益生菌、維生素D輔助孟魯司特鈉治療肥胖型哮喘患兒的效果及其對Th17/Treg、T-bet/GATA-3表達、瘦素的影響

臧春輝,李矢云,張溫,修林英,陳贏,王淑玉

兒童肥胖型哮喘是哮喘的一種臨床表型,研究顯示,糖皮質激素及長效β受體激動劑的應用在小兒肥胖型哮喘治療中效果并不理想[1-3]。研究報道,與正常體質量指數(BMI)的哮喘患兒比較,肥胖型哮喘人群存在高炎性反應性、臨床癥狀嚴重、預后效果不佳等特點[4]。孟魯司特鈉是一種白三烯受體拮抗劑,具有抗炎及緩解平滑肌痙攣作用;而維生素D是一種免疫調節物質,可抑制炎性細胞因子及趨化因子分泌。有學者認為,哮喘的發病多由過敏反應引起,而益生菌可調控過敏反應,降低過敏引起的細胞激素反應[5]。鑒于此,本研究初次嘗試在常規治療的同時將益生菌與維生素D聯合用于肥胖型哮喘患兒,以期為臨床治療提供循證醫學證據,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入2020年9月—2023年4月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九八〇醫院兒科收治肥胖型哮喘患兒90例,以隨機數字表法分為3組,各30例。3組患兒臨床資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性,見表1。本研究經醫院醫學倫理委員會批準(2020-KY-118),患兒監護人知情同意并簽署知情同意書。

表1 3組肥胖型哮喘患兒臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data among three groups of obese children with asthma

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:年齡≥6歲,能正常溝通交流,配合完成各項檢查;符合2020年版支氣管哮喘防治指南[6],BMI>21 kg/m2,確診為肥胖型哮喘;無其他急慢性嚴重疾病。(2)排除標準:哮喘急性發作期;合并其他呼吸系統疾病;藥物過敏者;存在支氣管擴張、肺結核等相關疾病;合并精神疾病者;未完成方案實施及數據收集者。

1.3 治療方法 患兒均給予布地奈德福莫特羅常規治療,同時予孟魯司特鈉(揚子江藥業集團南京海陵藥業有限公司,5 mg)5 mg口服,每晚1次。于此基礎上對照1組加用益生菌(雙歧桿菌三聯活菌膠囊,晉城海斯藥業有限公司,210 mg)210 mg口服,3次/d。對照2組加用維生素D滴劑(國藥控股星鯊制藥,400單位)400單位口服,1次/d。觀察組加用益生菌、維生素D,方法同對照1、2組。3組均連續用藥3個月。

1.4 觀測指標與方法

1.4.1 肺功能指標檢測:治療前后通過肺功能測定儀(FGY-200,濟南愛來寶公司)測定患兒第1秒用力呼氣容積占預測值百分比(FEV1%pred)、呼出氣一氧化氮(FeNO)、呼氣流速峰值占預測值百分比(PEF%pred)。

1.4.2 血清Th17/Treg細胞因子檢測:取治療前后患兒靜脈血2 ml,離心獲取上層血清,酶聯免疫吸附法檢測白介素-10(interleukin-10,IL-10)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、白介素-17(interleukin-17,IL-17),試劑盒購于南京信帆生物公司。

1.4.3 血清轉錄因子表達測定:上述靜脈血,細胞分離培養,收集上清液與細胞沉淀,采用反轉錄聚合酶鏈反應(reverse transcriptase-polymerase chain reaction,RT-PCR)法測定T細胞T-box(T-bet)/GATA結合蛋白3(GATA-3)表達強度,嚴格按操作規范完成。

1.4.4 血清Th1/Th2細胞因子檢測:上述靜脈血,采用ELISA法測定γ干擾素(interferon gamma,IFN-γ)、白介素-4(interleukin-4,IL-4)血清水平,計算IFN-γ/IL-4比值,試劑盒購于南京信帆生物公司。

1.4.5 血清脂肪細胞因子檢測:上述靜脈血,采用ELISA法測定瘦素、脂聯素、絲氨酸蛋白酶抑制劑(visceral adipose-specific serine protease inhibitor,vaspin),試劑盒購于上海仁捷生物科技公司,嚴格按操作說明完成。

1.4.6 安全性觀察:統計患兒在治療期間出現的不良反應。

1.5 療法評價標準[7]臨床控制:無哮喘癥狀,肺部無哮鳴音,且憋喘等癥狀積分降低>95%;顯效:偶有輕度哮喘癥狀,肺部偶聞哮鳴音,無需用藥,臨床癥狀積分降低>70%～95%;有效:癥狀及哮鳴音發作次數減少或減輕,臨床癥狀積分降低30%～70%;無效:未達上述標準。臨床控制、顯效、有效計入總有效。

2 結 果

2.1 3組治療療效比較 觀察組總有效率(100.00%)與對照1組(90.00%)、對照2組(86.67%)比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表2。

