血清白介素17、呼出氣一氧化氮與支氣管哮喘和慢阻肺的相關性研究

張金桃 楊曉蕾 范敏娟

支氣管哮喘(哮喘)和慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是臨床上常見的具有多種不同臨床表型和潛在機制的慢性氣道和(或)肺阻塞的異質(zhì)性疾病，二者的癥狀和特征在臨床上可同時出現(xiàn)在同一個患者身上。2020年慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)[1]強調(diào)哮喘和慢阻肺是不同的異質(zhì)性疾病，全球哮喘防治創(chuàng)議(GINA)[2]指出患者有哮喘和慢阻肺的特征，就可以被稱為哮喘-慢阻肺重疊或哮喘+慢阻肺，它不是某種單獨的疾病，可能存在不同潛在機制導致幾種臨床表型，這需要更多的研究來定義。哮喘+慢阻肺的患病率在哮喘或COPD患者中9%～55%不等[2]，比起單純的哮喘、慢阻肺患者，其醫(yī)療資源利用率更大，成本更高[3]，肺功能更差，有更多的呼吸道癥狀[4]。因此，弄清哮喘+慢阻肺的發(fā)病機制具有十分重要的理論意義及臨床應用價值。白介素17(IL-17)作為一種炎癥因子，主要由輔助性T細胞17(Th17)分泌，研究發(fā)現(xiàn)哮喘+慢阻肺患者誘導痰中的IL-17高于慢阻肺患者[5]。呼出氣一氧化氮(FeNO)作為臨床常見的氣道炎癥指標，目前已作為診斷哮喘的有效工具。本研究檢測哮喘+慢阻肺患者血清IL-17和FeNO，探討其與哮喘+慢阻肺的關系以及在哮喘+慢阻肺鑒別診斷中的診斷意義。

1.資料與方法

1.1 研究對象 選取2019年1月至10月來我院全科醫(yī)學科就診并自愿參加研究的哮喘+慢阻肺患者(哮喘+慢阻肺組)21例、哮喘患者(哮喘組)23例和慢阻肺患者(慢阻肺組)28例，以及健康不吸煙體檢者20例作為健康對照組。入選標準：所有慢阻肺患者均符合2019年GOLD指南對慢阻肺急性加重的診斷標準[6]；所有哮喘患者均符合2019年GINA制定的哮喘診斷標準[7]；哮喘+慢阻肺患者根據(jù)2019年GINA制定的第五章中關于哮喘+慢阻肺的診斷標準進行診斷[2]。排除標準：①有支氣管擴張、肺結核、間質(zhì)性肺病等其他肺部嚴重疾病；②自身免疫系統(tǒng)性疾病者；③惡性腫瘤、慢性感染性疾病、內(nèi)分泌疾病者；④過去2周內(nèi)有下呼吸道感染；⑤過去4周內(nèi)曾口服或靜脈注射激素者；⑥妊娠期或哺乳期患者；⑦合并有嚴重心血管及精神類疾病，因嚴重呼吸衰竭而需入住ICU的患者。收集研究對象一般資料包括性別、年齡、吸煙史、吸煙指數(shù)。本研究通過昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批(批號：審PJ-2020-30)，患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 肺功能測定：應用德國耶格肺功能檢測儀對所有研究對象進行肺通氣功能及支氣管舒張實驗測定。檢測項目主要包含第一秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、第一秒用力呼氣容積/用力肺活量(FEV1/FVC)、第一秒用力呼氣容積占預計值的百分比(FEV1%pred)。

1.2.2 血細胞分析：收集所有研究對象血常規(guī)檢驗結果，記錄嗜酸性粒細胞和中性粒細胞值。

1.2.3 FeNO檢查：應用無錫市尚沃醫(yī)療電子股份有限公司的納庫侖呼氣分析儀對所有研究對象進行FeNO測定。由經(jīng)過培訓的專人嚴格按照操作指南進行操作。檢測指標為呼出一氧化氮的濃度(單位為ppb)。

1.2.4 血清IL-17標本采集、測定：采集肘靜脈血3～5ml，離心機(3000r/min，5min)分離血清，置于-80℃冰箱中保存。使用IL-17酶聯(lián)免疫試劑盒(武漢華美生物工程有限公司生產(chǎn))，采用夾心酶免疫定量檢測技術，嚴格按照試劑說明書進行操作。

