慢性阻塞性肺疾病患者呼出氣冷凝液中白介素8、白介素17水平及其與第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比的關系研究

何小雙，許西琳，劉 冬，辛雯艷，蔣雪龍，魯德玕

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慢性阻塞性肺疾病患者呼出氣冷凝液中白介素8、白介素17水平及其與第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比的關系研究

何小雙，許西琳，劉 冬，辛雯艷，蔣雪龍，魯德玕

E-mail：xuxilinxjshz@126.com

【摘要】目的了解慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者呼出氣冷凝液(EBC)中的白介素8(IL-8)和白介素17(IL-17)水平，并探討其與第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比(FEV1%)的相關性。方法選取2014年11月—2015年6月在石河子大學醫學院第一附屬醫院呼吸內科住院治療的COPD急性加重期(AECOPD)患者81例，為病例組；選取同時期在本院進行體格檢查的健康成年人78例，為對照組。分別于入院時和經治療恢復穩定期后，收集并檢測兩組患者EBC，同時對其進行肺功能檢查。結果兩組性別、平均年齡、民族及BMI比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療前兩組EBC中IL-8和IL-17水平比較，差異有統計學意義(P<0.05)；治療后兩組EBC中IL-8和IL-17水平比較，差異有統計學意義(P<0.05)；治療后病例組EBC中IL-8和IL-17水平與治療前比較，差異有統計學意義(P<0.05)。治療前兩組FEV1%比較，差異有統計學意義(P<0.05)；治療后兩組FEV1%比較，差異有統計學意義(P<0.05)；治療后病例組FEV1%與治療前比較，差異有統計學意義(P<0.05)。AECOPD患者EBC中IL-8(r=0.11，P>0.05)和IL-17(r=0.09，P>0.05)水平與FEV1%無直線相關關系；COPD穩定期患者EBC中IL-8(r=-0.21，P>0.05)和IL-17(r=-0.03，P>0.05)水平與FEV1%無直線相關關系；治療前后患者EBC中IL-8(r=-0.33，P<0.05)和IL-17(r=-0.30，P<0.05)改善值與FEV1%改善值存在負相關關系。結論COPD患者EBC中IL-8和IL-17水平改善情況與FEV1%改善情況有關，可以作為患者病情嚴重程度和治療效果的評估指標。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種可以預防和治療的臨床常見病，以漸進性持續氣流受限為主要特征。COPD急性加重期(AECOPD)是急性起病過程，特征為患者呼吸系統癥狀加重，氣道炎性病變加重，患者會在短期內因病情再次加重而入院，加快了疾病進程，是患者的主要死亡原因之一[1]。故積極診斷、治療AECOPD對于延緩COPD病程、降低患者死亡率十分重要。但到目前為止，AECOPD的診斷仍局限于臨床表現，缺乏量化指標，而炎性生物標志物作為一種定量指標，在AECOPD的輔助量化診斷、嚴重程度評估、病因和預后判斷方面具有一定的作用。呼出氣冷凝液(EBC)中的部分炎性因子水平，可直接反映氣道的炎性病變程度，與常規判斷方法相比，具有安全無創性，但其檢測方法、檢測物種類及標志物參考范圍尚無明確標準[2]。本研究旨在探討COPD患者EBC中的白介素8(IL-8)和白介素17(IL-17)水平，并探討其與第1秒用力呼氣末容積(FEV1)占預計值百分比(FEV1%)的相關性，以期為AECOPD的診斷和治療效果評價提供依據。

1對象與方法

1.1研究對象選取于2014年11月—2015年6月在石河子大學醫學院第一附屬醫院呼吸內科住院治療的AECOPD患者81例，為病例組；選取同時期在本院進行體格檢查的健康成年人78例，為對照組。

病例組納入標準：(1)年齡>55歲；(2)反復咳嗽、咳痰、氣喘超過2年；(3)有吸煙、粉塵接觸等高危因素史；(4)吸入支氣管舒張劑后，FEV1與用力肺活量比值(FEV1/FVC)<70%，且FEV1<80%。排除標準：(1)合并其他部位感染；(2)存在免疫系統疾病；(3)近期使用過除糖皮質激素以外的其他免疫抑制劑；(4)伴其他肺部疾病，如支氣管哮喘；(5)伴嚴重心、腦、腎、血管疾病，或伴腫瘤、血液系統疾病，但因肺心病本身所引起的心、腦疾病不包括在內；(6)臨床診斷為哮喘-COPD重疊綜合征。對照組納入標準：(1)年齡>55歲；(2)既往無慢性咳嗽、咳痰、氣喘史；(3)肺功能檢查正常，無吸煙、粉塵接觸等高危因素史。排除標準：(1)伴嚴重心、腦、腎、血管疾病，或伴腫瘤、血液系統疾病、免疫系統疾病；(2)伴肺及肺外組織感染。本研究通過了本院倫理委員會的批準，納入患者均簽署知情同意書和保密協議。

