IL—17、IL—33在哮喘發(fā)病機制中的作用

陳旭央 張冰 胡莉蔓

[摘要] 目的 探討白細胞介素-17（IL-17）、白細胞介素-33（IL-33）在兒童哮喘發(fā)病機制中的作用。 方法 選擇樂清市人民醫(yī)院兒科2011年2月～2014年8月收治的哮喘患兒82例，根據(jù)患兒的臨床表現(xiàn)分為急性發(fā)作組（45例）和緩解期組（37例），并選取同期健康兒童40例作為對照（健康組）。比較三組患兒的肺功能指標、血清細胞因子及炎癥細胞水平，并分析細胞因子水平與哮喘患兒肺功能的關系。 結(jié)果 緩解期組患兒的呼氣高峰流量實測值/預計值（PEF%）、第1秒用力肺活量實測值/預計值（FEV1%）、50%的肺活量最大呼氣流速實測值/預計值（V50%）、25%肺活量最大呼氣流速實測值/預計值（V25%）均明顯優(yōu)于急性發(fā)作組患兒，差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）。緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組的IL-17、白介素-5（IL-5）、白介素-4（IL-4）、-γ干擾素（IFN-γ）、免疫球蛋白-E（IgE）水平比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）；兩兩比較顯示，健康組低于緩解期組，緩解期組低于急性發(fā)作組，差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）；三組的IL-33比較，差異無有統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組兒童的中性粒細胞、淋巴細胞百分比比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05），且兩兩比較差異亦均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）。急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負相關（r = -0.612～-0.197，P < 0.05），與中性粒細胞呈正相關（r = 0.259～0.351，P < 0.05）。 結(jié)論 IL-17、IL-4及IL-5等細胞因子在兒童哮喘發(fā)作中水平升高，具有重要作用，IL-33在患兒哮喘發(fā)作中水平變化不明顯。

[關鍵詞] 白細胞介素-17；白細胞介素-33；哮喘；發(fā)病機制

[中圖分類號] R725.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）06（a）-0029-04

支氣管哮喘是一種以黏液分泌過多、氣道高反應性、上皮下纖維化、慢性氣道炎癥為特征的慢性特異性呼吸道疾病[1]。作為常見的呼吸道疾病，哮喘的發(fā)病率逐年增高，臨床上具有發(fā)病機制復雜、周期性、長期性和反復性的特點。國內(nèi)外研究表明，哮喘是由多種炎性細胞及其產(chǎn)生的細胞因子共同參與的炎性反應慢性氣道疾病[2]。白細胞介素17（interleukin 17，IL-17）和白細胞介素33（interleukin 33，IL-33）是近來發(fā)現(xiàn)的兩種細胞因子[3-4]，在多種免疫性疾病中起著重要的作用。為探討IL-17、IL-33在兒童哮喘發(fā)病機制中的作用，本文以樂清市人民醫(yī)院（以下簡稱“我院”）收治的82例哮喘患兒作為研究對象，檢測肺功能指標、血清細胞因子及炎癥細胞水平，并分析細胞因子水平與哮喘患兒肺功能的關系，現(xiàn)將結(jié)果報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院2011年2月～2014年8月收治的82例哮喘患兒作為研究對象，根據(jù)患兒的臨床表現(xiàn)分為急性發(fā)作組、緩解期組，并選取同期健康兒童作為對照（健康組）。急性發(fā)作組45例，男27例、女18例；年齡1.5～10歲，平均（5.64±3.19）歲。緩解期組37例，男23例、女14例；年齡2～11歲，平均（5.98±3.31）歲。健康組40例，男25例、女15例；年齡2～12歲，平均（6.13±3.37）歲。三組兒童的年齡、性別一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05），具有可比性。

納入標準：①急性發(fā)作組和緩解期組患兒的診斷均符合中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學病組2008年制訂的《兒童支氣管哮喘及防治指南》中的診斷標準；②健康組兒童來自于到我院兒保科進行常規(guī)保健的健康兒童；③該研究獲得所有參與研究的兒童監(jiān)護人的知情同意。

排除標準：①合并結(jié)核病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的患兒；②近期使用過糖皮質(zhì)激素或免疫抑制劑治療的患兒；③合并肝腎功能障礙或其他免疫性疾病的患兒。

1.2 方法

1.2.1 標本采集 研究組及對照組兒童分別留取空腹靜脈血3 mL，置于含有乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）的抗凝管中，室溫下靜置1 h，血液凝固后在4000 r/min的離心機中進行離心10 min，留取血清，保存于-20℃冰箱備檢。

