不同分期煤工尘肺病例肺功能与炎症因子的相关性分析_夏伟.pdf

疾病预防控制通报2023年6月第38卷第3期 Bull Dis Control Prev Jun.,2023,Vol.38,No.3不同分期煤工尘肺病例肺功能与炎症因子的相关性分析夏伟1，何平21.石河子大学医学院预防医学系，新疆 石河子 832000；2.新疆维吾尔自治区第三人民医院，乌鲁木齐 830000摘要：目的 了解煤工尘肺病例肺功能与炎症因子的相关情况，为临床诊断、治疗及发病机制研究提供依据。方法 采用病例对照研究，纳入2020年1月2023年1月由新疆维吾尔自治区第三人民医院诊断为职业性煤工尘肺的病例及无尘肺病者为研究对象，病例分为煤工尘肺期组、煤工尘肺期组和煤工尘肺期组，无尘肺病者为对照组；开展肺功能检测并采用ELISA法测定血清中炎症因子（IL-18和IL-1）水平，并采用Pearson相关性分析二者之间的关系；以多因素有序Logistic回归分析影响因素。结果 142名研究对象均为男性，其中煤工尘肺期77例、煤工尘肺期10例、煤工尘肺期6例、无尘肺病49人。煤工尘肺期组IL-18和IL-1水平均高于其他组（P0.05），煤工尘肺期组DLCO%和DLCO均低于对照组和煤工尘肺期组（P0.05），煤工尘肺期组FEV1、FEV1%和MEF25（F3.766，P0.012）均低于煤工尘肺期组（P0.05），煤工尘肺期FEV1/FVC低于其他3组（P0.05）；DLCO%与IL-18水平呈正相关（r0.187），FEV1（r0.174）、PEF（r0.118）和MEF50（r0.174）与IL-1水平呈负相关。多因素有序Logistic回归分析结果显示IL-1是煤工尘肺的独立危险因素（OR4.928，95%CI：2.05011.846）。结论 煤工尘肺分期越高，炎症因子IL-18和IL-1水平越高，并且IL-1是煤工尘肺患病的独立危险因素。关键词：煤工尘肺；IL-1；IL-18；肺功能中图分类号：R135.2 文献标识码：A 文章编号：10003711（2023）03000604Correlation analysis of lung function and inflammatory factors in patients with coal workers pneumoconiosis at different stagesXIA Wei*，HE Ping*School of Medicine,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000,ChinaCorresponding author:HE Ping,E-mail:Abstract:Objective To understand the correlation between lung function and inflammatory factors in the patients with coal workers pneumoconiosis(CWP),and provide basis for clinical diagnosis,treatment and pathogenesis.Methods The case-control study was used in this study.The patients diagnosed with occupational CWP and without CWP in the third peoples hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region were included in the study from January 2020 to January 2023.The patients were divided into stage of CWP group,stage group and stage group,and the person without CWP were included as control group.The pulmonary function was tested,and IL-18 and IL-1 level were detected in serum with ELISA method.The relation between inflammatory factors and lung function was analyzed by Pearson correlation analysis.The influencing factors were analyzed with multivariate ordered