慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease ,COPD)是呼吸科常见病，随着环境污染、职业粉尘及人口老龄化的日益加重，其发病率和死亡率居高不下，据“全球疾病负担研究项”估计，2020 年就全球死亡原因而论，COPD 将位居世界第 3 位。相关研究^[1]显示：预计截止到 2020 年，COPD 的治疗费用将上升到世界疾病的前 5 位。因此，探讨如何合理用药，最大限度控制 COPD 病情的发展是治疗 COPD 的重要目标。异丙托溴铵是一种乙酰胆碱受体阻断剂，雾化吸入后能快速缓解支气管痉挛，其主要作用是通过抑制气道重塑改善肺功能。而乙酰半胱氨酸(N-acety-L-Cysteine,NAC)作为祛痰药现已广泛应用于临床，其可以通过抗氧化作用介导炎症反应，促进细胞外基质(ECM)的降解，控制病情的进展，因此推测二者联合应用可更有效地抑制气道重塑。血清基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein-9，MMP-9)及转化生长因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)是常用的气道重塑相关蛋白，本文作者旨在通过观察雾化吸入异丙托溴铵联合 NAC治疗前后COPD患者血清中 MMP-9 和 TGF-β 的变化，探讨其对COPD患者气道重塑的作用。

2014年1—12月在吉林大学第一医院呼吸内科明确诊断为COPD 稳定期(肺功能Ⅱ和Ⅲ级)的患者80例，诊断标准依据中华医学会呼吸病学会2007年制定的COPD诊断指南^[2]。按照患者意愿随机分为3组： NAC 组，27例，女性14例，男性13例，年龄42~78岁，平均年龄(60.9±10.7)岁；异丙托溴铵组，27例，男性13例，女性14例，年龄41~76岁，平均年龄(61.3±10.5)岁；NAC与异丙托溴铵联合用药组，26例，男性13例，女性13例，年龄40~77岁，平均年龄(60.6±10.8)岁。选取同期在吉林大学第一院体检中心体检的同龄健康者26人作为对照组，其中男性13例，女性13人，年龄42~77岁，平均年龄(61.0±10.5)岁。各组受试者平均年龄、男女所占比例组间比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，入选前均签署知情同意书，并经过伦理委员会同意认可。

纳入标准：确诊为COPD 稳定期患者，不限男女；患者依从性良好，能正确使用雾化器；能按照试验要求完善肺功能检查。剔除标准：①其他病因引起的肺部疾病，如支气管哮喘、支气管扩张、间质性肺炎和肺结核等；其他引起血清中 TGF-β和 MMP-9 水平升高的疾病，如糖尿病肾病、肿瘤和冠状动脉粥样硬化性心脏病等。②近期服用或吸入糖皮质激素类药物的患者；既往有肺部其他疾病或严重的多器官病变的患者或有意识障碍的患者。③治疗期间病情恶化、意识模糊或需要机械通气的患者。④不能积极配合治疗的患者。

入组当日通过就诊方式采集各组研究对象的一般资料(年龄、性别、身高、体质量、病史、吸烟史和过敏史等)，并在入组当日及3个月后复诊检测肺功能和血清TGF-β、MMP-9水平。

① NAC组：NAC 600 mg，每日2次口服，疗程为3个月。②异丙托溴铵组：异丙托溴铵(0.9%氯化钠注射液2 mL+异丙托溴铵0.5 mg)雾化吸入，用药后漱口，疗程为3个月。 ③联合用药组：异丙托溴铵(0.9%氯化钠注射液2 mL+异丙托溴铵0.5 mg)雾化吸入，用药后漱口，疗程为4周，同时给予NAC 600 mg，每日2次口服，疗程为3个月。

严格按照COPD患者症状和体征评分标准^[2]判定各组患者用药后的疗效(表1)，并记录各组患者用药前后评分情况。

研究对象于入选就诊当日及3个月后复诊时采用吉林大学第一医院同一型号肺功能仪测定用力肺活量(FVC)、第1秒钟用力呼气容积(FEV₁)、第1秒钟用力呼气容积占预计值的百分比(FEV₁%)和第1秒钟用力呼气容积占用力肺活量的百分比(FEV₁/FVC)。每人测3次，取最佳值，并以使用支气管舒张剂15 min后测定结果为准，要求用药前后FEV₁差值百分比≤12%。

所有研究对象于清晨空腹状态下(至少禁食8 h)采集外周静脉血4 mL，并于当日常温下静置20 min，1 500 r·min^-1离心后取上清液收集于无热源试剂管中，置于-80℃冷藏箱中备用。应用酶联免疫吸附法(ELISA法)检测血清中TGF-β和MMP-9水平，操作步骤严格按试剂盒说明书进行。

