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血清SDF-1、STIM-1与支气管哮喘患儿肺功能、机体变态反应指标相关性

2024-11-28 56 上传者：管理员

摘要：目的探讨血清基质细胞衍生因子1(SDF-1)、基质交感分子1(STIM-1)水平与支气管哮喘患儿肺功能、气道高反应性、机体变态反应指标的相关性。方法选择117例支气管哮喘患儿为哮喘组，同期另选51例体检健康儿童为对照组。对比两组血清SDF-1、STIM-1，肺功能指标[最大呼气流量（PEF）、第1秒用力呼气容积（FEV1）/用力肺活量（FVC）]，气道高反应性指标[呼吸阻力（Rrs）-剂量反应曲线，记录基础呼吸阻力（Rrs cont）、基础呼吸传导率（Grs cont）、最小诱发累积浓度（Cmin）、使Rrs升高到基础水平15%所需氯醋甲胆碱的累积剂量（PD15）]，机体变态反应指标[血清免疫球蛋白E(IgE)、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白（ECP）及外周血嗜酸性粒细胞（EOS）计数]。Pearson相关法分析哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平与肺功能、气道高反应、机体变态反应指标的相关性。结果哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平高于对照组（P均<0.05）;FEV1/FVC、PEF、Grs cont、Cmin、PD15低于对照组（P均<0.05）,Rrs cont高于对照组（P<0.05）；血清IgE、ECP水平及外周血EOS计数高于对照组（P均<0.05）。哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平与FEV1/FVC、PEF、Grs cont、Cmin、PD15呈负相关（P均<0.05），与Rrs cont、血清IgE和ECP水平及外周血EOS计数呈正相关（P均<0.05）。结论支气管哮喘患儿血清SDF-1、STIM-1水平升高，二者水平与支气管哮喘患儿肺功能、气道高反应性、机体变态反应指标水平有相关性。

关键词：
儿童
基质交感分子1
基质细胞衍生因子1
支气管哮喘
机体变态反应
气道高反应性
肺功能
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支气管哮喘是一种以慢性气道炎症和气道高反应性为特征的异质性疾病。儿童支气管哮喘发病率呈逐年升高趋势，严重影响患儿生活、运动和肺功能，增加家庭和社会经济负担[1]。尽管近年来关于儿童支气管哮喘诊疗技术与管理水平不断提高，但仍有约20%的患儿哮喘症状未获得有效控制[2]。气道高反应性是支气管哮喘的关键病理特征，主要由气道对各种刺激因子出现过强或者过早的收缩反应导致，表现为严重的支气管狭窄、痉挛、喘息甚至呼吸困难[3]。支气管哮喘也是一种呼吸道变态反应性疾病，接触过敏源是诱发支气管哮喘的主要原因之一，肥大细胞、嗜酸性粒细胞（EOS）和T细胞等在气道浸润并释放大量促炎因子可介导气道炎症，诱导支气管哮喘[4]。基质细胞衍生因子1(SDF-1）又称趋化因子C-X-C基元配体12，是CXC趋化因子受体4(CXCR4）的配体，与CXCR4结合促使致炎因子表达，介导气道炎症反应[5]。基质交感分子1(STIM-1）是钙库操控型钙离子通道（SOCE）蛋白，参与气道平滑肌由收缩型向增殖型转换的调控，与气道炎症和气道重塑密切相关[6]。鉴于此，本研究拟探讨支气管哮喘患儿血清SDF-1、STIM-1水平与肺功能、气道高反应性、机体变态反应指标的相关性，旨在为临床诊治提供参考。

1、资料与方法

1.1临床资料

选择2021年1月—2023年3月本院儿科收治的117例支气管哮喘患儿为哮喘组，男69例、女48例，年龄6～11(9.15±2.16）岁，体质量21～50(35.95±8.26)kg。纳入标准：(1)符合2016版《儿童支气管哮喘诊断与防治指南》诊断标准[7];(2)年龄≥6岁，能配合完成肺功能检测和支气管激发试验；(3)患儿家属签署知情同意书。排除标准：(1)合并上呼吸道感染、肺部感染、肺结核等感染性疾病患者；(2)合并过敏性紫癜、过敏性皮炎等过敏性疾病患者；(3)合并风湿、类风湿、红斑狼疮等免疫性疾病患者。同期另选51例体检健康儿童为对照组，男29例、女22例，年龄6～12(9.35±2.29）岁，体质量22～49(36.09±8.12)kg。两组性别、年龄、体质量比较差异无统计学意义（P均>0.05）。本研究已经获得我院伦理委员会批准（FY2022-012）。

