COPD急性加重期和穩(wěn)定期血清炎性因子水平及其與肺功能的關(guān)系

孫世民，張 珠，王云雀

COPD的病因可能與肺組織對有害氣體及顆粒的異常炎性反應(yīng)有關(guān)，以呼吸道的慢性非特異性炎性反應(yīng)為病理基礎(chǔ)[1-2]。也有專家認(rèn)為，COPD不僅存在肺組織炎性反應(yīng)，同時(shí)也存在全身炎性反應(yīng)，整個(gè)機(jī)體動員過程中，有多項(xiàng)炎性細(xì)胞和炎性因子參與[3]。本研究對COPD患者急性加重期和穩(wěn)定期炎性因子變化進(jìn)行比較，以探討疾病整個(gè)病程發(fā)展過程中機(jī)體炎性反應(yīng)的動態(tài)變化，從而為COPD疾病進(jìn)程研究及臨床診斷提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2010年3月—2013年9月我院呼吸內(nèi)科住院確診的COPD患者450例為研究對象，診斷標(biāo)準(zhǔn)符合中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會慢性阻塞性肺病診療指南(2007年)，并排除：嚴(yán)重心、肝、腎、肺功能障礙，凝血功能障礙，糖尿病，高血壓，系統(tǒng)性紅斑狼瘡，嚴(yán)重精神分裂癥等患者及近期有服用糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑者。其中，急性加重期207例，男147例、女60例，年齡49～72歲，平均年齡(56.2±6.4)歲，病史7 ～25年，肺功能Ⅰ～Ⅲ級，吸煙指數(shù)200～400年支。穩(wěn)定期243例，男173例、女70例，年齡48～74歲，平均年齡(56.7±11.5)歲，病史8～24年，肺功能Ⅰ～Ⅲ級，吸煙指數(shù)200～400年支。另選取我院同時(shí)期體檢健康者100例為對照組，其中男59例，女41例；年齡48～73歲，平均年齡(56.5±4.5)歲。各組患者年齡、性別具有均衡。本研究服從紐倫堡準(zhǔn)則，符合赫爾辛基宣言，經(jīng)我院倫理委員會討論，批準(zhǔn)進(jìn)行，并向所有受試者詳細(xì)介紹研究獲得收益及風(fēng)險(xiǎn)，受試者知情同意并自愿參加。

1.2 實(shí)驗(yàn)室檢查 患者入院后次日清晨，對照組體檢時(shí)，空腹，安靜狀態(tài)下抽取肘靜脈血10 ml，離心半徑5 cm,3 000 r/min,離心10 min,離心后分離血清，-20 ℃保存?zhèn)溆?。以雙抗體夾心法ABC-酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)法檢測血清中白介素(IL)-2、IL-6、IL-8、IL-1β、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、干擾素γ(IFN-γ)、結(jié)締組織生長因子(CTGF)水平，試劑來自北京中杉金橋生物科技有限公司，按說明書進(jìn)行操作。

1.3 肺功能測定 利用肺功能儀(德國JAEGER公司生產(chǎn)，型號H21014125)進(jìn)行通氣測定，并分別記錄一秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)及FEV1占預(yù)計(jì)值的百分比(FEV1%)。以中華醫(yī)學(xué)會呼吸系統(tǒng)疾病分會慢性阻塞性肺疾病學(xué)組(2007年)標(biāo)準(zhǔn)對肺功能進(jìn)行分級，共分為4級：I級(輕度COPD)：輕度氣流受限(FEV1/FVC<70%但FEV1%≥80%)，通?？砂橛谢虿话橛锌人浴⒖忍?。此時(shí)患者本人可能還沒認(rèn)識到自己的肺功能是異常的。Ⅱ級(中度COPD)：氣流受限進(jìn)一步惡化(50%≤FEV1%<80%)并有癥狀進(jìn)展和氣短，運(yùn)動后氣短更為明顯。此時(shí)，由于呼吸困難或疾病的加重，患者常去醫(yī)院就診。Ⅲ級(重度COPD)：氣流受限進(jìn)一步惡化(30%≤FEV1%<50%)，氣短加劇，并且反復(fù)出現(xiàn)急性加重，影響患者的生活質(zhì)量。Ⅳ級(極重度COPD)：嚴(yán)重的氣流受限(FEV1%<30%)或者合并有慢性呼吸衰竭。此時(shí)，患者的生活質(zhì)量明顯下降，如果出現(xiàn)急性加重則可能有生命危險(xiǎn)。

