IL—17、IL—33在哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用

陳旭央 張冰 胡莉蔓

[摘要] 目的 探討白細(xì)胞介素-17（IL-17）、白細(xì)胞介素-33（IL-33）在兒童哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用。 方法 選擇樂(lè)清市人民醫(yī)院兒科2011年2月～2014年8月收治的哮喘患兒82例，根據(jù)患兒的臨床表現(xiàn)分為急性發(fā)作組（45例）和緩解期組（37例），并選取同期健康兒童40例作為對(duì)照（健康組）。比較三組患兒的肺功能指標(biāo)、血清細(xì)胞因子及炎癥細(xì)胞水平，并分析細(xì)胞因子水平與哮喘患兒肺功能的關(guān)系。 結(jié)果 緩解期組患兒的呼氣高峰流量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值（PEF%）、第1秒用力肺活量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值（FEV1%）、50%的肺活量最大呼氣流速實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值（V50%）、25%肺活量最大呼氣流速實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值（V25%）均明顯優(yōu)于急性發(fā)作組患兒，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組的IL-17、白介素-5（IL-5）、白介素-4（IL-4）、-γ干擾素（IFN-γ）、免疫球蛋白-E（IgE）水平比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；兩兩比較顯示，健康組低于緩解期組，緩解期組低于急性發(fā)作組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；三組的IL-33比較，差異無(wú)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組兒童的中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞百分比比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），且兩兩比較差異亦均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負(fù)相關(guān)（r = -0.612～-0.197，P < 0.05），與中性粒細(xì)胞呈正相關(guān)（r = 0.259～0.351，P < 0.05）。 結(jié)論 IL-17、IL-4及IL-5等細(xì)胞因子在兒童哮喘發(fā)作中水平升高，具有重要作用，IL-33在患兒哮喘發(fā)作中水平變化不明顯。

[關(guān)鍵詞] 白細(xì)胞介素-17；白細(xì)胞介素-33；哮喘；發(fā)病機(jī)制

[中圖分類號(hào)] R725.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2015）06（a）-0029-04

支氣管哮喘是一種以黏液分泌過(guò)多、氣道高反應(yīng)性、上皮下纖維化、慢性氣道炎癥為特征的慢性特異性呼吸道疾病[1]。作為常見(jiàn)的呼吸道疾病，哮喘的發(fā)病率逐年增高，臨床上具有發(fā)病機(jī)制復(fù)雜、周期性、長(zhǎng)期性和反復(fù)性的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外研究表明，哮喘是由多種炎性細(xì)胞及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子共同參與的炎性反應(yīng)慢性氣道疾病[2]。白細(xì)胞介素17（interleukin 17，IL-17）和白細(xì)胞介素33（interleukin 33，IL-33）是近來(lái)發(fā)現(xiàn)的兩種細(xì)胞因子[3-4]，在多種免疫性疾病中起著重要的作用。為探討IL-17、IL-33在兒童哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用，本文以樂(lè)清市人民醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）收治的82例哮喘患兒作為研究對(duì)象，檢測(cè)肺功能指標(biāo)、血清細(xì)胞因子及炎癥細(xì)胞水平，并分析細(xì)胞因子水平與哮喘患兒肺功能的關(guān)系，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院2011年2月～2014年8月收治的82例哮喘患兒作為研究對(duì)象，根據(jù)患兒的臨床表現(xiàn)分為急性發(fā)作組、緩解期組，并選取同期健康兒童作為對(duì)照（健康組）。急性發(fā)作組45例，男27例、女18例；年齡1.5～10歲，平均（5.64±3.19）歲。緩解期組37例，男23例、女14例；年齡2～11歲，平均（5.98±3.31）歲。健康組40例，男25例、女15例；年齡2～12歲，平均（6.13±3.37）歲。三組兒童的年齡、性別一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①急性發(fā)作組和緩解期組患兒的診斷均符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)呼吸學(xué)病組2008年制訂的《兒童支氣管哮喘及防治指南》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)；②健康組兒童來(lái)自于到我院兒保科進(jìn)行常規(guī)保健的健康兒童；③該研究獲得所有參與研究的兒童監(jiān)護(hù)人的知情同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并結(jié)核病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的患兒；②近期使用過(guò)糖皮質(zhì)激素或免疫抑制劑治療的患兒；③合并肝腎功能障礙或其他免疫性疾病的患兒。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集 研究組及對(duì)照組兒童分別留取空腹靜脈血3 mL，置于含有乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）的抗凝管中，室溫下靜置1 h，血液凝固后在4000 r/min的離心機(jī)中進(jìn)行離心10 min，留取血清，保存于-20℃冰箱備檢。

