吸煙對COPD患者瘦素、TNF-α、sICAM-1及肺功能的影響

滕飛 徐磊

(北華大學附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，吉林 吉林 132000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特征是進行性氣流受限，并與顆粒性污染物(包括香煙煙霧)的吸入導致的炎癥反應有關(guān)。研究表明，COPD不僅是肺部疾病，也可能是全身炎癥過程的結(jié)果〔1〕。流行病學顯示COPD患者中吸煙者居多〔2〕，因此戒煙是降低COPD發(fā)生風險的最有效的干預措施。

瘦素是由脂肪細胞衍生的激素，是一種主要促炎性脂肪因子，支氣管上皮細胞、肺泡Ⅱ型上皮細胞和巨噬細胞均可表達瘦素〔3〕。動物實驗研究表明，小鼠暴露香煙煙霧，瘦素對氣道固有和適應性免疫反應有不同的影響，在肺組織通過瘦素受體活化調(diào)節(jié)香煙煙霧誘導的炎癥反應〔4〕。此外，COPD患者急性加重期間能量平衡暫時紊亂，與瘦素濃度升高和全身炎癥反應有關(guān)〔5〕,且在COPD患者痰中可檢測到瘦素，并與痰中炎癥標志物C反應蛋白和腫瘤壞死因子(TNF)-α呈正相關(guān)〔6〕，提示瘦素參與COPD的炎癥反應。本研究主要觀察COPD患者戒煙后瘦素與炎癥標志物TNF-α和可溶性細胞間黏附分子(sICAM)-1及患者肺功能的變化，以探討香煙煙霧對COPD患者瘦素引起的炎癥反應的作用。

1 對象和方法

1.1研究對象 2019年5月至2020年1月在北華大學附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科按照《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理和預防全球策略(2011 年修訂版) 》的診斷標準〔7〕確定的COPD患者86例。排除標準：COPD合并嚴重并發(fā)癥(腫瘤、心力衰竭、嚴重腎衰竭、肝臟疾病)及有其他肺病史的患者如支氣管哮喘、肺結(jié)核、肺癌、支氣管擴張和肺纖維化。所選患者均為男性，患者自愿簽署知情同意書。按吸煙狀況分為不吸煙組(30例)、吸煙組(30例)和戒煙組(戒煙至少2年或以上，26例)。數(shù)據(jù)收集時要求患者處于穩(wěn)定期。

1.2患者一般情況 采集患者年齡、吸煙史、身高、體重〔計算體重指數(shù)(BMI)〕情況。

1.3肺功能測定 使用便攜式肺功能儀由專人對研究對象進行肺功能測定，記錄第1秒用力呼氣容積(FEV1)和FEV1/用力肺活量(FVC)。

1.4樣本采集及瘦素、sICAM-1和 TNF-α測定 早晨采集空腹患者血液于乙二胺四乙酸(EDTA)試管中，以1 000 r/min離心15 min，收集血漿儲存于-70℃直至分析。按照文獻方法〔8〕，痰誘導前讓患者吸入沙丁胺醇200 μg，15 min后超聲波霧化器吸入3%無菌高滲鹽水，霧化時間5～10 min，誘導咳出痰，收集于無菌干燥培養(yǎng)皿中，挑選出黏液部分加入4倍體積的0.1%二硫蘇糖醇(DTT)，37℃ 恒溫培養(yǎng) 30 min，懸浮液渦旋振蕩30 s，再用4倍體積的磷酸鹽緩沖鹽水稀釋，然后以1 000 r/min離心10 min,收集上清液并儲存在-70℃直至分析。按照特異性酶免疫分析酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒測定血漿和誘導痰中瘦素、sICAM-1和TNF-α。

1.5誘導痰中炎性細胞檢測 誘導痰離心沉渣制備痰細胞學涂片2張，室溫下自然風干,做蘇木素-伊紅(HE)染色。光學顯微鏡下行細胞計數(shù)及分類，每張片至少計數(shù)300個細胞,分類計數(shù)中性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞及嗜酸性粒細胞, 兩張涂片取其平均數(shù),得出各種細胞所占百分率。

1.6統(tǒng)計學處理 采用SPSS17.0軟件進行方差分析、LSD法。

2 結(jié) 果

2.13組人口學特征及肺功能測定 3組年齡、體重及BMI無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。吸煙組和戒煙組年吸煙數(shù)無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，但兩組肺功能明顯低于不吸煙組(P<0.05)，見表1。

