慢性阻塞性肺疾病患者的全身炎癥反應(yīng)與氣道炎癥反應(yīng)的變化及相互關(guān)系①

穆林 劉紹坤 向旭東

(1.長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院附屬和平醫(yī)院呼吸科 山西長(zhǎng)治 150040; 2.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院二院呼吸科 長(zhǎng)沙 410001)

目前對(duì)COPD發(fā)病的原因和機(jī)制還未完全闡明,其發(fā)病機(jī)制主要有:細(xì)胞因子炎癥學(xué)說;氧化應(yīng)激;蛋白酶-抗蛋白酶失衡學(xué)說等[1]。本文通過檢測(cè)COPD急性加重期和治療緩解后患者外周血、誘導(dǎo)痰液中IL-8、TNF-α、CRP的變化并進(jìn)行肺功能測(cè)定,以探討COPD患者不同分期全身炎癥反應(yīng)以及其與局部氣道炎癥的關(guān)系。

1 臨床資料

1.1 一般資料

收集2007年11月至2008年6月附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科住院的62例COPD患者,其入院時(shí)為急性發(fā)作。男51例,女11例,年齡(51±9.7)歲(46～71歲)。所有患者均行肺功能檢查,加重期組經(jīng)正規(guī)治療1周以上臨床癥狀緩解者為緩解期組。入院后第1天同時(shí)采取外周血和進(jìn)行誘導(dǎo)痰檢查,并做肺功能檢查。之后給予常規(guī)祛痰、抗感染、平喘等治療10～14d,待病情緩解后、等待出院的患者重復(fù)上述檢查。COPD診斷均符合慢性阻塞性肺疾病診治指南[1]的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

排除標(biāo)準(zhǔn):入院前4周及住院期間局部或全身應(yīng)用糖皮質(zhì)激素治療的COPD患者;合并哮喘、支氣管擴(kuò)張、腫瘤、結(jié)締組織病、糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)、高血壓病、嚴(yán)重左右心功能衰竭(心功能Ⅲ、Ⅳ級(jí))者。

1.2 標(biāo)本采集與保存

1.2.1 誘導(dǎo)痰的采集、處理和質(zhì)量控制 參照文獻(xiàn)[2]的方法進(jìn)行。

1.2.2 血標(biāo)本的采集與保存 入院后空腹抽取靜脈血6mL,注入試管中,離心25oorpm,15～20℃,10～20min,吸取血清放入即Ependoff管中,-70℃低溫保存以備統(tǒng)一檢測(cè)。COPD緩解期再予空腹抽取靜脈血6mL,立即同上述方法離心血清,放于-70℃冰箱保存,以待檢測(cè)IL-8,TNF-α,CRP。

1.3 主要試劑,儀器

1.3.1 主要試劑 IL-8,TNF-αELISA試劑盒購(gòu)于上海森雄科技實(shí)業(yè)有限公司0.1%二硫蘇糖醇(DTT)(長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室提供)。

1.3.2 主要儀器 日本產(chǎn)OLYMPUSAU2700全自動(dòng)生化分析儀,肺功能儀(SensorMedicsLtd,USA),BX41TF光學(xué)顯微鏡(日本OLYMPUS公司),AG245電子天平(瑞士Metler-Toledo公司),20-200uL的微量移液器,血球計(jì)數(shù)板(上海醫(yī)學(xué)光學(xué)儀器廠制),美國(guó)產(chǎn)BIO-RAD680酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀,日本產(chǎn)SANYO超低溫冰箱,德國(guó)產(chǎn)Heraeus離心機(jī),上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠產(chǎn)PYX－DHS－35XYO－B孵育箱等。

1.4 IL-8和TNF-α的測(cè)定

痰液及血清IL-8和TNF-α測(cè)定應(yīng)用雙抗體夾心ABCELISA法,試劑盒購(gòu)于上海森雄科技實(shí)業(yè)有限公司。

1.5 CRP的測(cè)定

CRP用散射比濁法測(cè)定,儀器:貝克曼免疫生化系統(tǒng)(Beckman immuno-chemis-systems)。

1.6 肺功能檢測(cè)

所有患者入院第1天和第14天均使用肺功能儀測(cè)定FEV1.0,并計(jì)算出FEV1.0占預(yù)計(jì)值百分?jǐn)?shù)(FEV1.0pre)等。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 一般資料COPD患者的臨床特征(表1)