采用SPSS 17.0统计软件进行统计学处理。各组患者症状和体征评分、肺功能指标及血清中TGF-β和MMP-9水平均以 x±s表示，如结果符合正态分布，则组间比较采用单因素方差分析。患者FEV₁值与血清TGF-β和MMP-9水平的相关性分析采用Spearman相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

治疗前，各组患者症状和体征评分比较差异无统计学意义(P>0.05)；与治疗前比较，治疗后NAC组、异丙托溴铵组和联合用药组患者症状和体征评分明显降低(P<0.05)；与NAC组和异丙托溴铵组比较，治疗后联合用药组患者症状和体征评分降低更明显(P<0.05)。见表2。

与对照组比较，NAC组、异丙托溴铵组和联合用药组患者肺功能各项指标(FEV₁、FVC、FEV₁/FVC)均明显降低(P<0.05)。治疗前NAC组、异丙托溴铵组和联合用药组患者肺功能各项指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)；与治疗前比较，治疗后各用药组患者肺功能指标均明显改善(P<0.05)；治疗后，与NAC组和异丙托溴铵组比较，联合用药组患者肺功能指标改善更明显(P<0.05)。见表3。

各用药组患者血清TGF-β和 MMP-9 水平均高于对照组(P<0.05)。治疗前各用药组患者血清TGF-β和 MMP-9 水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)，治疗后各用药组患者血清TGF-β和MMP-9 水平均较治疗前明显降低(P<0.05)；治疗后，与NAC组和异丙托溴铵组比较，联合用药组患者血清TGF-β和 MMP-9 水平降低更明显(P<0.05)。见表4。

联合用药组患者治疗前后FEV₁与血清TGF-β和MMP-9水平呈明显负相关关系(治疗前： r=-0.554，r=-0.477，P<0.05；治疗后：r=-0.415、，r=-0.654， P<0.05)。

COPD 是一种以气流受限为特征的疾病，其特点是气流受限不完全可逆并呈进行性发展^[2]，进行性发展的关键是气道的重塑。在气道重塑的过程中，气道及肺组织长期慢性炎症导致结构的破坏，管壁塌陷，进而管腔狭窄，气道阻力增加，使气流受限呈进行性发展，最终导致不可逆性气流受限^[3]。研究^{[4, 5]}显示：在 COPD 患者中，ECM的过度沉积会导致气道平滑肌的异常增生，弹性降低，甚至纤维化，使气流呈不可逆性受限，最终导致气道重塑。因此对 ECM 的降解成为研究的重点。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteins,MMPs)是锌离子、钙离子依赖的、调节 ECM 合成的蛋白酶超家族。

MMP-9 作为MMPs超家族中的明胶酶类蛋白，是主要的气道重塑相关蛋白，过量的 MMP-9 可破坏肺泡基质，弹性纤维断裂融合，进而降低肺泡的弹性回缩力，肺组织结构破坏后形成肺气肿，最终导致气体潴留。Abd EI-Fatch 等^[6]发现：COPD 急性期患者血清 MMP-9 mRNA 表达水平比非急性期患者高2倍；由此推断：与肺功能比较，MMP-9 可能是监测 COPD 严重程度及恶化的更精确的指标。此外，MMP-9 还可以通过介导炎症细胞的聚集，使肺泡壁断裂，肺泡结构破坏后促进管腔狭窄，气流受限，导致气道重塑^[7]。郝艳萍等^[8]通过检测COPD患者血清MMP-9 水平与细胞黏附因子(ICAM-1)和血管内皮黏附因子(VCAM-1)水平发现：COPD患者血清MMP-9升高，ICAM-1和VCAM-1表达水平上调，而肺功能指标降低，推测 MMP-9的增加可通过促进血清中炎症因子的聚集，介导相关炎症细胞进入到呼吸道，从而促使炎症因子趋化、移行，细胞外基底膜和气道上皮参与炎症反应后使气道受损，最终导致气道重塑，肺功能下降。本研究结果显示：各用药组COPD患者用药前后血清MMP-9 水平高于对照组，并且联合用药组患者治疗前后FEV¹与血清中MMP-9 水平呈明显负相关关系，再次证实了上述观点。

