慢性阻塞性肺疾病患者白細胞介素-32、白細胞介素-17、和肽素水平變化與吸煙的相關性及對肺功能影響

黃振杰　曾彤華　蔡文華

歐盛敬　陳文?！±睢§?/p>

慢性阻塞性肺疾病患者白細胞介素-32、白細胞介素-17、和肽素水平變化與吸煙的相關性及對肺功能影響

黃振杰曾彤華蔡文華

歐盛敬陳文海李斐

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種不完全可逆的慢性氣流受限、病情持續(xù)發(fā)展為特征的慢性呼吸系統(tǒng)疾病[1-2]。COPD已成為威脅人類健康的重要疾病，WHO預計到2020年COPD將成為人類的第三大死亡原因[2]。參與COPD發(fā)病的炎癥細胞主要為中性粒細胞、巨噬細胞、T淋巴細胞等。激活的炎癥細胞可釋放多種炎性介質，如白三烯B4(leukotriene b4,LTB4)、白細胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等，最終使肺內氧化與抗氧化失衡，逐漸破壞氣道正常結構并進一步加重肺部炎癥。近年來，陸續(xù)有研究報道白細胞介素-17(interleukin-17，IL-17)可能作為一種新的促炎因子參與了COPD的炎癥反應，但國內尚未見有文獻系統(tǒng)性地闡述白細胞介素-32(interleukin-32，IL-32)、和肽素(COPEPTIN)與COPD發(fā)病的關系。同時，吸煙作為COPD的重要危險因素，其具體的機制也尚未闡述清楚。本研究通過觀察吸煙、不吸煙COPD患者以及健康體檢人群的IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，旨在探討這些細胞因子在COPD發(fā)病中的作用，為吸煙導致或加劇COPD的發(fā)展提供一種宏觀解釋，為控煙提供臨床依據。

材料與方法

一、一般資料

本院自2010年7月至2012年7月共將100名符合標準的COPD急性期患者納入到本次研究中，納入標準：①符合中華醫(yī)學會呼吸病學分會2007年慢性阻塞性肺疾病診治指南中的《慢性阻塞性肺疾病診斷標準》[3]；②年齡≥40歲；COPD急性發(fā)作；③同意進行本次臨床試驗并簽署知情同意書。排除標準：①其他原因(如肺結核、支氣管擴張、肺癌等)導致的喘息癥狀；②合并嚴重的心、肝、腎等重要臟器功能障礙；③使用免疫抑制劑；④不能配合研究。本研究獲得本院倫理審查委員會審核通過。同時選取100名不吸煙肺功能正常的健康體檢人群作為健康對照組。將100例COPD患者按照是否吸煙分為COPD吸煙組和COPD不吸煙組。COPD吸煙組患者64例，男45例，女19例，年齡42～78歲，平均年齡(65.4±10.2)歲；COPD不吸煙組患者36例，男24例，女12例，年齡52～82歲，平均年齡(67.5±8.8)歲；健康對照組患者100例，男72例，女28例，年齡40～80歲，平均年齡(66.7±12.8)歲。三組研究對象在性別、年齡等一般情況上無顯著差異。

二、檢測方法

檢測COPD患者急性加重期的血清和誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，健康對照組在體檢時檢測IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，患者經過治療后進入穩(wěn)定期。患者病情穩(wěn)定3個月后，再次檢測上述指標。采集研究對象空腹靜脈血15 ml，分別裝入3個5 ml抗凝管中。在其中一份血樣中加入10%EDDTA-Na2(1 mg/ml)和抑肽酶(500 Kiu/ml)后混勻，以離心半徑8 cm，3 000 r/min，離心10 min，4 ℃，分離血清置于-70 ℃保存，待檢測COPEPTIN水平。另外兩份血樣不需要加入EDDTA-Na2和抑肽酶，以離心半徑8 cm，3 000 r/min，4 ℃，離心10 min后分離血清，置于-70 ℃保存，待檢測IL-32、IL-17水平。誘導痰的收集和處理：患者首先用清水漱口，然后吸入200 μg沙丁胺醇，15 min后超聲霧化吸入3%氯化鈉溶液?；颊咴谏羁惹皯斢秒p氧水漱口并擤盡鼻涕，將患者咳出的痰液收集到無菌痰盒中，取無唾液的痰液置入離心管，加入0.1%DTT溶液，并搖勻，以離心半徑8 cm，3 000 r/min，37 ℃，離心30 min，取上清液置于-70 ℃保存待檢。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(由美國Santa Cruz公司提供)檢測血清及誘導痰中IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，嚴格按照說明書步驟進行操作。