1.2診斷標準COPD診斷標準參照《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》[3]，其中AECOPD指患者病情出現超越日常狀況的持續惡化，并需改變基礎常規用藥，通常表現為短期內咳嗽、咳痰、氣促和/或喘息加重，痰量增多，呈膿性或黏液膿性，可伴發熱等炎性病變明顯加重表現；COPD穩定期指經治療后，患者咳嗽、咳痰及氣促等癥狀穩定或表現輕微。

1.3研究方法

1.3.1一般資料收集由同一名醫務人員，通過查閱病歷的方法收集患者的一般資料，包括性別、年齡、民族、身高、體質量等，并計算BMI。

1.3.2EBC收集及檢測方法(1)入院時由同一名經過培訓的醫務人員，采用冷凝液收集器(天津市精易功貿有限公司生產)收集兩組受試者的EBC，具體收集及檢測方法參照參考文獻[4]：留取標本前，囑患者0.9%氯化鈉溶液漱口；收集時，患者上鼻夾緊含住口器，確保密閉不漏氣，囑患者平靜呼吸15 min，收集EBC 2～5 ml；將EBC凍存于-80 ℃冰箱中，待測。收集過程中，如有唾液囑患者咽下，如有咳嗽囑其暫停收集。收集完成后，由同一名經過培訓的醫務人員，采用ELISA法使用X-mark酶標儀(美國Bio-Rad公司生產)檢測患者EBC中的IL-8和IL-17水平，試劑盒由武漢優爾生公司生產，檢測過程嚴格按試劑盒說明書進行。病例組患者經治療恢復穩定期后，采用同樣方法進行EBC收集及檢測。

1.3.3FEV1%檢測方法入院時，由同一名經過培訓的醫務人員，采用美國麥加菲肺功能檢測系統ELITE DL檢測兩組受試者FEV1%。每名患者至少檢測3次，選取其中的最高值。病例組患者經治療恢復穩定期后，采用同樣方法進行FEV1%檢測。

2結果

2.1兩組一般資料比較兩組性別、平均年齡、民族及BMI比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表1)。

2.2兩組EBC中IL-8和IL-17水平比較治療前兩組EBC中IL-8和IL-17水平比較，差異有統計學意義(P<0.05)；治療后兩組EBC中IL-8和IL-17水平比較，差異亦有統計學意義(P<0.05)。治療后病例組EBC中IL-8和IL-17水平與治療前比較，差異有統計學意義(P<0.05，見表2)。

Table 2Comparison of the levels of IL-8 and IL-17 between the two groups before and after treatment

組別例數IL-8治療前 治療后IL-17治療前 治療后對照組783.85±1.51-3.15±1.21-病例組8114.84±5.1111.25±5.59a17.98±6.4510.48±6.22at值18.5311.4920.3310.22P值<0.01<0.01<0.01<0.01

注：EBC=呼出氣冷凝液，IL-8=白介素8，IL-17=白介素17；與治療前比較，aP<0.05;-代表同治療前

2.3兩組FEV1%比較治療前兩組FEV1%分別為(52.95±9.84)%、(81.10±5.75)%，兩組比較差異有統計學意義(t=16.20，P<0.05)；治療后病例組FEV1%為(58.38±9.48)%，兩組比較差異有統計學意義(t=3.54，P<0.05)。治療后病例組FEV1%與治療前比較，差異有統計學意義(t=18.44，P<0.05)。

2.4病例組EBC中IL-8和IL-17水平與FEV1%相關性分析(1)AECOPD患者EBC中IL-8(r=0.11，P>0.05，見圖1)和IL-17(r=0.09，P>0.05，見圖2)水平與FEV1%無直線相關關系。(2)COPD穩定期患者EBC中IL-8(r=-0.21，P>0.05，見圖3)和IL-17(r=-0.03，P>0.05，見圖4)水平與FEV1%無直線相關關系。(3)治療后患者EBC中IL-8和IL-17水平的改善值分別為(3.60±3.21)、(7.49±3.82) ng/L，FEV1%改善值為(12.13±6.02)%。患者EBC中IL-8(r=-0.33，P<0.05，見圖5)和IL-17(r=-0.30，P<0.05，見圖6)改善值與FEV1%改善值存在負相關關系。

