組，差異有統計學意義（P＜ 0.05），見表1。與非黏液栓組比較，黏液栓組的發熱熱程和住院時間明顯延長，血氧飽和度異常（＜ 0.95）比例以及肺實變、胸腔積液、重癥MPP比例均升高，差異有統計學意義（P＜ 0.05）。黏液栓組實驗室指標CRP、PCT、LDH、MP拷貝數、D-二聚體、MUC5AC、IL-17均明顯高于無粘液栓組，差異有統計學意義（P＜ 0.05），見表1。兩組患兒WBC計數、PLT計數、ALT、IgA、IgG、IgM方面均無明顯統計學意義（P＞ 0.05），見表1。兩組患兒均治療好轉出院。

表1 黏液栓組和非黏液栓組MPP患兒的臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical information between mucus plug group and the non-mucus plug group ±s

表1 黏液栓組和非黏液栓組MPP患兒的臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical information between mucus plug group and the non-mucus plug group ±s

項目性別（例）男女發病年齡（歲）氧飽和度異常（＜ 0.95）［例（%）］入院時病程［M（P25，P25），d］熱程［M（P25，P25），d］住院時間（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二聚體［M（P25，P25），mg/L］IgA（g/L）IgG（g/L）IgM（g/L）肺實變［例（%）］胸腔積液［例（%）］重癥MPP［例（%）］灌洗液log10 MP-DNA MUC5AC（ng/mL）IL-17（ng/mL）黏液栓組（n = 41）非黏液栓組（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水平對MPP黏液栓形成的預測價值以MUC5AC為預測指標，敏感度為縱坐標，1-特異度為橫坐標，繪制ROC曲線如圖1，計算ROC曲線下面積為0.811（95%CI：0.657 ～ 0.959）。當MUC5AC為7.2 ng/mL時，約登指數最高，為0.576，故將MUC5AC為7.2 ng/mL設置為最佳截斷值，預測MPP黏液栓形成的敏感性和特異性分別為86.2%和71.4%。見圖1。

圖1 MUC5AC水平預測MPP黏液栓形成的ROC曲線Fig.1 The ROC curve analysis of MUC5AC level in diagnosis on the incidence of mucus plug formation

2.3 MUC5AC水平與炎性相關指標的相關性分析將黏液栓組MUC5AC水平與炎性相關指標CRP、PCT、LDH、IL-17水平行相關性分析，結果顯示黏液栓組MUC5AC表達與IL-17、LDH均呈正相關（分別r= 0.54，P= 0.002；r= 0.39，P= 0.019），與CRP、PCT無明顯相關性（均P＞ 0.05）。見圖2。

圖2 MUC5AC水平與IL-17、LDH的相關性分析Fig.2 Correlation between IL-17 and LDH With MUC5AC level

3 討論

MPP可合并肺內外并發癥，支氣管黏液栓形成是MPP嚴重并發癥之一，若不能及早發現而持續進展，可出現肺不張、支氣管擴張甚至呼吸衰竭等。本研究發現，從臨床表現看，MPP合并黏液栓組較非黏液栓組熱程明顯延長，發熱時間長說明患兒炎癥持續存在，未得到有效控制，而高炎性反應狀態下也將會導致機體出現持續高熱的狀況，最終導致黏液栓的發生并阻塞氣管［11］。從實驗室檢查結果看，與非黏液栓組比較，MPP合并黏液栓組PCT、CRP、LDH明顯升高。PCT、CRP、LDH均為炎性相關指標［12］，在黏液栓組患兒明顯升高，這表明該組兒童感染MP后發生了更為強烈的炎癥反應。本研究還顯示，黏液栓組MP-DNA較非黏液栓組明顯升高，說明該組高載量的MP對機體損傷作用更強以至于黏液栓形成，且有研究發現支原體拷貝數與支原體肺炎的嚴重程度密切相關［13］。另外黏液栓組D-二聚體平均水平高于無黏液栓組，與既往研究一致［14］。

呼吸道黏蛋白由呼吸道上皮杯狀細胞和粘膜下腺細胞分泌［15］，呼吸道中表達的黏蛋白有數種［16］，其中黏蛋白MUC5AC 在呼吸道黏液中最為重要［17］。在呼吸道急慢性炎性反應時，呼吸道內大量炎性反應介質堆積，這些介質直接或間接作用于氣道杯狀細胞及黏膜下腺細胞引起氣道黏液高分泌［18］。目前對 MUC5AC呼吸道疾病研究越發廣泛［19］，包括哮喘、慢阻肺、支氣管擴張、急性肺損傷等［20］。本研究結果顯示MPP粘液栓組較非粘液栓組MUC5AC明顯升高，表明MUC5AC參與氣道粘液栓形成，這與MA等［21］發現MUC5AC分泌增高是MPP出現塑形支氣管炎的危險因素結論一致。進一步通過ROC曲線分析顯示MUC5AC預測MPP粘液栓形成的AUC面積為0.811，表明MUC5AC預測兒童MPP粘液栓形成有一定診斷價值，與既往研究［21］結果一致。本研究MUC5AC的最佳截斷值為，敏感度為86.2%，特異度為71.4%，臨床中有望可通過檢查MUC5AC來早期評估MPP患兒發生黏液栓的可能。MP除了直接侵犯機體增加呼吸道黏液分泌，促進黏蛋白過度表達外，還能刺激機體免疫細胞產生多種炎性因子及炎性細胞，進而引發過度免疫炎性反應。XU等［22］報道炎性因子IL-10和IFN-γ對MPP黏液栓形成亦有預測價值，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氣道黏液栓形成的危險因素。故本研究進一步將MUC5AC與炎癥因子CRP、PCT、IL-17、LDH等進一步做了相關分析，結果發現MUC5AC與LDH、IL-17存在相關性，IL-17作為一種炎癥因子所介導的體液及細胞免疫反應損傷在支原體肺炎發病過程中有重要的病理意義［24］，因此LDH及IL-17 都提示與MPP的炎癥反應有關，這說明MUC5AC亦與MPP疾病炎癥程度相關，炎癥反應加重加速了黏蛋白合成從而形成黏液栓。

綜上所述，在MPP合并黏液栓患者存在呼吸道黏蛋白MUC5AC的高分泌狀態，MUC5AC的過度分泌是MPP病情進展形成黏液栓的一個重要因素。故抑制呼吸道黏蛋白的過度表達有望可預防黏液栓的發生、控制病情發展，這為今后MPP黏液栓早期診斷及治療提供了新思路。