慢性阻塞性肺病合并細(xì)菌感染患者CD4+CD25+T調(diào)節(jié)細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)水平及意義

邢貞泉, 趙光強(qiáng)

(海南省三亞市人民醫(yī)院/四川大學(xué)華西三亞醫(yī)院呼吸內(nèi)科, 海南 三亞 572000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是可防、可治的慢性氣道炎癥疾病,不完全可逆的氣流受限為其主要特征,COPD急性加重是導(dǎo)致患者死亡的重要原因,有數(shù)據(jù)顯示,COPD患者每年約出現(xiàn)0.5～3.5次急性加重[1]。細(xì)菌感染是誘導(dǎo)COPD急性加重的重要因素,文獻(xiàn)報(bào)道40%～60%急性加重期COPD患者呼吸道分泌物培養(yǎng)結(jié)果可發(fā)現(xiàn)病原菌感染,因此及時(shí)并準(zhǔn)確判斷有無細(xì)菌感染對(duì)COPD患者臨床治療和改善預(yù)后具有重要參考價(jià)值[2]。既往研究表明感染引起的機(jī)體免疫改變是導(dǎo)致COPD病情變化的重要原因,其中以T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫為主[3]。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)是具有特異表型和功能的T細(xì)胞亞群,可通過分泌抑制性細(xì)胞因子誘導(dǎo)和維持免疫耐受,在自身免疫病、腫瘤免疫、感染等疾病防治中具有重要意義。觀察CD4+CD25+Treg細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)可能對(duì)COPD臨床診治具有指導(dǎo)意義[4]。本文主要探討CD4+CD25+Treg細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子在COPD患者外周血中的表達(dá)水平,同時(shí)分析其與COPD合并感染的關(guān)系以及在預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值,現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料:納入2020年8月至2022年8月108例COPD患者為研究對(duì)象,根據(jù)是否合并細(xì)菌感染分為感染組(n=53)和對(duì)照組(n=55)。納入標(biāo)準(zhǔn):①符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2021年修訂版)》[1]中COPD相關(guān)診斷者,即存在COPD危險(xiǎn)因素暴露史,有慢性咳嗽、咳痰、呼吸困難等癥狀,吸入支氣管舒張劑后肺功能檢查提示第一秒用力呼氣容積/用力肺活量<0.7,并排除其他引起持續(xù)氣流受限及類似癥狀的疾病;②感染組均經(jīng)臨床表現(xiàn)(發(fā)熱、痰量增加、膿性痰、呼吸困難加重等)、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)(C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞、降鈣素原等升高)、細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)(痰培養(yǎng)病原菌陽性)等明確診斷;③年齡40～85歲;④入組前1月內(nèi)無抗生素、激素類藥物、免疫調(diào)節(jié)劑應(yīng)用;⑤患者以及家屬均知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn):①合并其他系統(tǒng)急慢性感染者;②伴哮喘、肺結(jié)核、間質(zhì)性肺病等其他呼吸系統(tǒng)疾病者;③合并惡性腫瘤、自身免疫病等其他可能影響研究結(jié)果的疾病;④精神病史。

1.2研究方法及指標(biāo):所有對(duì)象入組后次日清晨,采集空腹肘靜脈血標(biāo)本,一份樣本制備單細(xì)胞懸液,采用CytoFLEX型流式細(xì)胞儀(美國貝克曼庫爾特公司)檢測(cè)CD4+、CD4+CD25+水平;另一份樣本分離上清液備用,采用ELISA法測(cè)定白介素-4(interleukin-4,IL-4)、白介素-12(interleukin-12,IL-12)和干擾素-γ(interferon γ,IFN-γ)水平,試劑均購自上海晶抗生物工程有限公司。比較兩組研究對(duì)象外周血CD4+CD25+Treg細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子IL-4、IL-12和IFN-γ表達(dá)水平,分析各指標(biāo)與COPD是否合并細(xì)菌感染及預(yù)后關(guān)系。所有患者均按照指南[1]進(jìn)行規(guī)范治療,包括危險(xiǎn)因素管理(戒煙、避免暴露于潛在刺激物中)、氧療、應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑(結(jié)合患者實(shí)際情況合理使用β2受體激動(dòng)劑、抗膽堿能藥物、茶堿類藥物)、糖皮質(zhì)激素(伴外周血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)升高者)、改善痰液黏稠度(痰液粘稠者)、抗感染(合并細(xì)菌感染者)等治療;并隨訪預(yù)后(住院患者追蹤轉(zhuǎn)科情況,出院患者28d內(nèi)每日電話隨訪1次,了解疾病情況),統(tǒng)計(jì)患者28d內(nèi)病死率。