注：AECOPD=慢性阻塞性肺疾病急性加重期，EBC=呼出氣冷凝液，FEV1%=一秒用力呼氣容積占預計值百分比，IL-8=白介素8

圖1AECOPD患者EBC中IL-8與FEV1%相關性分析散點圖

Figure 1Scatter plot of correlation between IL-8 level in EBC and FEV1% among AECOPD patients

注：IL-17=白介素17

圖2AECOPD患者EBC中IL-17與FEV1%相關性分析散點圖

Figure 2Scatter plot of correlation between IL-17 level in EBC and FEV1% among AECOPD patients

表1　兩組一般資料比較

注：a為t值

注：COPD=慢性阻塞性肺疾病

圖3COPD穩定期患者EBC中IL-8與FEV1%相關性分析散點圖

Figure 3Scatter plot of correlation between IL-8 level in EBC and FEV1% among stable COPD patients

圖4　COPD穩定期患者EBC中IL-17與FEV1%相關性分析散點圖

Figure 4Scatter plot of correlation between IL-17 level in EBC and FEV1% among stable COPD patients

圖5　病例組EBC中IL-8改善值與FEV1%改善值相關性分析散點圖

Figure 5Scatter plot of correlation between the improved value of IL-8 level in EBC and that of FEV1% among patients

圖6　病例組EBC中IL-17改善值與FEV1%改善值相關性分析散點圖

Figure 6Scatter plot of correlation between the improved value of IL-17 level in EBC and that of FEV1% among patients

3討論

COPD是一種以炎性病變為核心的、由多因素構成的疾病，中性粒細胞活化和聚集可能是其炎性病變過程中的重要環節之一[5]。AECOPD患者的氣道炎性病變加劇，有研究顯示，炎性標志物的變化與患者癥狀、肺功能變化具有相關關系[6]。

IL-8是最早被命名為單核細胞衍生的中性粒細胞趨化因子，是趨化家族的一員[7]，主要生物學功能通過趨化并激活中性粒細胞實現。IL-8可以介導中性粒細胞在肺部大量并持續聚集，促使中性粒細胞脫顆粒釋放彈性蛋白酶，誘發支氣管痙攣，并引起肺損傷，在COPD病情進展中具有重要意義。Feng等[8]通過研究發現，COPD患者的誘導痰中IL-8水平升高。也有研究顯示，COPD患者肺泡灌洗液、血清中IL-8水平升高，治療后IL-8水平下降，但仍高于正常人；AECOPD中IL-8水平與FEV1%呈負相關關系，穩定期中IL-8與FEV1%無直線相關關系[7-8]。本研究中AECOPD患者EBC中IL-8水平較穩定期高，且COPD穩定期患者EBC中IL-8水平較對照組高，推測IL-8有可能參與了COPD的氣道炎性病變過程，EBC中的IL-8水平可以用于評估AECOPD病情嚴重程度，亦可以作為判斷治療效果的觀察指標。

IL-17是一種前炎性細胞因子，能誘導中性粒細胞炎性趨化因子和生長因子產生，促進氣道中性粒細胞聚集，且通過募集中性粒細胞對肺組織產生直接作用，在宿主抗感染過程中起關鍵作用[9]。有研究表明，IL-17通過誘導基質細胞產生和釋放中性粒細胞活化因子，增加白細胞-內皮細胞間黏附因子-1(LECAM-1)表達，刺激內皮細胞、上皮細胞或成纖維細胞產生粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)和前列腺素E2(PGE2)，從而導致內皮血管損傷，促進免疫黏附和微血栓形成，加劇血管受損，最終導致肺損傷，降低肺功能，加重COPD疾病進展[10]。Zhang等[11]通過研究發現，IL-17在COPD患者和健康吸煙者肺泡中水平增加，在COPD患者小氣道中水平增加，表明IL-17可能參與肺部慢性炎性病變。范新六等[12]的研究結果顯示，COPD患者氣道平滑肌細胞中存在IL-17受體的表達。季巧英等[13]研究發現，AECOPD患者IL-17水平和中性粒細胞百分比升高，經治療后均可下降，且兩者存在正相關關系，提示IL-17可能參與COPD病情發展。黃其欽等[14]的研究結果顯示，COPD患者血漿IL-17水平較健康組升高，且與肺功能呈負相關關系。本研究中AECOPD患者EBC中IL-17水平較穩定期高，COPD穩定期患者EBC中IL-17水平較對照組高，推測IL-17在COPD發生發展中起重要作用，可以作為反映COPD患者病情嚴重程度的指標。

