白介素-13、白介素-1受體拮抗劑和環氧合酶-2在炎癥性腸病患者血清中的表達及臨床意義

張現明 楊錦平

深圳市寶安區中心醫院輸血科，廣東深圳 518102

炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）是一組比較常見的慢性非特異性炎癥疾病，包括克羅恩病（Crohn disease，CD）及潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）[1]，目前 IBD 患病者主要集中在歐美各國患病率可高達40/10萬[2]；我國IBD患病率呈逐漸增加趨勢可達3.44/10萬[3]。IBD患者由于長期遷延不愈，容易并發多種并發癥甚至并發結直腸癌（Colorectal cancer，COAD）[4]；IBD尚缺乏臨床的診斷金標準，主要是結合臨床表現、消化道內窺鏡和病理活檢進行綜合性臨床診斷，操作復雜且費用比較昂貴[5]；而各種IBD相關血清學標志物檢測具有廉價、無創、方便和快速等優點，能為IBD的臨床診療和預后評價提供了良好臨床數據依據[6]；本研究經過預先篩查發現，白介素（Interleukin，IL）-13、白介素 -1受體拮抗劑（Interleukin-1 receptor antagonist，IL-1Ra）和環氧合酶 -2（Cyclooxygenase-2，COX-2）在IBD患者中存在高表達，本研究通過回顧性研究IL-13、IL-1Ra和COX-2在活動期IBD患者外周血中的表達，旨在探討這三者在IBD發生和發展中的作用及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年3月至2019年3月在我院治療的124例均處于活動期的IBD患者為實驗組，其中，男82例，女42例，年齡22～76歲，平均（38.7±12.7）歲。納入標準：①病史、臨床癥狀、影像學、結腸鏡檢查及病理等確診；②符合2018年北京全國非感染性腸道學術會議制定的《IBD診斷與治療的共識意見》的診斷標準[7]；③患者各類檢查資料及病案均完整；④能配合研究者。排除標準：①合并嚴重的心臟、肺臟、肝臟及腎臟疾病者；②患者合并自身免疫性疾病；③患者合并惡性腫瘤；④不能配合本項目全程研究者；⑤妊娠期婦女；⑥2個月內使用過免疫抑制劑、糖皮質激素和生物制劑等；試驗組的其中CD 60例為A組和UC 64例為B組，CD參照CD簡化內鏡（SES-CD）評分標準[8]，將A組分別為18例輕度活動期為組A1、26例中度活動期為A2組和16例重度活動期為A3組；參照UC參照改良Truelove和Witts疾病嚴重程度評分標準[9]，把B組分別為21例輕度活動期為組B1、25例中度活動期為B2組和18例重度活動期為B3組；同期選擇在我院進行體檢的100例均行腸鏡檢查，均為健康者為對照組，其中，男66例，女34例，年齡22～76歲，平均（38.6±12.8）歲。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

檢測原理：均采用酶聯免疫吸附測定法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay，ELISA）法檢測各組受檢者的血清IL-13、IL-1Ra和COX-2，詳其操作詳細步驟均嚴格按照說明書。試劑：IL-13檢測試劑盒由北京百奧萊博科技有限公司提供，IL-1Ra檢測試劑盒由上海康朗生物科技有限公司提供，COX-2檢測試劑盒由上海將來實業股份有限公司提供。

1.3 觀察指標

①觀察并比較試驗組和對照組患者之間的IL-13、IL-1Ra和COX-2差異；②觀察并比較分析CD及UC患者之間的IL-13、IL-1Ra和COX-2差異；③觀察并比較分析CD各亞型及UC各亞型患者之間的IL-13、IL-1Ra和COX-2差異。

1.4 統計學方法

采用SPSS 23.0統計分析軟件進行臨床試驗數據進行分析研究，計量資料采用（）表示，計數資料采用[n（%）]表示，計量資料多組間比較采用F檢驗，多組間兩兩比較所用統計學方法為LSD-t檢驗，相關性分析采用Spearman分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較

