炎性細(xì)胞因子與心力衰竭的相關(guān)性研究

田帥 李海濱 張素華

慢性心力衰竭(CHF)是多數(shù)心血管疾病的終末轉(zhuǎn)歸，免疫系統(tǒng)激活和炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)失衡在慢性心力衰竭的發(fā)生發(fā)展有著密切關(guān)系。炎性細(xì)胞因子可介導(dǎo)多種免疫反應(yīng)，影響心肌細(xì)胞的收縮性、誘導(dǎo)心肌肥大，以及促進(jìn)心肌細(xì)胞的凋亡和間質(zhì)纖維化，在慢性心力衰竭的發(fā)展中起重要的作用。本文測定心力衰竭患者血清中炎性細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)水平的變化，探討細(xì)胞炎性因子與心力衰竭的相關(guān)性及意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2011年1月至2012年10月我院住院的慢性心力衰竭患者78例，男53例，女25例;年齡56～87歲，平均年齡(67±8)歲。其中高血壓性心臟病14例，冠心病38例，冠心病合并高血壓病16例，擴(kuò)張型心肌病10例。按照NYHA分級標(biāo)準(zhǔn)，心功能Ⅱ級25例，Ⅲ級34例，Ⅳ級19例。根據(jù)病史、臨床表現(xiàn)、實驗室檢查、心電圖、胸片及超聲心動圖檢查確診CHF，除外糖尿病、甲亢、嚴(yán)重感染等疾病。健康對照者23例，選自同期我院體檢健康人群，男16例，女7例;年齡46～74歲，平均年齡(61±6)歲;經(jīng)體檢和實驗室檢查排除心、肝、腎、內(nèi)分泌疾病。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集:受試者空腹12 h，于次日清晨抽取靜脈血3 ml，離心10 min，分離血清，放置于-20℃冰箱待測。

1.2.2 TNF-α測定:采用放射免疫法測定。試劑盒由中國原子能研究所提供。批內(nèi)變異系數(shù)＜5%，批間變異系數(shù)＜10%，嚴(yán)格按說明書操作。

1.2.3 血漿IL-6、IL-10測定:采用酶聯(lián)免疫吸附檢測法(ELISA)測定，具體操作嚴(yán)格按說明書進(jìn)行。

1.2.4 超聲心動圖檢查:患者入選后，于住院1周內(nèi)行超聲心動圖檢查。儀器為美國ATL公司生產(chǎn)的HDI3000心臟超聲診斷儀，探頭頻率2.5～3.5 MHz。探頭置于心尖搏動最強(qiáng)點(diǎn)，顯示出標(biāo)準(zhǔn)的心尖四腔心切面，以心電圖觸發(fā)確定室收縮及舒張末期，測定左心室舒張末期和收縮末期內(nèi)徑(Dd和DS)，室間隔舒張末期和收縮末期內(nèi)徑(IVSd和IVSs)，左心室后壁舒張末期和收縮末期厚度(PWd和PWs)，測定射血分?jǐn)?shù)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以±s表示，多組間的比較采用方差分析，細(xì)胞因子與LVEF的相互關(guān)系采用直線相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

心功能Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級患者的LVEF顯著低于對照組，且NYHA心功能分級越高，降低越顯著，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。心功能Ⅳ級患者的TNF-α、IL-6、IL-10水平顯著高于心功能Ⅱ級、Ⅲ級和對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05);心功能Ⅲ級患者的TNF-α、IL-6、IL-10水平顯著高于心功能Ⅱ級患者和對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。CHF組血清TNF-α、IL-6和IL-10水平與LVEF呈負(fù)相關(guān)(r 1=-0.755，r 2=-0.751，P ＜0.01)。CHF組血清 IL-10水平與LVEF呈正相關(guān)(r=0.476，P＜0.01)。見表1。