2 結(jié) 果

2.1感染組與對(duì)照組COPD患者基本資料比較:感染組年齡和長期激素用藥史比例明顯高于對(duì)照組(P<0.05),兩組性別、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、煙酒史、長期臥床、病程及合并癥等比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 感染組與對(duì)照組基本資料比較

2.2感染組與對(duì)照組COPD患者Treg細(xì)胞及相關(guān)因子比較:感染組COPD患者血清IL-4和IL-12水平高于對(duì)照組,IFN-γ/IL-4低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 感染組與對(duì)照組COPD患者Treg細(xì)胞及相關(guān)因子比較

2.3不同預(yù)后COPD患者Treg細(xì)胞及相關(guān)因子比較:隨訪結(jié)果顯示28d內(nèi)死亡15例,病死率13.89%。死亡組COPD患者血清IL-4水平高于對(duì)照組,CD4+CD25+、IL-12、IFN-γ和IFN-γ/IL-4低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

2.4COPD合并細(xì)菌感染的logistic回歸分析:將性別和年齡作為校正因素進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析,結(jié)果顯示血清IL-4和IL-12水平均與COPD合并細(xì)菌感染存在關(guān)聯(lián)(P<0.05),見表4。

表4 COPD合并細(xì)菌感染者的logistics回歸分析

2.5COPD患者預(yù)后的logistics回歸分析:將性別、年齡和細(xì)菌感染作為校正因素進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析,結(jié)果顯示CD4+CD25+、IL-12和IFN-γ/IL-4均與COPD患者預(yù)后存在關(guān)聯(lián)(P<0.05),見表5。

表5 COPD患者預(yù)后的logistics回歸分析

2.6Treg細(xì)胞及相關(guān)因子對(duì)COPD患者預(yù)后的診斷價(jià)值分析:以患者預(yù)后未狀態(tài)變量(死亡=1,存活=0),以logistics回歸分析中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義指標(biāo)為預(yù)測(cè)指標(biāo),ROC曲線顯示CD4+CD25+、IL-12以及IFN-γ/IL-4對(duì)COPD患者預(yù)后判斷具有良好參考價(jià)值;三項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建logistic回歸模型,以其預(yù)測(cè)概率繪制的ROC曲線顯示,三項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測(cè)患者預(yù)后的AUC較單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)一步提升,見表6,圖1。

圖1 CD4+CD25+、IL-12以及IFN-γ/IL-4評(píng)估COPD患者預(yù)后的ROC曲線

表6 Treg細(xì)胞及相關(guān)因子對(duì)COPD患者預(yù)后的診斷價(jià)值分析

3 討 論

免疫平衡紊亂是導(dǎo)致COPD病情持續(xù)進(jìn)展的重要病理基礎(chǔ),其中感染是加重免疫失衡的最常見原因,感染通過激活免疫應(yīng)答并誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)加重,促進(jìn)炎癥細(xì)胞向肺血管床和氣道壁遷移和聚集,不僅可引起微循環(huán)障礙,導(dǎo)致氣道壁反應(yīng)性增加和肺功能減退,同時(shí)還可加重氧化應(yīng)激反應(yīng)并造成肺組織損傷[5]。故探究COPD及COPD合并感染者免疫狀態(tài)變化對(duì)患者病情分析及診療方案制定具有重要參考價(jià)值。