logistic regression.Results All study subjects(142 cases)were the male,included 77 cases at stage of CWP,10 cases at stage of CWP,6 cases at stage of CWP,and 49 persons without CWP.The levels of IL-18 and IL-1 of CWP stage group were higher than other groups(P0.05),and the DLCO%and DLCO in stage of CWP were lower than stage of CWP group and control group(P0.05).The FEV1,FEV1%and MEF25 of stage group were lower than that of stage group(P0.05),and the FEV1/FVC of stage group was lower than that of other three groups(P0.05).It was showed positive correlation between DLCO%and IL-18 level(r0.187),and showed negative correlation between IL-1 level and FEV1(r0.174),PEF(r0.118),MEF50(r0.174).The result of multivariate ordered logistic regression analysis showed the IL-1 was the independent risk factor of 调查研究 基金项目：新疆维吾尔自治区科技厅自然科学基金面上项目（2021D01A166）作者简介：夏伟（1999-），女，硕士研究生在读，从事职业卫生和公共卫生研究工作，E-mail：通信作者：何平，E-mail：DOI:10.13215/ki.jbyfkztb.2302034 6疾病预防控制通报2023年6月第38卷第3期 Bull Dis Control Prev Jun.,2023,Vol.38,No.3CWP(OR4.928,95%CI:2.050-11.846).Conclusions With the increase of CWP stage,the levels of inflammatory factors of IL-18 and IL-1 also increase,and the IL-1 is the independent risk factor of CWP.Keywords:Coal workers pneumoconiosis(CWP);IL-1;IL-18;Lung function尘肺病是由于在生产环境中长期吸入生产性粉尘而引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病，截至2021年底，我国尘肺病累积报告发病数超过90万例。2018年、2019年和2020年新发尘肺病例1.95万例、1.59万例和1.44万例，虽然新发病例数逐年下降，但仍占据当年新发职业病总病例数的80%以上；由此可见尘肺病在我国职业病中一直位居第一，且患病率逐年上升1-5。尘肺病中矽肺、煤工尘肺发病率较高，职业性煤工尘肺（coal workers pneumoconiosis，CWP）是由于长期吸入煤尘混合物而引起的尘肺病；即使脱离粉尘接触，肺部损伤和纤维化进程仍持续发展5。目前尚无有效的治疗方法6。新疆维吾尔自治区预测煤炭资源总量2.19万亿吨，约占全国的40.5%7。近年来新疆从事煤矿采选、煤化工、燃煤发电产业的职业人群数量大幅度增加，煤工尘肺患病率也在逐年上升8。面对严峻的新疆职业人群煤工尘肺的相关问题，本文分析了煤工尘肺病人肺功能与炎症因子的相关数据，为临床诊断、治疗及发病机制研究提供依据。1 对象与方法1.1 研究对象 2020年1月2023年1月由新疆维吾尔自治区第三人民医院按GBZ 70-2015 职业性煤工尘肺的诊断 诊断为煤工尘肺的病例纳入病例组，诊断为无尘肺病者纳入对照组，共纳入142名研究对象，均为男性；所有研究对象均告知本次研究内容并签知情同意书。1.2 入选标准 1.2.1 纳入标准 符合GBZ 70-2015 职业性煤工尘肺的诊断 诊断标准的病例及无尘肺者；病例及其家属和无尘肺者自愿签署知情同意书。1.2.2 排除标准 合并心肝肾等重要功能障碍者；其他肺部疾病，如肺水肿、哮喘等疾病；伴有恶性肿瘤者；合并免疫障碍、全身感染性疾病者；精神、认知功能障碍者；血常规检测结果排除近期有明显感染者。