IFN-γ、IL-32、IL-1β在慢性阻塞性肺疾病中的臨床意義①

范春紅 李時悅 李明 胡文龍 黃繼康 楊綺莎

(1.佛山市順德區桂洲醫院 廣東佛山 528305; 2.廣州醫學院第一附屬醫院呼吸內科 廣東佛山 510120)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種具有氣流受限特征的肺部疾病。目前研究顯示,中國40歲以上人群COPD患病率為8.2%,其中部分病例急性加重,肺組織功能損害嚴重,即形成慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD),病情惡化,嚴重AECOPD的住院病死率高達11%[1]。目前普遍認為AECOPD的發病機制主要與肺部炎癥反應等因素有關,參與肺部炎癥形成的細胞因子有TNF-α和IL-8等,但IFN-γ、IL-32、IL-1β反饋環在其中的作用目前尚無相關報道。因此本研究通過檢測IFN-γ、IL-32和IL-1β在AECOPD患者、COPD穩定期患者及正常人血清中的濃度水平,以探討IFN-γ、IL-32、IL-1β反饋環在慢性阻塞性肺疾病中的作用。

1 對象與方法

1.1 對象

1.1.1 對象 選擇2010年1月至2011年2月我院呼吸內科住院的AECOPD患者及同期門診體檢證實的健康志愿者及COPD穩定組。按2007年中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組修訂的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》中COPD及急性加重期的診斷標準分為3組人群,健康對照組30人(男17例,女13例),為健康志愿者,年齡58～88歲,平均(74.63±8.85)歲;吸煙者16例,非吸煙者14例。COPD穩定期組50例(男36例,女14例),年齡59～88歲,平均(73.84±5.81)歲;吸煙者35例,非吸煙者l5例。AECOPD組50例(男28例,女22例),年齡57～85歲,平均(73.42±6.21)歲;吸煙者36例,非吸煙者14例。3組在性別、年齡、吸煙情況等一般資料差異無統計學意義(P＞0.05),具可比性。

1.1.2 剔除標準 (1)采血前1周使用過免疫激活或者抑制類藥物患者。(2)胸片提示合并肺炎者。(3)經檢查證實由結核、真菌、腫瘤、支氣管擴張癥等因素所致的慢性喘息者。(4)在發病前1月有急性感染。(5)不愿意配合實驗者,中途放棄者。

1.2 細胞因子檢測

抽取外周靜脈血2mL,高速離心分離血清,于-80℃保存待測。采用ELISA法檢測IFN-γ、IL-32、IL-1β的濃度(IFN-γ、IL-1 β ELISA試劑盒,晶美公司分裝代理購買;IL-32 ELISA試劑盒,上海亞培生物科技有限公司分裝代理購買),實驗操作嚴格按照試劑說明書進行,并收集數據。

1.3 統計方法

所有數據采用spss13.0統計軟件進行統計處理。實驗數據用均數±標準差(±s)表示,各組間不同指標間差異采用單因素方差分析,兩兩比較,方差齊時采用LSD法,不齊時采用Dunnett's T3法。

2 結果

從表1、2可見:(1)AECOPD組IFN-γ的濃度水平較健康對照組和COPD穩定組均顯著升高(P＜0.01);COPD穩定組較健康對照組的IFN-γ水平無顯著性差異(P＞0.05)。(2)AECOPD組IL-32的濃度水平較健康對照組和COPD穩定組均顯著升高(P＜0.01);COPD穩定組較健康對照組的IL-32的濃度水平顯著升高(P＜0.05)。(3)AECOPD組IL-1β的濃度水平較健康對照組和COPD穩定組均顯著升高(P＜0.01);COPD穩定組較健康對照組的IL-1β的濃度水平顯著升高(P＜0.01)。

3 討論

研究表明,AECOPD的發病與各種細胞產生的細胞因子及炎癥介質介導的氣道及肺部炎癥反應等因素有關[2]。在生理狀態下,機體通過一個復雜的免疫分子網絡來調控細胞因子的活性,使其活化水平維持在適度狀態。一旦調控網絡失衡,細胞因子活化過度可導致炎癥損傷。目前研究認為,在此調節網絡中,IFN-γ由Thl細胞所分泌的特征性細胞因子,IFN-γ能誘導上皮細胞和單核細胞產生IL-32[3],IL-32可通過caspase-1依賴途徑誘導IL-1β產生[4],而IL-1β能促進T細胞分泌IFN-γ[5],進而增強3個細胞因子在體內的活化水平,從而形成IFN-γ、IL-32、IL-1β正反饋環路,不斷放大炎癥反應,加重損傷。

表1 IFN-γ、IL-32和IL-1β在4組人群治療前的濃度(±s)(ng/L)

表1 IFN-γ、IL-32和IL-1β在4組人群治療前的濃度(±s)(ng/L)

?