實驗組的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達顯著高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），結果見表 1。IL-13、IL-1Ra、COX-2及 IL-13、IL-1Ra和COX-2聯合檢測陽性率分別為：45.16%（56/124）、62.10%（77/124）、54.84%（68/124）及 91.19%（114/124），血清IL-13、IL-1Ra和COX-2聯合檢測對于IBD的診斷效能較單獨檢測高。

表1 兩組的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

表1 兩組的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

組別 n IL-13（ng/ml） IL-1Ra（pg/ml） COX-2（μg/ml）實驗組 124 65.35±17.27 415.45±93.12 15.38±4.32對照組 100 36.42±11.81 234.54±41.45 5.36±2.76 t值 24.122 53.433 18.234 P值 0.032 0.011 0.039

2.2 各組IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較

B組的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達跟A組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表2；A組 中 A1、A2和 A3患 者 血 清 IL-13、IL-1Ra和COX-2水平比較，差異有統計學意義（P＜0.05），B組中 B1、B2和 B3患者血清 IL-13、IL-1Ra和COX-2水平比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3；IL-13、IL-1Ra和COX-2表達水平與UC的改良Mayo評分呈正相關（R2分別為0.78、0.85和0.82，均P＜ 0.05），見散點圖圖 1～ 3；IL-13、IL-1Ra和COX-2表達水平與CD的CDAI評分呈正相關（R2分別為 0.76、0.84和 0.81，均P＜ 0.05）,見散點圖圖4～6。

圖4 IL=13表達水平與CD的CDAI評分相關

表2 A、B兩組IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

表2 A、B兩組IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

組別 n IL-13（pg/ml） IL-1Ra（pg/ml） COX-2（ng/ml）A 組 60 66.45±18.72 414.45±94.13 15.45±4.43 B 組 64 64.31±17.78 415.76±96.25 12.31±4.98 t值 1.345 0.452 3.764 P值 0.523 0.651 0.356

圖1 IL=13表達水平與UC的改良Mayo評分相關呈正相關

圖2 IL=1Ra表達水平與UC的改良Mayo評分相關

圖3 COX-2表達水平與UC的改良Mayo評分相關

表3 各組中的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

表3 各組中的IL-13、IL-1Ra和COX-2表達比較（）

注：與A1組比較△P＜0.05；與A3比較☆P＜0.05；與B1組比較◆P＜0.05；與B3組比較，◇P＜0.05

組別 n IL-13（pg/ml） IL-1Ra（pg/ml） COX-2（ng/ml）A1 18 85.63±22.27△ 501.45±112.34△ 25.36±6.43△A2 26 66.56±18.43☆ 414.45±82.45☆ 13.45±7.25☆A3 26 44.69±13.75★ 316.58±73.57★ 7.55±3.62★B1 21 85.21±10.36▲ 511.82±111.75▲ 24.30±7.42▲B2 25 64.14±12.3◇ 419.51±83.74◇ 13.62±3.72◇B3 18 40.19±16.61◆ 300.71±73.88◆ 7.18±2.44◆FA1、A2、A3組間比較值 38.421 58.323 16.323 PA1、A2、A3組間比較值 0.023 0.006 0.044 FB1、B2、B3組間比較值 34.722 54.832 16.786 PB1、B2、B3組間比較值 0.026 0.009 0.042

