功能性低聚糖对COPD患者营养状况、免疫功能及肠道微生态影响的研究

摘要

第一部分、　　 背景：慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种慢性气道疾病，随着人口老龄化、大气污染的日益严重和吸烟人数的增加，COPD的发病率和死亡率正逐年增加。COPD的每次急性发作都会进一步损害患者肺功能，使其活动能力、生活质量和预后进一步恶化，而同时伴随出现的营养不良、细胞免疫缺陷，亦使这类患者成为呼吸道感染的易患人群。除呼吸系统的临床表现外，COPD常常伴有肺外效应，如营养不良，骨骼肌功能障碍，内分泌异常，消化系统、循环系统异常等。如能改善COPD患者的营养水平，调节机体免疫平衡，增强免疫能力，减少呼吸道感染的发作频率，可能有助于减少COPD的急性发作频率，减缓肺功能的下降速率，提高该类人群的活动能力和生活质量。功能性低聚糖（functional oligosaccharide,以下简称低聚糖）是一类广泛存在于自然界中的生物活性物质，不能被宿主消化吸收，但是能被体内肠道有益微生物选择性吸收利用，促进益生菌活性。低聚糖不仅参与肠道内局部免疫，还可调节机体整体免疫功能。除了参与机体的免疫调控，动物实验还表明低聚糖能增强中性粒细胞的吞噬功能，发挥非特异性抗感染作用。但是，目前对低聚糖的研究主要集中在动物实验和普通人群，关于其对COPD患者的营养状况和免疫功能影响的研究鲜见报道。我们推测低聚糖可能改善COPD患者的营养状况和免疫机能，从而对临床COPD的综合防治具有潜在价值。　　 目的：研究低聚糖对COPD患者营养状况和免疫功能的影响以及对呼吸道感染预防和保护作用，为临床应用奠定基础。　　 方法：将符合纳入标准的COPD患者随机分成A组（实验组）和B组（对照组），每组各30例。实验组病例每人每日口服含低聚糖的奶粉（含低聚半乳糖GOS+低聚果糖FOS益生元标准配方）50g，对照组每日予不含低聚糖的奶粉50g，连续观察4个月。记录每组患者临床病情（包括咳嗽、咳痰、气促、喘息、发热等COPD急性发作表现和腹泻、呕吐等胃肠道症状）变化情况，并分别收集两组病例实验前后的血液样本，分析免疫参数（T细胞亚群比例，中性粒细胞氧化和吞噬功能）和营养评价参数（BMI,体重，骨骼肌群，前白蛋白，白蛋白，转铁蛋白等）的变化情况，同时分析两组干预前后肺通气功能指标（FVC、FEV1、FEV1 pred％、FEV1/FVC）的变化。正态分布的计量资料用均数±标准差表示，采用方差分析或t检验；计数资料使用卡方检验。　　 结果：实验组在4个月的观察期间，发生腹泻、呕吐等胃肠道症状有3例，COPD急性发作有3例。其中，COPD急性发作持续时间超过一周有2例，一周以内好转的有1例。对照组在4个月的观察期间，发生腹泻、呕吐等胃肠道症状的有3例，COPD急性发作有10例。其中，COPD急性发作持续时间超过一周有4例，一周以内好转的有6例。两组胃肠道症状发生率无统计学差异（χ2= 0，P=1），COPD急性发作的发生率存在显著统计学差异（χ2= 4.8118，P=0.0283）。实验组经4个月观察，采集血液样本行免疫指标检测，30例患者试验前后免疫指标中CD3（+）T细胞比例（％）试验前后分别是67.16±8.17和71.9±8.49，CD4（+）T细胞比例（％）分别是41.27±5.05和45.17±6.06，CD8（+）T细胞比例（％）是21.99±6.18和23.92±7.67，CD4/CD8是2.01±0.57和2.14±0.91。中性粒细胞（PMN）氧化功能分别达到140.23±57.3和159.17±58.79，中性粒细胞吞噬功能则是83.99±13.53和90.37±7.58。营养情况分析，试验前后BMI（Kg/m2）分别是24.32±3.71和24.7±3.67，体重（Kg）是 63.91±11.54和64.92±11.64，骨骼肌群（SMM）（Kg）则分别是 24.14±5.56和24.21±5.76，前白蛋白（mg/L）是241.53±30.5和246.87±43.16，白蛋白（mg/L）是 43.44±1.98和43.5±2.57，转铁蛋白（g/L）则分别是2.33±0.33和2.21±0.29。肺通气功能检测分析，试验前后FVC（L）分别达到2.55±0.69和2.57±0.72，FEV1（L）分别是1.73±0.6和1.71±0.61，FEV1 pred％是0.67±0.21和0.65±0.21，FEV1/FVC分别达到0.66±0.13和0.65±0.14。实验组中CD3（+）T细胞比例,CD4（+）T细胞比例和中性粒细胞吞噬功能数值较实验前有明显提高（t=2.2,P=0.0315；t=2.7,P=0.009；t=2.25,P=0.0291）,营养指标和肺通气功能指标则无明显统计学差异(P>0.05)。而对照组经4个月的观察，30例患者试验前后免疫参数，营养评价参数，以及肺通气功能指标经干预前后比较均无明显统计学意义（P均>0.05）。实验组和对照组经4个月干预后得到的数据进行统计学分析比较，实验组与对照组的CD3（+）T细胞比例（％）分别为71.9±8.49和66.14±10.12，实验组明显高于对照组（t=2.39，P=0.0203）。