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血清趋化因子CCL19、CCL21在儿童支气管哮喘中的表达

2023-12-22 13 上传者：管理员

摘要：目的:分析儿童支气管哮喘(BA)患者中血清趋化因子配体19(CCL19)和趋化因子配体21(CCL21)的表达，探讨其在儿童BA中可能介导的病理过程及其在哮喘中是否具有临床指导意义。方法:收集2021年7月至2022年12月于包头市第四医院就诊的BA儿童共72例作为哮喘组，其中急性发作期(AA)32例，临床缓解期(CR)40例；同期选取正常体检儿童33例作为正常对照组(HC)。所有入组儿童均采用ELISA法检测CCL19、CCL21水平，行统计学比较，并评价CCL19、CCL21在儿童支气管哮喘中的诊断效能。结果:(1)各组间血清CCL19、CCL21表达水平比较，差异有统计学意义(P<0.05),其中哮喘组血清CCL19、CCL21表达水平均高于HC组，且AA组又高于CR组；(2)BA儿童CCL19、CCL21水平呈正相关(r=0.819,P<0.05);(3)ROC曲线结果显示，CCL19诊断曲线下面积(AUC)为0.797,最佳截断值为131.58 pg/mL,其敏感度为79.2%,特异度为69.7%;CCL21的AUC为0.771,最佳截断值为307.33 pg/mL,其敏感度及特异度分别为69.4%、84.8%。结论:(1)血清CCL19和CCL21表达水平在支气管哮喘患儿中明显升高，且两者间呈正向相关，提示CCL19与CCL21可能参与哮喘发病机制的过程；(2)ROC曲线提示血清CCL19与CCL21具有良好的诊断效能，提示二者可能成为诊断哮喘及评估临床治疗效果的一个新的实验室依据。

关键词：
儿童
支气管哮喘
气道异质炎症疾病
趋化因子配体19
趋化因子配体21
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支气管哮喘(Bronchial Asthma, BA)是一种复杂的气道异质炎症疾病，在世界范围内哮喘被认为是最常见的呼吸系统慢性病之一，为影响儿童健康生活、成长的十大原因之一[1]。由于儿童患病年龄小，各系统功能没有发育完全，尤其是呼吸系统及免疫系统，所以无论是临床或者亚临床的过敏，上下呼吸道的症状一般同时发生，故又被称为儿童鼻炎-哮喘综合征[2]。目前BA具体的发病过程及演变尚无明确机制，既往研究发现，趋化因子配体19(C-C chemokine ligand 19,CCL19)和趋化因子配体21(C-C chemokine ligand 21,CCL21)在调控气道炎症、介导免疫调节紊乱中发挥着关键的作用。

趋化因子是由多种类型细胞分泌的细胞因子，也是体内免疫调控的重要介体，分子量小(8～14 kDa),可以介导周围免疫细胞定向驱化，作用炎症细胞及其亚群的激活和特异的免疫调节细胞的迁移和归巢，以及淋巴器官的发育和免疫细胞进入和离开第二淋巴器官[3]。其受体CCR7在体内的免疫炎症反应过程中扮演着重要的角色，可以在不同的特异性和非特异性免疫调节细胞上表达，而这些特定的免疫细胞被认为在引发和促进哮喘发生中发挥重要作用；有实验表明，在CCL19和CCL21及其受体相互作用下，使得成熟的DCs将抗原呈给初始T细胞，使其免疫反应偏向Th2分化，致使减弱Th1型细胞功能，抗炎作用降低。由Th2淋巴细胞释放的多种炎症因子数量增加，功能增强，致使EOS在机体内比例增加[4],然后其分泌的IL-4表达上调，不仅能促进免疫炎症的发生，而引起炎症症状加重，还可以诱导B细胞免疫反应的发生。而B细胞的大量增殖分化作用于气道内IgE分泌增加，使气道炎症反应双重加重。而IL-4还可以诱导免疫反应偏向Th2分化，导致恶性循环，最终患儿症状加重、病情迁延[5,6]。

目前趋化因子CCL19、CCL21在免疫调节失衡的相关疾病如SLE、皮肌炎及风湿类疾病、慢性炎症、1型糖尿病[6,7,8]中多有研究，发现其在相关疾病的病理演变过程中起着关键的作用。而关于儿童BA中CCL19、CCL21相关研究鲜有报道。本研究旨在分析血清CCL19、CCL21在儿童BA中的异常表达情况，并探讨其临床指导价值，期望可以为儿童BA的诊治及病情评估提供新的实验室依据，可能为该病的诊治提供新的方向。

