不同程度支气管肺发育不良患儿血清IL-33、MMP-16、VDBP水平变化及临床意义

王 丹,闫学爽,吴 萍,肖娜娜,常晓丹

(保定市第二中心医院新生儿科,河北 保定 072750)

支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)是早产儿常见并发症,据统计,其在极低体重新生儿中患病率高达30%～40%,严重威胁新生儿生命安全[1-2]。目前,临床尚未完全明确BPD发病机制,仍无特效疗法,早期根据病情程度给予针对性干预手段是控制病情进展的主要方式[3]。在此过程中,探索相关生物标志物准确评估病情程度是关键步骤。白细胞介素-33(interleukin-33,IL-33)具有可溶性细胞因子和核因子的双重作用,国外有动物实验证实其可经由炎症因子表达上调的途径诱导新生小鼠BPD发生[4]。基质金属蛋白酶-16(matrix metalloproteinase-16,MMP-16)是MMP家族重要成员之一,能够影响肺泡和支气管发育情况[5]。维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein,VDBP)具有调节免疫和抗炎功能,与哮喘、肺结核、阻塞性肺疾病等多种呼吸系统疾病发生发展有关[6]。但关于三者在不同程度BPD患儿中的水平变化及检测价值仍未有报道研究。为此,本研究尝试对该课题进行探讨,旨在为临床评估病情程度提供血清学指标,结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年6月至2021年12月保定市第二中心医院早产128例BPD患儿作为研究组,另选取同期同院无BPD早产儿64例作为对照组。纳入标准:两组胎龄均≤35周;研究组经临床确诊为BPD,符合BPD相关诊断标准[7];两组监护人均知情本研究,自愿签订知情同意书。排除标准:合并先天性呼吸系统疾病、先天性心脏病的患儿;先天性消化道、肾脏等组织结构发育畸形的患儿;存在染色体病或遗传代谢性疾病的患儿;监护人放弃治疗的患儿。

研究组男75例,女53例;胎龄28～35周,平均(31.37±0.71)周;出生体重1.12～2.13kg,平均(1.64±0.13)kg。对照组男39例,女25例;胎龄30～35周,平均(32.10±0.58)周;出生体重1.52～2.21kg,平均(1.79±0.10)kg。两组性别差异无统计学意义(P>0.05);研究组胎龄、出生体重较对照组低,差异有统计学意义(P<0.05)。

1.2 研究方法

治疗方法:研究组确诊后均给予早期营养支持、布地奈德混悬液、外源性肺表面活性营养物质等常规治疗,并根据病情程度给予合理的吸氧措施,治疗期间根据患儿病情变化情况调整吸氧浓度。治疗4周后评估疗效:①肺部啰音、呼吸窘迫等临床症状体征消失,肺部CT影像学检查正常,肺功能指标复常为治愈;②肺部啰音、呼吸窘迫等临床症状体征有所缓解,肺部CT影像学检查基本正常或肺部纹理减少,肺功能指标基本恢复为有效;③未达到以上标准为无效。将治愈、有效纳入有效患儿,无效纳入无效患儿。

血清IL-33、MMP-16、VDBP水平检测方法:于研究组确诊后治疗前、治疗4周后及对照组入院时采集空腹静脉血3mL,离心处理,离心速率为3 000r/min,离心半径为10cm,离心时间为10min,取上清液,备用。采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验法检测血清IL-33、MMP-16、VDBP水平,试剂盒购自美国R&D Systems公司,所有操作严格遵循试剂盒说明书。

研究组分组:根据吸入氧浓度(inspired oxygen fraction,FiO2)[8]将研究组分为轻度BPD亚组(FiO2<21%)50例、中度BPD亚组(21%≤FiO2<30%)46例、重度BPD亚组(FiO2≥30%)32例。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组血清IL-33、MMP-16、VDBP水平

研究组血清IL-33、MMP-16水平高于对照组,VDBP水平低于对照组,差异有统计学意义(t值分别为16.291、12.451、12.067,P<0.05),见表1。

表1 两组血清IL-33、MMP-16、VDBP水平比较

2.2 研究组不同程度亚组血清IL-33、MMP-16、VDBP水平

研究组不同程度亚组血清IL-33、MMP-16、VDBP水平差异有统计学意义,进一步两两比较发现,随病情程度加重血清IL-33、MMP-16水平增高,VDBP水平降低(F值分别为169.273、108.204、65.075,P<0.05),见表2。Spearman相关分析显示血清IL-33、MMP-16水平与病情程度呈正相关,VDBP水平与病情程度呈负相关(r值分别为0.855、0.779、-0.833,P<0.05),见图1。

图1 血清IL-33、MMP-16、VDBP水平与病情程度的相关性

表2 研究组不同程度亚组血清IL-33、MMP-16、VDBP水平比较

2.3 血清IL-33、MMP-16、VDBP对病情程度的评估价值

以轻度亚组作为阴性样本,中度亚组作为阳性样本,血清IL-33、MMP-16、VDBP鉴别轻度与中度BPD的AUC分别为0.713(0.612～0.801)、0.761(0.663～0.842)、0.704(0.602～0.793),联合鉴别的AUC为0.900(0.821～0.952),大于各指标单一鉴别;以轻中度亚组作为阴性样本,重度亚组作为阳性样本,血清IL-33、MMP-16、VDBP评估重度BPD的AUC为0.705(0.618～0.782)、0.688(0.601～0.767)、0.845(0.770～0.903),联合评估的AUC为0.941(0.885～0.975),大于各指标单一评估,见图2。