1.2.2 主要儀器 見(jiàn)表1。

表1 主要儀器及型號(hào)

1.2.3 檢測(cè)方法 采用美國(guó)eBioscience公司生產(chǎn)的試劑盒，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢驗(yàn)IL-17、IL-33、白介素-5（IL-5）、白介素-4（IL-4）、γ-干擾素（IFN-γ）。采用日立全自動(dòng)7080生化分析儀測(cè)定免疫球蛋白IgE水平；其中試劑購(gòu)于中生北控生物科技有限公司。肺功能選用我院呼吸內(nèi)科肺功能儀（型號(hào)：MicroQuark，意大利科時(shí)邁公司），檢測(cè)用力肺活量（FVC）、第1秒用力肺活量（FEV1）、呼氣高峰流量（PEF）、75%、50%及25%的肺活量最大呼氣流速（V75、V50、V25）。

1.2.4 觀察指標(biāo) 檢測(cè)三組兒童的IL-17、IL-33、IL-5、IL-4、IFN-γ、免疫球蛋白E（IgE）、中性粒細(xì)胞、白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞測(cè)定值，同時(shí)檢測(cè)急性發(fā)作組、緩解期組兒童的肺功能指標(biāo)：FEV1、PEF、V75、V50、V25，并采用實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值的百分比表示，即FEV1%、PEF%、V75%、V50%、V25%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，正態(tài)分布計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 哮喘患兒的肺功能指標(biāo)情況

緩解期組患兒的PEF%、FEV1%、V50%、V25%均顯著優(yōu)于急性發(fā)作組患兒，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。見(jiàn)表2。

表2 不同分期哮喘患兒的肺功能指標(biāo)檢測(cè)情況（x±s）

注：PEF%：呼氣高峰流量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值；FEV1%：第一秒用力肺活量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值；V50%：50%的肺活量最大呼氣流速實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值；V25%：25%肺活量最大呼氣流速實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值

2.2 三組的血清細(xì)胞因子檢測(cè)情況

緩解期組、急性發(fā)作組、健康組的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ、IgE水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），兩兩比較顯示健康組低于緩解期組，緩解期組低于急性發(fā)作組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；三組研究的IL-33水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。見(jiàn)表3。

2.3 三組的白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞水平比較

三組兒童的中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞百分比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。見(jiàn)表4。

表4 三組的白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞百分比（x±s）

注：與健康組比較，*P < 0.05；與緩解期組比較，#P < 0.05

2.4 細(xì)胞因子水平與哮喘患兒肺功能炎癥細(xì)胞的關(guān)系

急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負(fù)相關(guān)，與中性粒細(xì)胞百分比呈正相關(guān)；IgE與患兒的FEV1%、PEF%無(wú)顯著的相關(guān)性，與中性粒細(xì)胞百分比值呈顯著的正相關(guān)。見(jiàn)表5。

表5 細(xì)胞因子水平與哮喘患兒肺功能的相關(guān)性

注：PEF%：呼氣高峰流量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值；FEV1%：第一秒用力肺活量實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值；IL-17：白介素-17；IL-33：白介素-33；IL-5：白介素-5；IL-4：白介素-4；IFN-γ：γ-干擾素；IgE：免疫球蛋白E

3 討論

哮喘又被稱為支氣管哮喘，屬于臨床中較為常見(jiàn)的慢性呼吸道疾病，主要是由多種炎癥細(xì)胞參與的氣道慢性炎癥[5-6]。在該病的發(fā)展過(guò)程中中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等均扮演了重要的角色。據(jù)報(bào)道[7]我國(guó)兒童支氣管哮喘的患病率在近幾十年間均呈上升趨勢(shì)。支氣管哮喘的發(fā)生與環(huán)境、遺傳、內(nèi)分泌及免疫等因素有關(guān)?；颊咦陨淼拿庖呤д{(diào)在哮喘的發(fā)病過(guò)程中起到重要作用[8]。作為一種急診科較為常見(jiàn)的危重急癥，哮喘的主要特征為氣道重塑、氣道慢性炎癥、氣道高反應(yīng)性。氣道炎癥是因?yàn)槭人嵝粤＜?xì)胞浸潤(rùn)氣道而引起氣道過(guò)敏反應(yīng)，使氣道的高反應(yīng)性增加[9]。該病會(huì)導(dǎo)致患者氣道的高反應(yīng)性，出現(xiàn)可逆性的氣流限制，引發(fā)患者出現(xiàn)喘息、胸悶以及咳嗽等臨床癥狀，在夜間或者清晨的發(fā)作次數(shù)較多[10]。重癥哮喘的臨床癥狀較為嚴(yán)重，且伴有呼吸肌疲勞，合并急性的呼吸衰竭，嚴(yán)重影響著患兒的生活質(zhì)量，甚至危及患兒的生命。

