探讨支气管扩张稳定期及急性加重期病原学特点及与气道炎症的关系张晓燕

张晓燕

摘要：目的探讨支气管扩张稳定期及急性加重期病原学特点及与气道炎症的关系。方法选择2016年1月～2018年1月在我院就诊并保持随访完成整个实验的74例支气管扩张患者为研究对象，随访中有51例患者出现急性加重，对比分析支气管扩张稳定期及急性加重期患者的病原学特点、气道中性粒细胞及相关炎症因子水平，以及稳定期、急性加重期气道内细菌与气道炎症的关系。同时选择同期40名健康受试者作为正常对照。比较支气管扩张稳定期、急性加重期患者及正常对照气道中性粒细胞及相关炎症因子水平。结果支气管扩张急性加重期患者诱导痰细菌培养阳性率明显高于稳定期，差异有高度统计学意义（P<0.01），而二者阳性细菌种类构成比差异无统计学意义（P>0.05）。急性加重期培养阳性的37例患者中有18例患者在稳定期已有细菌定植，而其中11例患者病原菌与稳定期细菌培养结果为同一细菌，其中铜绿假单胞菌6例，肺炎克雷伯菌3例，大肠埃希菌2例。支气管扩张患者稳定期及急性加重期气道中性粒细胞百分比、白介素-6（IL-6）、白介素-8（IL-8）肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白三烯B4（LTB4）水平均明显较健康受试者明显增高，差异均有高度统计学意义（P<0.01），而急性加重期患者各指标均高于稳定期，其中气道中性粒细胞百分比、IL-8、LTB4水平较稳定期明显升高，差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。稳定期和急性加重期细菌培养阳性患者诱导痰中性粒细胞百分比、IL-6、IL-8、TNF-α、LTB4值均明显高于细菌培养阴性患者，差异均有高度统计学意义（P<0.01）。结论支气管扩张患者急性加重期病原菌阳性率较稳定期定植菌检出率明显升高，而细菌种类无明显差别，但具有一定的关联；支气管扩张患者气道内存在以中性粒细胞为特征的气道炎性反应，且稳定期细菌定植、急性加重期病原菌感染者炎性反应程度明显高于细菌培养阴性者。

关键词：支气管扩张；病原学；气道；炎症

[Abstract]ObjectiveToinvestigatetheetiologicalcharacteristicsofstableandacuteexacerbationbronchiectasisanditsrelationshipwithairwayinflammation.MethodsFromJanuary2016toJanuary2018，74patientswithbronchiectasiswhohadbeentreatedinourhospitalandhadbeenfollowedupforthewholeexperimentwereselectedasthesubjects.51patientshadacuteexacerbationduringthefollow-up.Theetiologicalcharacteristics，airwayneutrophilsandrelatedinflammationfactorsofpatientswithstableandacuteexacerbationbronchiectasiswerecomparedandanalyzed.Therelationshipbetweenthelevelsofbacteriaandairwayinflammationinstablephaseandacuteexacerbationstagewasanalyzed.Meanwhile，40healthysubjectsinthesameperiodwereselectedasnormalcontrols.Thelevelsofneutrophilsandrelatedinflammatoryfactorsinairwayofpatientswithstablebronchiectasis，acuteexacerbationandnormalcontrolwerecompared.ResultsThepositiverateofinducedsputumbacterialcultureinpatientswithacuteexacerbationofbronchiectasiswassignificantlyhigherthanthatinpatientswithstablebronchiectasis（P<0.01）.Among37patientswithpositivecultureatacuteexacerbation，18hadbacterialcolonizationatstablestage，and11ofthemhadthesamebacterialcolonizationasthatatstablestage，including6Pseudomonasaeruginosa，3Klebsiellapneumoniaeand2Escherichiacoli.Thepercentageofairwayneutrophils，interleukin-6（IL-6），interleukin-8（IL-8），tumornecrosisfactor-alpha（TNF-alpha）andleukotrieneB4（LTB4）levelsinpatientswithbronchiectasisatstableandacuteexacerbationstagesweresignificantlyhigherthanthoseinhealthysubjects（P<0.01）.Thepercentageofneutrophils，thelevelsofIL-8andLTB4intheairwayweresignificantlyhigherthanthoseinthestableperiod（P<0.05orP<0.01）.Thepercentageofinducedsputumneutrophils，IL-6，IL-8，TNF-aandLTB4inpatientswithpositivebacterialcultureatstableandacuteexacerbationstagesweresignificantlyhigherthanthoseinpatientswithnegativebacterialculture（P<0.01）.ConclusionThepositiverateofpathogenicbacteriainpatientswithbronchiectasisatacuteexacerbationstagewassignificantlyhigherthanthatinpatientswithstablestage，buttherewasnosignificantdifferenceinbacterialspecies，buttherewasacertaincorrelationbetweenthem.Thedegreeofinflammatoryreactionofbacteriainfectedpatientswassignificantlyhigherthanthatofnegativebacteriaculture.

