矽肺患者誘導(dǎo)痰中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1和腫瘤壞死因子-α的變化

繆榮明 丁幫梅 張雪濤 房中華 趙銳 張穎軼 趙道昆

(1.無錫市第八人民醫(yī)院，2140028；2.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，210009；3.上海市化工職業(yè)病防治院，200090)

矽肺患者誘導(dǎo)痰中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1和腫瘤壞死因子-α的變化

繆榮明1丁幫梅2張雪濤3房中華1趙銳1張穎軼1趙道昆1

(1.無錫市第八人民醫(yī)院，2140028；2.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，210009；3.上海市化工職業(yè)病防治院，200090)

目的 探討轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)與矽肺發(fā)病的關(guān)系。方法 采用ELISA法對(duì)50名某酒店服務(wù)人員的對(duì)照人群，50名接觸矽塵1年以上的接塵工人，32名矽塵作業(yè)觀察對(duì)象及52例矽肺患者誘導(dǎo)痰中的TGF-β1和TNF-α的含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果 與對(duì)照組 (7.81±2.13)pg/mL比較，接塵組、觀察對(duì)象組和矽肺組TNF-α水平 (49.82±15.42)、(112.13±32.19)、(227.36±52.31)pg/mL明顯升高，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；與接塵組(49.82±15.42)pg/mL比較，觀察對(duì)象組和矽肺組TNF-α(112.13±32.19)、(227.36±52.31)pg/mL水平明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，P＜0.01)。與對(duì)照組 (24.12±13.14)pg/mL和接塵組(28.42±15.56)pg/mL比較，觀察對(duì)象組和矽肺組TGF-β1水平(48.21±16.45)、(61.34±30.22)pg/mL明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，P＜0.01)。結(jié)論 TGF-β1、TNF-α在矽肺發(fā)生發(fā)展中有重要作用，誘導(dǎo)痰中TGF-β1、TNF-α含量可以反映矽塵所致的肺組織炎癥反應(yīng)。

矽肺；誘導(dǎo)痰；轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1；腫瘤壞死因子-α

矽肺是長(zhǎng)期吸入游離二氧化硅(SiO2)粉塵引起的危害最廣和最嚴(yán)重的塵肺病，其主要病理表現(xiàn)是巨噬細(xì)胞性肺泡炎、矽結(jié)節(jié)和塵性纖維化[1]。多種炎性細(xì)胞因子參與氣道炎癥反應(yīng)過程。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)具有廣泛調(diào)節(jié)細(xì)胞分化增生的作用。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)是一種重要的內(nèi)源性細(xì)胞因子，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，兩種細(xì)胞因子都可能參與塵性纖維化的發(fā)生。本次研究擬通過觀察矽肺患者誘導(dǎo)痰中TGF-β1、TNF-α的相互關(guān)系，探討TGF-β1、TNF-α在矽肺發(fā)生發(fā)展中的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇某酒店服務(wù)人員50名為對(duì)照組，平均年齡(49.52±8.21)歲。某鑄造廠接觸矽塵作業(yè)工齡在1年以上者50例(清砂工22例、型砂工24例、其他工種4例)接塵工人為接塵組，平均年齡(51.66±8.61)歲。32例非矽肺患者(工種為清砂工19例、型砂工13例)為觀察對(duì)象組，平均年齡(52.97±9.19)歲。2011-07—09住院及門診隨訪的矽肺患者，共52例為矽肺組，其中Ⅰ期矽肺24例、Ⅱ期矽肺20例、Ⅲ期矽肺8例(清砂工29例、型砂工23例)；平均年齡(50.24±11.22)歲。各組對(duì)象均為男性。除外高血壓病、糖

尿病、心臟病、血液病、風(fēng)濕免疫系統(tǒng)疾病、腫瘤、腎臟病、肝臟病等患者。全部受檢對(duì)象均未從事過各類輻射和有毒作業(yè)，也無長(zhǎng)期接觸過各類農(nóng)藥和毒物，營(yíng)養(yǎng)和消化吸收功能良好，在受檢前1個(gè)月內(nèi)均未服用維生素C、銀杏葉制劑和茶多酚等抗氧化藥物。各組之間年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 調(diào)查表信息的收集 采用問卷調(diào)查方法，了解研究對(duì)象的粉塵接觸史、吸煙史、既往史、家族史。

1.3 矽肺的診斷 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行矽肺診斷，以確切的矽塵接觸史為前提，技術(shù)質(zhì)量合格的高仟伏X線后前位胸片為依據(jù)，根據(jù)國(guó)家塵肺X線診斷標(biāo)準(zhǔn)，參考受檢者的系列胸片和該單位矽肺發(fā)病情況，由塵肺診斷小組依據(jù)《塵肺病診斷標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 70-2009)進(jìn)行診斷、分期[2]。

