老年支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中TGF-β1及IL-17水平的測定及其臨床意義

甘 兵 陳正賢

(廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院 佛山市順德龍江醫(yī)院呼吸內(nèi)科，廣東 佛山 528318)

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞介素(IL)-17可通過多種途徑參與哮喘的發(fā)病和調(diào)節(jié)，IL-17與呼吸道慢性炎癥性疾病的關(guān)系密切，支氣管哮喘患者體內(nèi)IL-17可誘導(dǎo)多種細(xì)胞分泌細(xì)胞因子以及炎癥介質(zhì)，進而參與哮喘的發(fā)生發(fā)展過程〔1〕。轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1是一種多功能的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化的細(xì)胞因子，在支氣管哮喘中可由多種活化的細(xì)胞產(chǎn)生，被認(rèn)為具有促纖維化和抗炎雙重作用〔2〕。相關(guān)研究表明，TGF-β1作為生長因子在支氣管哮喘氣道重塑的形成中扮演重要角色，同時IL-17還可以誘導(dǎo)TGF-β1的表達，IL-17與TGF-β1支氣管哮喘中密切相關(guān)〔3〕。本研究旨在探討老年支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中TGF-β1及IL-17的表達及其臨床意義，以為臨床診療提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對象 選取2015年10月至2017年6月在廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院呼吸內(nèi)科及中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院呼吸內(nèi)科門診及住院的60例老年支氣管哮喘患者(觀察組)，均符合中華醫(yī)學(xué)會支氣管哮喘防治指南的診斷及分類標(biāo)準(zhǔn)〔4〕。其中男37例，女23例，年齡60～85歲，平均(64.5±2.09)歲；輕度患者28例，男16例，女12例，年齡60～83歲，平均(63.1±2.21)歲；中重度患者32例，男21例，女11例，年齡61～85歲，平均(65.3±1.98)歲；另外選取同時期的老年健康志愿者26例作為對照組，其中男17例，女9例，年齡60～84歲，平均(64.7±1.75)歲。受試者均排除急性感染，未用過糖皮質(zhì)激素，無過敏性及免疫相關(guān)的疾病，無肝、腎、內(nèi)分泌與全身性疾病。觀察組和對照組的性別、年齡等臨床資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會審核認(rèn)證?；颊呒捌浼覍賹Ρ狙芯績?nèi)容知情同意，并簽字。

1.2研究方法 (1)第1秒用力呼氣容積(FEV1)：治療前采用意大利科時邁肺功能診斷系統(tǒng)檢測肺功能?；颊咧貜?fù)測定3次，取最佳FEV1值，計算FEV1占預(yù)計值百分比(FEV1%)用于結(jié)果分析。(2)標(biāo)本采集：治療前誘導(dǎo)痰的收集和處理，以3.5%高滲生理鹽水50 ml霧化吸入行痰誘導(dǎo)，誘導(dǎo)前吸入沙丁胺醇200 μg。誘導(dǎo)前、后及誘導(dǎo)過程中監(jiān)測肺通氣功能FEV1及FEV1%。其中部分重度哮喘發(fā)作期患者并已進行機械通氣者經(jīng)氣管取痰。對于FEV1%<40%者且有痰的受試者進行自發(fā)咯痰方法取痰標(biāo)本。收集的痰標(biāo)本均在1 h內(nèi)處理，處理前保存于4℃冰箱。以4倍痰液體積的1%二硫蘇糖醇(DTT)處理痰液，上清液保存于-20℃冰箱。離心沉淀制成細(xì)胞懸浮液并以蘇木精-伊紅染色及椎蟲藍(lán)染色進行細(xì)胞分類計數(shù)和細(xì)胞活力測定。(3)細(xì)胞因子測定：采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法(ELISA)測定誘導(dǎo)痰中IL-17及TGF-β1水平，試劑盒由武漢博士德公司提供，嚴(yán)格按說明書進行操作。(4)支氣管哮喘患者常規(guī)治療方法：均常規(guī)予吸氧、靜脈滴注氨茶堿、霧化吸入(復(fù)方異丙托溴銨)、止咳(復(fù)方甲氧膠囊)、化痰(氨溴索片)等治療，于治療3個月后再次檢測誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1水平及FEV1%。