1.2.2 主要儀器 見表1。

表1 主要儀器及型號

1.2.3 檢測方法 采用美國eBioscience公司生產(chǎn)的試劑盒，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢驗IL-17、IL-33、白介素-5（IL-5）、白介素-4（IL-4）、γ-干擾素（IFN-γ）。采用日立全自動7080生化分析儀測定免疫球蛋白IgE水平；其中試劑購于中生北控生物科技有限公司。肺功能選用我院呼吸內(nèi)科肺功能儀（型號：MicroQuark，意大利科時邁公司），檢測用力肺活量（FVC）、第1秒用力肺活量（FEV1）、呼氣高峰流量（PEF）、75%、50%及25%的肺活量最大呼氣流速（V75、V50、V25）。

1.2.4 觀察指標 檢測三組兒童的IL-17、IL-33、IL-5、IL-4、IFN-γ、免疫球蛋白E（IgE）、中性粒細胞、白細胞、淋巴細胞測定值，同時檢測急性發(fā)作組、緩解期組兒童的肺功能指標：FEV1、PEF、V75、V50、V25，并采用實測值/預計值的百分比表示，即FEV1%、PEF%、V75%、V50%、V25%。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行分析，正態(tài)分布計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 哮喘患兒的肺功能指標情況

緩解期組患兒的PEF%、FEV1%、V50%、V25%均顯著優(yōu)于急性發(fā)作組患兒，差異有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）。見表2。

表2 不同分期哮喘患兒的肺功能指標檢測情況（x±s）

注：PEF%：呼氣高峰流量實測值/預計值；FEV1%：第一秒用力肺活量實測值/預計值；V50%：50%的肺活量最大呼氣流速實測值/預計值；V25%：25%肺活量最大呼氣流速實測值/預計值

2.2 三組的血清細胞因子檢測情況

緩解期組、急性發(fā)作組、健康組的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ、IgE水平比較，差異有統(tǒng)計學意義（P < 0.05），兩兩比較顯示健康組低于緩解期組，緩解期組低于急性發(fā)作組，差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）；三組研究的IL-33水平比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。見表3。

2.3 三組的白細胞、中性粒細胞、淋巴細胞水平比較

三組兒童的中性粒細胞、淋巴細胞百分比差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）。見表4。

表4 三組的白細胞總數(shù)、中性粒細胞、淋巴細胞百分比（x±s）

注：與健康組比較，*P < 0.05；與緩解期組比較，#P < 0.05

2.4 細胞因子水平與哮喘患兒肺功能炎癥細胞的關系

急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負相關，與中性粒細胞百分比呈正相關；IgE與患兒的FEV1%、PEF%無顯著的相關性，與中性粒細胞百分比值呈顯著的正相關。見表5。

表5 細胞因子水平與哮喘患兒肺功能的相關性

注：PEF%：呼氣高峰流量實測值/預計值；FEV1%：第一秒用力肺活量實測值/預計值；IL-17：白介素-17；IL-33：白介素-33；IL-5：白介素-5；IL-4：白介素-4；IFN-γ：γ-干擾素；IgE：免疫球蛋白E

3 討論

哮喘又被稱為支氣管哮喘，屬于臨床中較為常見的慢性呼吸道疾病，主要是由多種炎癥細胞參與的氣道慢性炎癥[5-6]。在該病的發(fā)展過程中中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞等均扮演了重要的角色。據(jù)報道[7]我國兒童支氣管哮喘的患病率在近幾十年間均呈上升趨勢。支氣管哮喘的發(fā)生與環(huán)境、遺傳、內(nèi)分泌及免疫等因素有關。患者自身的免疫失調(diào)在哮喘的發(fā)病過程中起到重要作用[8]。作為一種急診科較為常見的危重急癥，哮喘的主要特征為氣道重塑、氣道慢性炎癥、氣道高反應性。氣道炎癥是因為嗜酸性粒細胞浸潤氣道而引起氣道過敏反應，使氣道的高反應性增加[9]。該病會導致患者氣道的高反應性，出現(xiàn)可逆性的氣流限制，引發(fā)患者出現(xiàn)喘息、胸悶以及咳嗽等臨床癥狀，在夜間或者清晨的發(fā)作次數(shù)較多[10]。重癥哮喘的臨床癥狀較為嚴重，且伴有呼吸肌疲勞，合并急性的呼吸衰竭，嚴重影響著患兒的生活質(zhì)量，甚至危及患兒的生命。