1.4 誘導(dǎo)痰采集和處理

1.4.1 痰液誘導(dǎo) 采用超生霧化吸入法：受試者靜坐5 min，誘導(dǎo)前10 min吸入沙丁胺醇200 μg，霧化前清水漱口5次；將3%的鹽溶液裝入超聲霧化器，取消毒后的噴霧嘴安裝于噴霧管口；打開霧化器，調(diào)節(jié)噴霧量及時(shí)間。讓受試者用口含住噴霧嘴，努力用口深吸氣使噴霧盡可能被吸入肺深部；吸入5 min后關(guān)閉霧化器，讓受試者用力咳痰，用培養(yǎng)皿收集肺深部痰液；重復(fù)操作，每5 min深咳一次，時(shí)間為20～30 min，要求收集痰液體積至少2 mL；若患者無痰或痰量不足則換用4%高滲鹽水繼續(xù)霧化；若患者無痰或痰量不足則換用5%高滲鹽水繼續(xù)霧化，7 min后終止誘導(dǎo)程序；痰液誘導(dǎo)完畢后填寫記錄表。

1.4.2 痰液處理 取1 mL或0.5 mL無唾液成分的痰液放入軟管中，加入0.1%二硫蘇糖醇(DTT)。濾液用2 000 r/min，4℃離心10 min，取上清液置于－20℃下保存待測(cè)。

1.5 試劑與儀器 TGF-β1、TNF-α的測(cè)定，用酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(美國(guó)Biosource公司)。全自動(dòng)生化分析儀(美國(guó)Beckman公司)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

各組對(duì)象血清中TGF-β1、TNF-α的比較：與對(duì)照組比較，接塵組、觀察對(duì)象組和矽肺組TNF-α水平明顯升高，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；與接塵組比較，觀察對(duì)象組和矽肺組TNF-α水平明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，P＜0.01)。與對(duì)照組比較，接塵組TGF-β1水平無明顯升高，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，觀察對(duì)象組和矽肺組TGF-β1水平明顯升高，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；與接塵組比較，觀察對(duì)象組和矽肺組TGF-β1水平明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，P＜0.01，表1)。

表1 各組對(duì)象TGF-β1、TNF-α的比較(，pg/mL)

表1 各組對(duì)象TGF-β1、TNF-α的比較(，pg/mL)

注：與對(duì)照組比較，aP＜0.01；與接塵組比較，bP＜0.05，cP＜0.01

組別 例數(shù) TGF-β1 TNF-α對(duì)照組 50 24.12±13.14 7.81±2.13接塵組 50 28.42±15.56 49.82±15.42a觀察對(duì)象組 32 48.21±16.45ab 112.13±32.19ab矽肺組 52 61.34±30.22ac 227.36±52.31ac

3 討論

矽肺目前在我國(guó)接塵工人中發(fā)病率最高、危害嚴(yán)重，矽肺的發(fā)生機(jī)制目前還不十分清楚，但SiO2刺激機(jī)體分泌多種細(xì)胞因子等生物活性物質(zhì)，導(dǎo)致肺組織纖維化是肯定的。如果能夠早期檢測(cè)到這些細(xì)胞因子的質(zhì)、量變化，并找到某個(gè)或某些細(xì)胞因子作為相對(duì)特異的觀察指標(biāo)，將對(duì)矽肺的早期監(jiān)測(cè)及接塵人群的普查具有重要意義[3]。

已有研究表明，多種細(xì)胞因子參與了塵肺病的發(fā)生、發(fā)展過程，其中TGF-β1、血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor，PDGF)和結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor，CTGF)等對(duì)調(diào)控肺成纖維細(xì)胞的分裂、增殖及膠原蛋白的合成與降解起著十分重要的作用[4]。TGF-β1可能是促進(jìn)肺纖維化的最直接的細(xì)胞因子，并被認(rèn)為是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的細(xì)胞外基質(zhì)沉淀促進(jìn)劑[5]。

誘導(dǎo)痰的檢測(cè)對(duì)研究職業(yè)性肺病人群暴露于有害粉塵的性質(zhì)和程度有良好的相關(guān)性，可用于普查職業(yè)性肺病、監(jiān)測(cè)大氣中有害粉塵的含量及其對(duì)人群的危害程度[6]。