表1 不同級別心衰患者各項指標(biāo)比較±s

表1 不同級別心衰患者各項指標(biāo)比較±s

注:與對照組比較，*P＜0.05;與Ⅱ級組比較，#P＜0.05;與Ⅲ級組比較，△P＜0.05

組別 LVEF(%) TNF-α(ng/L) IL-6(ng/L) IL-10(ng/L)59.1±2.7 167±35 133±80 12.2±4.1 CHF組(n=78) 40.0±6.5 388±156 346±84 8.5±2.5Ⅱ級組(n=25) 45.7±3.4* 209±38* 248±30* 10.1±2.2*Ⅲ級組(n=34) 40.4±4.2*# 409±69*# 358±36*# 8.2±2.4*#Ⅳ級組(n=19) 31.8±4.1*#△ 586±81*#△ 452±30*#△ 6.7±1.5*#△對照組(n=23)

3 討論

心力衰竭時，內(nèi)源性免疫應(yīng)答作為心臟的內(nèi)源性應(yīng)急反應(yīng)，通過心肌組織中TOLL樣受體介導(dǎo)，激活核轉(zhuǎn)錄因子 NF-κB，促使致炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子TNF-α、白細(xì)胞介素 IL-1、IL-6產(chǎn)生，引起心肌損害。致炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1、IL-6和抗炎細(xì)胞因子IL-10檢測可作為心力衰竭病理生理狀態(tài)和預(yù)后評價的標(biāo)記物。

在各種因素刺激下，慢性心力衰竭患者的心肌細(xì)胞產(chǎn)生大量TNF-αmRNA及表達(dá)TNF-α。TNF-α在心肌細(xì)胞中有受體1和受體2，TNF-α通過受體1參與慢性心力衰竭的病理生理過程，而受體2具有保護(hù)心臟的作用［1］。TNF-α是炎性反應(yīng)的重要因子之一，主要由致敏的單核/巨噬細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞分泌，其致病機(jī)制是它能作用于多種細(xì)胞，作為重要的始發(fā)因子，不僅導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)發(fā)生重要變化，還能激發(fā)IL-1、IL-6、IL-8和 TNF-α 的產(chǎn)生［2，3］。研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α 對心力衰竭的影響主要是通過升高一氧化氮(NO)降低心肌環(huán)磷酸腺苷(cAMP)，從而抑制心肌收縮力［3，4］。也有人認(rèn)為TNF-α對心肌收縮力作用晚期，TNF-α主要依賴于NO引起肌絲對Ca2+致敏從而導(dǎo)致持續(xù)性心肌收縮障礙，促發(fā)心肌細(xì)胞凋亡，引起心臟重構(gòu)［5］。本研究發(fā)現(xiàn)心功能Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級之間TNF-α含量依次逐漸升高，CHF心功能Ⅳ級組患者血清中TNF-α含量明顯高于心功能Ⅱ級組和Ⅲ級組(P＜0.05)，同時心功能Ⅱ、Ⅲ級組患者的TNF-α含量又明顯高于對照組(P＜0.05)，并與LVEF成負(fù)相關(guān)，表明TNF-α水平與CHF的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，可以作為CHF患者心功能評價的參考指標(biāo)。

IL-6 cDNA克隆由 Kishimoto等［6］從人 T細(xì)胞中獲得，單核巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和心肌細(xì)胞等均可產(chǎn)生IL-6。IL-6可作為免疫異常的一種信息分子，它通過不同的致病方式參與心衰的發(fā)生與發(fā)展。其機(jī)制可能為:患者心肌缺血缺氧，激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，去甲腎上腺素、血管緊張素Ⅱ增多，血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞增生，導(dǎo)致IL-6分泌增多［7］。IL-6通過與其受體IL-6 R結(jié)合，促進(jìn)心肌細(xì)胞肥大和心肌缺血再灌注損傷，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡而進(jìn)一步損害心功能［4］。IL-6還可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞合成NO，抑制心臟乳頭肌的收縮功能，產(chǎn)生負(fù)性肌力作用，參與心衰的啟動和發(fā)展。另有研究表明，IL-6通過顯著增加心肌細(xì)胞心鈉肽和腦鈉肽基因表達(dá)促進(jìn)慢性心力衰竭的發(fā)生［8］。本研究結(jié)果也證實CHF患者外周血中IL-6水平顯著增高并與LVEF成負(fù)相關(guān)，且IL-6的含量隨心衰的等級增加而增加。表明IL-6參與心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展，其可作為心衰患者判斷病情嚴(yán)重程度指標(biāo)之一。

