通气功能及白三烯E4的昼夜节律与夜间支气管 哮喘的相关性研究

【关键词】  白三烯

    ［摘要］  目的  观察夜间支气管哮喘（简称哮喘）患者肺功能昼夜节律，并探讨炎症介质白三烯E4（LTE4）与夜间哮喘的关系。 方法  依据跨夜呼气峰流量（PEF）变异率将研究对象分为夜间哮喘组（n=20）、哮喘非夜间发作组（n=22）和健康对照组（n=20），动态测定三组肺功能指标第一秒用力呼气容积（FEV1）及最大分钟通气量（MVV），同时动态监测尿液中LTE4浓度，终结果以尿LTE4浓度/尿肌酐（creatinine）浓度表示。结果  夜间哮喘组肺功能具有明显的昼夜节律，于16时达峰值［FEV1（2.83±0.74）L，MVV（63.24±25.09）L/min］，凌晨4时降到低谷［FEV1（1.96±0.73）L，MVV（41.43±22.45）L/min］，二者差异有显著性（P＜0.05）。LTE4浓度（×10-9 g/g creatinine）9：01～15：00、15：01～21：00段在哮喘非夜间发作组［分别为（248.05±160.02）、（321.50±187.23）］显著高于健康对照组［分别为（95.61±59.94）、（162.35±85.83）］（P＜0.01）；21：01～次日9：00段夜间哮喘组（324.22±222.51）显著高于哮喘非夜间发作组（194.95±76.52）及健康对照组（201.11±68.57）（P＜0.05）。且夜间哮喘组夜间段浓度明显高于日间段（168.41±114.55）（P＜0.01）。结论  夜间哮喘患者肺功能具有昼夜节律；白三烯多肽是哮喘的重要炎症介质，且与夜间哮喘的发生密切相关。

    ［关键词］  夜间哮喘；呼气峰流量；第一秒用力呼气容积；最大分钟通气量；白三烯E4

      Study of correlation between circadian rhythm of leukotriene E4 and nocturnal asthma

    Methods  According to overnight PEF variation,the subjects were divided into three groups:twenty nocturnal asthmatic patients;twenty-two asthmatic patients without nocturnal attacks and twenty control subjects.Lung function（FEV1,MVV）was measured at 04：00,08：00,16：00,22：00.Urine was collected at 9：01～15：00,

    15：01～21：00 and 21：01～morrow 9：00.LTE4 was measured by EIA.The concentration of creatinine was measured in-phase.And the results were expressed as LTE4/creatinine.

    Results  In nocturnal asthmatic group lung function was highest at 16：00（FEV1 2.83±0.74 L,MVV 63.24±25.09 L/min）and lowest at 04：00（FEV11.96±0.73 L,MVV41.43±22.45 L/min），and the difference was significant（P＜0.05）.LTE4（×10-9 g/g creatinine）was significantly higher in asthmatic patients without nocturnal attacks（248.05±160.02,321.50±187.23）than in health（95.61±59.94,162.35±85.83）at 9：01～15：00 and 15：01～21：00（P＜0.01）.And at 21：01～morrow 9：00 LTE4 was significantly higher in nocturnal asthma（324.22±222.51）than that in the other two groups（194.95±76.52,201.11±68.57）（P＜0.05）.In nocturnal asthma LTE4 was significantly higher at night than it at daytime（168.41±114.55）（P＜0.01）.

    Conclusion  In nocturnal asthma,lung function takes on circadian rhythm.LTE4 is a significant inflammation medium in asthma,and may contribute to the nocturnal worsening of asthma.

