PM2.5顆粒與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子的相關(guān)性

袁紅 李慧 蘭智新 王曉琴

(中國(guó)人民解放軍474醫(yī)院呼吸內(nèi)科，新疆 烏魯木齊 830000)

在空氣動(dòng)力學(xué)方面細(xì)顆粒物(PM2.5)是指空氣中≤2.5 μm的細(xì)小顆粒物，其主要來(lái)源于人類(lèi)廢棄物、炭粒子等的燃燒，是目前主要的大氣污染物；具有體積小、比表面積大、空氣懸浮時(shí)間長(zhǎng)、已隨風(fēng)傳播的特點(diǎn)[1]。同時(shí)其在懸浮過(guò)程中容易吸附空氣中的多苯芳烴、有毒氣體、細(xì)菌病毒以及重金屬等多種有害物質(zhì)，之后通過(guò)人體呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液中，造成病理?yè)p害。長(zhǎng)此以往，將會(huì)對(duì)人類(lèi)呼吸系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)造成不良影響，其中多苯芳烴以及亞硝胺類(lèi)化合物的涉入會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的致病作用，嚴(yán)重影響患者的生命健康[2]。慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種臨床上常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病，以血管、氣道炎癥為主要特征[3]。調(diào)查顯示，我國(guó)2001—2008年COPD的發(fā)病率從3.5%升至6.8%，并隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展以及消費(fèi)水平的提高，其發(fā)病率也在逐年升高[4]。多項(xiàng)研究表明COPD的發(fā)生與PM2.5有著密切的關(guān)系，美國(guó)胸科協(xié)會(huì)在1999年發(fā)現(xiàn)每當(dāng)空氣中PM2.5的含量增加5ug/m3，COPD的發(fā)病率提升1%，證實(shí)了COPD的病發(fā)與PM2.5有著一定的相關(guān)性[5]。故本研究分析探討PM2.5顆粒與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子的相關(guān)性，為COPD的預(yù)防與診療提供參考。報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇我院2016年1月至2017年1月收治的86例COPD患者作為研究對(duì)象，根據(jù)其居住位置進(jìn)行分組，其中郊區(qū)居住的患者為對(duì)照組，共42例，其中男24例，女18例，年齡25～70歲，平均年齡(56.3±4.6)歲，病程5～9年，平均病程(7.4±0.7)年，體質(zhì)量指數(shù)為(21.7±1.3) kg/m2，吸煙史患者28例，飲酒史患者20例；市區(qū)居住的患者為觀察組，共44例，男25例，女19例，年齡25～70歲，平均年齡(55.9±5.1)歲，病程4～9年，平均病程(7.1±0.8)年，體質(zhì)量指數(shù)為(22.2±1.4) kg/m2，吸煙史患者27例，飲酒史患者21例。上述患者均符合COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)，兩組患者年齡、性別、病程、體重指數(shù)、吸煙史以及飲酒史等一般資料差異不顯著無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。診斷標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)2013年推薦的COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：咳嗽，痰液呈現(xiàn)粘液或者濃性；呼吸困難氣短；胸悶喘息；體重下降，活動(dòng)障礙，肌肉萎縮患者；給予支氣管舒張劑以后FEV1/FVC%<70%的患者[6]。納入和排除標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)相關(guān)資料[7]。

1.2方法 對(duì)于上述兩組患者，每周日上午給予其測(cè)定檢查，為期12 W，肺功能可以通過(guò)Master Screen肺功能儀直接測(cè)定第一秒用力呼氣容積(FEV1)、以及FEV1/用力肺活量(FVC)。氧化應(yīng)激水平血清丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)，其中MDA通過(guò)硫酸巴比妥酸法測(cè)定：空腹抽取患者5 mL靜脈血，非抗凝管凝固管1 500 rpm/min離心5 min，EP管取上層血清，-80 ℃保存貼標(biāo)簽， MAD含量檢測(cè)試劑盒(南京建成)說(shuō)明書(shū)具體使用方法測(cè)定。通過(guò)羥胺法測(cè)定患者SOD：靜脈血樣配制方法如MDA，之后通過(guò)(MAD)含量檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)(南京建成)具體使用方法測(cè)定[8]。觀察對(duì)比兩組患者的肺功能(FVC、FEV1、FEV1/ FVC)，氧化應(yīng)激水平(MDA、SOD)以及炎癥因子：干擾素-γ(IFN-γ)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)的差異；分析兩組患者所在地區(qū)的PM2.5差異以及其與氧化應(yīng)激水平和炎癥因子的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

2.1PM2.5監(jiān)測(cè)結(jié)果 在連續(xù)檢測(cè)的12周，觀察組空氣PM2.5的含量均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。即本市市區(qū)空氣PM2.5的含量明顯高于郊區(qū)。見(jiàn)表1。

表1 兩組地區(qū)PM2.5監(jiān)測(cè)結(jié)果(μg/m3)

2.2兩組患者肺功能比較 由表2中結(jié)果可知，對(duì)照組患者的FEV1/ FVC和FEV1指標(biāo)明顯高于觀察組，即郊區(qū)患者的肺功能指標(biāo)明顯高于市區(qū)患者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組患者肺功能比較

2.3兩組患者氧化應(yīng)激水平比較 與觀察者相比，對(duì)照組患者的MDA和SOD明顯較低，即郊區(qū)患者的氧化應(yīng)激水平明顯低于市區(qū)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 兩組患者氧化應(yīng)激水平比較