1.3 方法 1.3.1 分组 采用病例对照方法，病例组按煤工尘肺不同分期分为煤工尘肺期组（77例）、煤工尘肺期组（10例）和煤工尘肺期组（6例），无尘肺病者为对照组（49人）。1.3.2 肺功能检测设备及指标 使用肺功能仪（MasterScreen，JAEGER，德国）开展肺功能检测。肺容量指标：残气容积（RV）、深吸气量（IC）、肺活量（VC）、肺总量（TLC）、残总气量百分比（RV/TLC）；肺通气功能指标：最大呼气流量（PEF）、用力呼出25%肺活量的呼气流量（FEF25）、用力呼出 50%肺活量的呼气流量（FEF50）、用 力 呼 出 75%肺 活 量 的 呼 气 流量（FEF75）、第1 s用力呼气容积（FEV1）、用力肺活量（FVC）、一秒率（FEV1/FVC）；肺弥散功能指标：肺一氧化碳弥散量（DLCO）。1.3.3 炎症因子检测 使用 EDTA-2Na 抗凝管和肝素钠促凝管各采集早晨空腹静脉血5 ml，所有血样以4，离心半径8 cm，3 000 r/min，离心10 min后分装。血浆、血清、全血细胞及血凝块分别用0.6 ml的离心管分装并编号，80 冻存。采用ELISA法测定血清中IL-18和IL-1，试剂为上海科顺生物科技有限公司 Human IL-1 ELISA KIT 和 Human IL-18 ELISA KIT。1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析数据，两组以上样本采用方差分析，两组间差异采用LSD-t检验，炎症因子与肺功能指标的相关性采用Pearson相关性分析；不满足方差分析条件的指标使用秩和检验。设检验水准双侧0.05，以P0.05），具有可比性。见表1。2.2 肺功能容量指标和弥散功能指标 煤工尘肺期 组 DLCO%（F3.896，P0.010）和 DLCO（F3.567，P0.016）低于无尘肺病组和煤工尘肺期组，各组间RV、IC、VC、TLC、RV/TLC差异均无统计学意义（P0.05）。见表2。2.3 肺通气功能指标 煤工尘肺期 FEV1（F表1一般人口学特征 例(%)特征年龄(岁)工龄(年)受教育 程度小学及以下初中高中及中专大专及以上无尘肺病(n49)50.76.716.49.418(36.7)26(53.1)2(4.1)3(6.1)煤工尘肺期(n77)51.85.915.89.325(32.5)40(51.9)9(11.7)3(3.9)煤工尘肺期(n10)52.44.916.511.32(20.0)8(80.0)0(0.0)0(0.0)煤工尘肺期(n6)56.59.612.27.70(0.0)4(66.7)1(16.7)1(16.7)F/H值1.6000.3822.557P值0.1920.7660.465注:括号内数据为构成比。7疾病预防控制通报2023年6月第38卷第3期 Bull Dis Control Prev Jun.,2023,Vol.38,No.32.805，P0.042）、FEV1%（F2.707，P0.048）和MEF25（F3.766，P0.012）均低于煤工尘肺期，煤工尘肺期FEV1/FVC低于其他3组（均P0.05），各组间PEF、MEF50、MEF75和FVC差异均无统计学意义（P0.05）。见表3。2.4 各组炎症因子水平 各组间 IL-18（F3.402，P0.020）和 IL-1（F8.169，P0.000）水平差异有统计学意义，煤工尘肺期IL-18和IL-1水平明显高于其他3组，差异有统计学意义（均P0.05）。见表4。2.5 炎症因子与肺功能指标相关性 DLCO%与IL-18 水平呈正相关（r0.187），FEV1（r0.174）、PEF（r0.118）、MEF50（r0.174）与IL-1水平呈负相关。见表5。2.6 多元有序Logistic回归分析结果 炎症因子中的 IL-1 是煤工尘肺的独立危险因素（OR=4.928，95%CI：2.05011.846）。见表6。3 讨论尘肺病是国内主要职业病，轻者影响劳动能力，重症患者可能影响机体健康，甚至威胁患者生命安全9。尘肺病病因相对明确，大多认为与长期吸入生产性矿物质性粉尘有关，肺内粉尘的吞噬作用会导致溶酶体损伤，激活炎症小体，引发炎症级联反应，导致肺纤维化10。煤工尘肺患者的肺功能受到肺部纤维化的影响，多项肺功能指标较正常人有明显下降11-12。