血清IL-25在COPD不同時期的水平變化與肺功能的相關性分析

莊虹 陳詠芳 申嚴 符青松 徐香琴 陳月靜 卓宋明

深圳市龍崗中心醫院呼吸內科518116

COPD 是一種常見的以持續氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病,在當今世界范圍內,COPD病死率排名第三[1],嚴重危害人群健康和生活質量。目前,COPD 的發病機制仍未完全明確,且無確切有效的根治措施。反復發作的慢性氣道炎癥及進行性加重的氣流受限是該病的主要病理特征,其氣流受限常與氣道和肺對有毒顆粒或氣體的慢性炎性反應增強有關[2]。近年在COPD 穩定期的患者的外周血中發現存在不明原因的抗核抗體和抗組織抗體,且抗組織抗體與肺功能受損水平存在相關性[3]。COPD 患者體內免疫系統功能紊亂,許多細胞因子表達異常[4-5]。COPD 患者體內Th1/Th2比值處于失衡狀態[6],嗜酸粒細胞表達水平高于非COPD 健康人群,且COPD 的急性期水平高于穩定期[7],提示有變態反應性疾病因素參與COPD的發生、發展過程。Wood等[8]研究發現在COPD患者體內存在與其肺氣腫程度呈正相關的反彈性蛋白抗體。Nú?ez等[9]在COPD 患者穩定期的外周血中發現了異常水平的抗組織抗體和抗核抗體,且抗組織抗體的表達水平與肺功能受損程度呈正相關。著名的TORCH 研究通過對6 184例COPD 患者長達10年的隨訪發現,持續使用表面激素ICS能普遍降低CD8+T、CD4+T、巨噬細胞水平,能延緩肺功能惡化[10]。總之,越來越多的研究證據指向自身免疫反應是COPD 發病的重要機制[11-13]。

血清IL-25 是IL-17 家族中新發現的成員之一,又稱為IL-17E,但其與IL-17的同源性在家族中是最小的,僅有15%～20%,屬于分泌因子,其功能顯著有別于其他IL-17成員[14]。IL-25近年在變態反應相關研究中發現,可能通過延緩嗜酸粒細胞的凋亡,加強其與上皮細胞的黏附,使氣道及肺組織中的嗜酸粒細胞增多并遷移到炎癥部位,并通過活化的嗜酸粒細胞釋出相關的趨化因子和細胞因子,促進氣道變態反應性炎癥的發生[15-17]。因此,同時與嗜酸粒細胞擁有相關性的IL-25 與COPD 兩者之間是否存在相關性,目前暫無相關研究結果。本研究通過檢測COPD 患者不同時期外周血IL-25 水平的變化,探討IL-25 表達水平與COPD 病情發生、發展的關系。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年10月至2017年3月就診于深圳市龍崗中心醫院的COPD 患者30例,以上患者均符合中華醫學會呼吸病學會制訂的COPD 診斷標準[1]。根據病情發展將入院時病情急性加重的納入COPD 急性期組,咳喘癥狀臨床緩解且感染治愈后2周門診隨訪時納入COPD 穩定期組。同期選取非COPD 健康體檢者,排除支氣管哮喘(哮喘)、寄生蟲感染、風濕性疾病、過敏性鼻炎、慢性鼻竇炎、慢性蕁麻疹等變態反應性疾病,共30例列入健康對照組。所有受試者均簽署知情同意書,本研究通過深圳市龍崗中心醫院醫學倫理委員會批準(2016018)。

1.2 材料 肺功能儀(德國康訓公司,型號：PowerCube)；酶聯免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)IL-25 human ELISA Kit試劑盒(美國Abnova公司)；血細胞分析儀(美國 BD 公司,型號：BDFACSAriaⅢ)等。

1.3 方法

1.3.1 肺功能檢測 對每次采血受試者均測定第1 秒用力呼氣容積占預計值百分比(forced expiratory volume in the first second percentage predicted,FEV1%pred)。所有受試者在每次采血時均進行一次肺功能檢查。

1.3.2 外周血的采集和處理 受試者清晨、空腹,采集其外周血4 ml置于促凝劑采血試管中,采用Eppendorf Centrifuge 5810R 冷凍離心機以離心半徑9.5 cm,2 500 r/min離心15 min,分離上層血清,置于-80 ℃冰箱凍存待檢。

1.3.3 ELISA 檢測血清中IL-25水平 根據IL-25 ELISA 試劑盒的步驟指示,檢測血清標本中IL-25的水平,加入終止液15 min 內應用酶標儀在450 nm波長下測量各孔的吸光度值。根據標準品的濃度及其對應的吸光度值計算出標準曲線的直線回歸方程,再根據樣品的吸光度值在回歸曲線上計算出對應的樣品濃度。