表1 3組人口學特征及肺功能測定

2.23組血漿和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比較 吸煙組和戒煙組血漿瘦素低于不吸煙組，而TNF-α和sICAM-1含量高于不吸煙組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；而兩組瘦素、TNF-α和sICAM-1無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。與不吸煙組相比，吸煙組和戒煙組痰中瘦素、TNF-α和sICAM-1含量增加，戒煙組增加顯著更多(P<0.05)，見表2。

表2 3組血漿和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比較

2.33組誘導細胞總數(shù)及分類比較 吸煙組痰中細胞總數(shù)和中性粒細胞比例高于不吸煙和戒煙組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 3組誘導細胞總數(shù)及分類比較

3 討 論

吸煙可引起COPD患者氣流受限〔9〕，其原因主要有香煙中的尼古丁可興奮迷走神經(jīng)的興奮，使氣道平滑肌張力升高，而且香煙煙霧直接作用于支氣管黏膜，使腺體增生，管腔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，黏液潴留，內(nèi)膜發(fā)生炎癥，本研究證實了吸煙對肺功能有明顯影響，累積吸煙與肺功能下降存在關(guān)系〔10〕。

COPD被認為是具有全身和呼吸道炎癥反應的一種肺部疾病。瘦素是促炎性脂肪因子，參與類風濕關(guān)節(jié)炎等不同炎癥性疾病〔11〕。Vernooy等〔12〕發(fā)現(xiàn)COPD患者支氣管上皮細胞及肺泡巨噬細胞表達瘦素增加,且將主支氣管上皮細胞暴露于香煙煙霧中后,發(fā)現(xiàn)其瘦素及瘦素受體表達增加。本研究支持香煙煙霧可降低瘦素水平〔13〕的觀點，分析其原因可能為香煙煙霧能夠改變下丘腦瘦素受體的敏感性，調(diào)節(jié)瘦素的合成；煙霧成分可增加血漿兒茶酚胺濃度,兒茶酚胺促進脂類分解進而通過cAMP依賴途徑來降低瘦素水平〔14〕。肺泡巨噬細胞被香煙中煙焦油、亞硝胺等有害物質(zhì)可激活后，可分泌白細胞介素(IL)-2、IL-8、TNF-α、IL-1等100 余種細胞因子〔15〕，其中TNF-α是一種促炎細胞因子，其在肺中產(chǎn)生多效性作用。血漿sICAM-1可被認為是炎癥的標志，其水平與TNF-α呈正相關(guān)〔16〕。本研究結(jié)果說明吸煙是COPD患者炎性反應的一個危險因素。

戒煙會增加呼吸道系統(tǒng)中性粒細胞在宿主防御機制中的作用。有研究表明，香煙煙霧可能影響瘦素/瘦素受體介導的嗜中性粒細胞活化，COPD戒煙者痰中瘦素和其受體的表達高于吸煙者〔17〕，表明瘦素及其受體強烈參與嗜中性粒細胞的激活，戒煙改善了炎癥細胞的功能和活性。在香煙煙霧刺激下，TNF-α是巨噬細胞釋放的重要炎癥因子。TNF-α可誘導上皮細胞ICAM-1表達上調(diào), 本研究中戒煙COPD患者痰中瘦素和TNF-α、sICAM-1水平高于目前吸煙COPD患者，但兩組差異不大，這可能是由于氣道中香煙煙霧對氣道系統(tǒng)的直接作用導致瘦素及炎癥因子出現(xiàn)差異，但也表明這種脂肪因子在COPD局部炎癥反應中具有特殊作用，在COPD炎癥環(huán)境中瘦素與TNF-α水平更多地參與肺部局部炎癥反應，其瘦素含量增高也可能是TNF-α增加瘦素表達水平〔18〕或與戒煙后患者的食欲增加能力有關(guān)。根據(jù)文獻報道,在吸煙者的中央氣道壁，T淋巴細胞和巨噬細胞是主要的炎癥浸潤細胞，中性粒細胞較少出現(xiàn)在氣道壁,而主要是在氣道腔內(nèi)(痰液或支氣管肺泡灌洗液)數(shù)量增加〔19〕。本試驗結(jié)果說明中性粒細胞在氣道腔內(nèi)聚集、活化是COPD重要的氣道炎癥標志。

綜上，吸煙是COPD炎癥反應的危險因素，戒煙能減少有害氣體對呼吸道的刺激，降低體內(nèi)炎性因子水平，有利于COPD 患者臨床癥狀和肺功能的改善〔20〕，因此戒煙是防治 COPD 的重要措施。