表2不同分组肺功能容量指标和弥散功能指标比较分组无尘肺病煤工尘肺期煤工尘肺期煤工尘肺期F值P值RV(L)2.431.032.501.352.260.712.351.300.1360.938IC(L)2.590.682.670.792.930.671.990.862.1840.093VC(L)3.830.603.780.894.170.623.630.660.9140.436TLC(L)5.611.255.451.435.561.224.971.310.5640.640RV/TLC42.2711.9243.0310.7240.678.8545.8012.850.4790.697DLCO%144.0232.76155.7449.75110.7837.50abc127.0032.123.8960.010DLCO(mmol/minkPa)13.733.1714.184.4310.483.82abc11.813.163.5670.016注:a.表示与对照组比较,P0.05;b.表示与煤工尘肺期比较,P0.05。表3不同分组肺通气功能指标比较分组无尘肺病煤工尘肺期煤工尘肺期煤工尘肺期F值P值PEF(L/s)6.651.996.692.157.461.455.142.391.9010.132MEF25(L/s)1.030.451.020.531.963.17ab0.560.27c3.7660.012MEF50(L/s)3.141.303.230.613.130.611.821.001.9670.122MEF75(L/s)5.611.915.852.145.991.273.772.152.0650.108FEV1(L)2.730.612.710.742.980.481.980.77c2.8050.042FEV1%0.860.180.880.240.950.090.650.19bc2.7070.048FVC(L)3.670.543.610.843.900.473.120.991.5040.216FEV1/FVC0.740.120.740.100.650.190.610.14abc3.1380.028注:a.表示与对照组比较P0.05;b.表示与煤工尘肺期比较P0.05;c.表示与煤工尘肺I期比较P0.05。表4各组炎症因子检测结果(pg/L)分组无尘肺病煤工尘肺期煤工尘肺期煤工尘肺期F值P值IL-18269.9155.10352.78364.95377.26386.54696.62681.01abc3.4020.020IL-11.030.241.351.331.611.693.663.11abc8.1690.000注:a.表示与对照组比较P0.05,b.表示与煤工尘肺期比较P0.05,c.表示与煤工尘肺I期比较P0.05。表5炎性因子与肺功能指标相关性分析肺功能指标RVICVCTLCRV/TLCDLCO%DLCOPEFMEF25MEF50MEF75FEV1FEV1%FVCFEV1/FVCIL-18r值0.1480.1010.0980.1090.0270.1870.1010.1080.1260.1440.1070.1290.0440.0870.086P值0.0780.2330.2450.1960.7510.0260.2330.2000.1350.0880.2040.1270.6010.3010.245IL-1r值0.1180.0760.0950.1140.0420.1600.0760.1180.1330.1740.1350.1740.0750.1270.140P值0.1690.3690.2610.1750.6220.0570.3690.0410.1130.0390.1100.0380.3740.1320.098表6煤工尘肺影响因素的多元有序Logistic回归分析结果指标炎症 因子肺弥散 功能肺通气 功能常量1常量2常量3IL-18IL-1DLCODLCO%MEF25FEV1FEV1%FEV1/FVC值1.7141.3822.7940.0051.5950.3140.0210.2620.6460.9122.084sx 1.3531.3541.4220.0020.4470.2080.0190.1860.6531.4282.482Wald 2值1.6051.0413.8606.76512.7082.2801.2521.9880.9800.4080.705P值0.2050.3080.0490.0090.0000.1310.2630.1590.3220.5230.401OR值(95%CI)0.995(0.9921.000)4.928(2.05011.846)0.731(0.4851.099)1.021(0.9841.060)1.300(0.9031.870)1.908(0.5316.855)0.402(0.0246.600)0.124(0.00116.103)8疾病预防控制通报2023年6月第38卷第3期 Bull Dis Control Prev Jun.,2023,Vol.38,No.3IL-18导致肺纤维化的机制与成纤维细胞增殖和胶原沉积有关，IL-18可促进炎症发展，对肺纤维化的发展有重要作用，IL-1是主要的促炎因子之一，在尘肺病肺部纤维化患者中有改变；二氧化硅通过其诱导中性粒细胞的释放，在煤工尘肺患者肺泡巨噬细胞模型中可增强巨噬细胞的炎症反应13；但是尚未有足够的研究阐述煤工尘肺病例炎症因子与肺功能的相关性。