慢性阻塞性肺疾病合并肺部感染者Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能及CAT評(píng)分的關(guān)系

宋偉偉 常雙喜 禹彩霞 孫廣信

(1河南省胸科醫(yī)院呼吸及危重癥監(jiān)護(hù)室，河南 鄭州 450000；2鄭州市第一人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科；3鄭州人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種慢性炎癥性疾病，以小氣道氣流受限為主要特點(diǎn)，由于長(zhǎng)期的免疫受損，容易并發(fā)肺部感染，進(jìn)一步增加肺功能受損程度，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和活動(dòng)耐力。臨床中，應(yīng)用COPD評(píng)估量表(CAT)可以為患者的臨床癥狀及生存質(zhì)量評(píng)估提供客觀可靠參考〔1〕。在COPD進(jìn)展過程中，氣道炎癥反應(yīng)發(fā)揮重要作用，COPD患者合并肺部感染時(shí)，體內(nèi)的炎癥反應(yīng)顯著增加，研究顯示〔2,3〕，輔助型 T 細(xì)胞17/調(diào)節(jié)型 T 細(xì)胞(Th17/Treg)免疫失衡，可誘發(fā)機(jī)體的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致多種感染性疾病的發(fā)生，Th17可通過分泌白細(xì)胞介素(IL)-17促進(jìn)炎癥因子的釋放，從而加劇體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，在 Th17/Treg免疫失衡過程中，發(fā)揮關(guān)鍵作用，其血清水平可以反映 Th17/Treg免疫失衡的嚴(yán)重程度。那么COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17的水平變化對(duì)肺功能的影響到底如何，以及與CAT評(píng)分的相關(guān)性，尚未見報(bào)道，需進(jìn)一步探討。本實(shí)驗(yàn)旨在探討Th17、Treg及其相關(guān)炎癥因子對(duì)COPD并發(fā)肺部感染患者肺功能及生存質(zhì)量的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1對(duì)象 選取2018年3月至2019年3月在鄭州市第一人民醫(yī)院及鄭州人民醫(yī)院收治的單純 COPD患者30例作為COPD組，COPD合并肺部感染患者34例作為感染組。患者均符合《COPD診治指南(2013年修訂版)》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)〔4〕，感染組患者均通過影像學(xué)和細(xì)菌學(xué)確診為肺部感染。同期醫(yī)院體檢的健康志愿者32例作為對(duì)照組。3組性別、年齡、體重指數(shù)、吸煙指數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，可行組間比較。見表1。

研究對(duì)象對(duì)本研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并肺結(jié)核等其他肺部疾病者。②合并有惡性腫瘤或預(yù)計(jì)生存期不足3個(gè)月者。③合并有嚴(yán)重心、肝、腎、腦等重要臟器功能障礙者。④合并嚴(yán)重全身性疾病者。⑤合并自身免疫性疾病。⑥近期手術(shù)。⑦存在精神障礙或無法配合檢查者。

1.2方法

1.2.1血清IL-17檢測(cè) 研究對(duì)象均于清晨空腹抽取肘靜脈血5 ml，肝素抗凝，采用離心機(jī)以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min，提取上層血清，樣本置于-80℃冰箱待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA) 測(cè)定血清IL-17水平，試劑盒購自上海生工生物工程有限公司，操作嚴(yán)格按試劑盒說明書進(jìn)行。

表1 3組一般資料比較

1.2.2Th17、Treg檢測(cè) 研究對(duì)象均于清晨空腹抽取肘靜脈血5 ml，肝素鈉抗凝，采用BD FACS Calibur型流式細(xì)胞儀檢測(cè)外周血中 Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞的比例。

1.2.3肺功能檢測(cè) 該項(xiàng)檢查由受過專業(yè)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行，使用肺功能儀(比利時(shí)Medisoft-Hyp)對(duì)所有研究對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，指標(biāo)包括：用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼氣容積(FEV1)，并且計(jì)算FEV1/FVC。

