外周血Th17/Treg失衡與老年穩(wěn)定期COPD患者肺功能及急性加重的相關(guān)性

劉兆陽

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院呼吸科，安徽 蚌埠 233000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種臨床常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，根據(jù)相關(guān)研究〔1〕數(shù)據(jù)，我國20歲及以上人群COPD發(fā)病率為8.6%，40歲以上人群發(fā)病率高達(dá)13.7%，患者數(shù)量高達(dá)近1億。年齡的增長是導(dǎo)致COPD高發(fā)的重要危險(xiǎn)因素，特別是60歲以上老年人群COPD患病率風(fēng)險(xiǎn)極高，同時(shí)相關(guān)研究〔2〕已證實(shí)COPD可通過端粒/端粒酶、表觀遺傳改變、線粒體功能障礙等衰老調(diào)控機(jī)制加速患者機(jī)體的老化，因此，COPD是與老年人群具有密切關(guān)系的疾病，也是影響老年人群生活質(zhì)量和預(yù)期壽命的重要因素。COPD的確切機(jī)制尚未明確，這也導(dǎo)致其治療手段十分有限，病程進(jìn)展一般無法逆轉(zhuǎn)，只能通過對(duì)癥治療減少急性加重、延緩肺功能下降〔3〕。近年來，研究者發(fā)現(xiàn)了吸煙、氣道高反應(yīng)性、空氣污染、生物燃料接觸、職業(yè)暴露、病原微生物感染、自主神經(jīng)功能失衡、營養(yǎng)不良、氣候變化等多種因素可提升COPD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)〔4〕，氧化應(yīng)激、炎癥機(jī)制、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、細(xì)胞凋亡、自身免疫反應(yīng)、定植微生物群變化、無效受損修復(fù)等機(jī)制均可能在COPD的發(fā)生和發(fā)展中扮演著重要角色〔5〕，但對(duì)其確切病理機(jī)制的了解仍然有限。免疫因素與慢性氣道炎癥的互相作用已成為COPD發(fā)病機(jī)制研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，其內(nèi)容涵蓋了固有免疫、獲得性免疫、T細(xì)胞介導(dǎo)免疫失衡、自身免疫損害等多個(gè)方面，相關(guān)研究〔6〕結(jié)果顯示，COPD患者機(jī)體存在著巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、B細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞功能及相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)水平的異常，這為闡明其免疫病理機(jī)制提供了新的思路。輔助性T細(xì)胞(Th)17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)亞群在機(jī)體免疫平衡機(jī)制中發(fā)揮重要作用，COPD患者的氣道高炎性反應(yīng)已被證實(shí)與Th17/Treg細(xì)胞功能失衡有關(guān)〔7〕，但外周血Th17/Treg功能指標(biāo)是否與穩(wěn)定期COPD(SCOPD)患者和COPD急性加重(AECOPD)患者的肺功能指標(biāo)均具有密切的相關(guān)性，進(jìn)而用于臨床病情評(píng)價(jià)和治療，仍存在較大爭議，不利于闡明COPD的病程變化機(jī)制和指導(dǎo)臨床診斷治療工作。本研究針對(duì)外周血Th17/Treg失衡與老年SCOPD患者肺功能及AECOPD的相關(guān)性進(jìn)行分析。

1 資料與方法

1.1研究資料 選取2018年3月至2020年3月蚌鋒醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院住院或門診就診的100例老年COPD患者，根據(jù)病情分為SCOPD組(58例，均為門診就診病例)和AECOPD組(42例，均為住院病例)，選取同期50名體檢者作為對(duì)照組，所有研究對(duì)象簽署知情同意書自愿參與本研究，研究方案經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核通過。

1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) 研究對(duì)象年齡均大于60歲。SCOPD、AECOPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)制訂的《慢性阻塞性肺疾病診斷、管理及預(yù)防全球策略(2017年版)》〔8〕，其中，COPD的診斷依據(jù)為①患者具有病史、危險(xiǎn)因素接觸史及胸悶、氣喘、呼吸困難等癥狀；②吸入支氣管擴(kuò)張劑之后，第一秒用力呼氣容積(FEV1)與用力肺活量(FVC)的百分比低于70%；③排除由支氣管哮喘、急性心衰等其他疾病所引起的呼吸氣流受限。穩(wěn)定期COPD的診斷依據(jù)為：患者臨床癥狀及體征穩(wěn)定或癥狀，可依靠常規(guī)藥物治療控制病情或病情基本恢復(fù)到急性加重前的狀態(tài)。AECOPD的診斷依據(jù)為：患者臨床癥狀變異超過日常變異范圍且呈持續(xù)惡化，可伴有痰量增多、膿性或黏液膿性痰、發(fā)熱等感染表現(xiàn)，需要改變?cè)兴幬镏委煼桨?。COPD患者臨床資料完整。對(duì)照組均經(jīng)臨床檢查排除肺部疾病。

