益生菌、维生素D辅助孟鲁司特钠治疗肥胖型哮喘患儿的效果及其对Th17/Treg、T-bet/GATA-3表达、瘦素的影响

臧春辉,李矢云,张温,修林英,陈赢,王淑玉

儿童肥胖型哮喘是哮喘的一种临床表型,研究显示,糖皮质激素及长效β受体激动剂的应用在小儿肥胖型哮喘治疗中效果并不理想[1-3]。研究报道,与正常体质量指数(BMI)的哮喘患儿比较,肥胖型哮喘人群存在高炎性反应性、临床症状严重、预后效果不佳等特点[4]。孟鲁司特钠是一种白三烯受体拮抗剂,具有抗炎及缓解平滑肌痉挛作用;而维生素D是一种免疫调节物质,可抑制炎性细胞因子及趋化因子分泌。有学者认为,哮喘的发病多由过敏反应引起,而益生菌可调控过敏反应,降低过敏引起的细胞激素反应[5]。鉴于此,本研究初次尝试在常规治疗的同时将益生菌与维生素D联合用于肥胖型哮喘患儿,以期为临床治疗提供循证医学证据,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入2020年9月—2023年4月中国人民解放军联勤保障部队第九八〇医院儿科收治肥胖型哮喘患儿90例,以随机数字表法分为3组,各30例。3组患儿临床资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。本研究经医院医学伦理委员会批准(2020-KY-118),患儿监护人知情同意并签署知情同意书。

表1 3组肥胖型哮喘患儿临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical data among three groups of obese children with asthma

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:年龄≥6岁,能正常沟通交流,配合完成各项检查;符合2020年版支气管哮喘防治指南[6],BMI>21 kg/m2,确诊为肥胖型哮喘;无其他急慢性严重疾病。(2)排除标准:哮喘急性发作期;合并其他呼吸系统疾病;药物过敏者;存在支气管扩张、肺结核等相关疾病;合并精神疾病者;未完成方案实施及数据收集者。

1.3 治疗方法 患儿均给予布地奈德福莫特罗常规治疗,同时予孟鲁司特钠(扬子江药业集团南京海陵药业有限公司,5 mg)5 mg口服,每晚1次。于此基础上对照1组加用益生菌(双歧杆菌三联活菌胶囊,晋城海斯药业有限公司,210 mg)210 mg口服,3次/d。对照2组加用维生素D滴剂(国药控股星鲨制药,400单位)400单位口服,1次/d。观察组加用益生菌、维生素D,方法同对照1、2组。3组均连续用药3个月。

1.4 观测指标与方法

1.4.1 肺功能指标检测:治疗前后通过肺功能测定仪(FGY-200,济南爱来宝公司)测定患儿第1秒用力呼气容积占预测值百分比(FEV1%pred)、呼出气一氧化氮(FeNO)、呼气流速峰值占预测值百分比(PEF%pred)。

1.4.2 血清Th17/Treg细胞因子检测:取治疗前后患儿静脉血2 ml,离心获取上层血清,酶联免疫吸附法检测白介素-10(interleukin-10,IL-10)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、白介素-17(interleukin-17,IL-17),试剂盒购于南京信帆生物公司。

1.4.3 血清转录因子表达测定:上述静脉血,细胞分离培养,收集上清液与细胞沉淀,采用反转录聚合酶链反应(reverse transcriptase-polymerase chain reaction,RT-PCR)法测定T细胞T-box(T-bet)/GATA结合蛋白3(GATA-3)表达强度,严格按操作规范完成。

1.4.4 血清Th1/Th2细胞因子检测:上述静脉血,采用ELISA法测定γ干扰素(interferon gamma,IFN-γ)、白介素-4(interleukin-4,IL-4)血清水平,计算IFN-γ/IL-4比值,试剂盒购于南京信帆生物公司。

1.4.5 血清脂肪细胞因子检测:上述静脉血,采用ELISA法测定瘦素、脂联素、丝氨酸蛋白酶抑制剂(visceral adipose-specific serine protease inhibitor,vaspin),试剂盒购于上海仁捷生物科技公司,严格按操作说明完成。

1.4.6 安全性观察:统计患儿在治疗期间出现的不良反应。

1.5 疗法评价标准[7]临床控制:无哮喘症状,肺部无哮鸣音,且憋喘等症状积分降低>95%;显效:偶有轻度哮喘症状,肺部偶闻哮鸣音,无需用药,临床症状积分降低>70%～95%;有效:症状及哮鸣音发作次数减少或减轻,临床症状积分降低30%～70%;无效:未达上述标准。临床控制、显效、有效计入总有效。