哮喘的發(fā)病機(jī)制及其復(fù)雜，目前普遍認(rèn)為其發(fā)病的關(guān)鍵是輔助性T細(xì)胞1型（Th1）/輔助性T細(xì)胞2型（Th2）細(xì)胞失衡，此時(shí)Th1型免疫反應(yīng)減弱但Th2型免疫反應(yīng)異常增強(qiáng)[11-12]。作為Th2的細(xì)胞因子，IL-4、IL-5會(huì)使變應(yīng)原特異的IgE增加和氣道嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn)，導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性和氣道慢性炎癥[13-14]。血清IgE是觀察兒童哮喘的重要指標(biāo)之一，IgE含量升高可通過(guò)釋放炎癥介質(zhì)導(dǎo)致乳膜腫脹、支氣管平滑肌痙攣、氣道狹窄、通氣功能下降[15-16]。IL-33是一種可以引起組織免疫病理?yè)p傷的前炎癥細(xì)胞因子，在自身免疫性疾病和慢性炎癥中起著重要的作用[17]。TH17是一種最新在研究自身免疫性疾病中發(fā)現(xiàn)的不同于Th1和Th2的Th細(xì)胞亞群，能產(chǎn)生IL-17?，F(xiàn)有研究[18-19]表明銀屑病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腦脊髓炎、多發(fā)性硬化癥等疾病的發(fā)病都有Th17/IL-17的參與。因此，研究Th17/IL-17、IL-33等在哮喘發(fā)病中的作用，對(duì)于其完善發(fā)病機(jī)制具有重要的意義。

IL-4，IFN-γ分別為Th2、Th1分泌的特征性細(xì)胞因子。IL-4可促進(jìn)Th0轉(zhuǎn)變?yōu)門h2且抑制Th1的功能[20]；通過(guò)增強(qiáng)B淋巴細(xì)胞可溶性低親和力IgE受體的表達(dá)及轉(zhuǎn)錄能力使機(jī)體內(nèi)IgE合成增加，進(jìn)而IgE的體液免疫和自然殺傷細(xì)胞的殺傷能力增強(qiáng)；促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞聚集及其對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，因此IL-4會(huì)改變Th 1 /Th2的平衡在哮喘發(fā)病過(guò)程中起到重要的促炎作用。與IL-4相反，IFN-γ會(huì)促進(jìn)Th1細(xì)胞分化，阻礙Th2細(xì)胞的形成，減少IL-4的分泌[21]，使IgE水平、支氣管肺泡灌洗液中浸潤(rùn)細(xì)胞數(shù)量、氣道高反應(yīng)性降低，故起到保護(hù)哮喘的作用。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)[22]IL-33可使Th2細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞核肥大細(xì)胞募集并活化，在這些細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子和趨化因子的作用下加速哮喘的發(fā)生。Th17/IL-17能加重哮喘的氣道高反應(yīng)和氣道炎癥。IL-17通過(guò)增強(qiáng)中性粒細(xì)胞趨化因子IL-8使中性粒細(xì)胞在氣道內(nèi)募集[23]，上調(diào)Th2介導(dǎo)的嗜酸性粒細(xì)胞性氣道炎癥。在IL-17的刺激作用，支氣管上皮細(xì)胞和肺成纖維細(xì)胞釋放IL-6[24]，從而使氣道黏液高分泌，參與氣道重構(gòu)。即IL-17可通過(guò)誘導(dǎo)多種細(xì)胞因子表達(dá)而參與到哮喘的發(fā)病中。本研究結(jié)果顯示：緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組兒童血清中IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ、IgE水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），且健康組<緩解期組<急性發(fā)作組（P < 0.05），但I(xiàn)L-33血清水平差異無(wú)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）；急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負(fù)相關(guān)，與中性粒細(xì)胞百分比呈正相關(guān)。因此，L-17、IL-4及IL-5等細(xì)胞因子在兒童哮喘發(fā)病中發(fā)揮一定作用，而IL-33與哮喘的發(fā)病無(wú)關(guān)，與相關(guān)研究[25-26]結(jié)果一致。

綜上所述，IL-17、IL-4及IL-5等細(xì)胞因子在支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用，并參與其發(fā)病過(guò)程。由于哮喘的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜、發(fā)病原因多，目前臨床治療較為困難。因此，深入研究IL-17、IL-4及IL-5等細(xì)胞因子所起到的作用和治療方法，對(duì)開(kāi)發(fā)高效治療哮喘藥物、提高哮喘患者的生活質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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（收稿日期：2015-02-03 本文編輯：蘇 暢）