肥胖与哮喘表现型的聚类分析

2012/07/05

   摘要
   背景:
哮喘是一种异质性疾病,不同患者其哮喘特征(如肺功能、症状和哮喘控制、体重、炎症标志物和对糖皮质激素治疗的反应)也存在差异。对特征清晰的队列进行聚类分析,有助于了解哮喘亚型,找到未知的疾病机制。本研究采用非假设聚类分析法,评价肥胖及其相关指标与哮喘表现型的关系。
   方法和主要结果:受试者来自于有250人参与的临床试验,采用最小方差层次聚类,确定轻度和中度哮喘患者中与疾病类型相关的临床和炎症标志物。一个亚组患者中,通过检测GC受体α(GCRα)和地塞米松诱导的MAP激酶磷酸酶-1(MKP-1)的表达,评价GC敏感性。共找到4个哮喘簇,其中体重指数(BMI)和哮喘症状严重程度(AEQ评分)是最主要的决定因素(分别为F = 57.1,P<0.0001和F = 44.8,P<0.0001)。两个簇主要由肥胖个体组成,这两个肥胖哮喘簇与另一个簇在哮喘的发病年龄、哮喘症状检测指标(AEQ)和哮喘控制(ACQ)、呼出气一氧化氮含量(FeNO)和气道高反应性(乙酰甲胆碱PC20)上存在差异,但肺功能(FEV1%、FEV1/FVC)、气道嗜酸性粒细胞、IgE、瘦素、脂联素和C反应蛋白(hsCRP)上类似。这些肥胖簇中,GCRα表达下降,这与地塞米松诱导的MKP-1表达下降相关。
   结论和临床意义:肥胖是成人哮喘表现型很重要的一个决定因素。肥胖个体哮喘的临床和炎症标志物表达上存在异质性。GCR的主要功能异构体表达下降,可能是肥胖哮喘患者对GC治疗不敏感的原因。

                                                                    (刘国梁 审校)
                                     PLoS One. 2012;7(5):e36631. Epub 2012 May 11.



Cluster analysis of obesity and asthma phenotypes.

Sutherland ER, Goleva E, King TS, Lehman E, Stevens AD, Jackson LP, Stream AR, Fahy JV; Donald Y. M. Leung for the Asthma Clinical Research Network.

Source

Department of Medicine, National Jewish Health, Denver, Colorado, United States of America.

Abstract  
BACKGROUND:
 Asthma is a heterogeneous disease with variability among patients in characteristics such as lung function, symptoms and control, body weight, markers of inflammation, and responsiveness to glucocorticoids (GC). Cluster analysis of well-characterized cohorts can advance understanding of disease subgroups in asthma and point to unsuspected disease mechanisms. We utilized an hypothesis-free cluster analytical approach to define the contribution of obesity and related variables to asthma phenotype.
METHODOLOGY AND PRINCIPAL FINDINGS: In a cohort of clinical trial participants (n = 250), minimum-variance hierarchical clustering was used to identify clinical and inflammatory biomarkers important in determining disease cluster membership in mild and moderate persistent asthmatics. In a subset of participants, GC sensitivity was assessed via expression of GC receptor alpha (GCRα) and induction of MAP kinase phosphatase-1 (MKP-1) expression by dexamethasone. Four asthma clusters were identified, with body mass index (BMI, kg/m(2)) and severity of asthma symptoms (AEQ score) the most significant determinants of cluster membership (F = 57.1, p<0.0001 and F = 44.8, p<0.0001, respectively). Two clusters were composed of predominantly obese individuals; these two obese asthma clusters differed from one another with regard to age of asthma onset, measures of asthma symptoms (AEQ) and control (ACQ), exhaled nitric oxide concentration (F(E)NO) and airway hyperresponsiveness (methacholine PC(20)) but were similar with regard to measures of lung function (FEV(1) (%) and FEV(1)/FVC), airway eosinophilia, IgE, leptin, adiponectin and C-reactive protein (hsCRP). Members of obese clusters demonstrated evidence of reduced expression of GCRα, a finding which was correlated with a reduced induction of MKP-1 expression by dexamethasone。
CONCLUSIONS AND SIGNIFICANCE: Obesity is an important determinant of asthma phenotype in adults. There is heterogeneity in expression of clinical and inflammatory biomarkers of asthma across obese individuals. Reduced expression of the dominant functional isoform of the GCR may mediate GC insensitivity in obese asthmatics.

PLoS One. 2012;7(5):e36631. Epub 2012 May 11.


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