2 結(jié)果

2.1 3組炎性因子水平比較 3組IL-1β、IL-2、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其中，與對照組比較，穩(wěn)定期患者IL-2降低，IFN-γ、CTGF升高，急性加重期患者IL-1β、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF升高，IL-2降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；與穩(wěn)定期比較，急性加重期患者IL-1β、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF升高，IL-2降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。3組IL-6水平比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見表1)。

表1 3組炎性因子水平比較

注：IL-1β=白介素1β，IL-2=白介素2，IL-6=白介素6，IL-8=白介素8，TNF-α=腫瘤壞死因子α，IFN-γ=干擾素γ，CTGF=結(jié)締組織生長因子；與對照組比較，*P<0.05；與穩(wěn)定期比較，△P<0.05

2.2 3組患者肺功能檢測指標(biāo)比較 3組FEV1、FEV1/FVC和FEV1%比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其中，穩(wěn)定期和急性加重期患者較對照組FEV1、FEV1/FVC和FEV1%降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急性加重期較穩(wěn)定期患者FEV1、FEV1/FVC和FEV1%降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表2)。

Table2 Comparison of pulmonary function examination indicators among 3 groups

組別例數(shù)FEV1(L)FEV1/FVC(%)FEV1%(%)對照組10074.25±14.6887.12±17.1595.62±37.15穩(wěn)定期24359.65±14.85*68.59±26.58*84.51±17.45*急性加重期20743.52±15.42*△55.95±21.74*△64.58±14.21*△F值11.2638.95219.652P值<0.05<0.05<0.05

注：FEV1=一秒用力呼氣容積，F(xiàn)VC=用力肺活量，F(xiàn)EV1%=FEV1占預(yù)計(jì)值的百分比；與對照組比較，*P<0.05；與穩(wěn)定期比較，△P<0.05

2.3 肺功能分級與炎性因子關(guān)系 多分類Logistic回歸分析結(jié)果顯示，IL-1β、IL-2、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF與肺功能有回歸關(guān)系(見表3)。

3 討論

目前研究認(rèn)為，COPD發(fā)展過程中，肺組織不同部位均可檢測到CD4+、CD68+和巨噬細(xì)胞增多[4]。這些增多的炎性細(xì)胞釋放多種炎性因子，如IL-6、IL-8、TNF-α等，使已經(jīng)受損的肺組織和功能受到進(jìn)一步影響，并導(dǎo)致病情發(fā)展和中性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)。而中性粒細(xì)胞是參與COPD 病程的主要炎性細(xì)胞。壞死的中性粒細(xì)胞增多,不斷釋放物質(zhì)損傷肺組織,持續(xù)損傷的肺組織不能完全修復(fù),導(dǎo)致了COPD的形成[5]。了解急性加重期炎性因子之間的相關(guān)性，對指導(dǎo)臨床治療COPD 和其嚴(yán)重程度的判斷有一定意義。

炎性因子IL-8是白細(xì)胞趨化因子，能吸引中性粒細(xì)胞,與中性粒細(xì)胞表面受體結(jié)合,導(dǎo)致其趨化和變形,細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度一過性升高,又誘導(dǎo)氣道上皮細(xì)胞分泌IL-8，導(dǎo)致IL-8的進(jìn)一步增多,形成 “炎性循環(huán)”,造成管壁增厚和管腔狹窄,導(dǎo)致氣流阻塞[6]。IL-6是B細(xì)胞增殖分化的重要炎性細(xì)胞因子,誘導(dǎo)抗原刺激的B淋巴細(xì)胞成熟,釋放全身性的急性期反應(yīng)物[7]。在COPD加重期氧化物質(zhì)生成增加可導(dǎo)致IL-6水平上升,炎性反應(yīng)加重。TNF是感染反應(yīng)的一種重要遞質(zhì)，在COPD中能使內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子,黏附白細(xì)胞在炎癥部位聚集。TNF-α能激活巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞,使其細(xì)胞毒性增加,釋放更多細(xì)胞因子如IL-6、IL-8和其他炎性細(xì)胞趨化因子。TNF-γ能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的細(xì)胞外蛋白分解,增多的蛋白分解作用是肺氣腫形成機(jī)制之一。CTGF促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、遷移和分化作用，CTGF與血管、肺和肝臟等許多器官纖維化密切相關(guān)，因此CTGF可能有助于COPD的發(fā)展。

表3 肺功能分級與細(xì)胞因子關(guān)系的多分類Logistic回歸分析

Table3 Multinomial Logistic regression analysis on the correlation between level of serum inflammation factors and fractionation of pulmonary function