1、对象与方法

1.1实验对象

本研究选取2021年7月至2022年12月于包头市第四医院儿科门诊就诊的BA儿童共72例，其中急性发作期(Acute Attack, AA)组32例，临床缓解期(Clinical Remission, CR)组40例；另外选取同期33例体检的健康儿童为正常对照(Healthy Controls, HC)组。纳入标准：(1)符合2020年版《支气管哮喘诊断与防治指南》中BA的诊断标准[8]。(2)年龄3～14岁；(3)基本临床信息完整；(4)可以配合采集血样。将伴有呼吸道感染、支气管异物、肺结核、支气管扩张及支气管肺发育不良等肺部疾病者、存在肝、肾、心、血液及自身免疫缺陷或长期接受免疫抑制剂治疗等基础疾病者等排除。本研究征得了医院医学伦理学委员会的讨论通过，入组儿童及其监护人已取得知情同意。

1.2实验方法

1.2.1一般资料

收集所有受试儿童的年龄、性别构成、身高、体质量等资料。

1.2.2标本

所有纳入儿童均空腹采取外周血，大约2 mL,采样后对无菌普通血清管静置后离心，取上层血清，然后置于-80℃冰箱中进行超低温保存，禁止反复冰冻和融化。最后统一采用CCL19、CCL21 ELISA试剂盒，严格按照试剂盒使用说明书详细步骤进行检测操作，最终检测并记录CCL19、CCL21水平。

1.3统计学方法

所有数据均采用SPSS 20.0统计学软件进行分析。服从正态分布的计量资料采用

表示，两组间及多组间比较分别采用独立样本t检验和单因素ANOVA,两两比较采用LSD-t检验；非正态分布的计量资料采用中位数(四分位数间距)[M(P25～P75)]表示，两组间及多组比较采用秩和检验；计数资料采用百分比[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验；相关性分析采用Pearson分析法，绘制ROC曲线评价诊断价值，P<0.05表示差异存在统计学意义。

2、结果

2.1三组儿童一般资料比较

三组患儿身高、体质量、性别、年龄比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1三组儿童一般资料比较[M(P25～P75)/n(%)]

2.2血清CCL19和CCL21表达水平比较

三组血清CCL19表达水平具有统计学意义(P<0.05),其中AA组(164.29±28.32)pg/mL>CR组(145.63±26.42)pg/mL>HC组(117.62±32.88)pg/mL,各组组间比较差异均有统计学意义(P<0.05);三组血清CCL21表达水平具有统计学意义(P<0.05),其中AA组(367.93±94.93)pg/mL>CR组(318.22±97.60)pg/mL>HC组(251.26±69.86)pg/mL,各组组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2三组的血清CCL19、CCL21水平比较

2.3哮喘组患儿血清CCL19与CCL21相关性分析

Pearson相关性分析结果显示，哮喘组患儿血清CCL19与CCL21表达呈正相关，差异有统计学意义(r=0.819,P<0.05)。见表3,图1。

表3哮喘组患儿血清CCL19与CCL21表达水平的相关性分析

2.4血清CCL19、CCL21对支气管哮喘患儿的诊断效能

ROC曲线结果显示，CCL19诊断曲线下面积(AUC)为0.797,95 %CI为0.705～0.889,其敏感度为79.2 %,特异度为69.7 %,最佳截断值131.58 pg/mL;CCL21诊断曲线下面积(AUC)为0.771,95 %CI为0.682～0.859,其敏感度为69.4 %,特异度为84.8 %,最佳截断值307.33 pg/mL,提示二者在儿童BA中有良好的诊断效能，具有较高的诊断价值。见表4,图2。

图1哮喘组血清CCL19和CCL21相关性分析

表4血清CCL19、CCL21诊断价值

3、讨论

随着现在生活环境的改变、各类的致敏因素的不断显现，迄今为止，全世界已经超过3亿人受BA的疾病的影响。随着BA的发病率的逐年增长，卫生医疗的负担不断增加，但从哮喘的治疗效果及长期的控制水平上来看并没有很理想，尤其在儿童BA中更加显著。哮喘是一种气道异质性慢性疾病[9,10],发病过程复杂，具有不同的临床表型，并且需要长时间用药治疗。由于儿童的自理能力差，容易反复，进而病情延长，甚至导致从儿童早期间歇性喘息到青少年持续哮喘和随后的一生治疗药物依赖，严重影响着儿童的健康生活、日常学习，甚至影响患儿的生长发育[11,12]。BA发病过程尚不完全明确，经典的免疫学理论研究认为哮喘的发生主要是Th1/Th2免疫失衡，而树突状细胞(DCs)和淋巴细胞被普遍认为是BA气道炎症的启动和促进因素。CCL19和CCL21与其受体相结合并在相互作用下，促进了DCs定向迁移作用，最终作用于淋巴组织，引发免疫炎症反应，以及随后对Th1/Th2免疫失衡的诱导[13,14]。然而，很少有研究把CCL19、CCL21及其受体与DCs及相关免疫调节细胞和BA免疫调节失衡的直接影响联系起来。