2.4兩組患者炎性因子比較 由表4結(jié)果可知，觀察組患者的TNF-α、IL-10、IL-6、IFN-γ、TGF-β含量明顯高于對(duì)照組，即市區(qū)患者的炎性因子含量明顯高于郊區(qū)(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 兩組患者炎性因子比較

2.5PM2.5與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子的相關(guān)性 對(duì)PM2.5與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，PM2.5與氧化應(yīng)激水平(MDA、SOD)成正相關(guān)(r=0.413、0.806；P<0.05)；PM2.5與炎性因子(TNF-α、IL-10、IL-6、IFN-γ、TGF-β)呈正相關(guān)(r=0.521、0.476、0.432、0.513、0.496；P<0.05)。

3 討 論

近年來(lái)我國(guó)空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾天氣越來(lái)越多。調(diào)查顯示，我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(長(zhǎng)江三角洲、京津冀、珠江三角洲等)均多次出現(xiàn)重度霧霾，霧霾天氣均超過(guò)100 d，河北和北京每年霧霾天數(shù)竟超過(guò)200 d。而2013年，全國(guó)各個(gè)城市平均霧霾天數(shù)為30 d，為52年以來(lái)之最，所以對(duì)于霧霾已經(jīng)引起了國(guó)家以及相關(guān)部門(mén)的高度重視[9]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，造成的污染超過(guò)了大自然的凈化能力，人們受其害頗深，而PM2.5與霧霾的發(fā)生又有著直接的聯(lián)系，故PM2.5也引起人們的重視。COPD病理學(xué)上顯示為患者呼吸道受到外界的刺激發(fā)生炎癥反應(yīng)，經(jīng)久損傷，量變產(chǎn)生質(zhì)變，氣管終末端小氣管重塑，導(dǎo)致其收縮受阻。臨床上主要表現(xiàn)為慢性缺氧、氣短、呼吸困難等，治療時(shí)常以疾病加重以及穩(wěn)定交替為臨床特點(diǎn)，發(fā)病晚期時(shí)常會(huì)引發(fā)呼吸衰竭、心臟病等嚴(yán)重并發(fā)癥[10]。PM2.5會(huì)導(dǎo)致呼吸道疾病的發(fā)病率增加，同時(shí)主要的誘發(fā)機(jī)制為患者機(jī)體的氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，有學(xué)者認(rèn)為其是此類(lèi)疾病的主要誘始因素[11]。所以本研究探討PM2.5顆粒與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子的相關(guān)性，為COPD的預(yù)防與診療提供參考。

本研究結(jié)果表明，本市市區(qū)連續(xù)12 W的PM2.5水平明顯高于郊區(qū)(P<0.05)，這是因?yàn)槭袇^(qū)一般人口密度較大，人為活動(dòng)量大，生活過(guò)程中產(chǎn)生的汽車(chē)尾氣、道路建筑揚(yáng)塵、各種炭黑離子、植物碎屑、餐飲垃圾以及細(xì)菌均較多，而郊區(qū)人口密度大，人為活動(dòng)較少，綠化率較高，可以一定程度吸附細(xì)小顆粒，故郊區(qū)空氣的PM2.5含量相對(duì)較低[12]。而郊區(qū)患者的FEV1/ FVC和FEV1指標(biāo)明顯高于市區(qū)患者(P<0.05)，其中肺功能是臨床上評(píng)定指標(biāo)，同時(shí)也是COPD的重要診斷標(biāo)準(zhǔn)，其與患者病情嚴(yán)重程度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[13]，故PM2.5含量越高肺功能指標(biāo)越低，而COPD患者的病情越重。本研究結(jié)果顯示市區(qū)患者的IFN-γ、IL-6、IL-10、TNF-α和TGF-β含量明顯高于郊區(qū)(P<0.05)，且PM2.5與炎性因子成正相關(guān)(r=0.521、0.476、0.432、0.513、0.496；P<0.05)。機(jī)體的炎性反應(yīng)實(shí)際上是機(jī)體的一種自我防御功能，防御的同時(shí)也會(huì)對(duì)自身造成一定的損傷，炎癥反應(yīng)中的炎癥因子在其中扮演著重要的角色，當(dāng)PM2.5顆粒被患者經(jīng)呼吸系統(tǒng)吸入到氣管中后，會(huì)引起其呼吸道發(fā)生炎癥反應(yīng)，PM2.5中的某些化學(xué)物質(zhì)可以直接透過(guò)膜屏障進(jìn)入血液，從而進(jìn)一步引起患者全身性的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致其體內(nèi)炎癥因子水平升高，從而促進(jìn)血管收縮，增加血液粘度，誘發(fā)COPD患者病情加重[14]。所以當(dāng)空氣中PM2.5含量升高時(shí)，患者體內(nèi)IFN-γ、IL-6、IL-10、TNF-α和TGF-β炎癥因子含量升高，呈現(xiàn)正相關(guān)。另外，郊區(qū)患者的MDA和SOD水平明顯低于市區(qū)(P<0.05)，PM2.5與氧化應(yīng)激水平成正相關(guān)(r=0.413、0.806；P<0.05)?；颊叩腗DA和SOD水平是反映其機(jī)體氧化水平的重要指標(biāo)，MDA表示受自由基攻擊的程度，SOD表示自由基氧化的程度[15]。研究表明，當(dāng)PM2.5含量升高時(shí)，患者的體內(nèi)活性氧升高，機(jī)體內(nèi)自由基受攻擊程度和氧化程度均增高，而MDA和SOD水平升高，呈現(xiàn)正相關(guān)。

綜上所述，空氣中PM2.5顆粒含量與COPD患者氧化應(yīng)激水平及炎性因子均呈正相關(guān)，可用于COPD的臨床預(yù)防和診療。