[Keywords]bronchiectasis；etiology；airway；inflammation

感染、炎症以及进行性的肺组织破坏组成的恶性循环被认为是支气管扩张发生发展的重要因素[1]，进一步了解细菌种类及气道炎症特征，并打破这种恶性循环是治疗支气管扩张的关键。目前针对性的研究主要集中在急性加重期，对于支气管扩张稳定期患者气道内是否存在细菌的长期定植，定植菌与急性加重期的病原菌，稳定期与急性加重期炎症细胞及相关细胞因子是否存在某种关联等方面的研究甚少。现对在我院就诊并完成随访的74例支气管扩张患者稳定期及急性加重期病原学特点及气道炎症变化进行对比，并分析其关联，报道如下：

1资料与方法

1.1一般资料

选择2014年1月～2015年1月在我院就诊的74例支气管扩张稳定期患者为研究对象，本研究经我院医学伦理委员会批准。研究对象纳入标准：①均经详细病史采集、查体及CT或HRCT等相关辅助检查，符合支气管扩张稳定期及急性加重的诊断标准[2-3]。②均自愿参与本次研究并签订知情同意书。③均完成6个月的随访，且在实验过程中均能成功取得诱导痰。排除标准：①合并哮喘、结核、特发性肺纤维化病史者；②有变态反应性疾病病史者；③有急慢性心血管、肝肾、肿瘤疾病病史者；④近3个月内使用过糖皮质激素类药物者；⑤难以配合及失访者。其中，男43例，女31例；年龄26～73岁，平均（49.31±13.24）岁；病程1.5～28年，平均（8.36±5.47）年；在过去1年中急性加重次数0～11次，平均（3.82±2.96）次；支气管扩张类型：柱状扩张15例，囊状扩张10例，混合性扩张49例。同时选择同期自愿参与本次研究的40名健康受试者作为正常对照，其中男25例，女15例；年龄23～65岁，平均（47.16±14.53）岁。支气管扩张患者的年龄、性别分布与健康受试者比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2研究方法

对在我院就诊并明确诊断为支气管扩张稳定期的患者进行为期6个月的随访，2周1次。对处于稳定期以及首次急性加重的患者取痰液进行相关检测。常规进行痰标本采集、培养及检测[4]，观察菌落特征并根据菌株的形态、特点作出初步鉴定，然后置于全自动细菌分析仪作进一步鉴定。诱导痰标本离心20min，取上清液采用低倍镜（15倍）计数200个非鳞状细胞；记录中性粒细胞计数绝对值并计算比例。采用放射免疫法对白介素-6（IL-6）、白介素-8（IL-8）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量进行检测，采用酶联免疫吸附实验测定诱导痰中白三烯B4（LTB4）含量，并严格按照试剂盒说明进行正确操作。

1.3统计学方法

采用SPSS13.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较方差齐性时采用t检验，方差不齐时采用t′检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1支气管扩张稳定期及急性加重期病原学特点

74例支气管扩张稳定期患者痰培养中，有28例（37.84%）细菌培养阳性，其中铜绿假单胞菌12例，大肠埃希菌4例，肺炎克雷伯菌5例，鲍曼不动杆菌4例，阴沟肠杆菌2例，产气肠杆菌1例。在6个月的随访过程中，有51例患者出现急性加重，痰培养细菌培养阳性者37例（72.55%），其中铜绿假单胞菌14例，大肠埃希菌11例，肺炎克雷伯菌4例，鲍曼不动杆菌6例，阴沟肠埃希菌3例，产气肠杆菌1例，包括1例同时培养出铜绿假单胞菌和大肠埃希菌，1例同时培养出铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌。支气管扩张急性加重期患者诱导痰细菌培养阳性率明显高于稳定期，差异有高度统计学意义（χ2=14.574，P=0.000），而稳定期与急性加重期培养阳性细菌种类构成比差异无统计学意义（χ2=2.390，P=0.793）。另外，急性加重期培养阳性的37例患者中有18例患者在稳定期已有细菌定植，而其中11例患者病原菌与稳定期细菌培养结果为同一细菌，其中铜绿假单胞菌6例，肺炎克雷白菌3例，大肠埃希菌2例。

2.2稳定期及急性加重期气道细胞、炎症因子水平

支气管扩张患者稳定期及急性加重期气道中性粒细胞百分比、IL-6、IL-8、TNF-α及LTB4水平均较健康受试者明显升高，差异均有高度统计学意义（P<0.01），而急性加重期患者各指标均高于稳定期，其中气道中性粒细胞百分比、IL-8、LTB4水平较稳定期明显升高，差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。

2.3稳定期及急性加重期气道内细菌与气道炎症的关系

稳定期和急性加重期细菌培养阳性患者诱导痰中性粒细胞百分比、IL-6、IL-8、TNF-α、LTB4值均明显高于细菌培养阴性患者，差异均有高度统计学意义（P<0.01）。