本研究結果顯示,ARCOPD組較COPD穩定組、健康對照組IFN-γ、IL-1β和IL-32的濃度水平間均有顯著性升高(P均＜0.05)。IFN-γ是一種調節細胞功能的小分子多肽,是Th1細胞的特征性細胞因子。在COPD急性加重期,IFN-γ的濃度水平明顯升高,IFN-γ呈過度活化狀態,導致了Thl、Th2的平衡狀態被打破,引起異常的免疫應答和炎癥反應[6]。同時,過度活化的IFN-γ可激活中性粒細胞,促進釋放炎癥蛋白和炎癥介質和促進炎性細胞滲出,導致炎癥反應,引起COPD急性加重。

IL-32是一種編碼炎癥性細胞因子,IL-32可通過激活NF-κ B、p38MAPK磷酸化和caspase-1依賴途徑誘導其他細胞因子和趨化因子的產生,參與到炎癥反應過程[7,8]。IL-32過度活化,可誘導IL-1β,IL-6,IL-8、MIP-2、TNF-α等細胞因子和趨化因子的產生,參與到COPD的特異性免疫應答和炎癥反應,這提示IL-32與COPD患者肺部炎癥反應有關。且隨著COPD患者病情的急性加重,血清IL-32水平明顯升高,IL-32可能參與了COPD患者急性加重的炎癥反應。

IL-1β是一種參與免疫反應、炎癥、發熱、急性期蛋白質合成等宿主防御反應的細胞因子。在COPD急性加重期,當呼吸道受到病毒或細菌等感染時,它們所含的某些抗原成分或代謝產物如脂多糖、內毒素可以激活局部的肺泡巨噬細胞產生IL-1β等炎性因子[9],這些炎性因子回吸收入血從而造成血中IL-1β濃度的升高。過量產生的IL-1β能促進T細胞分泌IL-2、IFN-γ和促進肺泡巨噬細胞和支氣管上皮細胞產生IL-6、IL-8,在肺內可引起以粒細胞、巨噬細胞浸潤為特征的肺部炎癥,從而加重肺功能的損傷。以上都提示IFN-γ、IL-32、IL-1β可能參與了COPD患者急性加重的炎癥反應。

表2 IFN-γ、IL-32和IL-1β在3組人群的濃度兩兩比較結果

另外,本實驗研究結果顯示,COPD穩定組較健康對照組的IFN-γ水平無顯著性差異,P＞0.05?？紤]可能的原因為:在COPD穩定期氣道和肺部的炎癥反應相對較小,IFN-γ的濃度水平接近正常。張秋愛[10]亦在慢性阻塞性肺病炎性細胞因子的檢測及臨床意義一文的研究結果顯示,COPD穩定期IFN-γ水平與正常對照組比較差異無統計學意義,P＞0.05,與本研究結果一致。但在許多其他相關的研究中,研究結果與本研究結果不同,如王燕[11]等發現COPD穩定期血清IFN-γ水平明顯低于對照組,P＜0.05。而楊凱[12]等的研究結果顯示:COPD穩定期IFN-γ水平顯著高于正常對照組,差異有統計學意義,P＜0.05。綜上,COPD穩定組較健康對照組的IFN-γ水平的差異變化存在爭議,還需進一步研究。

綜上所述,IFN-γ、IL-32、IL-1β可能參與了COPD患者急性加重的炎癥反應,3個指標的濃度水平可以作為臨床判斷AECOPD患者發生的指標之一。在AECOPD的治療過程中,如通過各種治療手段來抑制IFN-γ、IL-32、IL-1β的產生,盡量減少IFN-γ、IL-32、IL-1β的濃度水平,使它們的病理性作用難以發揮,以減輕COPD患者的氣道炎癥反應,緩解患者癥狀,縮短病程,可能為臨床治療提供一個新的途徑。

[1]Seemungal TA,Donaldson GC,Bhowmi kA,et al.Time course and recoverly of exacerbations in patients with chronic obstructive pulmonary disease[J].Am J Respir Crit Care Med,2000,16:1608～1613.

[2]Aaron SD,Angel JB.Lunau M Granulocyte IFN lammatory markers and airway IFN ection during acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease[J].Am J Respir Crit CareMed,2001,163:349～355.

[3]顧薇,張志峰,鄧星奇.白細胞介素32和慢性阻塞性肺疾病免疫炎性反應的關系[J].醫學綜述,2010,3(16):826～828.

[4]Kim SH,Han SY,Azam TA,et al.Intedeukin-32:a eytokine and indueer of TNF alpha[J].Immunity,2005,22(1):131～142.

[5]McGuinness PH,Painter D,Davies S,McCaughan GW.Increases in intrahepatic CD68 positive cells,MAC387 positive cells,and pro IFN lammatory cytokines(particularly interleukin 18)in chronic hepatitis C IFN ection[J].Gut,2000,46:260～269.

[6]Ruth JH.Efect of slow release IL-12 and IL-10 on knflammation,local macrophage unction and regtnal lymphoid response during mycobacterial (TH1) and schistosmal(TH2) antigen-elicted pulmonary granuloma formation[J].Inatom Res,2003,46(3):86～92.

[7]Hirofumi S,Keishi F,Yumi Y,et al.Interactions between IL-32 and tumor necroais factor alpha contribute to the exac-erhation of immune-IFN ammatory iseases[J].Arthritis Res Ther,2006,8(6):l～13.

[8]Dinarello CA,Kim sH.IL-32,a novel eytokine with a possible role in disease[J].Ann Rheum Dis,2006,65(3):1161～1164.

[9]Keating VM,Collins PD,Scott DM,et a1.Diferences in interleukin-8 and tumor necrosis factor-αinduced sputum from patients with chronic obstructive pulmonary disease or asthma[J].Am J Respir Crit Care Med,2006,153:530～534.

[10]張秋愛.慢性阻塞性肺病炎性細胞因子的檢測及臨床意義[J].細胞與分子免疫學雜志,2009,25(10):947.

[11]王燕,閻歡,王憲法,等.慢性阻塞性肺病血清IL-6,TNF-α,IFN-γ的作用及意義[J].天津醫藥,2003,31(9):576～578.

[12]楊凱,賀兼斌.慢性阻塞性肺疾病患者血清白細胞介素8、干擾素γ的表達及意義[J].臨床醫學,2009,2(29)2:96～97.