三、研究方法

對COPD患者進行肺功能的檢測。肺功能檢查通常包括肺容量、肺通氣功能、肺彌散功能、氣道阻力測定等。診斷COPD最重要的指標是第一秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)和第一秒用力呼氣容積占預計值百分比(FEV1%預計值)。 FEV1/FVC下降是評價氣流受限的一項敏感指標，FEV1%預計值是評估COPD嚴重程度的良好指標，其變異性小，易于操作。按照以下指標分級：輕度COPD，吸入支氣管擴張劑后，FEV1/FVC<70%，FEV1%pred≥80%；中度COPD，吸入支氣管擴張劑后，FEV1/FVC<70%，50%≤FEV1%pred<80%；重度COPD，FEV1/FVC<70%，30%≤FEV1%pred<50%。比較COPD吸煙組、COPD不吸煙組、健康體檢組血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，以及肺功能分級情況。采用Logsitic回歸分析，探討影響患者肺功能的相關因素。采用簡單線性回歸分析血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平與吸煙數的關系，自變量為吸煙數(年支)，吸煙數=每日吸煙數×吸煙年限，應變量分別為血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平。

四、統(tǒng)計學方法

結果

一、COPD吸煙組與COPD不吸煙組患者肺功能情況的比較

COPD吸煙組肺功能與COPD不吸煙組相比有顯著差異(P<0.05)，χ2=13.504，見表1。

表1　COPD吸煙組與COPD不吸煙組患者肺功能

注：COPD：慢性阻塞性肺疾病

二、3組研究對象IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的比較

急性加重期與穩(wěn)定期相比，COPD患者血清、誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平均顯著升高(P<0.05)；COPD吸煙組血清IL-17、COPEPTIN水平顯著高于COPD不吸煙組和健康對照組(P<0.05)，COPD吸煙組誘導痰中IL-32水平顯著高于COPD不吸煙組和健康對照組(P<0.05)；COPD不吸煙組血清IL-17、COPEPTIN水平顯著高于健康對照組(P<0.05)，見表2。

表2　3組研究對象IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的比較

注：與健康對照組相比，aP<0.05，bP<0.05。IL-32：白細胞介素-32；IL-17:白細胞介素-17；COPEPTIN：和肽素；血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平是影響COPD患者肺功能的獨立危險因素(P<0.05)，血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平越高，患者肺功能越差

三、肺功能分級與IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的Logistic回歸分析

以肺功能分級為應變量，輕度、中度、重度賦值0、1、2，以血清IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN、誘導痰IL-32、誘導痰IL-17、誘導痰COPEPTIN為自變量，進行非條件Logistic回歸分析，結果顯示誘導痰IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN為影響肺功能分級的危險因素，見表3。

表3　肺功能分級與IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的

注：IL-32白細胞介素-32；IL-17:白細胞介素-17；COPEPTIN：和肽素

四、吸煙患者的吸煙數與血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的關系

吸煙數與血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的簡單線性回歸結果表明血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平與吸煙數有線性回歸關系(P<0.05)。

表4　吸煙數與血清及誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN

注：IL-32白細胞介素-32；IL-17:白細胞介素-17；COPEPTIN：和肽素

討論

COPD已成為威脅國人健康的重要疾病[4]。我國40歲以上人群中，男性COPD的患病率已達12.4%，女性則為5.1%，COPD的總患病率為8.3%[5]。COPD引起患者殘疾或死亡的最主要原因是患者肺功能的不完全可逆的進行性下降。COPD的發(fā)病機制尚未完全闡述清楚，主要是各種因素如感染、粉塵、吸煙、超敏反應等導致的炎癥反應，引起小支氣管管壁破壞和肺部小血管的重塑[6]。因此，各種炎性細胞和炎性因子在COPD的發(fā)生和進展過程中起著決定性的作用。吸煙是導致COPD的重要危險因素，并可進一步加劇COPD患者的肺功能惡化。本研究中，COPD吸煙組患者的肺功能顯著差于COPD不吸煙組患者的肺功能，證實了吸煙對于患者肺功能的損害作用。

