糖尿病并發(fā)肺結(jié)核患者血清γ-干擾素與白細(xì)胞介素-10水平的研究

盛宇超 袁立 孟旭 陳誠 蔣偉利 趙琦

·論著·

糖尿病并發(fā)肺結(jié)核患者血清γ-干擾素與白細(xì)胞介素-10水平的研究

盛宇超 袁立 孟旭 陳誠 蔣偉利 趙琦

目的分析單純結(jié)核病患者(TB)、糖尿病并發(fā)肺結(jié)核患者(DM-TB)、糖尿病患者(DM)以及健康人群(HC)血清γ-干擾素(IFN-γ)與白細(xì)胞介素-10(IL-10)水平的差異，探討不同細(xì)胞因子在糖尿病并發(fā)結(jié)核病中的作用。方法選取江蘇、江西兩省4個縣(區(qū))2013年4月1日至2014年3月31日期間確診的DM-TB患者71例作為DM-TB組；按照1∶1以及年齡、性別匹配的原則，選取同期診斷的涂陽TB患者71例(TB組)、社區(qū)DM患者71例(DM組)，以及社區(qū)健康人群71名(HC組)作為對照。收集研究對象的基本信息，采集血樣并用酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清IFN-γ和IL-10水平，進(jìn)行對比分析。結(jié)果DM-TB組、TB組、DM組、HC組血清IFN-γ水平中位數(shù)(四分位數(shù))[M(Q1～Q3)]分別為7.51(4.64～14.47)、8.76(4.26～15.03)、9.15(2.47～13.72)、2.20(1.62～6.65) ng/L，數(shù)值經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后分別為2.06±0.91，2.15±1.13，1.73±1.35，1.26±1.62，各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.98，P<0.01)；進(jìn)一步兩兩比較后發(fā)現(xiàn)，與HC組相比，DM-TB組和TB的血清IFN-γ水平均明顯增高(P值分別為0.002、<0.01)。DM-TB組、TB組、DM組、HC組血清IL-10水平[M(Q1～Q3)]分別為16.44(6.25～33.31)、14.06(4.73～25.67)、7.55(2.53～21.25)、4.64(2.66～7.67) ng/L，數(shù)值經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后分別為2.67±0.99，2.20±1.59，1.63±2.02，1.58±0.99，各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=7.96，P<0.01)；進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)，與DM-TB組相比，DM組和HC組的血清IL-10水平均明顯降低(P值分別為0.001、<0.01)。多因素線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，DM-TB組患者血清IFN-γ濃度明顯高于HC組(P=0.001)，男性患者血清IL-10水平明顯高于女性(P=0.046)；DM-TB組血清IL-10水平明顯高于DM組(P<0.01)和HC組(P<0.01)。結(jié)論DM-TB患者體內(nèi)的免疫應(yīng)答情況較TB患者更為復(fù)雜，較高的血清IFN-γ水平可能提示DM-TB患者體內(nèi)免疫應(yīng)答延遲。

結(jié)核； 糖尿?。?干擾素γ； 白細(xì)胞介素10

糖尿病(diabetesmellitus，DM)與結(jié)核病(tuberculosis，TB)關(guān)系密切，DM患者并發(fā)TB的風(fēng)險是健康人群的3.11倍[1]。在低收入、TB高負(fù)擔(dān)國家中，隨著DM患病率的增加，TB的患病率(OR=4.70)和發(fā)病率(OR=8.6)均呈上升趨勢[2-3]。有研究發(fā)現(xiàn)，TB患者罹患DM的風(fēng)險比正常人群更高，且在并發(fā)DM后，其血糖控制較為困難[4]。TB并發(fā)DM(DM-TB)逐漸成為一個嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，但關(guān)于兩種疾病并發(fā)的危險因素尚不明確。有研究表明，細(xì)胞免疫在DM-TB中起了一定的作用，T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫反應(yīng)是機(jī)體對結(jié)核分枝桿菌感染防御的主要機(jī)制，起到關(guān)鍵性作用；而DM患者因?yàn)轶w內(nèi)免疫功能受損，不能完成正常的免疫過程，從而可能導(dǎo)致兩種疾病的發(fā)生，但其機(jī)制尚需研究[5]。γ-干擾素(IFN-γ)與白細(xì)胞介素-10(IL-10)分別通過1型輔助性T淋巴細(xì)胞(Th1)與2型輔助性T淋巴細(xì)胞(Th2)的數(shù)量及平衡狀態(tài)對維持機(jī)體正常免疫功能起著重要作用[6]。本研究將通過對比DM-TB、TB、DM和健康人群的IFN-γ和IL-10的血清水平，探索DM-TB患者體內(nèi)免疫應(yīng)答情況。

