慢性阻塞性肺疾病不同時(shí)期氣道炎癥反應(yīng)和細(xì)胞因子水平的變化及其意義

唐 寧,張 敏,王玉梅

(深圳市西麗人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科,廣東深圳518055)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種以不可逆或不完全可逆的氣流受限為特征的疾病,病變主要在小氣道。小氣道炎性改變及氣流阻塞進(jìn)行性發(fā)展是COPD發(fā)病的中心環(huán)節(jié)。多種炎癥細(xì)胞和炎癥介質(zhì)共同參與并發(fā)揮作用,其中白細(xì)胞介素-8(IL-8)和中性粒細(xì)胞等在COPD的病理過程和病理發(fā)展起著重要作用[1]。本研究測定COPD患者急性發(fā)作期和穩(wěn)定期誘導(dǎo)痰中IL-8和C-反應(yīng)蛋白(CRP)的含量變化,以期探討COPD的病理反應(yīng)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2008年1月至2009年1月深圳市西麗人民醫(yī)院門診和住院的COPD患者50例,男43例,女7例;年齡60～82歲,平均(70.3±2.7)歲。均符合COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2],均排除支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張、支氣管肺癌及肺結(jié)核等疾病。其中COPD急性發(fā)作期患者(COPD急性發(fā)作期組)25例,均3 d內(nèi)出現(xiàn)咳嗽、咳痰、呼吸困難癥狀中任何1項(xiàng)或1項(xiàng)以上癥狀明顯加劇者;COPD穩(wěn)定期患者(COPD穩(wěn)定期組)25例,均咳嗽、咳痰、呼吸困難和喘息癥狀穩(wěn)定或消失達(dá)2個(gè)月。2組患者2周內(nèi)均無呼吸道感染,均未使用全身激素及抗生素,均有不完全可逆的氣道阻塞。肺功能檢查第1秒用力呼氣量與用力肺活量之比值(FEV 1.0/FVC)＜70%。選擇同期本院健康體檢者(正常對(duì)照組)25例,男21例,女 4例;年齡 60～80 歲,平均(67.3±3.0)歲。均無肺疾病史、COPD病史及呼吸疾病等。肺功能檢查FEV 1.0/FVC＞70%。

1.2 主要試劑及儀器

瑞氏-姬姆薩染色液(北京賽馳生物科技有限公司),三氟乙酸(中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司),二硫蘇糖醇(美國Merck公司),IL-8試劑盒(北京北方生物技術(shù)研究所);人C-反應(yīng)蛋白(CRP)ELISA試劑盒(日本第一化學(xué)試劑公司)。MICRO QUARK型肺功能測定儀(意大利COSMED公司),WH-90A型渦旋震蕩器(上海亞榮生化儀器廠),JY92-Ⅱ型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(寧波新藝超聲設(shè)備有限公司),CX-31型光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)。

1.3 方法

1) 肺功能檢測:采用肺功能測定儀測定第1秒用力呼氣量(first second forced expiratory volume,FEV 1.0)。肺通氣功能以實(shí)測值占預(yù)計(jì)值的百分率,即FEV 1.0的實(shí)測值占預(yù)計(jì)值的百分比(FEV 1.0 percentage predicted,FEV 1.0%pred)表示。

2) 痰液誘導(dǎo)及分離:各組以清水漱口5次,超聲霧化吸入 3.0%高滲鹽水20 mL,超聲霧化20 min。霧化過程中鼓勵(lì)患者咳出3～4口痰至無菌塑料平皿后即停止。收集的痰液量為5～10 mL。①取無唾液成分的痰液放入離心管中,加入4倍體積的0.1%二硫蘇糖醇(DT T)混合,渦旋震蕩器上振蕩15 min混勻,3 000 r?min-1離心20 min,沉淀細(xì)胞用Hank's液懸浮,用細(xì)胞計(jì)數(shù)池計(jì)數(shù)白細(xì)胞總數(shù)。②一部分細(xì)胞懸液用錐蟲藍(lán)染色計(jì)算細(xì)胞存活率,活細(xì)胞＞50%為合格標(biāo)本。③另一部分細(xì)胞懸液涂片,風(fēng)干,使用瑞氏-姬姆薩染色液染色誘導(dǎo)痰中細(xì)胞,按常規(guī)方法進(jìn)行。每張涂片在光學(xué)顯微鏡下計(jì)數(shù)400個(gè)非鱗狀上皮細(xì)胞(鱗狀上皮細(xì)胞＜20%者為合格標(biāo)本),并進(jìn)行細(xì)胞分類計(jì)數(shù);計(jì)算炎癥細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞)百分率[炎癥細(xì)胞百分率=(炎癥細(xì)胞數(shù)÷細(xì)胞總數(shù))×100%]。④剩余痰液加入等體積的0.1%三氟乙酸溶液,然后超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)粉碎,2500 r?min-1離心20 min,取痰上清液放-20℃冰箱內(nèi)待測。

3) IL-8和CRP測定:應(yīng)用ELISA法檢測各組痰上清液中IL-8和CRP的水平,操作均按試劑盒說明書進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量資料以表示,采用t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

1) COPD急性發(fā)作期組FEV 1.0%pred值與COPD穩(wěn)定期組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。COPD急性發(fā)作期組痰上清液中IL-8和CRP水平均顯著高于COPD穩(wěn)定期組和正常對(duì)照組(均P＜0.01),COPD急性發(fā)作期組、COPD穩(wěn)定期組痰上清液中IL-8和CRP水平均顯著高于正常對(duì)照組(均P＜0.01)。見表1。