    ［Key words］  nocturnal asthma;PEF;FEV1;MVV;leukotriene E4

    夜间支气管哮喘（简称哮喘）于公元15世纪首次提出，一直是哮喘的一种普遍现象。所谓夜间哮喘指大部分未经的患者在夜间加重，或喘息症状只在夜间发生，其跨夜PEF变异率≥15% ［1～3］。近年研究发现夜间哮喘是多因素作用的结果［4］，其中既有通气功能的昼夜节律变化，也有气道炎症夜间增强的作用。笔者的研究旨在通过

    24 h动态监测夜间哮喘患者肺功能，揭示夜间哮喘可逆性气道阻塞的昼夜节律；同时动态测定炎症介质LTE4，进一步探讨夜间哮喘发病机制。

    1  对象与方法

    1.1  研究对象  研究对象入选前均经24 h动态测呼气峰流量（PET），每隔2 h测定1次，跨夜PET变异率=（就寝时PET-夜间最低PET）/就寝时PET。（1）夜间哮喘组20例，男8例，女12例，平均年龄（32±15）岁，均有明确的夜间发作史，跨夜PEF变异率≥15%。（2）哮喘非夜间发作组22例，男10例，女12例，平均年龄（38±12）岁，无夜间发作史，跨夜PEF变异率≤10%。以上两组均为我院呼吸科门诊病例，诊断符合全球支气管哮喘防治创议（GINA）方案，严重度为1～4级，扩张试验或激发试验阳性，且符合无其他呼吸系统慢性疾病史；1个月内无急性呼吸道感染；检查前2个月未口服、1个月内未吸入糖皮质激素，检查前24 h停用支扩药；肾功能正常。（3）健康对照组20例，男12例，女8例，平均年龄（27±5）岁，均为健康志愿者，并符合无呼吸系统慢性疾病史及过敏性疾病史；1个月内无急性呼吸道感染；肾功能正常。三组之间年龄差异无显著性（F=2.659，P=0.79）（One-Way AVONA）。

    1.2  方法  采用西德Jaeger肺功能测试仪分别于4时、8时、16时、22时测定第一秒用力呼气容积（FEV1）及最大分钟通气量（MVV）。嘱患者24 h分别留取9：01～15：00、15：01～21：00、21：01～次日9：00三段尿，每段尿液取10 ml，测定尿中LTE4浓度（EIA方法，试剂盒由美国Cayman公司提供）。同步测定三段尿肌酐（creatinine）浓度，终结果以尿LTE4浓度/尿creatinine浓度（×10-9 g/g creatinine）表示，以排除肾排泄因素影响。

    1.3  统计学方法  采用SPSS 11.0软件，数据以均数±标准差（x±s）表示。多组间比较采用方差分析，组间两两比较采用最小显著差异法（LDS-t）。相关性比较采用Pearson相关分析。

    2  结果

    2.1  肺功能动态测定结果  夜间哮喘组FEV1、MVV具有明显的昼夜节律（P＜0.05）。另两组无显著昼夜变化（P＞0.05）。见表1、表2。 表1  三组FEV1昼夜变化  （略）注：夜间哮喘组4时与8时、16时、22时比较，t值分别为2.411、2.446、2.467，P值分别为0.019、0.017、0.016

    2.2  尿LTE4浓度（×10-9 g/g creatinine）  9：01～15：00、15：01～21：00段LTE4浓度在哮喘非夜间发作组显著高于健康对照组（P＜0.01）；21：01～次日9：00段夜间哮喘组显著高于哮喘非夜间发作组及健康对照组（P＜0.05）。且夜间哮喘组夜间段浓度明显高于日间段（P＜0.01）。见表3。表3  尿LTE4浓度昼夜变化  （略）注：*为每克肌酐中的含量。9：01～15：00、15：01～21：00段哮喘非夜间发作组与健康对照组比较，t值分别为3.255、2.950，P=0.002、0.005；21：01～次日9：00段夜间哮喘组与哮喘非夜间发作组比较，t=2.491，P=0.017；与健康对照组比较，t=2.187，P=0.034；夜间哮喘组21：01～次日9：00段与9：01～15：00段比较，t=2.910，P=0.005

    2.3  LTE4浓度与肺功能相关性分析  将夜间哮喘组21：01～次日9：00段与9：01～15：00段尿LTE4浓度之差（即夜间尿LTE4浓度增高值）作自变量，将4时的FEV1、MVV与16时之差（即4时FEV1与MVV下降值）作因变量，二者进行相关分析（Pearson相关），未发现尿LTE4浓度的变化与肺功能呈显著相关性（r值分别=-0.224、-0.031，P值分别为0.372、0.904）。