2.結果

2.1 一般資料 各組的性別無明顯差異，慢阻肺組年齡大于哮喘組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。慢阻肺組和哮喘+慢阻肺組的吸煙率和吸煙指數(shù)遠高于哮喘組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組的一般資料對比

2.2 肺功能測定和血嗜酸性粒細胞、中性粒細胞值比較 慢阻肺組和哮喘+慢阻肺組FEV1/FVC、FEV1%pred均低于哮喘組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。3組試驗組肺功能指標均低于健康對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。哮喘組嗜酸性粒細胞高于健康對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。中性粒細胞值組間無明顯差異(P>0.05)，見表2。

表2 各組肺功能、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞對比

2.3 血清IL-17和FeNO比較 哮喘+慢阻肺組血清IL-17略高于哮喘組，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但均高于慢阻肺組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。3組試驗組均高于健康對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表3。哮喘組FeNO水平最高，哮喘+慢阻肺組高于慢阻肺組和健康對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。慢阻肺組和健康對照組FeNO無明顯差別，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表3。

表3 各組血清IL-17、FeNO對比

2.4 相關性分析

2.4.1 哮喘組血清IL-17與FEV1/pred呈負相關(r=-0.46，P<0.05)，慢阻肺組血清IL-17與FEV1、FVC、FEV1/pred呈負相關(r值分別為-0.53，-0.55，-0.65；P<0.05)，哮喘+慢阻肺組血清IL-17與FEV1、FEV1/FVC、FEV1%pred呈負相關(r值分別為-0.58，-0.52，-0.64；P<0.05)。

2.4.2 試驗組血清IL-17與FeNO呈正相關(r=0.31，P<0.05)，與FEV1、FEV1/pred呈負相關(r值分別為-0.26，-0.34；P<0.05)；試驗組FeNO與嗜酸性粒細胞呈正相關(r=0.38，P<0.05)，與吸煙指數(shù)呈負相關(r=-0.27，P<0.05)，與肺功能、中性粒細胞無明顯相關性。

2.5 ROC曲線分析 通過ROC曲線分析血清IL-17水平從慢阻肺中鑒別出哮喘+慢阻肺的敏感性是86%，特異度是57%，最佳界值是184.85ng/ml，AUC為0.728(P=0.007，95%CI=0.588～0.868)，見圖1。通過ROC曲線分析FeNO水平從慢阻肺中鑒別出哮喘+慢阻肺的敏感度是76%，特異度是96%，最佳界值是FeNO>33.5ppb，AUC為0.858(P=0.000，95%CI=0.739～0.977)，見圖1。比較IL-17和FeNO鑒別哮喘+慢阻肺和慢阻肺的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.139)。用IL-17和FeNO聯(lián)合鑒別哮喘+慢阻肺和慢阻肺，AUC為0.871(P=0.000，95%CI=0.763～0.978)，敏感度為76%，特異度為96%，較單獨用FeNO鑒別無明顯提高。通過ROC曲線分析FeNO水平從哮喘中鑒別出哮喘+慢阻肺的敏感度是81%，特異度是74%，最佳界值是FeNO<44.0ppb，AUC為0.776(P=0.002，95%CI=0.626～0.927)，見圖2。

