哮喘患兒血漿IL-4、IFN-γ、SIgE表達及其與肺功能的相關(guān)性研究

張海蓉， 曾穗茹， 高 麗， 姜孝芳， 馬冬均

(1新疆醫(yī)科大學， 烏魯木齊 830011; 2烏魯木齊市第一人民醫(yī)院， 烏魯木齊 830000)

·基礎醫(yī)學研究·

哮喘患兒血漿IL-4、IFN-γ、SIgE表達及其與肺功能的相關(guān)性研究

張海蓉1， 曾穗茹2， 高 麗1， 姜孝芳1， 馬冬均2

(1新疆醫(yī)科大學， 烏魯木齊 830011;2烏魯木齊市第一人民醫(yī)院， 烏魯木齊 830000)

目的 研究哮喘患兒血漿白細胞介素-4(IL-4)、γ-干擾素(IFN-γ)、特異性IgE(SIgE)在兒童哮喘發(fā)病中的作用及其與肺功能的相關(guān)性。 方法 采用生物素雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測90例哮喘急性發(fā)作期患兒(哮喘組)及90例年齡、性別相當?shù)慕】祪和?對照組)血漿IL-4、IFN-γ、SIgE的表達水平，檢測哮喘組40例患兒的肺功能1秒鐘用力呼氣容積(FEV1)、1秒率(FEV1/FVC)、最大呼氣流量每日變異率(PEF)，并進行相關(guān)性分析。結(jié)果 哮喘組患兒血漿IL-4水平明顯高于對照組，血漿IFN-γ水平低于對照組，血漿SIgE水平高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。IL-4、IFN-γ、SIgE與FEV1無相關(guān)性(P>0.05)，IL-4、IFN-γ、SIgE與PEF無相關(guān)性(P>0.05)，IL-4、IFN-γ與FEV1/FVC無相關(guān)性(P>0.05)，SIgE與FEV1/FVC呈正相關(guān)(P<0.05)。結(jié)論 哮喘患兒血漿IL-4表達增高，血漿IFN-γ表達降低。SIgE可為支氣管哮喘是否處于急性發(fā)作期提供參考。IL-4表達增高及IFN-γ表達降低共同導致了哮喘炎性過程的發(fā)生及發(fā)展。

兒童; 哮喘;IL-4;IFN-γ；SIgE； 肺功能

支氣管哮喘是由多種細胞，包括炎性細胞(嗜酸性粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞、中性粒細胞等)、氣道結(jié)構(gòu)細胞(氣道平滑肌細胞和上皮細胞等)和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。這種慢性炎癥導致易感個體氣道高反應性，當接觸物理、化學、生物等刺激因素時，發(fā)生廣泛多變的可逆性氣流受限，從而引起反復發(fā)作的喘息、咳嗽、胸悶、氣促等癥狀，常在夜間和清晨發(fā)作或加劇，多數(shù)患兒可經(jīng)治療緩解或自行緩解[1]。Ruby等[2]調(diào)查顯示，近30年，兒童和成人哮喘的發(fā)病率和死亡率持續(xù)增加，約以每10年20%～50%的比例增長，占全球疾病總負擔的1%[3]。哮喘將成為被廣泛關(guān)注的全球性健康問題，嚴重影響兒童的心理健康及生活質(zhì)量，給家庭和社會帶來沉重負擔。但其目前難以根治，主要以防治為主。隨著對哮喘發(fā)病機制的深入研究，人們治療哮喘的目標更趨于哮喘發(fā)病的初始階段[4]，對兒童哮喘的早期干預，有利于哮喘的控制，改善其預后。白細胞介素-4(IL-4)及γ-干擾素(IFN-γ)作為Th1、Th2類細胞的特征性細胞因子，在哮喘發(fā)病機制中起重要作用[5-6]，特異性IgE(SIgE)主要參與過敏性哮喘的變態(tài)反應，因此IL-4、IFN-γ、SIgE與哮喘的發(fā)生均相關(guān)。本研究通過測定哮喘患兒血漿中IL-4、IFN-γ、SIgE的水平和分析肺功能的關(guān)聯(lián)，探究其在兒童哮喘發(fā)病中的作用及治療意義。

1 對象和方法

1.1 研究對象根據(jù)2008年中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組修訂的兒童支氣管哮喘診斷與防治指南中的診斷標準[1]，選擇在新疆烏魯木齊市第一人民醫(yī)院2013年12月-2014年7月住院并確診為哮喘急性發(fā)作期的患兒90例(哮喘組)，男性45例 ,女性35例，年齡(7.78±2.74)歲，采集標本前1個月均未使用糖皮質(zhì)激素及其它免疫抑制劑。選取同期在新疆烏魯木齊市第一人民醫(yī)院門診體檢健康兒童90例(對照組)，男性41例，女性49例，年齡(7.31±1.20)歲，近期無感染病史，無變態(tài)反應性疾病病史。兩組兒童性別、年齡、身高、體質(zhì)量比較無統(tǒng)計學差異，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 標本的分離及ELISA檢測 無菌條件下取外周血4～5 mL置于EDTA抗凝管中, 再將外周血4～5 mL貼壁緩慢注入裝有3～4 mL 10771液中的15 mL離心管中。將離心管放入4℃低速離心機中，2 000 r/min離心30 min。離心后小心取上層血漿將其置于1.5 mL EP管中，置于-20℃冰箱保存待檢。采用生物素雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測IL-4、IFN-γ、SIgE水平，試劑購于上海鑫樂生物有限公司，嚴格按照試劑盒說明操作。酶標儀采用美國BIORID產(chǎn)品。