哮喘的發(fā)病機制及其復雜，目前普遍認為其發(fā)病的關鍵是輔助性T細胞1型（Th1）/輔助性T細胞2型（Th2）細胞失衡，此時Th1型免疫反應減弱但Th2型免疫反應異常增強[11-12]。作為Th2的細胞因子，IL-4、IL-5會使變應原特異的IgE增加和氣道嗜酸粒細胞浸潤，導致氣道高反應性和氣道慢性炎癥[13-14]。血清IgE是觀察兒童哮喘的重要指標之一，IgE含量升高可通過釋放炎癥介質(zhì)導致乳膜腫脹、支氣管平滑肌痙攣、氣道狹窄、通氣功能下降[15-16]。IL-33是一種可以引起組織免疫病理損傷的前炎癥細胞因子，在自身免疫性疾病和慢性炎癥中起著重要的作用[17]。TH17是一種最新在研究自身免疫性疾病中發(fā)現(xiàn)的不同于Th1和Th2的Th細胞亞群，能產(chǎn)生IL-17。現(xiàn)有研究[18-19]表明銀屑病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎、腦脊髓炎、多發(fā)性硬化癥等疾病的發(fā)病都有Th17/IL-17的參與。因此，研究Th17/IL-17、IL-33等在哮喘發(fā)病中的作用，對于其完善發(fā)病機制具有重要的意義。

IL-4，IFN-γ分別為Th2、Th1分泌的特征性細胞因子。IL-4可促進Th0轉(zhuǎn)變?yōu)門h2且抑制Th1的功能[20]；通過增強B淋巴細胞可溶性低親和力IgE受體的表達及轉(zhuǎn)錄能力使機體內(nèi)IgE合成增加，進而IgE的體液免疫和自然殺傷細胞的殺傷能力增強；促進嗜酸性粒細胞聚集及其對內(nèi)皮細胞的黏附，因此IL-4會改變Th 1 /Th2的平衡在哮喘發(fā)病過程中起到重要的促炎作用。與IL-4相反，IFN-γ會促進Th1細胞分化，阻礙Th2細胞的形成，減少IL-4的分泌[21]，使IgE水平、支氣管肺泡灌洗液中浸潤細胞數(shù)量、氣道高反應性降低，故起到保護哮喘的作用。在動物實驗中發(fā)現(xiàn)[22]IL-33可使Th2細胞、樹突細胞、嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞核肥大細胞募集并活化，在這些細胞釋放的細胞因子和趨化因子的作用下加速哮喘的發(fā)生。Th17/IL-17能加重哮喘的氣道高反應和氣道炎癥。IL-17通過增強中性粒細胞趨化因子IL-8使中性粒細胞在氣道內(nèi)募集[23]，上調(diào)Th2介導的嗜酸性粒細胞性氣道炎癥。在IL-17的刺激作用，支氣管上皮細胞和肺成纖維細胞釋放IL-6[24]，從而使氣道黏液高分泌，參與氣道重構(gòu)。即IL-17可通過誘導多種細胞因子表達而參與到哮喘的發(fā)病中。本研究結(jié)果顯示：緩解期組、急性發(fā)作期組、健康組兒童血清中IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ、IgE水平差異有統(tǒng)計學意義（P < 0.05），且健康組<緩解期組<急性發(fā)作組（P < 0.05），但IL-33血清水平差異無有統(tǒng)計學意義（P > 0.05）；急性發(fā)作組患兒的IL-17、IL-5、IL-4、IFN-γ與患兒的FEV1%、PEF%呈負相關，與中性粒細胞百分比呈正相關。因此，L-17、IL-4及IL-5等細胞因子在兒童哮喘發(fā)病中發(fā)揮一定作用，而IL-33與哮喘的發(fā)病無關，與相關研究[25-26]結(jié)果一致。

綜上所述，IL-17、IL-4及IL-5等細胞因子在支氣管哮喘發(fā)病機制中發(fā)揮著重要的作用，并參與其發(fā)病過程。由于哮喘的發(fā)病機制復雜、發(fā)病原因多，目前臨床治療較為困難。因此，深入研究IL-17、IL-4及IL-5等細胞因子所起到的作用和治療方法，對開發(fā)高效治療哮喘藥物、提高哮喘患者的生活質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

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（收稿日期：2015-02-03 本文編輯：蘇 暢）