細(xì)胞因子βOR值95%CIP值Ⅰ級 IL-1β0.0181.152(1.056,1.352)<0.05 IFN-γ0.0891.245(1.185,1.458)<0.05Ⅱ級 IL-80.0691.405(1.369,1.541)<0.05 TNF-α0.6511.751(1.426,2.031)<0.05 CTGF0.9551.851(1.589,2.145)<0.05Ⅲ級 IL-2-0.4120.335(0.265,0.415)<0.05 IL-80.7451.625(1.444,1.965)<0.05 TNF-α1.2363.215(2.951,3.458)<0.05

本研究中選擇IL-1β、IL-8、TNF-α及CTGF等指標(biāo)，均為體液免疫中刺激機(jī)體進(jìn)一步釋放炎性遞質(zhì)的細(xì)胞因子[8]，可以反映COPD炎性反應(yīng)的擴(kuò)大現(xiàn)象。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性加重期患者IL-1β、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF 升高，IL-2降低，提示：除IL-2外，多種炎性因子均出現(xiàn)不同程度增加，COPD 的進(jìn)程與機(jī)體炎癥以及免疫失衡有重要聯(lián)系。同時(shí)，對患者肺功能和炎性因子的相關(guān)性研究中也發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定期和急性加重期患者較對照組FEV1、FEV1/FVC和FEV1%降低，IL-6、IL-1β、TNF-α及CTGF等炎性因子與肺功能的分級呈正相關(guān)，可影響患者肺功能狀況。這與國外學(xué)者研究結(jié)果基本一致[9]。楊興慧等[10]對COPD下呼吸道細(xì)菌定植的動態(tài)變化與肺功能和痰細(xì)胞因子的關(guān)系進(jìn)行研究，并對痰液中細(xì)胞因子與FEV1和FVC關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果證明兩者存在明顯相關(guān)關(guān)系，本研究結(jié)果與之基本一致。

綜上所述，IL-1β、IL-8、TNF-α、IFN-γ、CTGF 升高是COPD急性加重的主要指標(biāo),IL-8和TNF-α作為主要的炎性遞質(zhì)可能參與了COPD的病情進(jìn)展且與肺功能之間存在明顯相關(guān)性。CTGF還可導(dǎo)致機(jī)體成纖維細(xì)胞活化，使肺組織通氣、彌散功能障礙，造成肺功能惡化。關(guān)于外周血IL-1β、IL-8、TNF-α和CTGF水平作用機(jī)制，還需設(shè)計(jì)詳細(xì)的試驗(yàn)方案進(jìn)一步觀察研究。

1 范春紅，李時(shí)悅.IL-32、IFN-γ、IL-1β與慢性阻塞性肺疾病的研究[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2011,8(3)：17-20.

2 王明航，李建生，余學(xué)慶，等.慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)的結(jié)局指標(biāo)系統(tǒng)評價(jià)[J].中國老年學(xué)雜志，2011,31(6)：1944-1946.

3 Miravitlles M，Soler-Cataluna JJ,Calle M,et al.Treatment of COPD by clinical phenotypes,putting old evidence into clinical practice[J].Eur Respir J,2012,126(11):112-116.

4 劉洪，張弛.慢性阻塞性肺疾病氣管炎癥與細(xì)胞因子水平變化的研究[J].中國綜合臨床，2004,20(4)：745-747.

5 閆芳，焦克崗，郗慧.血清細(xì)胞因子及急性期反應(yīng)蛋白與COPD患者抑郁情緒的相關(guān)分析[J].臨床肺科雜志，2011,16(10)：1514-1516.

6 曾建紅，黃健瑩，曾軍，等.COPD患者治療前后血液細(xì)胞因子變化的檢測與意義[J].臨床肺科雜志，2013,18(8)：1403-1405.

7 鮑舟軍，王曄凱，李翊衛(wèi)，等.慢性阻塞性肺疾病伴肺炎患者中血清IL-6、TNF-α、AAG檢測價(jià)值比對研究[J].醫(yī)學(xué)研究雜志，2012,41(6)：137-139.

8 王玲玲，趙明靜，毛世濤，等.不同分期老年COPD患者外周血中CD4+、Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞變化及其與肺功能改變的相關(guān)性[J].中國老年學(xué)雜志，2012，32(2)：223-225.

9 Jensen MH,Cichosz SL,Hejlesea OK,et al.Clinical impact of home telemonitoring on patients with chronic obstructive pulmonary disease[J].Telemed J E Health,2012,18(9):674-678.

10 楊興慧，王浩彥.慢性阻塞性肺疾病下呼吸道細(xì)菌定植的動態(tài)變化與肺功能和痰細(xì)胞因子的關(guān)系[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2011,14(2)：391-393.