    3  讨论

    哮喘特别是夜间哮喘的气道炎症、气道高反应性和气道可逆性阻塞等特别都与人的生物钟密切相关，故昼夜节律的研究是夜间哮喘发生机制的重要方面。

    哮喘是一种以肺功能改变为特征的疾病，其肺功能呈24 h周期变化，约在16时达到高峰，在凌晨4时降到最低。这种肺功能的改变相当明显，峰―谷变化可达50%。非哮喘患者肺功能亦可有24 h周期变化，但峰―谷值变化通常为5%～28%，并无临床意义。PEF日变异率与哮喘严重程度密切相关，PEF主要反映大气道的直径变化，而FEV1同时受大气道和中气道直径的影响，二者有较好的相关性，均为提示哮喘患者呼气流速的重要指标，对检测肺功能昼夜变化节律很有价值。研究发现PEF与FEV1节律基本一致，在夜间哮喘患者中呈明显的昼夜节律。MVV与肺容量、胸肺顺应性以及呼吸肌肌力都有关，MVV一般与FEV1相一致，可用以检查患者的内在顺应性并判断患者的协作程度，哮喘患者由于气道阻力增加引起MVV下降。研究显示三组研究对象4时MVV均较16时低，但夜间哮喘组差异有显著性，而另两组差异无显著性。总之，通过动态监测肺功能指标，发现夜间哮喘患者肺功能具有昼夜节律。

    哮喘是涉及一系列炎性细胞和炎症介质的复杂过程，白三烯是重要炎症介质之一，它对于哮喘的发生起着关键作用，有研究表明无论在体内或体外它所引起的反应酷似哮喘的病理改变。白三烯C4（LTC4）、白三烯D4（LTD4）及LTE4因含有半胱氨酸残基而统称为半胱氨酰白三烯，是由嗜酸粒细胞、巨噬细胞、单核细胞、肥大细胞、中性粒细胞及嗜碱粒细胞产生，它们在哮喘中的作用已日益明确，通过作用于白三烯受体导致气道阻塞及气道炎症。近年来有关LTE4等与气道炎症、肺功能恶化的研究正在逐步深入。日本学者通过测定尿中LTE4表明白三烯多肽的增加与变应性疾病的夜间加重有关［1］。另据法国2002年12月一篇报道，控制不佳的哮喘患者痰中嗜酸细胞、LTE4水平增高［4］。本研究发现，日间段LTE4浓度在哮喘非夜间发作组显著高于健康对照组；夜间段LTE4浓度夜间哮喘组显著高于哮喘非夜间发作组及健康对照组；且夜间哮喘组中夜间段浓度明显高于日间段，提示白三烯是哮喘的重要炎性介质，且与夜间哮喘的发生密切相关。

    本研究未发现尿中LTE4浓度的变化与肺功能的变化呈显著相关性，认为夜间哮喘的发生是多因素综合作用的结果［5］。目前认为夜间哮喘的发生除气道炎症夜间增强外，神经激素的昼夜节律亦为重要发病机制。

    总之，研究进一步证实了夜间哮喘的气道炎症与气道阻塞引起的通气反应有明确的昼夜节律，掌握这种节律对探讨夜间哮喘发病机制和均有非常重要的临床意义。

    ［文献］

    1  Kurokawa K,Tanaka H,Tanaka S,et al.Circadian characteristics of urinary leukotriene E（4） in healthy subjects and nocturnal asthmatic patients.Chest,2001,120（6）:1822-1828.

    2  Monica Kraft,Quatyba Hamid,George P,et al.Decreased steroid responsiveness at night in nocturnal asthma.Am J Respir Crit Care Med,2001,163:1219-1225.

    3  Irvin CG,Pak J,Martin RJ.Airway-Parenchyma uncoupling in nocturnal asthma.Am J Respir Crit Care Med,2000,161:50-56.

    4  Romagnoli M,Vachier I,Tarodo de la Fuente P,et al.Eosinophilic inflammation in sputum of poorly controlled asthmatics.Eur Respir J,2002,20（6）:1370-1377.

    5  赵海燕.夜间哮喘发病机制的研究.国外医学・呼吸系统分册，2002，22（5）：273-276.