1.2血清SDF-1、STIM-1检测

采集哮喘组入组后次日晨、对照组体检日晨静脉血3 m L，注入无抗凝试剂的干燥试管中室温放置2 h,3 000 r/min离心5 min，半径10 cm。用酶联免疫吸附试验检测血清SDF-1、STIM-1。SDF-1试剂盒购自美国R&D公司，STIM-1试剂盒购自上海舒话生物科技有限公司，酶标仪为AMR-100全自动酶标分析仪（日本Sanplatec公司）。

1.3肺功能指标检测

哮喘组患儿入院72 h内、对照组体检日采用Pony FX肺功能检测系统（意大利COSMED公司）检测最大呼气流量（PEF）、第1秒用力呼气容积（FEV1）/用力肺活量（FVC）。

1.4气道高反应性指标检测

哮喘组患儿病情稳定后、对照组体检日行支气管激发试验，仪器为Astograph Jupiter-21气道过敏反应测试系统（日本Chest公司），指导两组连续潮气呼吸后，仪器自动以喷雾形式给予氯醋甲胆碱，浓度由0.049 mg/m L依次2倍增加至25 mg/m L，仪器自动描记呼吸阻力（Rrs）-剂量反应曲线，记录基础呼吸阻力（Rrs cont）、基础呼吸传导率（Grs cont）、最小诱发累积浓度（Cmin）、使Rrs升高到基础水平15%所需氯醋甲胆碱的累积剂量（PD15）。以吸入药物后Rrs达基础水平2倍以上或受试儿肺部出现哮鸣音及剧烈咳嗽为阳性[8]，达阳性后停止吸入激发剂改为吸入支气管扩张剂（2 mg/m L沙丁胺醇）。

1.5机体变态反应指标检测

支气管哮喘患儿入组后次日、对照组体检日晨采集静脉血2 m L注入EDTA抗凝试管混匀，采用BC-10全自动血细胞分析仪（深圳迈瑞医疗器械有限公司）检测EOS。取血清样本，用酶联免疫吸附试验检测血清免疫球蛋白E(Ig E）、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白（ECP），试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。

1.6统计学方法

采用SPSS25.0统计软件。符合正态分布的计量资料以表示，两组比较采用t检验。Pearson相关法分析哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平与肺功能、气道高反应性、机体变态反应指标的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1哮喘组和对照组血清SDF-1、STIM-1水平比较

见表1。

表1哮喘组和对照组血清SDF-1、STIM-1水平比较

2.2哮喘组和对照组肺功能指标比较

见表2。

表2哮喘组和对照组肺功能指标比较

2.3哮喘组和对照组气道高反应性指标比较

见表3。

表3哮喘组和对照组气道高反应性指标比较

2.4哮喘组和对照组机体变态反应指标比较

见表4。

表4哮喘组和对照组机体变态反应指标比较

2.5哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平与肺功能、气道高反应、机体变态反应指标的相关性

见表5。

3、讨论

SDF-1是CXC趋化因子亚家族的成员之一，在多种细胞中表达，并在损伤、炎症、照射或化疗等应激诱导的多种组织中表达大幅上调。CXCR4是一种G蛋白偶联受体，是SDF-1的主要趋化因子受体，在造血细胞、内皮细胞和上皮细胞、神经细胞、祖细胞和干细胞等多种细胞上广泛表达，SDF-1通过其特异性受体CXCR4发挥病理和生理功能[9]，在驱使炎症细胞迁移浸润，诱导炎症反应等方面有重要作用[10-11]。既往研究显示，SDF-1在哮喘大鼠模型中表达上调，与气道重塑有关[12]。生物信息学分析也确定SDF-1为儿童哮喘的关键基因[13]。本研究发现，支气管哮喘患儿血清SDF-1水平显著升高，这可能是气道炎症应激诱导SDF-1表达上调所致，进一步分析发现SDF-1水平与气道高反应性指标及机体变态反应指标相关。别柏林等[14]在也指出支气管哮喘患者血清SDF-1水平显著增高，与气道高反应性呈正相关，刘彦民等[15]研究显示，支气管哮喘患儿外周血SDF-1水平与EOS计数呈正相关，说明SDF-1参与支气管哮喘患儿气道炎症反应。分析原因为气道重塑是支气管哮喘患儿气道高反应性和肺功能受损的重要影响因素，周细胞与肺微血管分离并迁移到炎症区域，显著促进气道壁重塑。CXCR4在慢性变应性炎症反应下的周细胞表达增加，迁移到其同源趋化因子SDF-1并与之结合，促使气道壁周细胞的积累，增加平滑肌厚度，导致气道重塑[16]。另外，SDF-1/CXCR4信号通路通过诱导细胞外信号调节激酶1/2的表达和激活来增强上皮细胞中基质金属蛋白酶9的表达，进而介导变应性气道炎症[17]。