中性粒细胞吞噬功能在实验组和对照组分别为90.37±7.58和85.9±7.61，实验组也显著高出对照组（t=2.28,P=0.0266）。两组在免疫其他参数和营养评价指标以及肺通气功能指标方面则无明显统计学差异（P>0.05）。将实验组患者按肺功能分组，肺功能I级作为I组，肺功能II级作为II组，肺功能III-IV级作为III组。中性粒细胞吞噬功能变化值在I组病例中达到14.89±17.18，II组患者中为2.91±7.85，III组患者中为2.83±6.41。随着肺功能减退，低聚糖对中性粒细胞吞噬功能的影响减少，二者呈正相关（F=3.62,P=0.04）。实验组按照营养情况BMI分级，将BMI≤21设为a组，BMI>21设为b组，经干预后发现，白蛋白（mg/L）在a组中变化值为-2.53±0.76，在b组中变化值为0.45±1.3，在BMI程度高的一组中改善明显（t=4.41,P=0.0001）。　　 结论：低聚糖能较明显地改善COPD患者的免疫功能，从而有助于降低该类患者COPD急性发作的频率。随着肺功能减退，低聚糖对中性粒细胞吞噬功能的影响减少，二者呈正相关。低聚糖能进一步提高BMI>21（Kg/m2）的COPD患者血清白蛋白水平，有助于改善营养程度较高的COPD患者的营养水平。　　 第二部分、　　 背景：功能性低聚糖作为一种益生元物质，因其对肠道微生态平衡和免疫调节的特殊作用，近年来得到越来越多的关注。它不能被宿主消化吸收，但能被体内有益微生物选择性吸收利用，促进肠道内双歧杆菌等益生菌的代谢和增殖，从而改善肠道微生态，发挥局部和全身的免疫调节作用。COPD患者主要以中老年为主，在这部分人群中肠道双歧杆菌的含量偏少且免疫功能减弱。如能改善COPD患者肠道微生态，协助调节机体免疫平衡，可成为COPD综合性治疗的一项重要手段。我们推测功能性低聚糖能提高肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌的含量，通过肠道局部免疫调节，发挥重要的作用。　　 目的：研究低聚糖对COPD患者肠道益生菌如双歧杆菌和乳酸杆菌的调节，使用实时荧光PCR法对肠道菌群进行定量分析，以探讨低聚糖对肠道微生态的影响。　　 方法：在已知的实验组病例中，每人每日给予含低聚糖的奶粉（含低聚半乳糖GOS+低聚果糖FOS益生元标准配方）50g，对照组给予不含低聚糖的奶粉50g，观察时间均为4个月，记录每组患者临床病情（包括咳嗽、咳痰、气促、喘息、发热等AECOPD表现和腹泻、呕吐等胃肠道症状）变化情况，收集两组病例干预前后的粪便样本,应用实时荧光定量PCR技术测定样本中的双歧杆菌和乳酸杆菌的拷贝数，以分析入选患者干预前后肠道乳酸杆菌、双歧杆菌的变化。正态分布的计量资料用均数±标准差表示，采用方差分析或t检验；非正态分布的计量资料用中位数以及四分位间距表示，采用秩和检验；计数资料采用卡方检验。　　 结果：实验组干预前后分析，每克粪便中双歧杆菌拷贝数对数分别为14.018±1.0962和14.605±0.8928，乳酸杆菌拷贝数对数分别为11.449±0.9142和12.212±1.4266，二者在试验前后均存在统计学差异(t=2.27, P=0.0268；t=2.47, P=0.0172)。对照组同样经过4个月干预，分析每克粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌的拷贝数。双歧杆菌和乳酸杆菌拷贝数对数值在实验前后均无明显统计学差异（t=0.55, P=0.5858；t=0.27, P=0.7861）。两组在干预后比较，双歧杆菌拷贝数对数值在实验组和对照组中分别是14.605±0.8928和13.301±1.6885，乳酸杆菌拷贝数对数值分别是12.212±1.4266和11.527±1.1999，两组肠道菌群的数量有明显差异（t=3.74, P=0.0005; t=2.01, P=0.0486）。将实验组患者按肺功能分组，将肺功能I级作为I组，肺功能II级作为II组，肺功能III-IV级作为III组。经统计学分析，双歧杆菌变化值在I组为0.45±0.65，在II组为0.3±0.73，在III组为1.21±0.87，在不同肺功能患者中有显著差异（F=3.96,P=0.03）。将实验组患者按年龄段分成3组，第1组：年龄<60岁；第2组：60岁≤年龄<70岁；第3组：年龄≥70岁。经统计学比较，乳酸杆菌变化值在第1组中为1.28±1.24，在第2 组中为0.24±0.89，在第3组中为0.1±0.71，在不同年龄段有显著差异（F=4.12,P=0.0274）。随着年龄的增长，低聚糖对乳酸杆菌的影响逐渐减弱。　　 结论：功能性低聚糖能较明显地提高COPD患者肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，从而改善肠道微生态，调节机体免疫。在不同肺功能水平上，低聚糖对双歧杆菌的影响有所不同。随着患者年龄的增长，低聚糖对乳酸杆菌的调控逐渐减弱。

目录

前言

第一部分：功能性低聚糖对COPD患者营养状况和免疫功能的影响

第二部分：功能性低聚糖对COPD患者肠道微生态的影响

小结

参考文献

综述 功能性低聚糖对机体免疫的影响和抗感染作用

致谢

论文说明:缩略词

声明