1.1.2排除標(biāo)準(zhǔn) 合并惡性腫瘤、急性腦卒中、急性冠狀動(dòng)脈綜合征、免疫功能缺陷、血液系統(tǒng)疾病、肝腎功能不全的患者；具有肺部胸廓外傷、畸形或手術(shù)史的患者；入組前1個(gè)月內(nèi)有免疫抑制劑應(yīng)用史或外科手術(shù)史的患者。

1.2觀察指標(biāo)

1.2.1基線資料及臨床特征 通過查閱住院病歷、門診病歷、體檢資料對(duì)3組年齡、性別、體重指數(shù)(BMI)、基礎(chǔ)疾病、吸煙指數(shù)等基線資料進(jìn)行對(duì)比，對(duì)兩組COPD患者的病程、改良英國醫(yī)學(xué)研究學(xué)會(huì)呼吸困難指數(shù)(mMRC)分級(jí)、COPD評(píng)估測試(CAT)評(píng)分、BODE指數(shù)評(píng)分、6 min步行距離(6MWD)、動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(PaCO2)進(jìn)行對(duì)比。

1.2.2外周血Th17/Treg功能指標(biāo) 采集3組空腹外周靜脈血3 ml，AECOPD組均于入院次日采血，SCOPD組于門診就診當(dāng)日，對(duì)照組于體檢當(dāng)日采血，血樣加入淋巴細(xì)胞分離液后分離淋巴細(xì)胞，采用密度梯度離心法得到外周血單個(gè)核淋巴細(xì)胞(PBMCs)，采用FACS Calibur流式細(xì)胞儀(美國BD公司)對(duì)外周血Th17比例、Treg比例、Th17/Treg比值進(jìn)行檢測和對(duì)比。

1.2.3肺功能指標(biāo) 采用肺功能檢測儀(德國格萊特肺功能有限公司)對(duì)3組肺功能指標(biāo)進(jìn)行檢測，COPD患者均于入院當(dāng)日檢測，對(duì)照組于體檢當(dāng)日檢測，檢測指標(biāo)包括FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1/Pred)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS23.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA法)、LSD法、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)分析、Logistic多元回歸分析。

2 結(jié) 果

2.13組基線資料及臨床特征比較 3組基線資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，AECOPD組mMRC分級(jí)、CAT評(píng)分、BODE指數(shù)評(píng)分、PaCO2均顯著高于SCOPD組，6MWD和PaO2均顯著低于SCOPD組(P<0.05)，兩組病程差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 3組基線資料及臨床特征比較

2.23組外周血Th17/Treg功能指標(biāo)及肺功能指標(biāo)水平比較 3組外周血Th17/Treg功能指標(biāo)及肺功能指標(biāo)的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，對(duì)照組、SCOPD組、AECOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值依次升高，外周血Treg比例、FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1/Pred依次降低，各組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 3組外周血Th17/Treg功能指標(biāo)及肺功能指標(biāo)水平比較

2.3外周血Th17/Treg功能指標(biāo)與肺功能指標(biāo)相關(guān)性 SCOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值與肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，外周血Treg比例與肺功能指標(biāo)呈正相關(guān)(P<0.05)。AECOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值與FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，外周血Treg比例與FEV1/FVC呈正相關(guān)(P<0.05)，患者的外周血Th17/Treg功能指標(biāo)與其他肺功能指標(biāo)均無相關(guān)性(P>0.05)。見表3。

表3 外周血Th17/Treg功能指標(biāo)與肺功能指標(biāo)相關(guān)性(r/P值)

2.4外周血Th17/Treg功能指標(biāo)與AECOPD的相關(guān)性 剔除對(duì)照組數(shù)據(jù)后，將上述AECOPD組與SCOPD組患者之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的指標(biāo)作為自變量納入Logistic多元回歸模型進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，AECOPD發(fā)生與外周血Th17/Treg比值、FEV1/FVC、mMRC分級(jí)、CAT評(píng)分具有獨(dú)立相關(guān)性(P<0.05)，其中，外周血Th17/Treg比值、mMRC分級(jí)、CAT評(píng)分為危險(xiǎn)因素，F(xiàn)EV1/FVC為保護(hù)因素。見表4。