COPEPTIN屬于急性期時相蛋白，能夠反映全身炎癥狀態(tài)，主要存在于血漿中。研究報道，COPD患者急性加重期血漿COPEPTIN水平顯著高于穩(wěn)定期[7]。這可能是由于COPD急性加重期存在病原體感染，從而促進了急性時相蛋白的表達，其表達水平與疾病嚴重程度相關。本研究表明COPD吸煙組患者COPEPTIN水平亦顯著高于COPD不吸煙組患者，并與患者的肺功能密切相關。IL-17由巨噬細胞、粒細胞等炎性細胞產生，主要誘導產生IL-1β、MMP-9、IL-32等一系列炎性因子，產生級聯(lián)放大反應，并促進粒細胞的聚集和炎性因子的釋放[8-10]。范春紅等[11]報道，COPD患者血清CRP、IL-1β、IL-17等炎性因子水平均顯著升高，且與病情的嚴重程度相關。本研究中，3組研究對象誘導痰中IL-17無顯著差異，而血清中IL-17則存在顯著差異，這可能說明IL-17主要在全身炎癥反應中發(fā)揮作用。而COPD吸煙組IL-17顯著高于COPD不吸煙組患者，表明吸煙能夠加劇體內全身炎癥反應。IL-32與IL-17有所不同，它既可以通過T細胞、NK細胞、單核細胞和上皮細胞等內源性細胞分泌，也可以通過基因重組調節(jié)炎性反應和發(fā)熱反應，并參與到細胞凋亡、誘導免疫等多種病理生理反應中[12]。研究發(fā)現，通過對肺功能正常的吸煙者、不吸煙人群、吸煙的COPD患者肺組織的病理和免疫組化分析，肺功能正常的吸煙者、不吸煙人群肺組織IL-32水平顯著低于吸煙的COPD患者，且IL-32mRNA水平也相應減少[13-20]。本研究發(fā)現IL-32是影響COPD患者肺功能的獨立危險因素，誘導談IL-32較高患者肺功能更差的風險是IL-32較低患者的1.628倍。而血清IL-17較高患者肺功能更差的風險是IL-17較低患者的3.358倍，血清COPEPTIN較高患者肺功能更差的風險是COPEPTIN較低患者的1.279倍。上述結果表明了誘導談IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN與肺功能有密切關系。簡單線性回歸分析的結果表明吸煙程度與血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平有線性關系。因此，吸煙可能是誘發(fā)血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平升高的重要危險因素，并可進一步引起患者肺功能的變化。

綜上所述，吸煙可以導致COPD患者血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32表達的增高，即引起肺組織局部和全身的炎癥反應，從而造成患者肺功能的進一步降低。

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(本文編輯：黃紅稷)

黃振杰，曾彤華，蔡文華，等. 慢性阻塞性肺疾病患者白細胞介素-32、白細胞介素-17、和肽素水平變化與吸煙的相關性及對肺功能影響[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版， 2015， 8(5)： 595-599.