2 结 果

2.1 3组治疗疗效比较 观察组总有效率(100.00%)与对照1组(90.00%)、对照2组(86.67%)比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 3组肥胖型哮喘患儿疗效比较 [例(%)]Tab.2 Comparison of therapeutic effects among three groups of obese children with asthma

2.2 3组肺功能指标比较 治疗前,3组PEF%pred、FEV1%pred、FeNO比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后,3组PEF%pred、FEV1%pred升高,FeNO降低,且观察组升高/降低幅度大于对照1组、对照2组(P均<0.01),而对照1组、对照2组比较差异无统计学意义(t/P=0.617/0.540、0.789/0.433、0.502/0.618),见表3。

表3 3组肥胖型哮喘患儿肺功能指标比较Tab.3 Comparison of lung function indicators among three groups of obese children with asthma

2.3 3组血清Th17/Treg细胞因子比较 治疗前,3组血清IL-6、IL-17、IL-10水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后,3组血清IL-6、IL-17水平降低,IL-10水平升高,且观察组降低/升高幅度大于对照1组、对照2组(P均<0.01),而对照1组、对照2组比较差异无统计学意义(t/P=0.366/0.715、1.335/0.185、1.218/0.227),见表4。

表4 3组肥胖型哮喘患儿Th17/Treg细胞因子比较Tab.4 Comparison of Th17/Treg Cytokines in Three Groups of Obese Asthmatic Children

2.4 3组血清转录因子表达比较 治疗前,3组T-bet、GATA-3、T-bet/GATA-3表达强度比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后, 3组T-bet、T-bet/GATA-3表达强度升高,GATA-3表达强度降低,且观察组升高/降低幅度大于对照1组、对照2组(P均<0.01),而对照1组、对照2组比较差异无统计学意义(t/P=0.737/0.464、1.556/0.124、0.825/0.411),见表5。

表5 3组肥胖型哮喘患儿转录因子表达比较Tab.5 Comparison of Transcription Factor Expression in Three Groups of Obese Asthma Children

2.5 3组血清Th1/Th2细胞因子比较 治疗前,3组血清IFN-γ、IL-4、IFN-γ/IL-4水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后,3组血清IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平升高,IL-4水平降低,且观察组升高/降低幅度大于对照1组、对照2组(P均<0.01),而对照1组、对照2组比较差异无统计学意义(t/P=0.392/0.696、1.341/0.183、1.557/0.124),见表6。

表6 3组肥胖型哮喘患儿Th1/Th2细胞因子比较Tab.6 Comparison of Th1/Th2 cytokines in three groups of obese children with asthma

2.6 3组血清脂肪细胞因子比较 治疗前,3组血清瘦素、脂联素、vaspin水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后,3组血清瘦素、vaspin水平降低,脂联素水平升高,且血清瘦素、vaspin水平观察组<对照1组<对照2组,脂联素水平观察组>对照1组>对照2组(P均<0.05),见表7。

表7 3组肥胖型哮喘患儿脂肪细胞因子比较Tab.7 Comparison of adipocyte cytokines in three groups of obese children with asthma

2.7 3组不良反应比较 治疗期间,3组患儿均未见明显不良反应,且肝肾功能正常。

3 讨 论

目前,流行病学调查发现,儿童哮喘与肥胖存在一定关联性[8]。儿童哮喘国际共识及全球防治倡议提出,肥胖是哮喘发生的高危因素,且研究发现,肥胖型哮喘采用标准药物治疗反应性较差[9]。因此,寻求更有效的儿童肥胖型哮喘控制方法,减轻哮喘对儿童生长发育及生活质量的影响成为临床亟待解决的问题。

研究报道,脂肪组织堆积过多会产生多种炎性细胞因子,加剧肺部炎性反应;同时,肥胖会致使脂肪细胞肥大,促使人体肺部脂肪组织释放大量巨噬细胞从而产生病理损害,增加哮喘风险[10]。孟鲁司特钠是临床较为常用的白三烯受体拮抗剂,能有效抑制并防控嗜酸性粒细胞浸润,改善炎性反应,减轻气道高反应性。同时,有研究显示,哮喘患儿血清维生素D水平与哮喘控制、肺功能及免疫功能存在明显相关性[11]。维生素D是人体必需的类固醇衍生物,2007年美国流行病学调查显示,维生素D匮乏多发生于肥胖者,且其也是哮喘发病流行人群,从而提出维生素D缺乏引起哮喘发病率升高的假说[12]。近年来,临床将维生素D3应用于哮喘的治疗取得了明显效果,如患者肺功能改善、临床症状得以控制等[13]。除此之外,益生菌作为对宿主有益的一类活性微生物可降低由过敏反应引发的细胞激素反应,在改善过敏体质的同时,可增强哮喘患者肺部免疫,提高呼吸道防御能力。由此,本研究尝试将维生素D与益生菌联合应用于肥胖型哮喘患儿,结果显示观察组总有效率高于对照1、2组,可见联合治疗方案可通过多途径对哮喘患儿产生作用,进一步强化治疗效果,但经统计学比较,3组差异并无统计学意义,考虑可能与本研究选例过少有关。本研究中观察组肺功能优于对照1、2组,分析原因在于,外源性补充维生素D可提高呼吸道纤毛运动能力,清除呼吸道内分泌物,保持气道通畅,并可增强巨噬细胞吞噬能力,降低气道及肺部炎性反应,改善肺功能;加用益生菌可进一步发挥过敏反应及免疫平衡调控作用,从而增强呼吸道防御能力,减轻哮喘病情,改善肺功能。