圖1 血清IL-17、FeNO鑒別哮喘+慢阻肺和慢阻肺的ROC曲線圖

圖2 FeNO鑒別哮喘和哮喘+慢阻肺的ROC曲線圖

3.討論

哮喘和慢阻肺是具有不同發(fā)病機制和臨床表型的慢性氣道炎癥性疾病，二者均以氣流受限為特征，但又略有不同。哮喘氣流受限為多變可逆，與氣道高反應有關，隨病程延長可出現(xiàn)氣道重構所致的氣流不完全可逆；慢阻肺氣流受限為持續(xù)存在并且不可逆。二者均是氣道炎癥性疾病，哮喘主要為Th1/Th2細胞免疫失衡，以嗜酸性粒細胞、肥大細胞和T淋巴細胞等炎癥細胞為主。慢阻肺氣道炎癥主要為Th1及TC1型免疫反應，外周氣道、肺實質(zhì)和肺血管增加的巨噬細胞以及一并增加的活化中性粒細胞、淋巴細胞(包括TC1、Th1、Th17和ILC3細胞)參與了慢阻肺的發(fā)病過程[1]。部分慢阻肺患者也可能存在Th2或2型天然淋巴細胞(ILC2細胞)[1]以及嗜酸性粒細胞的增加；部分重癥哮喘患者存在中性粒細胞性氣道炎癥反應。這類患者有更嚴重的臨床癥狀，更高的醫(yī)療費用負擔，需要更多研究來定義這種表型和機制，并且能早期從慢性氣道炎癥疾病中鑒別出哮喘+慢阻肺，給予相應治療。

FeNO作為一種氣道炎癥生物標志物，是診斷哮喘和早期發(fā)現(xiàn)嗜酸細胞性氣道炎癥的有效工具，目前在哮喘、慢阻肺患者的監(jiān)測、用藥指導等方面應用取得了較好的效果。本研究提示FeNO水平與嗜酸性粒細胞呈正相關性。哮喘組FeNO水平最高，其次是哮喘+慢阻肺組，而慢阻肺組和健康對照組無明顯差別，與部分研究結果一致[15]，但有研究結果提示哮喘組和哮喘+慢阻肺組無明顯差異[16]，可能是因為哮喘+慢阻肺組的納入診斷標準不同，但可以肯定的是FeNO在哮喘和哮喘+慢阻肺起到重要作用。多個研究表明FeNO水平對從慢阻肺中鑒別出哮喘+慢阻肺是有用的，以FeNO>35ppb是最佳的臨界點[17]。本研究FeNO水平從慢阻肺中鑒別出哮喘+慢阻肺的敏感度是76%，特異度是96%，最佳界值是FeNO>33.5ppb。FeNO水平從哮喘中鑒別出哮喘+慢阻肺的敏感度是81%，特異度是74%，最佳界值是FeNO<44.0ppb。

本研究通過比較血清IL-17和FeNO對鑒別慢阻肺和哮喘+慢阻肺的診斷價值差異無統(tǒng)計學差異，說明二者對該兩種疾病的鑒別能力無明顯區(qū)別；用IL-17和FeNO聯(lián)合鑒別哮喘+慢阻肺和慢阻肺，較單獨用FeNO鑒別無明顯提高。還發(fā)現(xiàn)血清IL-17與FeNO存在正相關性，但在各組內(nèi)相關性無統(tǒng)計學差異。研究表明，IL-17可加劇IFN-γ誘導產(chǎn)生的NOS2，從而促進NO產(chǎn)生[18]，哮喘患者血清IL-17與FeNO呈正相關[19]，慢阻肺穩(wěn)定期和急性加重期呼出氣冷凝液IL-17與FENO有顯著正相關性[20]。本研究還需要擴大樣本量以及更多臨床試驗來得出更全面客觀的結論。

綜上所述，本研究血清IL-17、FeNO在哮喘、慢阻肺和哮喘+慢阻肺患者中表達存在統(tǒng)計學差異，血清IL-17與哮喘、慢阻肺和哮喘+慢阻肺氣流受限有關，血清IL-17與FeNO存在相關性，其中血清IL-17>184.85ng/ml或FeNO>33.5ppb鑒別哮喘+慢阻肺和慢阻肺以及FeNO<44.0ppb鑒別哮喘+慢阻肺和哮喘均有一定參考價值。本研究仍存在一些不足，樣本量較少，且目前臨床上對IL-17和FeNO的相關性研究也較少，二者對于哮喘+慢阻肺的鑒別診斷意義還需要大樣本、多中心的前瞻性臨床試驗和基礎研究來進一步完善，其次FeNO和IL-17均易受激素和其他免疫疾病影響，臨床上再結合病史、癥狀和肺功能檢測將有助于提高哮喘+慢阻肺的診斷率。