1.4 統計學分析 采用SPSS 23 進行統計學分析,計數資料以例數(百分數)表示,計量數據以表示,兩樣本均數比較采用單樣本t檢驗,多組間比較采用χ2檢驗、方差分析,相關性分析用Pearson檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 受試者基本數據 如表1所示,3組受試者性別和年齡比較,差異均無統計學意義(P值均＞0.05)。

表1 3組受試者一般情況

2.2 IL-25水平檢測 COPD 急性期組、COPD 穩定期組、健康對照組IL-25 水平分別為(42.13±8.99)ng/L、(36.37±8.24)ng/L、(134.83±27.58)ng/L,三者比較差異有統計學意義(F=3.225,P＜0.05)。COPD 急性期組IL-25水平高于COPD 穩定期組(t=2.93,P＜0.05)；COPD穩定期組IL-25水平與健康對照組比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。

2.3 IL-25水平在COPD 不同時期變化與肺功能變化的相關性分析 Pearson分析顯示,COPD 急性期與穩定期的IL-25 水平差值與相應時期FEV1%pred水平差值呈負相關(r=-0.429,P＜0.05)。

3 討論

近年來越來越多的研究發現COPD 患者體內免疫系統功能處于紊亂狀態,炎癥因子表達增多,免疫抗體增加[3-5]。提示我們COPD 可能有免疫因素參與了發病機制。IL-25在哮喘的研究中曾被發現表達高于正常人群,且在病情急性發作期處于更高水平[6,16]。而許多COPD 患者在病情急性期也存在雙肺哮鳴音,支氣管痙攣狀態有一定的可逆性,提示IL-25 是否在COPD 中也起到了至炎作用,但目前為止尚未有IL-25在COPD 中的作用研究。因此,本研究通過檢測COPD 穩定期、急性期血清IL-25水平,并與健康對照組對比,旨在探索IL-25水平與COPD 病情的相關性。

在選擇研究對象分組時,考慮到COPD 發病年齡普遍超過40歲,而65歲以上健康人群肺功能存在生理性轉折下降,因此研究對象年齡選取40～65歲。COPD 發病人群以男性偏多,主要可能與男性吸煙比例較高有關,研究對象分組后比較性別、年齡,差異均無統計學意義。

本研究在IL-25水平的檢測中發現,COPD 急性期組高于COPD 穩定期組和健康對照組,而COPD 穩定期IL-25水平與健康對照組比較差異無統計學意義,提示IL-25在COPD 穩定期患者的水平與健康人群是基本一致的,而在COPD 急性期卻顯著升高,提示IL-25 參與了COPD 的急性發作,而在病情緩解期恢復正常,這或許是COPD氣道高反應的機制之一。

FEV1%pred是COPD 患者肺功能水平的主要參考指標,也是COPD 患者肺功能分級的評價指標[18-19]。本研究發現,COPD 患者從急性期到穩定期,FEV1%pred 升高,而血清IL-25 水平下降。經過Pearson相關分析顯示,IL-25水平的變化與其肺功能水平的變化呈負相關。以上發現表明IL-25可能是COPD 病情急性加重導致肺功能下降的因素之一。

血清IL-25在過去哮喘的相關研究中已經被發現與氣道高反應性相關[16],當前暫無IL-25 與COPD 的研究。COPD 以反復發作的氣道炎癥和氣流受限為主要發病特點,在許多COPD 患者急性發作期肺部有高調哮鳴音,經過支氣管擴張劑及霧化、靜脈激素、抗過敏治療,哮鳴音在短期內能消失,而舒張實驗是陰性的,可排除哮喘重疊。說明在單純COPD 患者急性發作期,也有過敏性因素參與了氣道高反應性,經過抗過敏治療能緩解。結合本研究結果,IL-25有可能參與了COPD 的急性發作,有可能是影響COPD 患者氣道高反應性的因素之一。

COPD 發病機制復雜,迄今為止尚不十分清楚。作為當今全球疾病病死率排名第三的重要疾病,探索其發病發展機制對疾病治療有重要意義。COPD 穩定期IL-25水平與健康對照組比較差異無統計學意義,提示IL-25對于COPD 的發病無指導意義。血清IL-25在COPD 疾病不同時期的水平變化,并與肺功能變化呈相關性,為探索COPD 急性加重期氣道高反應性的病因提供了新的思路。當下越來越多的證據指向COPD 的發生、發展有自身免疫因素的參與,本研究揭示了COPD 急性期氣道高反應性,除了感染性因素參與外,有可能還有變態反應性因素參與,這為哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊的病理機制也提供了新的思路。IL-25對COPD 氣道高反應性是否存在的確定的致病因素,有待下一步動物實驗探索。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突