對象和方法

1.研究對象：按照經(jīng)濟(jì)狀況、涂陽TB報(bào)告發(fā)病率、人口分布以及參加項(xiàng)目的意愿，采用目的抽樣法選擇江蘇省的新沂和睢寧縣，以及江西省的興國和南康縣作為研究現(xiàn)場。研究對象共分為4組：(1)DM-TB組：選取2013年4月1日至2014年3月31日之間，上述4個地區(qū)TB防治定點(diǎn)機(jī)構(gòu)新登記、確診的涂陽肺結(jié)核患者作為研究對象，對其進(jìn)行空腹血糖篩查。TB診斷標(biāo)準(zhǔn)為每例患者留取3次痰，包括即時痰、夜間痰、晨間痰，行痰涂片抗酸桿菌檢查，痰涂片陽性者診斷為涂陽TB[7]。對篩查空腹血糖≥7.0 mmol/L的疑似患者進(jìn)一步行糖化血紅蛋白檢測，糖化血紅蛋白≥6.5%的患者確診為DM-TB患者[8]，共確診71例，包括男54例，女17例。(2)TB組：按照1∶1的匹配原則，選擇同期診斷的、年齡相差5歲以內(nèi)、相同診斷(初、復(fù)治)、相同性別，排除葡萄糖耐量異常者的單純TB患者作為研究對象，共71例。(3)DM組：按照1∶1的匹配原則，選擇同期診斷、年齡相差5歲以內(nèi)、相同性別并排除TB患病史的糖尿病患者作為研究對象，共71例。(4)健康對照(health control，HC)組：在當(dāng)?shù)伢w檢中心接受體檢的人群中，選取排除TB、DM的健康人群，按照1∶1的匹配原則，年齡相差5歲并且相同性別，共71名。本研究獲得復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院倫理學(xué)委員會的倫理學(xué)批文(IRB: 2012-03-0344)。所有研究對象在調(diào)查前均簽署書面知情同意書。參與項(xiàng)目的醫(yī)務(wù)人員在參與項(xiàng)目前均接受了復(fù)旦大學(xué)研究人員的培訓(xùn)，并簽署資料保密協(xié)議。

2.排除標(biāo)準(zhǔn)：所有研究對象均排除自身免疫性疾病、肝腎疾病、過敏性疾病、惡性腫瘤等。同時，近3個月來患肺炎，或服用特殊藥物(如糖皮質(zhì)激素、利尿劑等)，或抽血當(dāng)日體溫超過38.5 ℃者均不入組。

3.資料收集：采用自行設(shè)計(jì)的問卷收集研究對象的信息，問卷內(nèi)容包括調(diào)查對象的一般人口學(xué)特征，社會、經(jīng)濟(jì)學(xué)信息，慢性病病史，飲食和運(yùn)動習(xí)慣等。所有的研究對象采集外周靜脈血(5 ml)，離心分離血清后，于-20 ℃保存，并在抽取標(biāo)本3個月內(nèi)應(yīng)用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測定標(biāo)本中IFN-γ、IL-10濃度。試劑采用上海西塘公司人IFN-γ和IL-10的ELISA試劑盒(批號分別為201502141和201503061)。

結(jié) 果

1.一般情況：DM-TB組、TB組、DM組、HC組平均年齡分別(57.45±13.54)歲、(56.97±13.87)歲、(57.63±11.53)歲和(57.41±13.36)歲。DM-TB組、TB組、DM組、HC組中吸煙者的構(gòu)成比分別為59.2%(42/71)、54.9%(39/71)、35.2%(25/71)和49.3%(35/71)，各組間差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.45，P=0.217)；各組飲酒者的構(gòu)成比分別為32.4%(23/71)、29.6%(21/71)、29.6%(21/71)和38.0%(27/71)，各組間差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.29，P=0.732)。

2.各組人群血清IFN-γ和IL-10水平比較：調(diào)查對象總體的血清IFN-γ水平中位數(shù)為6.84 ng/L，其中DM-TB、TB、DM、HC組的血清IFN-γ水平中位數(shù)分別為7.51、8.76、9.15、2.20 ng/L(表1)。數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后比較，各組IFN-γ水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.98，P<0.01)；進(jìn)一步兩兩比較后發(fā)現(xiàn)，DM-TB組明顯高于HC組(P=0.002)、TB組明顯高于HC組(P<0.01)，而DM-TB組與TB組及DM組(P值分別為1.000、0.837)、TB組與DM組(P=0.327)、DM組與HC組(P=0.187)間差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

調(diào)查對象總體的血清IL-10水平中位數(shù)為7.77 ng/L，其中DM-TB、TB、DM、HC組的血清IL-10水平中位數(shù)分別為16.44、14.06、7.55、4.64 ng/L(表1)。數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后比較，各組人群血清IL-10水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=7.96，P<0.01)；進(jìn)一步兩兩比較后發(fā)現(xiàn)，DM-TB組明顯高于DM組(P=0.001)和HC組(P<0.01)，而DM-TB組與TB組(P=0.451)、TB組與DM組和HC組(P值分別為0.159、0.083)、DM組與HC組(P=1.000)間差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