注:左为血清IL-33、MMP-16、VDBP评价中度BPD的价值;右为血清IL-33、MMP-16、VDBP评估重度BPD的价值。

2.4 研究组不同病情程度亚组治疗前后血清IL-33、MMP-16、VDBP水平

研究组不同程度亚组无效患儿治疗前及治疗4周后,血清IL-33、MMP-16水平均高于治疗有效患儿,而VDBP水平均低于治疗有效患儿(t值介于2.672～12.869之间,P<0.05),见表3。

表3 研究组不同病情程度治疗前后血清IL-33、MMP-16、VDBP水平比较

2.5 血清IL-33、MMP-16、VDBP水平与不同程度亚组疗效的关系

Spearman相关分析显示不同程度亚组治疗前、治疗4周后血清IL-33、MMP-16水平均与疗效呈负相关,VDBP水平均与疗效呈正相关(P<0.05),见表4。

表4 血清IL-33、MMP-16、VDBP水平与不同程度亚组疗效的关系

3 讨论

3.1 血清IL-33在早产儿中的水平及与BPD患儿病情程度的相关性

IL-33是IL-1家族的重要组成成员,能经由免疫反应在多种气道炎症反应、感染、变态反应性疾病、自身免疫性疾病中发挥重要作用。Cakir等[9]研究表明,血清IL-33水平在早产BPD患儿中呈显著升高趋势。在此基础上,本研究发现,研究组血清IL-33水平高于对照组,且与病情程度呈正相关,提示IL-33过表达还会促进BPD病情进展。主要作用机制在于以下几个方面:气道上皮细胞、血管上皮细胞、树突状细胞均会大量分泌释放IL-33,过量的IL-33参与调控气道黏膜组织的免疫炎症反应,从而打破气道黏膜内环境平衡,使其在BPD发展过程中发挥促进作用;脐血干细胞和肺上皮细胞中IL-33的产生与BPD患儿机体炎症反应的发展之间存在紧密联系;BPD诱发的炎症反应会导致过多炎症因子释放和细胞凋亡,而炎症因子和细胞凋亡会促使IL-33表达水平上调,从而影响BPD病情进展[10]。同时,本研究显示,血清IL-33单独评估BPD病情程度的价值良好,可作为临床评估病情的重要血清学指标。

3.2 MMP-16在早产儿中的水平及与BPD患儿病情程度的相关性

MMP-16是一种膜型基质金属蛋白酶,参与肺组织损伤、肺部疾病发生过程。本研究结果显示,研究组血清MMP-16水平高于对照组,与廖亮荣等[11]研究结果相符,同时还发现其与BPD病情程度呈正相关,说明MMP-16参与BPD发生和病情发展过程。其机理可能为MMP-16表达上调会破坏肺泡基底膜,导致细胞外基质降解加快,致使肺渗透性明显增加,从而促进BPD发生发展;在高氧暴露条件下,过度增强的MMP-16活性会干扰肺发育过程中细胞外基质的代谢平衡,减少胶原形成,抑制肺泡生成;MMP-16水平升高会一定程度引起活性氧体系失衡,从而加快肺细胞凋亡,加重肺组织损伤;MMP-16在NF-核转录因子的调控下参与肺发育[12]。由此可知,MMP-16能通过上述多种机制促进BPD发生发展。本研究还表明,在评估BPD病情程度方面,MMP-16表现出良好的评估价值,能为临床提供有效的参考依据。

3.3 VDBP在早产儿中的水平及与BPD患儿病情程度的相关性

VDBP由肝脏产生,与VitD具有高度亲和力,能与VitD结合后发挥转运VitD、调节VitD活性作用。相关研究已证实,VitD缺乏与早产儿BPD发生联系紧密[13]。本研究结果显示,研究组血清VDBP水平低于对照组,且随着病情程度加重呈逐渐下调趋势,与病情程度呈负相关。结合相关报道分析原因[14]:VDBP可清除坏死细胞释放的肌动蛋白,发挥抑制肺细胞凋亡和保护肺组织作用;VDBP能调节巨噬细胞的活化,在气道炎症中发挥抑制炎症反应进展作用,还能通过增强中性粒细胞趋化作用将其吸引至炎症部位发挥显著抗炎作用;同时VDBP可调节肺泡发育,产生减轻肺损伤、延缓气道重塑及呼吸支持等多种保护作用,最终达到延缓BPD病情进展的目的。本研究数据显示,血清VDBP单独评估BPD病情的AUC均在0.7以上,评估价值良好。

3.4 IL-33、MMP-16、VDBP三者联合评估

基于上述研究,本研究初次发现三者联合评估价值明显优于各指标单独评估,为临床评估BPD病情程度提供较为可靠的新途径。此外,本研究显示,不同程度亚组治疗前、治疗4周后血清IL-33、MMP-16水平均与疗效呈负相关,VDBP水平均与疗效呈正相关,提示临床可在治疗过程中监测其水平变化,为及时调整治疗方案提供参考依据,有利于强化治疗效果。但未详细探讨血清IL-33、MMP-16、VDBP水平对BPD患儿远期预后的影响,今后需延长随访时间做进一步探讨与分析。

综上可知,BPD患儿血清IL-33、MMP-16、VDBP水平与病情程度、疗效密切相关,可作为临床评估的重要血清学指标。