研究显示,哮喘发生、进展与Th17/Treg细胞免疫失衡相关,其中Th17细胞可分泌大量IL-6、IL-17等促炎因子,可通过中性粒细胞介导产生炎性反应,Treg细胞可分泌IL-10等抗炎因子,保持免疫平衡[14]。耿珊珊[15]研究显示,血清维生素D与变应性鼻炎患者Th17/Treg细胞失衡存在相关性,而维生素D缺乏可造成Th17/Treg失衡,引发过敏性鼻炎。另有研究报道,维生素D可通过对Th17、Treg细胞的调控而发挥对Graves病的治疗作用[16]。同时,研究报道,益生菌辅助治疗能提升呼吸系统疾病患者T淋巴细胞免疫功能[17]。本研究结果显示,治疗后观察组Th17/Treg细胞水平优于对照1组、2组,可见益生菌与维生素D联合有助于Th17/Treg细胞免疫维持动态平衡,考虑原因在于,益生菌可通过调控调节性T细胞的分化、增殖而维持Th17/Treg细胞免疫平衡,而加用维生素D可进一步强化对Th17/Treg细胞免疫的调控作用。

另外,研究证实,脂肪组织增加会造成血清促炎因子、肥胖因子水平剧增,引起气道高反应性[18]。有研究显示,肥胖因子瘦素水平提高可能与小儿哮喘相关[19]。肥胖患儿瘦素分泌增加,脂联素分泌减少,造成Th1细胞的典型特征性细胞因子IFN-γ水平下降,IL-4分泌增加,加重气道及肺部炎性反应。动物实验发现,维生素D可促进脂肪细胞分化,而益生菌可通过肠道菌群调节而促进营养物质吸收和健康消化,产生脂肪细胞因子调控作用[20]。另有研究认为,Th1/Th2失衡在哮喘发病机制中占据重要地位[21]。本研究发现,治疗后观察组Th1/Th2细胞因子及脂肪细胞因子较对照1组、2组得到明显改善,原因在于,益生菌可对肠道黏膜免疫的成熟、发育发挥调控作用,提升Th1/Th2免疫细胞活性,促进IFN-γ表达,抑制过敏性Th2反应及IL-4分泌,减轻免疫炎性反应;维生素D可对T淋巴细胞、单核—巨噬细胞产生调控,从而发挥炎性反应抑制作用,降低IL-4水平;同时二者可促进脂肪细胞因子分化,进一步减轻肥胖对哮喘病情的影响。另有研究显示,T-bet表达缺陷可抑制Th1细胞的分化,造成IFN-γ生成减少,并可促使Th2细胞优势表达,Th2细胞因子释放剧增,从而引起哮喘发作[22]。GATA-3被认为是结合于T淋巴细胞受体的基因增强因子,可对Th2产生调控,释放大量IL-4,参与哮喘气道炎性反应的发生和进展过程。本研究发现,观察组T-bet、T-bet/GATA-3水平高于对照1组、2组,GATA-3低于对照1组、2组,表明益生菌联合维生素D可通过对脂肪细胞因子、T-bet/GATA-3表达的调控而逆转Th1/Th2功能失衡,从而发挥对儿童哮喘的防治作用,但具体机制和作用途径还需今后进一步深入探究。

综上,益生菌、维生素D辅助孟鲁司特钠治疗可通过对脂肪细胞因子、T-bet/GATA-3表达的调控而逆转Th1/Th2功能失衡,维持Th17/Treg细胞免疫平衡,对儿童肥胖型哮喘产生防治作用,疗效确切。但本研究每组仅30例,小样本研究可能会对研究结果造成一定偏倚,今后还需多中心、大样本的前瞻性研究,以为临床采用益生菌、维生素D辅助孟鲁司特钠的治疗方案提供更多循证医学证据。

利益冲突:所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

臧春辉:设计研究方案,论文撰写;李矢云:提出研究思路,分析试验数据;张温:实施研究过程,论文审核;修林英:实施研究过程,资料搜集整理;陈赢:论文修改,进行统计学分析;王淑玉:课题设计,论文审核