1.2.2 肺功能測定 采用德國康訊肺功能儀對哮喘組中40例能配合的患兒進行1秒鐘用力呼氣容積(FEV1)、最大呼氣流量每日變異率(PEF)、1秒率(FEV1/FVC)等相關(guān)肺功能指標檢測。

2 結(jié)果

2.1 兩組兒童血漿IL-4、IFN-γ、SIgE表達水平的比較哮喘組患兒血漿IL-4含量明顯高于對照組,而IFN-γ含量明顯低于對照組,血漿SIgE水平高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

2.2 相關(guān)性分析IL-4、IFN-γ、SIgE與FEV1均無相關(guān)性(r值分別為0.016、0.022、0.18，P>0.05)，IL-4、IFN-γ、SIgE與PEF均無相關(guān)性(r值分別0.184、0.193、0.079，P>0.05)，IL-4、IFN-γ與FEV1/FVC)無相關(guān)性(r值分別-0.012、 -0.033，P>0.05)，SIgE與FEV1/FVC呈正相關(guān)(r值為0.404，P<0.05)。

組別nIL-4/(pg/mL)IFN-γ/(pg/mL)SIgE/(pg/mL)哮喘組901215.78±833.26576.31±360.97189.27±77.52對照組90765.58±881.50807.44±658.97167.84±44.02t值-3.397-2.918 2.281P值<0.05<0.05<0.05

3 討論

變應性哮喘為一種常見疾病，是特異性個體接觸致敏原后由IgE介導的遞質(zhì)釋放，并有多種免疫細胞和細胞因子參與的呼吸道慢性炎性反應性疾病。這種呼吸道炎癥使患者對各種誘發(fā)因素具有呼吸道高反應性，并引起氣道狹窄。氣道高反應性和可逆性阻塞是其特點，是如今世界上威脅公共健康最常見的慢性肺部疾病之一，小兒屬高發(fā)人群。近年來，國內(nèi)外對于哮喘的研究熱點集中在其免疫反應上，即哮喘的發(fā)生、發(fā)作與炎癥密切相關(guān)，一般認為哮喘與T細胞亞型的失衡有關(guān)，特別是Thl/Th2的降低，即Thl/Th2細胞因子比例失衡起重要的作用。近年來研究表明， 輔助性T淋巴細胞亞群(Th亞群)功能紊亂，可能是支氣管哮喘發(fā)病中的一個重要環(huán)節(jié)或始動因素[7]。

Th1和Th2分化的重要標志是特征性細胞因子IL-4和IFN-r，其在哮喘發(fā)病中分別起正反兩方面的調(diào)節(jié)作用。IL-4是Th2細胞產(chǎn)生的細胞因子，能促進IgE產(chǎn)生及形成以IgE為基礎的嗜酸性粒細胞和肥大細胞浸潤的與介導的免疫應答，并且能抑止IFN-γ等細胞因子的產(chǎn)生。IFN-γ作為Th1細胞分泌的主要因子可活化吞噬細胞，增強其抗感染能力，介導細胞免疫反應。本研究采用ELISA法檢測哮喘發(fā)作期患兒血漿IL-4和IFN-r的表達水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)哮喘組患兒IL-4細胞因子的表達增強，說明哮喘是一個以Th2分泌IL-4的病理過程，從而導致并增強了哮喘炎癥過程的發(fā)生及發(fā)展。本研究結(jié)果表明哮喘組IFN-γ表達低于對照組，說明哮喘患兒Th1細胞因子的應答降低，從而降低了哮喘患兒抗感染能力，并介導了哮喘炎癥性過程的發(fā)生。

過敏性哮喘為IgE介導的T細胞依賴的變應性炎癥，是機體對變應原的一種超敏反應，其表現(xiàn)為變應原和抗體結(jié)合后產(chǎn)生的組織反應，參與變態(tài)反應的抗體主要是IgE。本研究發(fā)現(xiàn)哮喘組與對照組SIgE水平存在明顯差異，哮喘組高于對照組。提示SIgE的存在反映了過敏原暴露時機體產(chǎn)生的過敏反應。因此， SIgE為支氣管哮喘是否處于急性發(fā)作期提供理論依據(jù)。