在常规肺功能评估中，第一秒用力呼气容积（FEV1）和一氧化碳弥散量（DLCO）分别是评价肺通气功能和弥散功能最常用的指标之一，由于FEV1和DLCO绝对值受身高、体重、年龄、身体状态等个体差异影响较大，单纯依靠FEV1和DLCO绝对值难以真实反映病例的肺功能状态，而FEV1%和DLCO%消除了个体差异，可以更加客观准确地评价病例的肺功能水平，对临床工作更加具有参考意义。本文煤工尘肺期的FEV1和FEV1%均低于煤工尘肺期，煤工尘肺期FEV1/FVC低于其他3组；提示煤工尘肺病情越严重，肺通气功能越差。徐萍等在尘肺病例64排螺旋CT肺纤维化评分与肺功能的关系研究中发现，煤工尘肺期FEV1、FVC、FEV1/FVC均低于煤工尘肺期、期14；曹晓燕等发现肺功能异常率尘肺组高于非尘肺组，煤工尘肺会极大降低病例肺功能15。本文显示随着病情的加重，MEF50降低，并且煤工尘肺期MEF25低于煤工尘肺期，与纪娅娟等人研究结果一致16；可能是尘肺病病例处于持续性慢性全身性炎症，导致肺功能降低。本研究中DLCO%和DLCO煤工尘肺期均低于对照组和煤工尘肺期，与王江等人的研究结果吻合17。因此，加强肺弥散功能监测对尘肺病诊断、治疗及评价等具有参考价值。IL-1主要由单核-巨噬细胞、内皮细胞产生的细胞因子，能激活中性粒细胞、巨噬细胞等的炎症细胞释放炎症介质，在肺部可引起以中性粒细胞、巨噬细胞浸润为特征的炎症反应18；IL-18是一种应激诱生蛋白，有着多样的生物学活力，在抗肿瘤、抗病原微生物感染及免疫调节等方面有着积极的作用19。本文显示，煤工尘肺期的IL-1和IL-18水平高于无煤工尘肺组、煤工尘肺期和煤工尘肺期；提示IL-1和IL-18水平与肺纤维化程度有关。FEV1（r0.174）、PEF（r0.118）、MEF50（r0.174）与IL-1呈负相关，显示肺通气功能越差，IL-1水平越高，炎症程度越严重，与矫岩等人的研究一致 20。多元有序Logistic回归分析结果显示，IL-1是煤工尘肺患病的独立危险因素。近年来IL-1在肺部疾病发生发展中的作用成为国内外学者的研究热点。杨伟煌等在慢性阻塞性肺疾病研究中发现，IL-1与肺功能呈负相关21；Ciminieri CHIARA等发现在慢性阻塞性肺疾病中IL-1通过促进炎症反应来改变成纤维细胞的状态，并且Rood Julia E等发现靶向调节 IL-1 和 IL-18 可以抑制病例肺部炎症的发生22-23。由于受到全国新型冠状病毒感染疫情的影响，样本收集工作较难开展，导致收集的样本量较小，样本可能缺乏足够的代表性和检验效能，存在一定局限性；应在后序研究中增大样本量。参考文献12018 年全国职业病报告情况J.中国职业医学,2019,46(5):571.22019 年全国职业病报告情况J.中国职业医学,2020,47(3):378.32020 年全国职业病报告情况J.中国职业医学,2021,48(4):396.4国家卫生健康委发布2021年全国职业病报告J.职业卫生与应急救援,2022,40(4):416.5毛翎,彭莉君,王焕强.尘肺病治疗中国专家共识(2018年版)J.环境与职业医学,2018,35(8):677-689.6WANG Y,CUI F,DING X P,et al.Automated identification of the preclinical stage of coal workers pneumoconiosis from digital chest radiography using three-stage cascaded deep learning modelJ.Biomed Signal Proces,2023,83:104607.7曹彪,白云岗,李玉生,等.新疆煤矿水土流失及生态环境危害分析J.中国水土保持,2020,459(6):11-15.8时正贤,宋琳萍.20132017年南通市职业健康检查人群尘肺病发病特征及规律分析J.职业卫生与病伤,2018,33(6):381-383.9张君,于建平.二例职业性煤工尘肺诊断与鉴定结论不一致的原因分析J.中华劳动卫生职业病杂志,2019,(3):221-223.10 ZHANG Y L,GUAN L,ZHENG Y M,et al.Extracellular histones promote pulmonary fibrosis in patients with coal workers pneumoconiosisJ.Occup Environ Med,2019,61(2):89-95.11 李欣,戴伟荣,刘文峰,等.