本研究是COPD患者的前后對(duì)照研究,62例患者均符合COPD標(biāo)準(zhǔn)。62例AECOPD患者入院當(dāng)天和經(jīng)治療10～14d臨床癥狀緩解后分別進(jìn)行誘導(dǎo)痰檢查,10例不能耐受痰誘導(dǎo)過程,7例痰標(biāo)本質(zhì)量不合格而退出研究,最終順利完成痰誘導(dǎo)且痰標(biāo)本合格患者有45例,均有吸煙史,6例仍吸煙,39例已戒煙。

表1 COPD患者的臨床特征(±s)

表1 COPD患者的臨床特征(±s)

例數(shù) (男/女)年齡(歲)吸煙指數(shù)(年支)BMI(kg/ m2)FEV1(L)FEV1.0pre(%)FEV1/ FVC(%)45 (34/11)51 ±9.7 869±501 22.56±3.54 1.08±0.28 47.4±5.61 53.2±10.2

表2 治療前后痰液IL-8,TNF-α,CRP水平以及FEV1.0pre結(jié)果(±s)

表2 治療前后痰液IL-8,TNF-α,CRP水平以及FEV1.0pre結(jié)果(±s)

IL-8 (pg/mL)TNF-α(pg/mL)CRP(mg/L)FEV1.0pre(%)治療前 1430.00±932.56 254.75±243.32 31.30±18.64 47.40±5.61治療后 751.63±431.29 124.36±113.38 4.34±1.43 61.70±4.29 P值 P<0.01 P<0.01 P<0.01 P<0.01

表3 治療前后血清IL-8,TNF-α,CRP水平(±s)

表3 治療前后血清IL-8,TNF-α,CRP水平(±s)

IL-8(pg/mL)TNF-α(pg/mL)CRP(mg/L)治療前 236.58±68.74 98.68±70.87 18.73±14.45治療后 105.24±34.52 54.73±28.32 4.97±1.75

表4 痰液IL-8,TNF-α,CRP水平與FEV1.0pre的相關(guān)性分析

表5 血清IL-8,TNF-α,CRP水平與FEV1.0pre的相關(guān)性分析

表6 痰液與血清IL-8,TNF-α,CRP水平的相關(guān)性分析

表7 相關(guān)性分析結(jié)果

圖1 治療前后痰液IL-8,TNF-α比較(P<0.01)

圖2 治療前后痰液CRP比較(P<0.01)

圖3 治療前后血清IL-8,TNF-α比較(P<0.01)

2.2 治療前后痰液IL-8,TNF-α,CRP水平的變化以及FEV1.0pre結(jié)果(表2,圖1、2、5)

經(jīng)治療后FEV1.0pre明顯改善(P<0.01),痰液IL-8,TNF-α和CRP水平顯著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.01)。

2.3 治療前后血清IL-8,TNF-α和CRP水平的變化(表3,圖3、4)

經(jīng)治療后血清IL-8,TNF-α和CRP水平顯著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.01)。

圖4 治療前后血清CRP比較(P<0.01)

圖5 治療前后FEV1.0pre比較(P<0.01)

2.4 IL-8,TNF-α和CRP與肺功能的相關(guān)性

2.4.1 痰液IL-8,TNF-α和CRP與肺功能的相關(guān)性 痰液IL-8,TNF-α和CRP與FEV1.0pre呈顯著負(fù)相關(guān)(表4)。

2.4.2 外周血清IL-8,TNF-α,CRP與肺功能的相關(guān)性 外周血清IL-8,TNF-α,CRP與FEV1.0pre呈明顯負(fù)相關(guān)（表5）。

2.5 痰液與血清IL-8,TNF-α,CRP水平的相關(guān)性

比較痰液IL-8和TNF-α與血清TNF-α水平,顯示無明顯相關(guān)(分別為r=0.492,P>0.05;r=0.412,P>0.05),痰液CRP與血清水平呈顯著正相關(guān),見表6。

3 討論

IL-8是細(xì)胞趨化因子家族中的主要組成成分,作用是參與炎癥過程中性粒細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的聚集和活化,從而參與炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)免疫[3],結(jié)果使COPD患者氣道黏膜中大量的中性粒細(xì)胞及T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)COPD急性發(fā)作時(shí)外周血清及誘導(dǎo)痰上清液中IL-8均明顯高于緩解期水平(均P<0.01)與FEV1.0pre呈負(fù)相關(guān),可見IL-8是肺功能下降的重要影響因素之一,可能起著維持,甚至加重氣道和全身炎癥的重要作用,并在一定程度上反映氣道和全身炎癥的嚴(yán)重程度。