表2 3組肥胖型哮喘患兒療效比較 [例(%)]Tab.2 Comparison of therapeutic effects among three groups of obese children with asthma

2.2 3組肺功能指標比較 治療前,3組PEF%pred、FEV1%pred、FeNO比較差異均無統計學意義(P>0.05)。治療3個月后,3組PEF%pred、FEV1%pred升高,FeNO降低,且觀察組升高/降低幅度大于對照1組、對照2組(P均<0.01),而對照1組、對照2組比較差異無統計學意義(t/P=0.617/0.540、0.789/0.433、0.502/0.618),見表3。

表3 3組肥胖型哮喘患兒肺功能指標比較Tab.3 Comparison of lung function indicators among three groups of obese children with asthma

2.3 3組血清Th17/Treg細胞因子比較 治療前,3組血清IL-6、IL-17、IL-10水平比較差異均無統計學意義(P>0.05)。治療3個月后,3組血清IL-6、IL-17水平降低,IL-10水平升高,且觀察組降低/升高幅度大于對照1組、對照2組(P均<0.01),而對照1組、對照2組比較差異無統計學意義(t/P=0.366/0.715、1.335/0.185、1.218/0.227),見表4。

表4 3組肥胖型哮喘患兒Th17/Treg細胞因子比較Tab.4 Comparison of Th17/Treg Cytokines in Three Groups of Obese Asthmatic Children

2.4 3組血清轉錄因子表達比較 治療前,3組T-bet、GATA-3、T-bet/GATA-3表達強度比較差異無統計學意義(P>0.05)。治療3個月后, 3組T-bet、T-bet/GATA-3表達強度升高,GATA-3表達強度降低,且觀察組升高/降低幅度大于對照1組、對照2組(P均<0.01),而對照1組、對照2組比較差異無統計學意義(t/P=0.737/0.464、1.556/0.124、0.825/0.411),見表5。

表5 3組肥胖型哮喘患兒轉錄因子表達比較Tab.5 Comparison of Transcription Factor Expression in Three Groups of Obese Asthma Children

2.5 3組血清Th1/Th2細胞因子比較 治療前,3組血清IFN-γ、IL-4、IFN-γ/IL-4水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。治療3個月后,3組血清IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平升高,IL-4水平降低,且觀察組升高/降低幅度大于對照1組、對照2組(P均<0.01),而對照1組、對照2組比較差異無統計學意義(t/P=0.392/0.696、1.341/0.183、1.557/0.124),見表6。

表6 3組肥胖型哮喘患兒Th1/Th2細胞因子比較Tab.6 Comparison of Th1/Th2 cytokines in three groups of obese children with asthma

2.6 3組血清脂肪細胞因子比較 治療前,3組血清瘦素、脂聯素、vaspin水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。治療3個月后,3組血清瘦素、vaspin水平降低,脂聯素水平升高,且血清瘦素、vaspin水平觀察組<對照1組<對照2組,脂聯素水平觀察組>對照1組>對照2組(P均<0.05),見表7。

表7 3組肥胖型哮喘患兒脂肪細胞因子比較Tab.7 Comparison of adipocyte cytokines in three groups of obese children with asthma

2.7 3組不良反應比較 治療期間,3組患兒均未見明顯不良反應,且肝腎功能正常。

3 討 論

目前,流行病學調查發現,兒童哮喘與肥胖存在一定關聯性[8]。兒童哮喘國際共識及全球防治倡議提出,肥胖是哮喘發生的高危因素,且研究發現,肥胖型哮喘采用標準藥物治療反應性較差[9]。因此,尋求更有效的兒童肥胖型哮喘控制方法,減輕哮喘對兒童生長發育及生活質量的影響成為臨床亟待解決的問題。

研究報道,脂肪組織堆積過多會產生多種炎性細胞因子,加劇肺部炎性反應;同時,肥胖會致使脂肪細胞肥大,促使人體肺部脂肪組織釋放大量巨噬細胞從而產生病理損害,增加哮喘風險[10]。孟魯司特鈉是臨床較為常用的白三烯受體拮抗劑,能有效抑制并防控嗜酸性粒細胞浸潤,改善炎性反應,減輕氣道高反應性。同時,有研究顯示,哮喘患兒血清維生素D水平與哮喘控制、肺功能及免疫功能存在明顯相關性[11]。維生素D是人體必需的類固醇衍生物,2007年美國流行病學調查顯示,維生素D匱乏多發生于肥胖者,且其也是哮喘發病流行人群,從而提出維生素D缺乏引起哮喘發病率升高的假說[12]。近年來,臨床將維生素D3應用于哮喘的治療取得了明顯效果,如患者肺功能改善、臨床癥狀得以控制等[13]。除此之外,益生菌作為對宿主有益的一類活性微生物可降低由過敏反應引發的細胞激素反應,在改善過敏體質的同時,可增強哮喘患者肺部免疫,提高呼吸道防御能力。由此,本研究嘗試將維生素D與益生菌聯合應用于肥胖型哮喘患兒,結果顯示觀察組總有效率高于對照1、2組,可見聯合治療方案可通過多途徑對哮喘患兒產生作用,進一步強化治療效果,但經統計學比較,3組差異并無統計學意義,考慮可能與本研究選例過少有關。本研究中觀察組肺功能優于對照1、2組,分析原因在于,外源性補充維生素D可提高呼吸道纖毛運動能力,清除呼吸道內分泌物,保持氣道通暢,并可增強巨噬細胞吞噬能力,降低氣道及肺部炎性反應,改善肺功能;加用益生菌可進一步發揮過敏反應及免疫平衡調控作用,從而增強呼吸道防御能力,減輕哮喘病情,改善肺功能。