1.2.4CAT評(píng)分 包括咳嗽、咳痰、睡眠、胸悶、情緒、精力六個(gè)主觀方面及日常運(yùn)動(dòng)影響、運(yùn)動(dòng)耐力兩個(gè)方面對(duì)患者癥狀進(jìn)行評(píng)估，總分為40分。 其中0～10 分為輕微病情；11～20分為中度病情；21～30分為重度病情；31～40分非常嚴(yán)重，無法從事任何活動(dòng)，生活完全無法自理。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS21.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)、χ2檢驗(yàn)、Spearman檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.13組外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平比較 3組外周血中Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，感染組外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于COPD組和對(duì)照組，且COPD組外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；感染組外周血中Treg細(xì)胞比例低于COPD組和對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且COPD組外周血中Treg細(xì)胞比例低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

2.23組肺功能指標(biāo)比較 3組FEV1、FVC、FEV1/FVC比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，其中感染組的FEV1、FVC、FEV1/FVC明顯低于COPD組和對(duì)照組，且COPD組的FEV1、FVC、FEV1/FVC顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

2.3COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能及CAT評(píng)分的關(guān)系 經(jīng)Spearman相關(guān)分析顯示，COPD合并肺部感染患者Th17、Th17/Treg及IL-17 水平與肺功能指標(biāo)FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，而與CAT評(píng)分呈正相關(guān)(P<0.05)。Treg細(xì)胞比例與肺功能指標(biāo)FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈正相關(guān)(P<0.05)，與CAT評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見表3。

表2 3組外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平及肺功能指標(biāo)比較

表3 外周血Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能指標(biāo)及CAT評(píng)分的相關(guān)性分析

3 討 論

COPD是一種炎癥因子介導(dǎo)的全身炎癥反應(yīng)性疾病，主要累及小氣道和肺組織，特征是持續(xù)氣流受限。 目前，COPD 的發(fā)病率居高不下，患者病程較長(zhǎng)，病情容易遷延，特別是進(jìn)展為COPD急性加重期，住院率及死亡率顯著增加，不僅影響患者的生存質(zhì)量，同時(shí)給家庭及社會(huì)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)〔5〕。目前研究認(rèn)為肺部感染是誘發(fā)COPD急性加重期的一個(gè)重要因素，COPD 并發(fā)肺部感染后，患者的肺功能會(huì)受到進(jìn)一步損傷，降低患者生存質(zhì)量，嚴(yán)重影響預(yù)后〔6〕。COPD的發(fā)病機(jī)制目前仍未完全闡明，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，炎癥因子介導(dǎo)的相關(guān)炎癥反應(yīng)在 COPD的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要的作用〔7,8〕。