表5哮喘组血清SDF-1、STIM-1水平与肺功能、气道高反应、机体变态反应指标的相关性

STIM-1是Ca2+储存状态的传感器，定位于细胞内肌浆网和内质网。肌浆网和内质网主要作用是储存和释放钙离子，当Ca2+储存耗尽时STIM-1转运到质膜下的内质网，与质膜钙离子释放激活钙通道蛋白1(Orai1）相互作用导致SOCE[18]。既往研究显示，STIM-1/Orai1信号通路激活，免疫荧光法可检测到衰老主动脉和肠系膜动脉组织中STIM-1、Orai1表达上调，STIM-1、Orai1表达升高与炎症、内皮功能障碍有关[19]。STIM-1/Orai1介导的SOCE促进血管重构和高血压的进展[20]。STIM-1也参与人气道平滑肌贮存性Ca2+内流和气道炎症的调控[18]。本研究发现支气管哮喘组血清STIM-1水平显著升高，与气道高反应性指标及机体变态反应指标相关。说明STIM-1可能也参与支气管哮喘气道高反应及机体变态反应。分析原因：首先，SOCE参与哮喘气道炎症和重塑的发病机制，STIM-1/Orai1信号通路激活介导的SOCE通过上调膜突蛋白增强支气管哮喘患者外周血中性粒细胞的极化和趋化性，中性粒细胞迅速募集并在哮喘患者的气道中大量存在和浸润[21]，释放大量促炎因子，导致气道炎症和重塑。其次，气道高反应性是由气道平滑肌收缩增强引起，STIM-1表达上调促使Ca2+内流和气道平滑肌收缩，导致气道高反应性[22]。

综上所述，支气管哮喘患儿血清SDF-1、STIM-1水平升高，高水平SDF-1、STIM-1与支气管哮喘患儿气道高反应性和机体变态反应有关。可通过降低SDF-1、STIM-1水平改善支气管哮喘患儿气道高反应性和机体变态反应，降低对肺功能的影响。本研究不足之处在于未分析血清SDF-1、STIM-1与症状控制的相关性，尚待进一步研究探讨。

参考文献:

[1]钱孔嘉,徐红贞,陈志敏,等.支气管哮喘患儿肺康复临床研究进展[J].浙江大学学报(医学版),2023,52(4):518-525.

[4]刘健.支气管哮喘气道重塑机制的研究进展[J].中国现代医学杂志,2022,32(12):51-54.

[6]王晴,潘志杰. SOCE通道蛋白在哮喘支气管平滑肌细胞表型转换中的作用研究[C]//浙江省医学会变态反应学分会. 2019年第四届长三角过敏反应大会暨浙江省医学会第五届变态反应学术大会论文汇编.浙江大学医学院附属第一医院呼吸与危重症医学科,2019.

[7]中华医学会呼吸病学分会哮喘学组.支气管哮喘防治指南(2016年版)[J].中华结核和呼吸杂志,2016,39(9):675-697.

[8]中华医学会儿科学分会呼吸学组肺功能协作组,《中华实用儿科临床杂志》编辑委员会.儿童肺功能系列指南(六):支气管激发试验[J].中华实用儿科临床杂志,2017,32(4):263-269.

[14]别柏林,李安琪,楚荷莹. FeNO联合血清SDF-1水平对支气管哮喘患者气道高反应的预测价值[J].临床肺科杂志,2021,26(10):1506-1510.

[15]刘彦民,吴焕婷,田玉红,等.支气管哮喘患儿外周血SDF-1､CXCR4水平与气道炎症和气流受限的关系[J].临床肺科杂志,2019,24(10):1847-1850.

基金资助:江苏省妇幼健康科研项目(F202059);

文章来源:张丹,武怡.血清SDF-1､STIM-1与支气管哮喘患儿肺功能､气道高反应性､机体变态反应指标的相关性[J].山东医药,2024,64(31):62-64+74.