研究顯示,哮喘發生、進展與Th17/Treg細胞免疫失衡相關,其中Th17細胞可分泌大量IL-6、IL-17等促炎因子,可通過中性粒細胞介導產生炎性反應,Treg細胞可分泌IL-10等抗炎因子,保持免疫平衡[14]。耿珊珊[15]研究顯示,血清維生素D與變應性鼻炎患者Th17/Treg細胞失衡存在相關性,而維生素D缺乏可造成Th17/Treg失衡,引發過敏性鼻炎。另有研究報道,維生素D可通過對Th17、Treg細胞的調控而發揮對Graves病的治療作用[16]。同時,研究報道,益生菌輔助治療能提升呼吸系統疾病患者T淋巴細胞免疫功能[17]。本研究結果顯示,治療后觀察組Th17/Treg細胞水平優于對照1組、2組,可見益生菌與維生素D聯合有助于Th17/Treg細胞免疫維持動態平衡,考慮原因在于,益生菌可通過調控調節性T細胞的分化、增殖而維持Th17/Treg細胞免疫平衡,而加用維生素D可進一步強化對Th17/Treg細胞免疫的調控作用。

另外,研究證實,脂肪組織增加會造成血清促炎因子、肥胖因子水平劇增,引起氣道高反應性[18]。有研究顯示,肥胖因子瘦素水平提高可能與小兒哮喘相關[19]。肥胖患兒瘦素分泌增加,脂聯素分泌減少,造成Th1細胞的典型特征性細胞因子IFN-γ水平下降,IL-4分泌增加,加重氣道及肺部炎性反應。動物實驗發現,維生素D可促進脂肪細胞分化,而益生菌可通過腸道菌群調節而促進營養物質吸收和健康消化,產生脂肪細胞因子調控作用[20]。另有研究認為,Th1/Th2失衡在哮喘發病機制中占據重要地位[21]。本研究發現,治療后觀察組Th1/Th2細胞因子及脂肪細胞因子較對照1組、2組得到明顯改善,原因在于,益生菌可對腸道黏膜免疫的成熟、發育發揮調控作用,提升Th1/Th2免疫細胞活性,促進IFN-γ表達,抑制過敏性Th2反應及IL-4分泌,減輕免疫炎性反應;維生素D可對T淋巴細胞、單核—巨噬細胞產生調控,從而發揮炎性反應抑制作用,降低IL-4水平;同時二者可促進脂肪細胞因子分化,進一步減輕肥胖對哮喘病情的影響。另有研究顯示,T-bet表達缺陷可抑制Th1細胞的分化,造成IFN-γ生成減少,并可促使Th2細胞優勢表達,Th2細胞因子釋放劇增,從而引起哮喘發作[22]。GATA-3被認為是結合于T淋巴細胞受體的基因增強因子,可對Th2產生調控,釋放大量IL-4,參與哮喘氣道炎性反應的發生和進展過程。本研究發現,觀察組T-bet、T-bet/GATA-3水平高于對照1組、2組,GATA-3低于對照1組、2組,表明益生菌聯合維生素D可通過對脂肪細胞因子、T-bet/GATA-3表達的調控而逆轉Th1/Th2功能失衡,從而發揮對兒童哮喘的防治作用,但具體機制和作用途徑還需今后進一步深入探究。

綜上,益生菌、維生素D輔助孟魯司特鈉治療可通過對脂肪細胞因子、T-bet/GATA-3表達的調控而逆轉Th1/Th2功能失衡,維持Th17/Treg細胞免疫平衡,對兒童肥胖型哮喘產生防治作用,療效確切。但本研究每組僅30例,小樣本研究可能會對研究結果造成一定偏倚,今后還需多中心、大樣本的前瞻性研究,以為臨床采用益生菌、維生素D輔助孟魯司特鈉的治療方案提供更多循證醫學證據。

利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

臧春輝:設計研究方案,論文撰寫;李矢云:提出研究思路,分析試驗數據;張溫:實施研究過程,論文審核;修林英:實施研究過程,資料搜集整理;陳贏:論文修改,進行統計學分析;王淑玉:課題設計,論文審核