Th17 與 Treg是近年來發(fā)現(xiàn)的一類淋巴細(xì)胞亞群，兩者均是由幼稚型T細(xì)胞分化而來，但功能上表現(xiàn)為相互拮抗作用〔9〕。Th17可以防御細(xì)菌感染、誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)、調(diào)控自身免疫性疾病，IL-17是其特征性分泌的炎癥因子， 研究發(fā)現(xiàn)， IL-17的水平升高，可促使上皮細(xì)胞及巨噬細(xì)胞釋放大量的炎癥因子和趨化因子，誘導(dǎo)和活化中性粒細(xì)胞，進(jìn)而增加機(jī)體的炎癥反應(yīng)，Treg則可抑制炎癥因子介導(dǎo)的炎性反應(yīng)，有效地保持機(jī)體免疫的穩(wěn)定性，維持免疫監(jiān)視作用〔10〕。Th17/Treg失衡狀態(tài)在COPD、哮喘等多種肺部疾病的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用〔11,12〕。本研究結(jié)果表明COPD合并肺部感染患者體內(nèi)存在明顯的Th17/Treg失衡狀況，使得 Th17 及 Treg 細(xì)胞含量在 COPD合并肺部感染患者中存在顯著地差異，Th17 細(xì)胞及其特異性炎癥因子 IL-17，在COPD合并肺部感染患者中高表達(dá)，參與了COPD的炎癥反應(yīng)過程，同時(shí)引起機(jī)體全身炎癥反應(yīng)，從而引起機(jī)體病理性免疫應(yīng)答反應(yīng)，促使Treg 細(xì)胞含量減少。Eustace等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)，IL-17 作為重要的致炎因子，在 COPD 患者炎癥反應(yīng)的過程中，扮演著重要的角色，并且全程參與，隨著 COPD 病變程度的加重，IL-17 水平也隨之升高。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，COPD合并感染組及單純COPD組的肺功能明顯受損，相關(guān)肺功能指標(biāo)： FEV1、FVC、FEV1/FVC 均明顯下降，且合并感染組下降更加明顯，同時(shí)相關(guān)性分析顯示，COPD 合并感染組患者Th17、Th17/Treg 及 IL-17 水 平 隨 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明顯升高，呈顯著負(fù)相關(guān)；而Treg 細(xì)胞含量隨 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明顯下降，呈顯著正相關(guān)，可能的機(jī)制是Th17及特征性炎性因子IL-17的高表達(dá)和 Treg低表達(dá)，導(dǎo) 致了Th17/Treg比例失衡，引起IL-17、TNF-α等炎癥因子水平上升，從而導(dǎo)致活化中性粒細(xì)胞在小氣道內(nèi)聚集，促使氣道分泌物增加，加重不可逆的氣流受限，從而影響肺部換氣功能，最終引起肺功能損傷〔14〕。

CAT評(píng)分是反映急性加重期或穩(wěn)定期的COPD患者咳嗽咳痰、胸悶氣喘、睡眠精力等主要癥狀的量表，對(duì)于COPD患者臨床癥狀、嚴(yán)重程度及生存質(zhì)量有很好的評(píng)估價(jià)值，Mackay 等〔15〕研究發(fā)現(xiàn)，CAT評(píng)分對(duì)COPD急性加重期有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值。本研究提示血清Th17、IL-17水平與COPD合并肺部感染患者健康狀況、生存質(zhì)量密切聯(lián)系，并且Th17、Th17/Treg及IL-17水平增加對(duì)COPD合并肺部感染患者的生存質(zhì)量可能造成不良影響。王紅等〔16〕研究同樣發(fā)現(xiàn)，COPD急性加重期患者中存在 Th17/Treg 細(xì)胞失衡，且失衡情狀況越嚴(yán)重，患者生活質(zhì)量、營(yíng)養(yǎng)狀況越差。因此可推測(cè)Th17、Treg及IL-17可能通過引起COPD合并肺部感染全身炎癥反應(yīng)，促使機(jī)體分解代謝增強(qiáng)，從而導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)不良狀況的發(fā)生，最終對(duì)COPD合并肺部感染患者臨床癥狀和生存質(zhì)量造成負(fù)面影響。因此，檢測(cè)Th17、Treg及IL-17水平對(duì)COPD并發(fā)肺部感染患者的病情程度、療效及評(píng)估預(yù)后有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。

綜上所述，COPD合并肺部感染患者呼吸道慢性炎癥的發(fā)生、發(fā)展過程中，Th17/Treg細(xì)胞免疫失衡及IL-17的高表達(dá)可能持續(xù)存在，且嚴(yán)重?fù)p害了患者的肺功能，同時(shí)與COPD合并肺部感染患者的疾病程度、生存質(zhì)量密切相關(guān)。臨床檢測(cè)Th17、Treg及IL-17水平對(duì)了解患者病情嚴(yán)重程度、判斷疾病預(yù)后情況均有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，本研究也存在一定的缺陷，如缺乏COPD合并肺部感染患者，治療前后炎癥因子表達(dá)的數(shù)據(jù)，且研究的樣本量偏小，待于進(jìn)一步完善。