表4 AECOPD相關(guān)因素的Logistic多元回歸分析

3 討 論

本研究結(jié)果可見，相對(duì)于正常人群，COPD患者表現(xiàn)為Th17/Treg細(xì)胞比值的上升，其原因是出現(xiàn)了Th17比例升高和Treg比例降低，且AECOPD患者的上述改變幅度要高于SCOPD患者，外周血Th17/Treg比值與COPD的急性加重具有獨(dú)立相關(guān)性。Th17和Treg是人體重要的兩個(gè)T淋巴細(xì)胞亞群，Th17/Treg功能失衡在自身免疫疾病和炎癥性疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用〔9〕。Th17的主要功能是誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)、分泌白細(xì)胞介素(IL)-17等促炎細(xì)胞因子，而Treg則可通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性抑制炎癥的發(fā)展、分泌組織生長因子(TGF)-β、IL-10等抑炎細(xì)胞因子、維持外周免疫耐受，二者彼此拮抗又處于動(dòng)態(tài)平衡〔10〕。而微小RNA等上游信息系統(tǒng)可對(duì)Th17/Treg平衡產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)疾病〔11〕。Th17/Treg失衡已被證實(shí)參與了COPD、支氣管哮喘、毛細(xì)支氣管炎、肺癌、肺纖維化等多種肺部疾病的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，在多種慢性通氣障礙性疾病中，Th17/Treg功能指標(biāo)均被證實(shí)與患者的肺功能具有相關(guān)性〔12〕。然而，近年來針對(duì)COPD患者外周血Th17/Treg失衡狀態(tài)的研究結(jié)果存在一定爭議，有研究〔13，14〕結(jié)果顯示，與對(duì)照人群相比較，SCOPD及AECOPD患者表現(xiàn)為外周血Th17比例、Th17/Treg比值升高和Treg比例下降，且AECOPD患者上述改變更明顯，AECOPD患者外周血Th17比例與Treg比例呈負(fù)相關(guān)，這與本研究結(jié)果一致；但在另外的研究〔15〕中則報(bào)道，AECOPD患者外周血Treg比例高于對(duì)照人群，對(duì)照人群Treg比例高于SCOPD患者；還有的研究〔16〕報(bào)道了雖然AECOPD、SCOPD患者Th17/Treg比值均高于對(duì)照人群，但SCOPD患者的Treg比例要高于對(duì)照人群，這些研究結(jié)果與本研究結(jié)果存在一定分歧。分析其原因，可能與對(duì)照人群基線資料的異質(zhì)性有關(guān)，也可能提示著SCOPD患者與AECOPD患者的Th17/Treg平衡狀態(tài)，特別Treg的變化趨勢可能存在差異，相關(guān)研究已證實(shí)了下呼吸道細(xì)菌定植等因素也會(huì)導(dǎo)致SCOPD患者外周血Treg比例升高〔17〕，因此，仍需要進(jìn)一步的研究針對(duì)不同病程COPD患者外周血Th17/Treg平衡狀態(tài)開展討論和分析。

本研究結(jié)果提示了外周血Th17/Treg功能指標(biāo)可能更適宜評(píng)價(jià)SCOPD患者的肺功能，這些指標(biāo)雖然能夠提示AECOPD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但并不能較好地反映AECOPD患者的肺功能損害程度。分析其原因，可能是SCOPD患者的肺功能損害主要源于有害因素暴露導(dǎo)致的慢性氣道炎癥，長期吸煙等有害刺激能夠活化Th17，使之在肺組織浸潤從而導(dǎo)致肺泡壁破壞和肺氣腫形成，Th17分泌的IL-17能夠促進(jìn)中性粒細(xì)胞在氣道募集和激活，IL-21能夠提升CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量并增強(qiáng)其細(xì)胞毒活性從而持續(xù)放大COPD的肺部連續(xù)炎癥，Th17及其細(xì)胞因子還可對(duì)Treg發(fā)揮細(xì)胞間調(diào)節(jié)作用從而使Th17/Treg失衡進(jìn)一步加劇〔18，19〕；長期煙霧刺激還會(huì)導(dǎo)致肺部樹突細(xì)胞亞群失衡并在癥狀部位募集，通過與CD4+T淋巴細(xì)胞相互作用引起Th17/Treg失衡，介導(dǎo)肺泡彈性蛋白降解等COPD的免疫損害〔20〕。研究〔21〕結(jié)果顯示，COPD的Th17/Treg功能指標(biāo)及其炎癥因子水平與SCOPD患者FEV1/FVC、FEV1/Pred等具有相關(guān)性，煙草等有害物質(zhì)接觸能夠進(jìn)一步加劇這一病理改變，這與本研究結(jié)果一致。與此不同的是，AECOPD的肺功能損害病理機(jī)制可能更為復(fù)雜，患者常合并有氣道病原微生物的急性感染，其肺功能損害不僅與發(fā)病前SCOPD期的肺功能基線狀態(tài)有關(guān)，還與感染引起的氣道或全身性炎癥反應(yīng)有關(guān)。相關(guān)研究〔22〕結(jié)果顯示，與單純COPD患者相比較，合并肺部感染的COPD患者的Th17高表達(dá)和Treg低表達(dá)現(xiàn)象更加嚴(yán)重，其炎癥反應(yīng)水平可進(jìn)一步影響患者肺功能，因此，AECOPD患者的Th17/Treg功能指標(biāo)可能受到感染等多種混雜因素的影響，無法準(zhǔn)確地反映患者肺功能損害程度。

綜上，COPD患者存在明顯的外周血Th17/Treg失衡，主要表現(xiàn)為炎癥反應(yīng)程度加劇，AECOPD患者的Th17/Treg失衡程度較高，SCOPD患者外周血Th17/Treg指標(biāo)與其肺功能指標(biāo)具有較好的相關(guān)性且與疾病的急性加重有關(guān)，臨床醫(yī)生應(yīng)采用積極措施糾正患者的免疫失衡狀態(tài)，從而達(dá)到延緩肺功能下降、減少急性加重的目的。