白細(xì)胞介素-10(IL-10)是一種重要的抑炎性細(xì)胞因子，具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能和抑制炎癥發(fā)生的重要作用。有研究表明，IL-10主要是由激活的單核/巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，它不僅可以減少促炎因子TNF-α、IL-1、IL-6的產(chǎn)生、抑制巨噬細(xì)胞合成和釋放NO和氧自由基，還可提高可溶性TNF受體的釋放，從而減弱TNF-α的活性［9］。因此IL-10作為一種抗炎性細(xì)胞因子，IL-10能夠抑制 TNF-α、IL-1、IL-6的表達(dá)，減輕炎性反應(yīng)，有助于防止心室重構(gòu)形成，對改善心衰預(yù)后有重要意義［10］。本研究結(jié)果顯示隨心力衰竭的加重血清IL-10水平隨之減低，且與LVEF呈正相關(guān)。但Yamaoka等［11］研究發(fā)現(xiàn)，心力衰竭患者血清IL-10水平明顯高于對照組，心衰越重升高越明顯。

綜上所述，心力衰竭患者的TNF-α、IL-6和IL-10的水平與心力衰竭的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，三者共同參與了CHF的病理生理過程，炎性細(xì)胞因子水平的變化對于判斷CHF患者病情的穩(wěn)定性及嚴(yán)重程度有一定的價值。

1 Higuchiy，Mctiernan CF，F(xiàn)rye CB，et al.Tumornecrosis factor receptors 1 and 2 differentially regulate survival，cardiac dysfunction，and remodeling in transgenicmicewith tumornecrosis factor-alpha induced cardiomyopathy.Circulation，2004，109:1892-1897.

2 黃國棟.B型鈉尿肽與TNF-α聯(lián)合檢測對充血性心力衰竭診斷價值的探討.中國實驗診斷學(xué)，2010，14:1214-1215.

3 Meldrunr DR.Tumor necrosis factor in the heart.Am J Physiol，1998，274:577-595.

4 Bryant D，Beckevel D，Richardson J.Cardiac failure in transgenic mice withmyocardial expression of tumor necrosis factor alpha.Circulation，1998，97:1375-1381.

5 陳紅，連溫林，陳力.腫瘤壞死因子和心臟疾病.中國藥理學(xué)通報，2001，17:380-382.

6 呂磊，徐軍.白細(xì)胞介素-6在心血管疾病中作用研究的進(jìn)展.心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2009，18:510-512.

7 Lee DL，Sturgis LC，Labazj H，et al.Angiotensin II hypertension is attenuated in interleukin-6 knockout mice.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2006，290:935-940.

8 Tanaka T，Kanda T，Takahashi T，et al.Interleukin-6-induced reciprocal expression of SERCA and natriuretic peptides mRNA in cultured rat ventricular myocytes.J Int Med Res，2004，32:57-61.

9 梁道業(yè)，馬春林，王政林.阿托伐他汀對充血性心力衰竭的治療作用及對 TNF-α、IL-10 水平的影響.實用醫(yī)學(xué)雜志，2008，24:3046-3048.

10 Aukrust P，Ueland T，Lien E，et al.Cytokine network in congestive heart failure secondary to ischemic or idopathic dilated cardiomyopathy.Am J Cardiol，1999，83:376-382.

11 Yamaoka M，Yamaguchi S，Okuyama M，et al.Anti-inflammatory cytokine profile in human heart failure:behavior of interleukin-10in association with tumor necrosis factor-alpha.Jpn Circ J，1999，63:951-956.