表1 不同COPD組與正常對(duì)照組痰上清液中IL-8和CRP水平的比較

表1 不同COPD組與正常對(duì)照組痰上清液中IL-8和CRP水平的比較

組別 n FEV 1.0%pred IL-8/(ng?L-1) CRP/(g?L-1)COPD急性發(fā)作期組 25 39.72±8.31# 25.39±6.77# 8.39±3.82#COPD穩(wěn)定期組 25 59.36±3.37#* 6.14±2.26#* 4.67±2.13#*正常對(duì)照組 25 86.21±6.52 2.44±0.63 0.09±0.21與正常對(duì)照組比較,#P＜0.01;與COPD急性發(fā)作期組比較,*P＜0.01。

2) 3組嗜酸性粒細(xì)胞所占比例比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。COPD急性發(fā)作期組痰液中白細(xì)胞總數(shù)和中性粒細(xì)胞所占比例均顯著高于COPD穩(wěn)定期組和正常對(duì)照組(均P＜0.01)。見表2。

表2 不同COPD組與正常對(duì)照組痰液中白細(xì)胞總數(shù)和炎癥細(xì)胞數(shù)的比較

表2 不同COPD組與正常對(duì)照組痰液中白細(xì)胞總數(shù)和炎癥細(xì)胞數(shù)的比較

組別 n 白細(xì)胞總數(shù)/×109L-1 中性粒細(xì)胞/% 嗜酸性粒細(xì)胞/%COPD急性發(fā)作期組 25 8.7±6.9* 64.3±9.2* 2.1±1.7 COPD穩(wěn)定期組 25 5.2±4.8*# 52.9±9.9*# 2.2±1.1正常對(duì)照組 25 2.3±1.4 28.6±7.9 1.8±1.3與正常對(duì)照組比較,*P＜0.01;與急性發(fā)作期組比較,#P＜0.01。

3 討論

COPD是多種炎癥細(xì)胞和炎癥介質(zhì)參與的慢性氣道炎癥,疾病病理過程表現(xiàn)為急性感染發(fā)作加重和慢性穩(wěn)定期病變交替出現(xiàn)。COPD臨床表現(xiàn)為:咳嗽,咳痰,肺通氣障礙。

COPD病變?cè)跉獾?而誘導(dǎo)痰主要來自氣道的分泌物,故其為自然狀態(tài)的氣道分泌物。如果氣道發(fā)生炎癥病理改變,誘導(dǎo)痰中的物質(zhì)表現(xiàn),能真實(shí)地反映氣道炎癥病理反應(yīng)的特征。CRP是一種急性炎癥反應(yīng)蛋白,屬急性時(shí)相反應(yīng)極靈敏的指標(biāo)。CRP能結(jié)合在細(xì)菌表面,啟動(dòng)機(jī)體免疫吞噬,誘導(dǎo)產(chǎn)生補(bǔ)體參與殺傷細(xì)菌。呼吸道上皮細(xì)胞能分泌CRP[3]。本研究中,在氣道炎癥時(shí),CRP能不斷產(chǎn)生。且在COPD急性發(fā)作期痰上清液中CRP水平顯著高于COPD穩(wěn)定期(P＜0.01)。其與文獻(xiàn)[4]報(bào)道的結(jié)果相一致。這表明誘導(dǎo)痰中CRP水平不僅代表炎癥的急性加重反應(yīng),同時(shí)也代表著炎癥的持續(xù)存在。

IL-8是一種對(duì)中性粒細(xì)胞具有趨化活性的細(xì)胞因子。其可由細(xì)菌脂多糖刺激肺泡巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞,以及氣道過度擴(kuò)張誘導(dǎo)支氣管上皮細(xì)胞[5]產(chǎn)生。IL-8的主要生物學(xué)功能是募集、激活中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞,抑制PMN凋亡,延長中性粒細(xì)胞壽命[6]。誘導(dǎo)痰中IL-8的濃度也可能與呼吸道細(xì)菌感染相關(guān)。即使患者臨床表現(xiàn)處于穩(wěn)定期也可能呼吸道持續(xù)存在一定量的細(xì)菌感染,使COPD遷延不愈。本研究結(jié)果顯示,COPD急性發(fā)作期組痰上清液中IL-8水平顯著升高。而COPD穩(wěn)定期組痰上清液中IL-8水平仍顯著高于正常對(duì)照組(P＜0.01)。其與文獻(xiàn)[7-8]報(bào)道的結(jié)果相一致。

COPD是以中性粒細(xì)胞浸潤為主的氣道非特異性炎癥。中性粒細(xì)胞在氣道炎癥中釋放的過氧化氫、羥自由基、超氧陰離子及膠原酶、蛋白酶等,破壞氣道上皮細(xì)胞,分解血管基膜、膠原蛋白及彈性蛋白,導(dǎo)致氣道重塑。COPD炎癥越重誘導(dǎo)痰中中性粒細(xì)胞比例越高。本研究中,COPD急性發(fā)作期組誘導(dǎo)痰中中性粒細(xì)胞所占比例顯著高于COPD穩(wěn)定期組(P＜0.01)。而COPD穩(wěn)定期組誘導(dǎo)痰中中性粒細(xì)胞所占比例顯著高于正常對(duì)照組(P＜0.01),嗜酸性細(xì)胞無明顯變化。其與文獻(xiàn)[9-10]報(bào)道的結(jié)果相一致。

總之,COPD是以細(xì)菌持續(xù)感染、中性粒細(xì)胞浸潤等為主的氣道非特異性炎癥,最終導(dǎo)致氣道重塑,不可逆性病理改變。因此,控制感染和非特異性炎癥是其關(guān)鍵。

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