地塞米松對支氣管哮喘大鼠氣道重塑及IL-8的影響

李江波 薄建萍 張朝薔

[摘要] 目的 探討支氣管哮喘大鼠氣道重塑與其血清白介素-8（IL-8）表達的關系以及地塞米松的干預作用。 方法 以卵白蛋白（OVA）致敏并吸入激發制備大鼠哮喘模型。采用計算機圖像分析系統及免疫組化技術結合，測定對照組（C）、模型組（N）、地塞米松早期干預組（E）、地塞米松晚期干預組（L）大鼠氣道形態學參數及血清IL-8含量。 結果 E組、L組、N組大鼠出現氣道重塑。其中E組氣道重塑程度及IL-8含量較輕、N組較重、L組居中，各組間差異有統計學意義（P ＜ 0.05）。 結論 IL-8與支氣管哮喘大鼠氣道重塑程度呈正相關；地塞米松可抑制氣道重塑，并且可能通過下調IL-8的表達干預氣道重塑。

[關鍵詞] 地塞米松；支氣管哮喘；氣道重塑；IL-8

[中圖分類號] R562.2+5[文獻標識碼] A[文章編號] 1673-9701（2012）12-0015-02

支氣管哮喘以慢性氣道炎癥、氣道高反應性、氣道阻塞為特點[1]。但是，如哮喘沒有給予恰當治療時會導致永久性的不可逆的氣道結構改變進而引起氣道重塑[2]。目前，關于氣道重塑在哮喘發病中的作用日益受到重視，被認為是引起不可逆性呼吸阻塞和難治性哮喘的病理基礎和重要原因之一[3]。IL-8是細胞因子亞家族CXC趨化因子家族中的一個組成成分。IL-8趨化中性粒白細胞、單核細胞和嗜酸性粒細胞向炎癥、損傷及感染部位遷移。IL-8誘導細胞形態改變，胞吐存儲蛋白，引發呼吸爆發，導致超氧負離子和過氧化氫的釋放[4]。有研究推測哮喘的發病中IL-8以某種方式直接作用于氣道平滑肌細胞導致氣道反應性增高并致氣道重塑[4]。本文旨在觀察血清IL-8與氣道重塑的關系以及地塞米松的干預作用，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

動物：SPF級Wistar雄性大鼠40只（山西醫科大學生理動物實驗室提供），2～3月齡，體重（170±10）g。雞卵清白蛋白（ovalbumin，OVA，Grade Ⅱ）（美國Sigma公司）；氫氧化鋁[Aluminum hydroxide，Al（OH）3]（天津化學試劑三廠）；IL-8 ELISA試劑盒（美國ZYMED公司分裝）。彩云JWC201D型霧化器（鞍山市同信醫用儀器廠）；BH-2型光學顯微鏡（日本Olympus公司）；LY-WN-HP SUPER CCD萬能成像裝置（成都勵揚精密機電有限公司）；BI-2000醫學圖像分析系統（成都泰盟科技公司）；TGL-16G型臺式高速冷凍離心機（上海安亭科學儀器廠）。

1.2 方法

40只大鼠隨機分為正常對照組、哮喘模型組、激素早期干預組、激素晚期干預組，每組10只。制備哮喘大鼠模型。模型組和激素早、晚期干預組于實驗第1、8天腹腔注射抗原溶液（OVA 100 mg、Al（OH）3干粉100 mg溶于1 mL生理鹽水）進行致敏，14 d后用1%的OVA溶液超聲霧化持續20 min誘發哮喘，以出現點頭運動、腹肌收縮、兩便失禁為哮喘發作標志，每天1次，持續8周。而激素早、晚干預組分別在實驗第15、30天時于霧化前1 h腹腔注射地塞米松0.5 mg/kg；正常對照組以生理鹽水代替OVA腹腔注射及霧化吸入。以上各組動物均于最后一次激發后24 h內處死，右心室取血2 mL，1000 r/min離心15 min，取上清液進行分裝，測定IL-8含量。40 g/L多聚甲醛溶液固定右肺中葉組織7 d，行蘇木精-伊紅染色。

1.3 圖像分析

每張切片在光鏡下放大100倍找到完整的支氣管橫斷面，采用圖像分析系統測量基底膜周徑（Pbm）、支氣管總面積（At）、管腔面積（Ac）、平滑肌外緣內氣管面積（AMe）、平滑肌內緣內氣管面積（AMi）。計算公式：支氣管壁厚度=（At-Ac）/Pbm；平滑肌厚度=（AMe-AMi）；衡量氣道重塑程度[5]。