FEV1%測定是判定哮喘和COPD的常用指標。本研究中AECOPD與COPD穩定期患者EBC中IL-8和IL-17水平與FEV1%均無直線相關關系，可能原因為：(1)本研究樣本量較小，且均為老年患者，配合欠佳；(2)本研究選取標本為EBC，對于收集器和收集方式均無統一的標準。另外，本研究結果還顯示，治療前后患者EBC中的IL-8和IL-17改善值與FEV1%改善值存在負相關關系，提示IL-8和IL-17水平可以用于COPD患者的病情嚴重程度評估，也可以作為判斷治療效果的觀察指標。

綜上所述，IL-8、IL-17可能參與了COPD的發生發展，但其機制尚不明確，有待于進一步研究。COPD患者EBC中IL-8和IL-17水平與COPD病情有關，可以作為患者病情和治療效果評估的、有診斷意義的檢測指標。

作者貢獻：何小雙進行試驗設計與實施、撰寫論文、成文并對文章負責；何小雙、許西琳、劉冬、辛雯艷、蔣雪龍進行試驗實施、評估、資料收集；魯德玕進行質量控制與審校。

利益沖突：課題受科技支疆計劃項目(2014AB030)的資助，課題名稱為“氧化氮測定儀在慢性阻塞性肺疾病病情評估中的應用研究”。無利益沖突。

作者聲明：文章為原創作品，數據準確，內容不涉及泄密，無一稿兩投，無抄襲，無內容剽竊，無作者署名爭議，無與他人課題以及專利技術的爭執，內容真實，文責自負。

參考文獻

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(本文編輯：王鳳微)

·論著·

【關鍵詞】肺疾病，慢性阻塞性；呼出氣冷凝液；白細胞介素8；白細胞介素17；肺功能

何小雙，許西琳，劉冬，等.慢性阻塞性肺疾病患者呼出氣冷凝液中白介素8、白介素17水平及其與第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比的關系研究[J].中國全科醫學，2016，19(1)：63-67.[www.chinagp.net]

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Correlation Between the Levels of IL-8 and IL-17 in Exhaled Breath Condensate and FEV1% of Patients With Chronic Obstructive Pulmonary DiseaseHEXiao-shuang,XUXi-lin,LIUDong,etal.DepartmentofRespiratory,theFirstAffiliatedHospitaloftheMedicalCollege,ShiheziUniversity,Shihezi832008,China

【Abstract】ObjectiveTo explore the levels of IL-8 and IL-17 in exhaled breath condensate(EBC) of patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD),and investigate their correlation with FEV1%.MethodsWe enrolled 81 patients with acute COPD who were admitted into the Department of Respiratory of the First Affiliated Hospital of Medical College of Shihezi University from November 2014 to June 2015 as case group,and we also enrolled 78 healthy adults who received physical examination in the hospital in the same period.At admission and in stable phrase after treatment,EBC of the two groups was collected and detected,and the pulmonary function test was conducted.ResultsThe two groups were not significantly different in gender,average age,ethnic group and BMI(P>0.05).Before treatment,the two groups were significantly different in the levels of IL-8 and IL-17 of EBC(P<0.05);after treatment,the two groups were significantly different in the levels of IL-8 and IL-17 of EBC(P<0.05);the levels of IL-8 and IL-17 of the case group after treatment were significantly different from those before treatment(P<0.05).Before treatment,the two groups were significantly different in FEV1%(P<0.05);after treatment,the two groups were significantly different in FEV1%(P<0.05);FEV1% of the case group after treatment was significantly different from those before treatment(P<0.05).The levels of IL-8(r=0.11,P>0.05) and IL-17(r=0.09,P>0.05) in EBC had no correlative with FEV1% in AECOPD patients;the levels of IL-8(r=-0.21,P>0.05) and IL-17(r=-0.03,P>0.05) in EBC had no correlation with FEV1% in COPD patients in stable phrase;the improved value of the levels of IL-8(r=-0.33,P<0.05) and that of IL-17(r=-0.30,P<0.05) in EBC after treatment had negative correlation with that of FEV1%.ConclusionThe decrease of the levels of IL-8 and IL-17 in COPD patients have correlation with the decrease of FEV1% ,and can be used as evaluation indexes for the severity and efficacy.

【Key words】Pulmonary disease,chronic obstructive;Exhaled breath condensate;Interleukin-8;Interleukin-17;Lung function

收稿日期：(2015-09-24；修回日期：2015-11-30)

【中圖分類號】R 563.9

【文獻標識碼】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.01.012

通信作者：許西琳，832008 新疆維吾爾自治區石河子市，石河子大學醫學院第一附屬醫院呼吸內科；

基金項目：作者單位：832008 新疆維吾爾自治區石河子市，石河子大學醫學院第一附屬醫院呼吸內科(何小雙，許西琳，劉冬，辛雯艷，蔣雪龍)；山東省千佛山醫院呼吸內科(魯德玕)