3讨论

支气管扩张被认为是“感染-气道炎症-气道破坏”恶性循环的结局，其中细菌可能扮演着重要角色[5-7]，即使在稳定期，细菌的定植仍会引起显著的气道炎症[8-9]。Angrill等[10]研究认为，60%～80%的稳定期支气管扩张患者气道内存在潜在致病菌群，致病菌群负荷量越大，炎性反应越强，而造成气道破坏。蔺雪等[11]对支气管扩张稳定期下呼吸道细菌定植的研究结果显示，细菌定植约占入选病例的37.5%，排在前三位的分别是铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌。邓卓恒等[12]对急性加重期的支气管扩张患者作病原菌分析，其中前三位的细菌分别是铜绿假单胞菌，施氏假单胞菌和肺炎链球菌。国外亦有研究表明，支气管扩张急性加重期的病原菌多为革兰阴性杆菌，其中最常见的是铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌及肺炎链球菌[13]。本研究中，有28例支气管扩张稳定期痰细菌培养阳性，排在前三位的分别是铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌；51例急性加重期患者中痰细菌培养阳性者37例，排在前三位的分别是铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌，与国内外报道的病原菌分布特点相近。另外本研究结果显示，支气管扩张急性加重期痰培养阳性率明显高于稳定期（72.55%比37.84%），但检出的阳性细菌种类及分布并无显著性差异，而且急性加重期痰培养阳性的37例患者中有18例患者在稳定期已有细菌定植，而其中11例患者病原菌与稳定期细菌培养结果为同一细菌，提示部分急性加重期病原菌可能由稳定期定植菌发展而来，临床上对定植菌进行及时清除，可能对减少急性加重频数有一定的价值。炎性反应是一种重要的防御反应，但在消灭异物及致病因子的同时常易造成组织的损伤[14-15]。炎症细胞以中性粒细胞为主，在炎症时，常在趋化因子作用下参与炎性反应。本研究结果显示，无论是支气管扩张稳定期还是急性加重期，患者诱导痰中性粒细胞所占百分比均较正常人明显升高，且急性加重期亦明显高于稳定期。炎症介质是机体局部受到损伤性刺激而产生的信息因子，主要作用于炎症细胞而引发炎性反应[16]。TNF-α是一种重要的炎症介质，它的表达可上调其他炎症因子的表达，产生IL-6、IL-8等炎症因子[17-18]。Profita等[19]的研究发现，COPD患者气道上皮细胞及痰培养中TNF-α水平较正常对照组明显升高。李炳淑等[16]的研究结果显示，支气管扩张稳定期和急性加重期患者诱导痰中TNF-α水平均明显高于健康对照组，且急性加重期明显高于稳定期。IL-6的主要作用是促进B细胞分化以及肝细胞产生急性期蛋白等，从而参与炎性反应。IL-8能促进中性粒细胞聚集、脱颗粒[20]。高巍等[21]的研究结果显示，支气管扩张患者痰中IL-6、IL-8及中性粒细胞水平明显高于正常对照组，且通过吸入激素治疗可明显降低痰中以上指标水平。LTB4是一种趋化因子，能趋化、活化中性粒细胞，从而参与支气管扩张、COPD等多种气道炎症性疾病的发病过程[22-23]，并具有增强支气管黏膜炎症细胞浸润的作用。李炳淑等[16]认为，LTB4与TNF-α共同参与支气管扩张气道炎性反应的全过程，并可能参与气道炎症急性加重的过程，而导致肺功能的进一步恶化。以上研究表明，TNF-α、IL-6、IL-8以及LTB4等细胞因子均参与了支气管扩张的慢性炎症形成，与本研究结论一致。另外，本研究发现支气管扩张急性加重期患者以上各指标均高于稳定期，其中气道中性粒细胞百分比、IL-8、LTB4水平较稳定期明显升高（P<0.05或P<0.01），提示中性粒细胞、IL-8、LTB4存在于气道炎症的始终，并能在一定程度上反映气道疾病的严重程度。同时，本研究还发现无论是稳定期还是急性加重期细菌培养阳性的患者诱导痰中性粒细胞百分比、IL-6、IL-8、TNF-α、LTB4水平均明显高于细菌培养阴性者（P<0.01），且均高于健康受试者（P<0.05或P<0.01），提示支气管扩张患者气道炎症可能独立于感染过程，而通过中性粒细胞及相关细胞因子的检测可能对支气管扩张细菌定植及细菌感染具有一定的预测价值。

综上所述，支气管扩张患者急性加重期病原菌阳性率较稳定期定植菌检出率明显升高，但细菌种类无明显差别，具有一定的关联；支气管扩张患者气道内存在以中性粒细胞为主要特征的慢性炎性反应，气道相关炎症细胞因子水平明显升高，而且，其炎性反应程度与稳定期细菌定植、急性加重期病原菌感染有明显关联。

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