為進(jìn)一步控制潛在的混雜因素，分別以ln (IFN-γ)、ln (IL-10)作為因變量，采用多元線性回歸分析DM-TB與TB兩組人群血清IFN-γ和IL-10水平的影響因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同年齡、性別、是否吸煙、是否飲酒與血清IFN-γ濃度無關(guān)，DM-TB組血清IFN-γ濃度與TB組沒有差異(P=0.619)，但明顯高于HC組(P=0.001)。同時發(fā)現(xiàn)男性患者血清IL-10水平明顯高于女性患者(P=0.046)。DM-TB 組與TB組血清IL-10水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.104)，但DM-TB組明顯高于DM組(P<0.01)與HC組(P<0.01)，見表2。

討 論

TB并發(fā)DM正逐漸成為一個嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題[9]。TB的免疫機(jī)制十分復(fù)雜，目前認(rèn)為細(xì)胞免疫的作用較大，T細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子對結(jié)核分枝桿菌的控制發(fā)揮了巨大的作用[10]。而DM會影響機(jī)體免疫系統(tǒng)，DM患者本身處于慢性炎癥過程[11]，血糖增高有利于結(jié)核分枝桿菌的生長，使巨噬細(xì)胞的吞噬功能下降，破壞細(xì)胞因子間的平衡，從而增加TB的易感性[12]。IFN-γ是1型輔助性T淋巴細(xì)胞(Th1)分泌的細(xì)胞因子，是一種促炎因子，主要作用是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的激活，清除病原體[13]，而并發(fā)DM會降低機(jī)體的免疫應(yīng)答，阻礙T細(xì)胞分泌IFN-γ，因此DM-TB患者的血清IFN-γ應(yīng)處于較低水平[14-15]。IL-10是2型輔助性T淋巴細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，主要功能是抑制1型輔助性T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子，減輕炎癥反應(yīng)程度，抑制免疫調(diào)節(jié)[16]，根據(jù)既往研究假設(shè)，DM-TB患者的IL-10應(yīng)處于較高水平[15]。

表1 各組研究對象血清中IFN-γ和IL-10水平比較

表2 各組研究對象血清IFN-γ與IL-10水平多因素線性回歸

本研究結(jié)果顯示，DM-TB患者和TB患者的血清IFN-γ水平均明顯高于健康人群，提示DM-TB患者與TB患者體內(nèi)的免疫應(yīng)答均升高，炎性反應(yīng)較健康人群嚴(yán)重。單因素與多因素分析均提示DM-TB患者與TB患者的血清IFN-γ水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與DM能降低機(jī)體免疫應(yīng)答的既往研究假設(shè)不相符?？赡茉蚴荄M能導(dǎo)致機(jī)體的固有免疫應(yīng)答延遲。曾有動物研究對患有DM的小鼠的肺部引流低劑量的含有致病性結(jié)核分枝桿菌的噴霧，發(fā)現(xiàn)DM小鼠的引流淋巴結(jié)中分泌IFN-γ的T細(xì)胞出現(xiàn)了特異性增多，同時在肺部也出現(xiàn)了延遲性的T細(xì)胞增多和IFN-γ依賴的刺激性免疫應(yīng)答[17]。國內(nèi)綜述總結(jié)了多個動物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由于攜帶結(jié)核分枝桿菌的抗原提呈細(xì)胞到達(dá)肺引流淋巴結(jié)時間延長，慢性DM小鼠固有免疫應(yīng)答延遲，同時高血糖會導(dǎo)致肺泡巨噬細(xì)胞吞噬能力下降，也會引起免疫應(yīng)答的延遲[18]，從而導(dǎo)致機(jī)體炎性反應(yīng)處于較高水平，感染遷延不愈。同時本研究納入的DM-TB患者及TB患者均為初次診斷的涂陽患者，體內(nèi)的細(xì)菌負(fù)載量較高，可能導(dǎo)致IFN-γ水平的增高。有研究表明，DM-TB患者涂陽率明顯高于單純TB患者[19]，也提示DM-TB患者體內(nèi)細(xì)菌荷載量較高。李濟(jì)金等[20]的研究同樣選擇了DM-TB、TB、DM和HC組，結(jié)果顯示DM-TB組血清IFN-γ水平明顯高于其他組，與本研究結(jié)果相似。