國(guó)內(nèi)外有許多資料均已證實(shí)TNF-α對(duì)氣道炎癥具有促進(jìn)作用:COPD大鼠血清、BALF中的TNF-α濃度較正常對(duì)照組增高,且后者還與白介素-8(IL-8)相互作用,通過激化中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞共同參與COPD發(fā)病,在COPD氣道炎癥的持續(xù)和放大中起到重要作用,說明其在COPD發(fā)病中具有重要意義［4～6］。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)COPD急性發(fā)作時(shí)外周血清及誘導(dǎo)痰上清液中TNF-α均明顯高于緩解期水平(均P<0.01)并與FEV1.0pre呈負(fù)相關(guān),提示TNF-α在COPD氣道和全身炎癥的持續(xù)中起到重要作用,在COPD發(fā)病中具有促進(jìn)作用。

CRP是一種急性時(shí)相蛋白,當(dāng)組織發(fā)生急性炎癥時(shí),由巨噬細(xì)胞釋放的IL-6可刺激肝臟合成大量CRP,使血清CRP濃度升高,是最為敏感的炎癥蛋白[7]。本研究通過檢測(cè)急性發(fā)作與治療緩解后COPD患者血、痰CRP水平,發(fā)現(xiàn)血、痰CRP水平與肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05),且與病情變化、嚴(yán)重程度具有一致性,反過來提示血CRP對(duì)COPD氣道炎癥、急性發(fā)作及病情嚴(yán)重性判斷也具有一定價(jià)值。

有作者提出COPD患者除局部氣道炎癥外,同時(shí)存在全身炎癥[7～8],且與患者心功能不全、呼吸肌無力、營(yíng)養(yǎng)不良及其他臟器損害[9]等有關(guān)。但是,COPD全身炎癥是否由于局部氣道炎癥泛濫,導(dǎo)致炎性因子進(jìn)入血液循環(huán),對(duì)此研究甚少。本研究結(jié)果顯示,COPD患者外周血TNF-α、IL-8水平在急性發(fā)作期明顯升高(均P<0.01),但是與痰液中相應(yīng)細(xì)胞因子水平無顯著相關(guān)(P>0.05),表明COPD患者急性加重時(shí)全身炎癥反應(yīng)與局部氣道炎癥反應(yīng)增強(qiáng),但是二者不相一致,可能因二者具有不同的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)途徑。最初認(rèn)為導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)的原因是肺部炎癥細(xì)胞溢出至體循環(huán)所致,而近年的研究結(jié)果表明,骨骼肌來源的炎癥均可成為COPD全身炎癥的潛在原因,老齡和吸煙本身也可能導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)[10]。

同時(shí)本研究結(jié)果還顯示,痰液與外周血CRP水平顯著相關(guān)(P<0.01),血、痰CRP水平與肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(均P<0.01),這一結(jié)果似乎提示全身炎癥反應(yīng)與局部氣道炎癥有相關(guān)性,除考慮結(jié)果的客觀存在以外,還可能和以下因素有關(guān):(1)TNF-α、IL-8均由炎癥細(xì)胞分泌,而CRP由巨噬細(xì)胞釋放的IL-6刺激肝臟合成;(2)白細(xì)胞介素-1b(IL-1b)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)也是CRP合成的重要調(diào)節(jié)因子[11～13]。炎癥時(shí),活化的巨噬細(xì)胞分泌IL-6誘導(dǎo)肝細(xì)胞產(chǎn)生CRP,而TNF-α是IL-6的強(qiáng)誘導(dǎo)劑;(3)近來有文獻(xiàn)報(bào)道,呼吸道自身也存在CRP自分泌現(xiàn)象[14]。綜上所述,可能TNF-α、IL-8的產(chǎn)生機(jī)制與CRP存在差異,CRP存在兩種分泌機(jī)制,也可能是由于TNF-α促進(jìn)CRP分泌的后效應(yīng)的影響,由于觀測(cè)時(shí)間較短,確切原因有待于進(jìn)一步研究證實(shí)（圖1、2、3、4、5、表7)。

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