以往研究發(fā)現(xiàn)：接觸粉塵早期，機(jī)體對(duì)SiO2刺激敏感而發(fā)生強(qiáng)烈應(yīng)激反應(yīng)，肺泡巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞持續(xù)、過度激活，分泌大量的細(xì)胞因子TNF-α等，造成肺組織損傷和纖維化的發(fā)生；隨著接塵時(shí)間的延長(zhǎng)，機(jī)體可能對(duì)粉塵產(chǎn)生耐受，產(chǎn)生細(xì)胞因子的細(xì)胞活性降低，TNF-α分泌減少。目前有文獻(xiàn)報(bào)道提示TGF-β1、PDGF、CTGF和TNF-α 4個(gè)細(xì)胞因子相互作用，在肺纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。TGF-β1、TNF-α是肺纖維化的發(fā)病最重要的細(xì)胞因子，能刺激成纖維細(xì)胞合成細(xì)胞外基質(zhì)沉積、膠原合成，促進(jìn)肺纖維化的形成和發(fā)展[7]。以往研究發(fā)現(xiàn)，接觸粉塵早期，機(jī)體對(duì)SiO2刺激敏感而發(fā)生強(qiáng)烈應(yīng)激反應(yīng)，肺泡巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞持續(xù)、過度激活，分泌大量的細(xì)胞因子TNF-α等，造成肺組織損傷和纖維化發(fā)生；隨著接塵時(shí)間的延長(zhǎng)，機(jī)體可能對(duì)粉塵產(chǎn)生耐受，產(chǎn)生細(xì)胞因子的細(xì)胞活性降低，TNF-α分泌減少[8]。研究發(fā)現(xiàn)，矽肺患者血清TGF-β1、TNF-α水平升高在肺纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，TNF-α水平升高在肺組織沒有明顯的矽肺特征性改變的接塵組中已明顯升高，而TGF-β1升高在肺組織有明顯的矽肺特征性改變的觀察對(duì)象組中已明顯升高，這說明TNF-α在矽肺形成過程中的作用主要為參與早期炎癥反應(yīng)，并誘導(dǎo)其他炎性因子的產(chǎn)生，TNF-α這一作用可能對(duì)早期發(fā)現(xiàn)矽肺發(fā)病傾向具有一定價(jià)值；但TGF-β1判斷矽肺患者的嚴(yán)重程度有一定意義[9]。矽塵可誘導(dǎo)機(jī)體氧化應(yīng)激的發(fā)生及脂質(zhì)過氧化增加，造成肺組織損傷。矽肺患者血清中氧化應(yīng)激指標(biāo)紊亂的程度隨著病程進(jìn)展而增加，提示氧化應(yīng)激指標(biāo)的異常不僅是矽肺的表現(xiàn)，也是矽肺的必然結(jié)果，監(jiān)測(cè)這些指標(biāo)并通過這些指標(biāo)的變化預(yù)測(cè)矽肺發(fā)病趨勢(shì)和程度并可作為臨床上評(píng)估預(yù)后的重要參考指標(biāo)[10]。

我們推測(cè)TGF-β1、TNF-α的濃度長(zhǎng)時(shí)間及高水平表達(dá)，接觸矽塵作業(yè)工人的防護(hù)措施不當(dāng)導(dǎo)致細(xì)胞因子相互作用，造成肺纖維化；觀察對(duì)象組介于矽肺的發(fā)病前期，觀察對(duì)象組和矽肺組的TGF-β1、TNF-α明顯高于接塵組，提示接塵工人中在X線胸片未達(dá)到矽肺診斷標(biāo)準(zhǔn)的觀察對(duì)象時(shí)，即可出現(xiàn)TGF-β1、TNF-α含量升高。因此提示TGF-β1、TNF-α含量可作為矽肺早期生物標(biāo)志物之一。

由于測(cè)定痰中TGF-β1、TNF-α含量采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定，方法成熟、簡(jiǎn)便可靠，標(biāo)本易于取得，具有良好的可重復(fù)性和可操作性。

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Objective To investigate the relationship between transforming growth factor-β1(TGF-β1)，tumor necrosis factor-α(TNF-α)and the incidence of silicosis.Methods Fifty hotel staff were chosen as the control group，50 workers with more than one year of silica dust exposure，32 silica dust observed objects，and 52 silicosis patients as dust exposure group，dust observed group，silicosis patient group respectively to detect TGF-β1and TNF-α levels in their induced sputum with ELISA method.Results Compared with the control group(7.81±2.13)pg/mL，TNF-α (49.82±15.42)，(112.13±32.19)，(227.36±52.31)pg/mL in dust exposure group，observed group and silicosis patient group increased significantly，and the difference was of high statistical significance(P＜0.01).Compared with the dust exposure group(49.82±15.42)pg/mL，TNF-α(112.13± 32.19)，(227.36±52.31)pg/mL in observed group and silicosis patient group increased significantly，and the difference was of statistical significance(P＜0.05，P＜0.01).Compared with the control group(24.12±13.14)pg/mL and dust exposure group(28.42±15.56)pg/mL，TGF-β1in observed group and silicosis patient group(48.21±16.45)，(61.34±30.22)pg/mL increased significantly，and the difference was of statistical significance(P＜0.05，P＜0.01).Conclusion TGF-β1and TNF-α have an important role in the development of silicosis，and the content of TGF-β1and TNF-αin induced sputum may reflect the lung tissue inflammation caused by silica dust.

Silicosis；Induced sputum；Transforming growth factor-β1；Tumor necrosis factor-α

1005-619X(2013)12-1057-02基金項(xiàng)目：無錫市科技計(jì)劃項(xiàng)目(CSEW1N1108)

繆榮明

2013-10-28)