本研究對哮喘組中的40例能配合的患兒進行肺功能相關(guān)指標的檢測，并將其與IL-4、IFN-γ、SIgE細胞因子進行相關(guān)性比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-4、IFN-γ、SIgE與(FEV1)均無相關(guān)性，IL-4、IFN-γ、SIgE與PEF均無相關(guān)性，IL-4及IFN-γ與FEV1/FVC無相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SIgE與FEV1/FVC呈正相關(guān)。FEVl/FVC是評價氣流受限的敏感指標，提示SIgE的升高或下降可以反映氣流受限加重或改善。本研究例數(shù)較少，還應該擴大樣本例數(shù)。

總之，IL-4、IFN-γ作為維持Th1/Th2平衡的關(guān)鍵性細胞因子，在哮喘病的發(fā)生中起著非常重要的作用，臨床上應重視細胞因子的免疫調(diào)節(jié)療法，通過增加IFN-γ水平和降低IL-4水平，調(diào)節(jié)Thl/Th2細胞因子之間的失衡是治療哮喘的一條途徑。 有效地控制IL-4/IFN-γ平衡，使Th細胞向更有利于機體狀況的方向轉(zhuǎn)化，可以為兒童哮喘病的臨床治療及疾病預防作用提供基礎[8]。SIgE檢測具有臨床意義，對于血清 IgE 明顯升高、吸入糖皮質(zhì)激素無法控制的12歲以上的重度持續(xù)過敏性哮喘患兒可以適用于抗IgE抗體[1]，有利于兒童哮喘的防治，變應原是引起哮喘發(fā)作的主要原因，為支氣管哮喘是否處于急性發(fā)作期及肺功能損害程度提供參考。

[1] 中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組.兒童支氣管哮喘與防治指南(支氣管哮喘的定義、診斷、治療及教育和管理方案)[J].中華兒科雜志,2008,46(10):745-753.

[2] Pawankar RU, Giorgio WH, Stephen TO, et al. Allergic disease and asthma:a major global health concern[J].Curr Opin Allergy Clin Immunol,2012,12(6):39-45.

[3] Katayoun BA, Carlo MA, Larry LY, et al. Economic burden of asthma:a systemctic review [J].BMC Pulmonary Medicine, 2009,9(17):24-30.

[4] 杜明輝,趙森.支氣管哮喘控制目標臨床應用研究分析[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生,2010,48(9):12-15．

[5] 黃花榮，劉甜甜，魏菁,等.哮喘患兒外周血淋巴細胞CD40/CD40L表達及其與TC1和TC2的關(guān)系[J].中山大學學報(醫(yī)學版),2007,28(1)：79-82.

[6] 黃花榮,劉甜甜,魏菁,等.糖皮質(zhì)激素吸入對哮喘患兒外周血CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞水平的影響[J].中國病理生理雜志,2009,25(11)：2204-2207.

[7] Umetsu DT, Dekryff RH. Th1 and Th2 CD4+cells in human allergic diseases[J].J Allergy Clim Immunol ,1997,100(1):1-6.

[8] 王倩，孫萍.IFNγ/IL-4細胞因子失衡與兒童呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病的關(guān)系[J].南昌大學學報(醫(yī)學版)，2014,54(1)：88-91.

(本文編輯 張巧蓮)

Expression Level of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of children with asthma and their relationship with the lung functions

ZHANG Hairong1, ZENG Suiru2, GAO Li1, JIANG Xiaofang2, MA Dongjun2

(1XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830011,China;2TheFirstPeople’sHospitalofUrumqi,Urumqi830000,China)

Objective To explore the role of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of children with asthma and their relationship with the lung functions. Methods The expression levels of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of 90 children with asthma in attack were detected by ELISA, with the IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of 90 healthy children as the control group. Moreover, lung functions (FEV1, FEV1/FVC and PEF) of 40 children with asthma in attack were measured and correlation analysis of them. Both groups had the same age and sex. Results The results showed that the contents of IL-4 and SIgE in plasma of children with asthma in attack are significant higher than those in serum of healthy children, while the content of IFN-γ in plasma of children with asthma in attack is significant lower than that in serum of healthy children (P<0.05).TherewerenorelationshipsofIL-4,IFN-γandSIgEwiththeFEV1andPEF(P>0.05).FEV1/FVChadsignificantpositivecorrelationwithSIgE(P<0.05),buthadnocorrelationwithIL-4andIFN-γ(P>0.05). Conclusion The expression level of IL-4 in plasma of children with asthma in attack is increased. The expression level of IFN-γ in plasma of children with asthma in attack is decreased. SIgE is the theoretical basis for the acute attack of bronchial asthma. The increased expression level of IL-4 and decreased expression level of IFN-γ together result in the occurrence and development of asthma in the inflammatory process.

children; asthma; IL-4; IFN-γ; SIgE; lung functions

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金( 201318101-6)

張海蓉(1987-)，女，在讀碩士，研究方向：呼吸道疾病的變態(tài)反應性研究。

馬冬均,男，主任醫(yī)師，研究方向：兒童呼吸道疾病，E-mail:madongjunxin@163.com。

R

A

1009-5551(2015)12-1486-03

10.3969/j.issn.1009-5551.2015.12.007

2015-04-10]