2 結(jié) 果

2.1觀察組與對照組誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 觀察組誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1水平明顯高于對照組，F(xiàn)EV1%明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.2不同嚴(yán)重程度老年支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 哮喘中重度組誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1水平明顯高于哮喘輕度組，F(xiàn)EV1%明顯低于哮喘輕度組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同嚴(yán)重程度支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.3觀察組常規(guī)治療治療3個月后誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 治療后觀察組誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1水平明顯低于治療前，F(xiàn)EV1%明顯高于治療前，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 觀察組常規(guī)治療治療3個月后誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.4老年支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平的相關(guān)性分析 支氣管哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-17與TGF-β1水平呈正相關(guān)(r=0.963，P=0.000)，IL-17與FEV1%呈負(fù)相關(guān)(r=-0.976，P=0.000)。

3 討 論

支氣管哮喘是由多種炎癥細(xì)胞介導(dǎo)的慢性氣道炎癥，在哮喘急性發(fā)作、加重或惡化時，氣道內(nèi)炎癥細(xì)胞的數(shù)量、組成會發(fā)生明顯改變。成熟T淋巴細(xì)胞分為CD4+和CD8+兩類，CD4+輔助性T淋巴細(xì)胞Th按其分泌的細(xì)胞因子譜不同，分為Th1和Th2兩個亞群：哮喘發(fā)作時，Th1/Th2的比例失衡，最終導(dǎo)致呼吸道炎癥的發(fā)生〔5〕。近年來發(fā)現(xiàn)IL-17可通過多種途徑參與哮喘的發(fā)病和調(diào)節(jié)，IL-17作為一種前炎性細(xì)胞因子，具有促進多種細(xì)胞釋放炎性因子、促進細(xì)胞增殖及抑制腫瘤細(xì)胞生長等多種生物學(xué)活性，同時與呼吸道慢性炎癥性疾病的關(guān)系密切。哮喘患者體內(nèi)IL-17可誘導(dǎo)上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等細(xì)胞分泌IL-6、IL-8、粒細(xì)胞集落刺激因子及前列腺素E2，并增加細(xì)胞間黏附因子的表達，進而參與哮喘的發(fā)生發(fā)展過程〔6〕。

TGF-β1是一種多功能的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化的細(xì)胞因子，在哮喘中可由多種活化的細(xì)胞產(chǎn)生，被認(rèn)為具有促纖維化和抗炎雙重作用〔7〕。研究表明，TGF-β1作為一種促纖維化生長因子，可促進肌成纖維細(xì)胞增殖并產(chǎn)生大量細(xì)胞外基質(zhì)，在哮喘氣道重塑的形成中扮演重要角色〔8〕。目前關(guān)于TGF-β1在哮喘患者中的表達水平及意義各研究結(jié)果不一，但作為一種抗炎細(xì)胞因子，TGF-β1可以通過調(diào)控和抑制T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞的增殖而阻礙Th2細(xì)胞功能和細(xì)胞因子的生成；同時它又是一種促進炎癥發(fā)展的細(xì)胞因子，可誘導(dǎo)大量炎性細(xì)胞趨化；隨著支氣管哮喘的反復(fù)發(fā)作，一部分患者將出現(xiàn)不可逆的氣道受限，患者氣道中TGF-β1的表達較無氣道受限患者明顯增高〔9〕。通常TGF-β1發(fā)揮著負(fù)反饋作用來抑制炎癥細(xì)胞的活化，哮喘患者TGF-β1水平增高可代償性抑制氣道炎癥細(xì)胞的活化和氣道高反應(yīng)性，又參與了氣道損傷的修復(fù)過程;但如果TGF-β1持續(xù)增高，可引起氣道纖維化和氣道重建，反而加重氣道炎癥反應(yīng)〔10〕。