本研究将CCL19、CCL21作为观察指标，比较哮喘组及对照组血清中二者的表达水平差异，结果显示：BA组水平较HC组水平显著增高，差异均有统计学意义(P<0.05),在Zhang等[13]动物研究结果中发现，BA组CCL19、CCL21水平明显高于HC组，与本研究结果相似，表明了CCL19、CCL21可能参与哮喘发病的过程。CCL19和CCL21还具有独特的作用机制，并可以激活不同的信号通路。既往研究显示，支架蛋白Gabs1也可以作用于CCL19-CCR7轴，促使呼吸道DCs的迁移并呈递抗原，导致向Th2细胞分化方向偏倚，最终免疫调节失衡产生炎症反应[12]。也有研究发现，CCL19和CCL21及其受体可介导作用于PI3K/Akt通路，且可以活化该通路，在该途径被激活后促炎因子被大量释放如核因子(NF-κB)等，促进免疫炎症反应，使其症状加重，其释放的NF-κB不仅能被活化还能反过来诱导加速该通路的激活[15],如此导致恶性循环，炎症加重。另外，也有研究显示，CCL19/CCR7轴可能在BA患者ASM增生中起关键作用[16]。本试验结果显示，二者AA组水平均较CR组水平升高，差异有统计学意义(P<0.05),表明哮喘患者在经过ICS及β受体激动剂等规范治疗且临床症状明显好转后，CCL19、CCL21水平显著降低，有动物研究显示，芍药苷、黄芩素和DXMS都可以明显地使CCL19、CCL21水平减低，从而降低气道炎症反应，症状得到有效的缓解，这与本研究结果类似[17],表明经过规范化治疗后，随着气道炎症的好转CCL19和CCL21表达水平也随之降低。也同样有动物研究发现，在卵清蛋白OVA诱导的BA小鼠，经过抗炎处理后，体内免疫炎症反应被抑制，可以发现CCL19、CCL21有明显的下调[18],可以认为CCL19及CCL21在BA诱导炎症反应中扮演着重要的作用。刘梅等[7]研究表明，哮喘患者病情越重其二者水平就越高，表明了CCL19和CCL21的表达水平随着气道炎症的改变而改变，提示CCL19和CCL21在一定程度上可能成为检测哮喘病情的指标。

本研究绘制诊断的ROC曲线，CCL19的AUC为0.797,95 %CI为0.705～0.889,敏感度为79.2 %,特异度为69.7 %; CCL21的AUC为0.771,95 %CI为0.682～0.859,敏感度为69.4 %,特异度为84.8 %,提示二者具有良好的诊断效能，均有助于BA的诊断。

综上，在AA组患儿中CCL19、CCL21水平均明显高于CR组和HC组，经过规范的ICS及β受体激动剂治疗后，随着哮喘的症状及体征明显缓解，趋化因子水平也会随之下降。趋化因子CCL19、CCL21呈正向相关，可以认为CCL19、CCL21参与哮喘发病的过程，可能为该病的诊治提供新思路，或可为该病的干预提供新的理论依据。但本研究中心样本量小，结果可能存在偏差，还需要进一步研究其具体的分子机制来验证这一假设。

参考文献:

[2]刘璟,田冰.树突状细胞在儿童变应性哮喘中的表达及意义[J].中国现代医学杂志,2018,28(2):65-68.

[6]刘梅,张善林,邵宪辉.血清趋化因子CCL19､CCL21与儿童支气管哮喘病情的相关性[J].中华肺部疾病杂志(电子版),2020,13(3):379-381.

[8]中华儿科杂志编辑委员会,中华医学会儿科学分会呼吸学组,中国医师协会儿科医师分会儿童呼吸专业委员会.儿童支气管哮喘规范化诊治建议(2020年版)[J].中华儿科杂志,2020,58(9):708-717.

[9]张倩倩,柴向斌.趋化因子配体CCL21与慢性炎症性疾病的关系[J].中华临床免疫和变态反应杂志,2021,15(2):207-212.

文章来源:王崴,贾春梅,曲艳杰等.血清趋化因子CCL19､CCL21在儿童支气管哮喘中的表达[J].包头医学院学报,2023,39(12):66-70.