1.4 檢測血清IL-8含量

應用ELISA法測定血清中IL-8的濃度值。

1.5 統計學處理

所有數據用均數±標準差（x±s）表示，多組間均數比較采用單因素方差分析，所有統計分析及數據處理在SPSS 17.0統計學軟件上進行。

2 結果

2.1 光鏡組織學觀察

模型組大鼠氣道壁明顯增厚，管腔變窄，氣道黏膜皺襞增多，上皮細胞脫落，氣道平滑肌層明顯增厚，黏膜下及管壁大量嗜酸細胞、淋巴細胞浸潤。正常對照組肺組織基本無病理變化，激素早期干預組較晚期干預組、模型組病理變化為輕。2.2 各組大鼠血清IL-8濃度

各組大鼠血清中IL-8濃度數據由方差分析F = 26.86，P ＜ 0.01，各組間數據經LSD-t檢驗，任何兩組間血清中IL-8濃度之間的差異存在高度統計學意義（P ＜ 0.01）。

2.3 各組大鼠支氣管管壁厚度和平滑肌厚度

各組大鼠支氣管壁厚度和平滑肌厚度比較：各組大鼠支氣管壁厚度數據由方差分析F = 126.88，P ＜ 0.01，各組間數據經LSD-t檢驗，任何兩組間支氣管壁厚度之間的差異有高度統計學意義（P ＜ 0.01）；各組大鼠支氣管平滑肌厚度數據方差分析F = 125.47，P ＜ 0.01，各組間數據經LSD-t檢驗，任何兩組間支氣管平滑肌厚度之間的差異存在高度統計學意義（P ＜ 0.01）。

2.4 各組大鼠支氣管壁厚度及平滑肌厚度與血清中IL-8的關聯性分析

經關聯性分析可知，血清中IL-8濃度與支氣管壁厚度及平滑肌厚度呈線性趨勢，Pearson相關系數分別為r = 0.94（t = 17.30，P ＜ 0.01）、r = 0.92（t = 14.90，P ＜ 0.01），表明血清中IL-8濃度與支氣管壁厚度及平滑肌厚度間呈線性正相關。

3 討論

氣道重塑包括了許多氣道結構組成成分的改變，以纖維增生、肌成纖維細胞增生、膠原沉積、氣道平滑肌細胞增生肥大、網狀基底膜的增厚為典型特征[6]。而氣管平滑肌的增生、肥大和遷移是哮喘患者氣道重塑的最基本特征[7]。其結果是產生持續性的氣道高反應性和不可逆性氣流阻塞，使哮喘慢性化、頑固化直至肺功能下降，致使哮喘患者的生活質量嚴重下降。有研究顯示，IL-8可能通過特定的CXC受體激活氣道平滑肌細胞并引起其收縮和遷移，這些作用于平滑肌上的效應會促進氣道的過度狹窄和重塑[4]。

本實驗中可以看出，與正常對照組相比，模型組的氣道壁及平滑肌厚度明顯增厚，存在氣道重塑，IL-8濃度值也明顯增高；而地塞米松早、晚期干預組以上指標均較模型組明顯改善；另外，IL-8濃度值隨著氣道重塑程度的加重呈上升趨勢，統計分析示IL-8與哮喘氣道重塑嚴重程度呈線性正相關。證實了IL-8與哮喘氣道重塑密切相關。實驗結果提示IL-8可能是導致氣道重塑的重要原因。

糖皮質激素是目前作為治療哮喘的一線用藥。實驗中發現除正常對照組外，其余各組支氣管哮喘大鼠均出現不同程度的氣道重塑，病理學檢測均出現不同程度的炎癥浸潤，表明氣道重塑在哮喘早期即發生，并隨病程進展而加重，參與了哮喘的整個慢性炎癥過程。應用糖皮質激素進行干預后，其氣道重塑及血清中IL-8的水平明顯較對照組輕，其中早期應用糖皮質激素干預其上述指標均比晚期干預效果佳。表明糖皮質激素可以有效抑制哮喘氣道重塑及IL-8的表達，其可能通過下調IL-8的表達干預氣道重塑。另外，早期應用糖皮質激素可能通過抑制哮喘的炎癥過程繼而影響氣道重塑的進一步發展。

綜上所述，本實驗通過卵清白蛋白刺激大鼠成功建立了哮喘模型，并提示該模型中大鼠氣道重塑的存在可能是由于IL-8的過度表達引起。糖皮質激素作為治療哮喘的藥物，早期應用可以部分抑制氣道重塑，但不能起預防作用。本課題初步研究IL-8與哮喘氣道重塑的關系，但是哮喘氣道重塑是一個多介質、多因子參與的復雜的病理生理過程，其具體機制還有待于進一步深入研究。