TGF-β是一种由多种炎症细胞分泌的生物调节因子,在COPD 气道炎症反应中可促进炎症细胞趋附、游走及浸润，迅速引起肺损伤，使肺功能呈进行性下降。研究^[9]表明：COPD急性加重期和稳定期患者血清 TGF-β 水平均较正常人明显升高。COPD患者血清 中TGF-β也可诱导气道上皮细胞和中性粒细胞产生白细胞介素8(interleukin-8,IL-8)，通过介导炎症反应使气道受损，严重者使气流受限，而气流受限在临床症状中的主要体现是呼吸困难，气流受限会导致有效通气量缺乏，从而使患者在呼吸过程中因得不到足够的有效气体出现呼吸困难，肺功能下降。此外，Baarsma 等^[10]通过对 COPD 患者血清TGF-β 水平进行分析 发现 ：COPD患者血清TGF-β 水平明显升高，一方面可促进 ECM 的沉积，使肌成纤维细胞分化为肺成纤维细胞，同时可通过打破 MMPs 和基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs) 的平衡，抑制 ECM 的降解，导致肺组织破坏，纤维化形成。曾有研究^[11]对COPD患者血清MMP-9 和 TGF-β水平与COPD气道重塑的关系进行探讨，结果显示： COPD 气道重塑患者血清MMP-9 和 TGF-β 水平均呈高表达状态。Can等 ^[12]分析文献发现：与 COPD 发病有关的各种致炎因子如 IL-8和TGF-β 的高表达与肺功能指标降低有关，并推断可能是COPD 的致病因素，即TGF-β水平与肺功能存在负相关关系。本研究通过对比 COPD 患者与健康对照者血清中 TGF-β 水平发现：各用药组患者在用药前后血清 TGF-β 水平均较健康志愿者高，并且联合用药组患者治疗前后FEV₁与血清 TGF-β 呈明显负相关关系，说明 COPD 患者血清中过多的TGF-β可加重患者气流受限程度，降低肺功能。

异丙托溴铵是一种短效、选择性较高的 M3 亚型胆碱能受体阻断药，M 受体是一种植物神经递质受体，主要介导交感和副交感神经递质生物学效应，在呼吸系统中与气道高反应性关系密切。研究^[13]表明：抗胆碱药物改善肺功能的主要机制是抑制气道重塑。大量临床经验表明：雾化吸入异丙托溴铵能使药物快速吸收，进而缓解支气管痉挛及其伴发的急性临床症状。据文献^[14]报道：异丙托溴铵缓解支气管收缩的关键是上调平滑肌细胞内 cAMP/cGMP 比值，松弛气道平滑肌，抑制肺内活性物质的分泌水平，通过抑制炎症反应改善肺功能，可在一定程度上缓解咳嗽、咳痰和气短的症状，但从血清学方面对气道重塑方面的研究较少。本研究通过对比吸入异丙托溴铵前后COPD患者血清MMP-9 及 TGF-β 水平的变化发现：吸入异丙托溴铵后患者血清中 MMP-9 和TGF-β 水平降低，肺功能较用药前改善，表明异丙托溴铵可抑制气道重塑，改善肺功能。

氧化应激是 COPD 病情进展的机制之一，COPD 患者中氧化作用的增强主要体现在还原性谷胱甘肽的减少，因此外源性补充还原性药物可在一定程度上抑制病情的发展。NAC 是含有半胱氨酸的还原型谷胱甘肽的前体物质，可通过清除氧自由基起到抗氧化的作用。氧自由基可通过促进炎症因子的形成、蛋白酶的转录及合成介导炎症反应 ^[15]，NAC 在清除氧自由基后，抑制了炎症因子的聚集，抑制成纤维细胞的生成，进而降低肺纤维化的发生。李红梅等^[16]通过动物模型对 NAC 参与 TGF-β 信号传导的负面调节进行研究发现：NAC 通过抗氧化作用抑制了 MMPs 中多种酶的合成和活化，抑制了 MMPs 对 ECM 的降解及破坏作用，降低炎症细胞的浸润，从而改善气流受限。另外，有动物实验^[17]表明：NAC 可减轻大鼠气道炎症程度及管腔狭窄程度，进而延缓肺气肿的发展，同时降低肺的纤维化，改善气道重塑，进一步减轻气流受限的程度。本研究结果显示：服用 NAC 后，COPD 患者血清 MMP-9 和TGF-β 水平降低，表明 NAC 除了作为祛痰药应用于临床外，还具有气道重塑作用。

在 COPD 患者稳定期阶段，异丙托溴铵可在一定程度上有效控制其发展，但与 NAC 联合治疗对 COPD 患者气道重塑作用的研究甚少。本研究结果显示：异丙托溴铵和 NAC联合应用可改善COPD患者的临床症状及肺功能，降低血清MMP-9 和 TGF-β 水平，且改善幅度明显优于单独用药组，说明二者联合应用可更明显地降低患者血清MMP-9 和 TGF-β水平 ，从而减少其对肺组织的破环，改善肺功能，抑制气道重塑，延缓 COPD 的进展。

综上所述，COPD 患者气流受限的关键是气道重塑相关蛋白异常沉积导致的气道重塑，异丙托溴铵和 NAC联合应用可在一定程度上降低血清中 MMP-9 和 TGF-β 水平，抑制气道重塑。本研究结果为临床延缓 COPD 的发展、控制 COPD 患者肺功能进行性下降提供了理论依据。