在本研究中，DM-TB患者的血清IL-10水平明顯高于DM患者和健康人群，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。單因素分析及多因素分析均顯示DM-TB患者的血清IL-10水平與TB患者無明顯差異。李濟(jì)金等[20]的研究結(jié)果顯示DM-TB組患者的血清IL-10值明顯高于TB、DM和HC組。Kumar等[21]的研究也發(fā)現(xiàn)DM-TB組血清IL-10的水平明顯高于TB組。本研究中DM-TB患者的血清IL-10水平也高于TB患者，但是差異并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，樣本量過少可能為主要原因。本研究結(jié)果顯示，男性血清IL-10水平明顯高于女性，可能提示本研究中男性體內(nèi)免疫抑制水平更高。

綜上所述，DM-TB患者體內(nèi)的免疫應(yīng)答情況較TB患者更為復(fù)雜，較高的血清IFN-γ可能提示DM-TB患者體內(nèi)免疫應(yīng)答延遲。需要進(jìn)一步研究不同病程DM-TB患者血清IFN-γ水平，探索DM-TB 患者病程中的免疫變化情況。在本次研究中，采用TB患者、DM患者和HC組同時作為對照人群，對血清細(xì)胞因子水平在疾病并發(fā)的作用進(jìn)行研究，具有創(chuàng)新性。但是本研究中4個調(diào)查地點(diǎn)并發(fā)率較低，導(dǎo)致樣本量較小，這在一定程度上可能對研究結(jié)果的精確性產(chǎn)生影響，還有待進(jìn)一步大樣本的研究對結(jié)果進(jìn)行證明。

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Serumlevelsofinterferon-gammaandinterleukin-10inpatientswithdiabetesmellituscomplicatedwithpulmonarytuberculosis

SHENGYu-chao*,YUANLi,MENGXu,CHENCheng,JIANGWei-li,ZHAOQi.

*SchoolofPublicHealth,FudanUniversity,Shanghai200032,China

Correspondingauthor:ZHAOQi,Email:zhaoqi@shmu.edu.cn

ObjectiveTo compare the serum levels of interferon-gamma (IFN-γ) and interleukin-10 (IL-10) in patients with tuberculosis (TB), tuberculosis with diabetes mellitus (DM-TB), diabetes mellitus (DM) and healthy control (HC) people, and to analyze the role of different cytokines in DM-TB.MethodsA total of 71 DM-TB patients in four counties of Jiangsu and Jiangxi provinces were selected between April 1, 2013 to March 31, 2014. At the same study period, 71 age- and gender-matched smear-positive TB patients, community DM patients and community healthy controls were selected, respectively, according to the ratio of 1∶1∶1.The baseline characteristics of all subjects were collected, and the serum levels of IFN-γ and IL-10 were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The levels were compared among different subject groups.ResultsThe median (quartile) levels of serum IFN-γ of DM-TB, TB, DM patients and HC were 7.51 (4.64-14.47), 8.76 (4.26-15.03), 9.15 (2.47-13.72), 2.20 (1.62-6.65) ng/L, respectively. The numbers were 2.06±0.91, 2.15±1.13, 1.73±1.35 and 1.26±1.62 after logarithmic conversion. There were significant differences among four groups (F=6.976,P<0.01). The results of multiple comparison post hoc test showed that concentration of IFN-γ was increased in DM-TB and TB patients compared with HC group (P=0.002,P<0.01). The median (quartile) level of serum IL-10 of DM-TB, TB, DM and HC were 16.44 (6.25-33.31), 14.06 (4.73-25.67), 7.55 (2.53-21.25) and4.64 (2.66-7.67) ng/L, respectively. The numbers were 2.67±0.99, 2.20±1.59, 1.63±2.02 and 1.58±0.99 after logarithmic conversion. There were significant difference among groups (F=7.96,P<0.01).The results of multiple comparison post hoc test showed that serum level of IL-10 in DM and HC group were significantly lower than that in the DM-TB group (P=0.001,P<0.01).Multivariate linear regression analysis showed that the serum IFN-γ in patients with DM-TB was significantly higher than that in HC subjects (P=0.001).The level of serum IL-10 in male patients was higher than that in female patients (P=0.046).The level of serum IL-10 in DM-TB group was significantly higher than that in DM group (P<0.001) and HC group (P<0.001).ConclusionThe immune response in DM-TB patients is more complex than that in TB patients. The higher serum levels of IFN-γ may suggest that the immune response is delayed in DM-TB patients.

Tuberculosis; Diabetes mellitus; Interferon-gamma; Interleukin-10

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.11.010

國家自然科學(xué)基金(81202256)；江西省科技廳對外科技合作計(jì)劃項(xiàng)目(20141BDH80030)

200032 上海，復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院(盛宇超、袁立、蔣偉利、趙琦)；江西省贛州市疾病預(yù)防控制中心結(jié)核病防治科(孟旭)；江蘇省疾病預(yù)防控制中心慢性傳染病科(陳誠)

趙琦，Email：zhaoqi@shmu.edu.cn

2017-05-05)

(本文編輯：李敬文)