尘肺病合并COPD患者3年肺功能变化观察J.中国工业医学杂志,2020,33(5):414-416.12 张贵梅,杨光红,杨星,等.肺功能与血气分析在尘肺病患者劳动能力鉴定中的意义J.现代预防医学,2020,47(8):1524-1527,1532.13 刘涛,倪洋,曾强,等.尘肺病早期生物标志物的研究J.中国工业医学杂志,2021,(6):519-521.14 徐萍,薛雨.尘肺患者64排螺旋CT肺纤维化评分与肺功能的关系研究J.影像研究与医学应用,2023,7(1):26-28.(下转第20页)9疾病预防控制通报2023年6月第38卷第3期 Bull Dis Control Prev Jun.,2023,Vol.38,No.3均有统计学意义（P0.05），其中百日咳血清IgG抗体阳性率男性低于女性，可能与女性比男性更易感染百日咳杆菌有关；破伤风血清IgG抗体阳性率男性高于女性，可能与男性更容易接触到破伤风杆菌沾染的环境有关，从而导致隐性感染。“百白破”疫苗的接种剂次和白喉、百白破和破伤风的血清IgG抗体阳性率有明显关联，本次监测显示，接种34剂次疫苗的人群阳性率明显高于未接种人群，与省内其他区域报道一致12-13。综上所述，随着“麻腮风”和“百白破”疫苗的常规免疫接种，所覆盖区域具有抗体人群可抵抗传染病，但部分年龄组抗体阳性率仍较低；疾病预防控制中心免疫规划部门应加强宣传，积极促进民众疫苗接种。参考文献1中国疾病预防控制中心.国家免疫规划疫苗儿童免疫程序 表(2021)EB/OL.(2021-03-12)2023-05-12.https:/ 王文思,安晓慧,朱丽君,等.2020年辽宁省不同年龄组健康人群麻疹、风疹、流行性腮腺炎抗体血清学分析J.疾病监测,2022,37(10):1290-1293.11 王涛,王海红,易文娟,等.2017年北京市昌平区健康人群百日咳、白喉、破伤风抗体水平监测J.实用预防医学,2019,26(5):593-596.12 耿少良,张丹,赵鸣,等.2019年许昌市健康人群百日咳、白喉、破伤风抗体水平监测结果分析J.华南预防医学,2021,47(7):933-936.13 李敬,刘莉莉.2021年河南省驻马店市某镇179岁健康人群百日咳、白喉和破伤风抗体水平分析J.疾病预防控制通报,2023,38(1):55-57,72.收稿日期：2023-03-21 修回日期：2023-05-19 本文编辑：孙石(上接第9页)15 曹晓燕,朱晓敏,季晓庆.75名脱离粉尘作业25年井下掘进工健康状况分析J.中国工业医学杂志,2022,35(5):452-454.16 纪娅娟,李进丹,袁贵斌,等.104例尘肺病患者的CT肺纤维化评分与肺通气功能相关性分析J.工业卫生与职业病,2022,48(4):297-301.17 王江,刁祥玉,谢克红.2017年贵阳市580例尘肺患者的肺弥散功能分析J.职业与健康,2019,35(5):603-605.18 韩美玲.慢性阻塞性肺疾病患者外周血单个核细胞TREM-1 mRNA表达及血清sTREM-1、IL-1水平测定的临床意义D.南充:川北医学院,2017.19 曲佳,王瑞.白细胞介素在尘肺发生发展过程中的作用J.中国工业医学杂志,2011,24(3):192-195.20 矫岩,李丹,刘文东,等.肺炎患儿miR-147a、miR-217的表达及其与肺功能、炎症因子的相关性J.中国妇幼健康研究,2022,33(10):54-58.21 杨伟煌,刘榕敏,桂文婷.呼出气冷凝液中肿瘤坏死因子-、白细胞介素-1与慢性阻塞性肺病患者肺功能的相关性J.中国热带医学,2023,23(2):173-175,204.22 CIMINIERI C,WOEST M E,REYNAERT N L,et al.IL-1 induces a pro-inflammatory fibroblast microenvi-ronment that impairs lung progenitors functionJ.Am J Respir Cell Mol Biol,2023,68(4):444-455.23 ROOD J E,REZK A,POGORILER J,et al.Improvement of refractory systemic juvenile idiopathic arthritis-associated lung disease with single-agent blockade of IL-1 and IL-18J.J Clin Immunol,2022,43(1):101-108.收稿日期：2023-02-27 修回日期：2023-04-18 本文编辑：马军 20