·論著·

【摘要】目的探討慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者白細胞介素-32(IL-32)、白細胞介素-17(IL-17)、和肽素(COPEPTIN)水平變化與吸煙對肺功能損傷的相關性。 方法按照一定的納入排除標準將100例COPD患者納入到本研究中，并按照是否吸煙分為COPD吸煙組和COPD不吸煙組，同時將100名不吸煙的肺功能正常的健康體檢者納入到健康對照組中，分別在急性加重期和穩(wěn)定期檢測COPD患者血清和誘導痰中IL-32、IL-17、COPEPTIN水平和肺功能情況，同時檢測健康對照組L-32、IL-17、COPEPTIN水平，分析吸煙、肺功能與上述炎癥指標的相關性。 結果COPD吸煙組肺功能與COPD不吸煙組相比，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；急性加重期與穩(wěn)定期相比，COPD患者血清、誘導痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平均顯著升高(P<0.05)；COPD吸煙組血清IL-17、COPEPTIN水平顯著高于COPD不吸煙組和健康對照組(P<0.05)，COPD吸煙組誘導痰中IL-32水平顯著高于COPD不吸煙組和健康對照組(P<0.05)；COPD不吸煙組血清IL-17、COPEPTIN水平顯著高于健康對照組(P<0.05)。 Logistic回歸分析表明血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平是影響COPD患者肺功能的獨立危險因素(P<0.05)，血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32水平越高，患者肺功能越差。線性回歸結果表明IL-17、COPEPTIN、誘導痰IL-32水平分別與吸煙數成正相關(P<0.05)，r分別為0.679、0.735、0.793，b分別為0.041、0.050、0.057。 結論吸煙可以導致COPD患者血清IL-17、COPEPTIN與誘導痰IL-32表達的增高，即引起肺組織局部和全身的炎癥反應，從而造成患者肺功能的進一步降低。

【關鍵詞】肺疾病，慢性阻塞性；白細胞介素-32；白細胞介素-17；和肽素

Correlation between level changes of interleukin-32, interleukin-17, copeptin in chronic obstructive pulmonary disease and smoking and it′s effect on pulmonary functionHuangZhenjie,ZenTonghua,CaiWenhua,OuShenjin,ChenWenhai,LiPei.DepartmentofRespiratoryMedicine,BeihaiPeople′sHospitalofGuangXi,Beihai536000China

Correspondingauthor：HuangZhenjie,Email:hzj1974bh@126.com

【Abstract】ObjectiveTo discuss the correlation between level changes of interleukin-32(IL-32), interleukin-17(IL-17), COPEPTIN in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and smoking, lung function injury. MethodsAccording to certain inclusion and exclusion criteria, 100 cases of COPD patients were included in the study, and according to smoking or not , they were divided into COPD smoking group and COPD non-smoking group, at the same time, the 100 nonsmokers with normal lung function of healthy people were included into healthy control group; IL-32, IL-17,COPEPTIN levels of serum and induced sputum ,and pulmonary function in COPD patients were given detection in the acute exacerbation and stable stage, at the same time, L-32, IL-17, COPEPTIN levels of study objects of health control group were detected, so that the correlation between smoking, pulmonary function and inflammatory markers above were analyzed. ResultsBy comparison of pulmonary function of COPD smoking group with that of COPD non-smoking group, the difference was statistically significant (P<0.05); By comparison of the acute exacerbation stage with stable stage, IL-32, IL-17, COPEPTIN levels of serum and induced sputum in COPD patients were significantly elevated (P<0.05); Serum IL-17, COPEPTIN levels of COPD smoking group were significantly higher than that of COPD non-smoking group and healthy control group (P<0.05), induced sputum IL-32 levels of COPD smoking group were significantly higher than that of COPD non-smoking group and healthy control group (P<0.05); serum IL-17, COPEPTIN levels of COPD non-moking group were significantly higher than those of healthy control group (P<0.05). Logistic regression analysis showed that serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 levels were independent risk factors influencing the pulmonary function of patients with COPD (P<0.05), serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 levels were higher, the pulmonary function of patients was worse. Linear regression result showed that IL-17, COPEPTIN, induced sputum IL-32 levels were positively related with the numbers of smoking (P<0.05), r was respectively 0.679, 0.735, 0.793, b was respectively 0.041, 0.050, 0.057. ConclusionSmoking can cause expression increase of serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 in COPD patients, That is to cause the local lung tissue and systemic inflammatory reaction, resulting in the further loss of lung function of patients.

【Key words】Chronic obstructive pulmonary disease;Interleukin-32;Interleukin-17;Copeptin

收稿日期：(2015-04-09)

文獻標識碼：中圖法分類號： R563 A

通訊作者：黃振杰，Email: hzj1974bh@126.com

基金項目：作者單位： 536000 廣西北海市人民醫(yī)院呼吸內科

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2015.05.013