Daneshmandi等〔11〕研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1作為Th17細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子，通過間接效應(yīng)阻滯先天免疫系統(tǒng)細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素(IFN)-γ和IL-4以及直接作用于原始T細(xì)胞前體來促進Th17細(xì)胞增殖，且其可不依賴IL-23而誘導(dǎo)IL-17的表達，并且IFN-γ非但不能抑制TGF-β1對Th17細(xì)胞促生成作用，反而在IFN-γ存在時TGF-β1誘導(dǎo)IL-17的表達作用更強。許多文獻均表明隨著哮喘氣道炎癥未有效控制轉(zhuǎn)為慢性氣道炎癥，出現(xiàn)氣道重塑，氣流受限，各種細(xì)胞因子及環(huán)境刺激因素反復(fù)作用于哮喘患者的氣道上皮細(xì)胞及肺泡巨噬細(xì)胞，使之分泌內(nèi)皮素及基質(zhì)金屬蛋白酶并持續(xù)活化TGF-β1，產(chǎn)生IL-17，共同作用于上皮下成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，使之增殖而引起氣道重塑〔12,13〕。

本研究結(jié)果提示IL-17及TGF-β1可能參與哮喘發(fā)病，其水平的升高與哮喘的炎癥反應(yīng)及氣道損傷的修復(fù)有關(guān)，在慢性持續(xù)期氣道壁有可能因炎癥和損傷而出現(xiàn)黏膜的重建和纖維化，造成TGF-β1的持續(xù)分泌，使之維持在較高水平，從而發(fā)揮促纖維化作用。在生理情況下，Th17細(xì)胞的這些功能能夠及時、有效地阻止外來有害病原、微生物的入侵，避免機體受到傷害；而在某些病理狀態(tài)下，Th17細(xì)胞的過度表達，則會導(dǎo)致炎性反應(yīng)被放大，導(dǎo)致自身免疫性疾病〔14〕。有研究顯示〔15〕，IL-17可誘導(dǎo)TGF-β1的表達，從而促進氣道平滑肌細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞增殖，參與氣道的重塑，另外TGF-β1有可能通過促進Th17細(xì)胞的分化，分泌IL-17而發(fā)揮促炎反應(yīng)，這表明IL-17與TGF-β1密切相關(guān)。本研究也顯示IL-17與TGF-β1關(guān)系密切，可能相互作用，互為促進，進一步說明哮喘的發(fā)病是多種細(xì)胞及多種細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)相互作用的結(jié)果。本研究說明治療后老年支氣管哮喘患者的肺功能明顯好轉(zhuǎn)，且誘導(dǎo)痰中IL-17、TGF-β1水平降低，這進一步說明了IL-17、TGF-β1的表達水平與支氣管哮喘密切相關(guān)。

Agache等〔16〕研究發(fā)現(xiàn)，以分泌IL-17為主的CD4+T細(xì)胞亞群-Th17細(xì)胞分泌的IL-17是促炎因子，它可以作用于肺成纖維細(xì)胞、氣道上皮細(xì)胞、氣道平滑肌細(xì)胞及其他炎癥細(xì)胞，刺激這些細(xì)胞分泌IL-6、IL-8、G-CSF、MMP等促進中性粒細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞的募集與活化，導(dǎo)致組織及氣道炎癥的發(fā)生從而加重哮喘病人的臨床癥狀。FEV1是氣流受限的重要指標(biāo)，本研究結(jié)果顯示IL-17與氣道阻塞嚴(yán)重度相關(guān)，提示IL-17參與的氣道炎癥可能為氣道痙攣、氣道重塑的重要環(huán)節(jié)。已有研究證明哮喘患者痰液中IL-17水平與氣道高反應(yīng)性呈正相關(guān)，與PC20 FEV1(使FEV1降低20%所需激發(fā)物的累積劑量)呈負(fù)相關(guān)〔17〕。與此報道相似，本研究發(fā)現(xiàn)哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-17及TGF-β1水平與FEV1%呈負(fù)相關(guān)，表明隨著全身炎癥的加重，哮喘氣道阻塞程度亦加重。

由于IL-17及TGF-β1水平能在一定程度上反映老年支氣管哮喘嚴(yán)重程度，作為老年支氣管哮喘患者急性發(fā)作期診斷指標(biāo)，觀察IL-17及TGF-β1水平的變化可為探討老年支氣管哮喘患者急性發(fā)作提供有益的途徑，對判斷患者哮喘嚴(yán)重度及炎癥控制情況、指導(dǎo)治療以及了解預(yù)后等均有重要價值，也可能會為老年支氣管哮喘患者的監(jiān)測和個體化治療提供新的靶點。