CD4+CD25+Treg細(xì)胞是起源于胸腺的免疫調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,可抑制CD4+、CD8+T細(xì)胞活化、增殖,參與機(jī)體免疫應(yīng)答的負(fù)調(diào)控,其作用機(jī)制可通過細(xì)胞與細(xì)胞間直接接觸,或分泌抑制性細(xì)胞因子來完成,這對(duì)維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)十分重要[6]。細(xì)胞因子在免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)發(fā)揮重要作用,其中IFN-γ主要由Th1細(xì)胞產(chǎn)生,IL-4則以Th2細(xì)胞分泌為主[7]。文獻(xiàn)指出,COPD合并肺部感染者可出現(xiàn)Th1/Th2平衡紊亂,主要表現(xiàn)出Th1相關(guān)細(xì)胞因子明顯下調(diào),而Th2相關(guān)細(xì)胞因子明顯升高,這對(duì)抑制體內(nèi)炎癥反應(yīng)有積極作用[8]。本文結(jié)果顯示,感染組IL-4水平明顯高于對(duì)照組,IFN-γ/IL-4明顯低于對(duì)照組,表明感染可引起免疫應(yīng)答并促進(jìn)抗炎因子IL-4表達(dá),同時(shí)因免疫調(diào)節(jié)功能下降,IFN-γ升高幅度不明顯,導(dǎo)致IFN-γ/IL-4降低,這與感染組COPD患者CD4+CD25+Treg細(xì)胞降低的趨勢(shì)保持一致,提示患者存在免疫失衡傾向。IL-12主要由固有免疫系統(tǒng)中樹突狀細(xì)胞釋放,為促進(jìn)Th0細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化的重要因子,在機(jī)體免疫功能調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[9]。本研究結(jié)果顯示感染組COPD患者血清IL-12水平明顯高于對(duì)照組,表明病原菌可通過激活樹突狀細(xì)胞而誘導(dǎo)IL-12表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)Th1細(xì)胞活化并分泌IFN-γ等細(xì)胞因子,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫。本研究logistics回歸分析也進(jìn)一步證實(shí)血清IL-4和IL-12水平與COPD合并細(xì)菌感染存在關(guān)聯(lián),提示二者檢測(cè)可能有助于早期預(yù)測(cè)COPD合并細(xì)菌感染發(fā)生,這與侯聰霞等[10]報(bào)道有相似之處。

COPD合并細(xì)菌感染無疑會(huì)加重患者病情、增加其治療難度,對(duì)患者預(yù)后造成不利影響。本研究結(jié)果顯示,本次納入的COPD患者經(jīng)積極治療后28d內(nèi)病死率為13.89%,這主要因?yàn)榧?xì)菌感染直接導(dǎo)致患者病情加重,繼而引發(fā)呼吸衰竭、多器官功能障礙等嚴(yán)重并發(fā)癥,使得患者預(yù)后不良。比較發(fā)現(xiàn),死亡組血清IL-4水平明顯高于對(duì)照組,CD4+CD25+、IL-12、IFN-γ以及IFN-γ/IL-4均明顯低于對(duì)照組,可見COPD患者死亡與免疫調(diào)節(jié)功能減退和炎癥反應(yīng)加重有關(guān),與宋署光等[11]報(bào)道結(jié)果相近。logistics回歸分析顯示CD4+CD25+、IL-12和IFN-γ/IL-4均與COPD患者預(yù)后存在關(guān)聯(lián),隨著病程進(jìn)展,COPD患者血清IL-4等抑制性細(xì)胞因子水平明顯升高,同時(shí)抑制Th1細(xì)胞活化和IFN-γ釋放,導(dǎo)致Th1/Th2漂移,患者炎癥反應(yīng)和肺組織損傷持續(xù)加重,最終導(dǎo)致患者病死率增加,可見調(diào)節(jié)免疫功能,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞亞群分布恢復(fù)平衡對(duì)COPD治療具有重要意義,且檢測(cè)CD4+CD25+、IL-12和IFN-γ/IL-4可為評(píng)估預(yù)后提供參考信息。本研究作ROC曲線進(jìn)行分析顯示CD4+CD25+、IL-12和IFN-γ/IL-4用于評(píng)估COPD患者預(yù)后的AUC分別為0.747、0.827和0.709,均具有良好敏感度,但單獨(dú)檢測(cè)時(shí)特異度相對(duì)偏低,將三者聯(lián)合進(jìn)行評(píng)估顯示AUC達(dá)0.924,敏感度為93.33%,表現(xiàn)出良好診斷效能。

綜上所述,CD4+CD25+Treg及相關(guān)細(xì)胞因子與COPD感染發(fā)生和預(yù)后有關(guān),檢測(cè)CD4+CD25+Treg分布以及IL-4、IL-12和IFN-γ可為COPD患者細(xì)菌感染診斷和預(yù)后評(píng)估提供參考信息。