圖5 IL=1Ra表達水平與CD的CDAI評分相關

圖6 COX-2表達水平與CD的CDAI評分相關

3 討論

目前對IBD主要包括CD和UC，基發病率呈逐年上升的趨勢[10]；IBD發病是由多因素相互作用所致[11]；IBD病變主要局限于結腸、直腸和回腸黏膜和黏膜下層，病程多表現為活動期和緩解期交替的慢性經過，容易并發多種并發癥如結直腸癌；IBD多采用聯合體格檢查、影像學、實驗室檢查與組織活檢等技術綜合評定，結腸鏡檢查或是病理學檢查對于IBD的臨床診斷與鑒別診斷均具有不可替代的重要的臨床作用[12]。結腸鏡檢查或是病理學檢查費用昂貴且操作復雜侵入性，存在潛在的損傷及副作用風險，患者接受性比較差[13]；隨著各種IBD相關血清學檢測手段不斷的發展，為IBD的診斷、鑒別診斷、療效評估和預后判斷提供了幫助[14]。

本研究結果顯示，實驗組的IL-13、IL-1Ra和COX-2均高于健康體檢的對照組，此外，血清IL-13、IL-1Ra和COX-2聯合檢測對于IBD的診斷效能較單獨檢測高；IL-1是重要的前炎癥因子，相關的研究表明IL-1在炎癥性腸道組織及和腸黏膜中的表達明顯增強，IL-1Ra與IL-1的動態平衡與炎癥反應的發生密切相關，IL-1Ra水平低下增加誘導IBD的易感性，IL-1Ra與IL-1動態平衡被打破后可導致IBD炎癥反應，其主要的發生的原機制，IL-1Ra是IL-1拮抗劑，通過與IL-1受體的競爭性結合而影響信號轉導，減弱IL-1相關的炎癥效應細胞炎癥作用，IL-1Ra是機體內重要的致炎免疫調節因子[15]。COX-2以同源二聚體或異源二聚體的形式存在于內質網膜上和核膜上，具有環氧化酶和過氧化氫酶的活性的雙功能酶，在正常情況之下很難被檢測出來處于靜息狀態，在機體受到創傷、感染或癌癥等病理情況下，被的生長因子、內毒素、炎癥介子和細胞因子等刺激及誘導，其表達可以快速增加可高達50倍以上，COX-2在腫瘤或者炎癥的發生發展中起到非常重要的作用[16]，本研究結果證實在IBD疾病的活動期COX-2呈顯著上升狀態，COX-2在IBD高表達是腸黏膜損傷愈合過程中的一種保護性預防反應，主要是增強機體對腸黏膜細胞保護能力，促進損傷的腸組織血流量，促進損傷的腸組織的上皮細胞增生及修復能力，通過COX-2的環氧化活性和過氧化活性的作用下，依次轉變為前列腺素中間代謝產物PGG2和PGH2，使腸管組織毛細血管和微靜脈通透性增加，使IBD的炎癥反應放大或持久化[17]；IL-13屬于β細胞因子家族，主要參與機體的體液免疫反應，是由Th2細胞分泌的既能調節炎癥因子又能激發免疫應答反應的高能多效性細胞因子[18]，IL-13可誘導單核細胞分化，可即時響應感染和組織損傷而迅速產生，增強其MHCⅡ類分子的表達；通過刺激急性期反應、造血和免疫反應促進宿主防御，抑制單核細胞分泌促炎性遞質和下調有細胞毒性的單核細胞功能，控制炎癥反應，目前IL-13仍被作為是炎癥急性反應時相的可靠的標志物之一[19]；研究結果顯示，CD患者和UC患者血清 IL-13、IL-1Ra和COX-2水平比較無統計學差異，表明血清IL-13、IL-1Ra和COX-2水平與IBD的CD、UC發生發展有關，但與IBD的各類疾病類型無關，是由于CD、UC的IBD疾病發生過程中，大量的促炎性因子會刺激相關的抗炎性因子（IL-13）及相關的調節物質（IL-1Ra和COX-2）補償性的增多，拮抗腸道炎性。本研究中，IBD患者的IL-13、IL-1Ra和COX-2檢測值與IBD患者活動性具有相關性和一致性，IL-13、IL-1Ra和COX-2與UC及CD疾病活動度呈正相關，這充分證明IL-13、IL-1Ra和COX-2能夠參與UC及CD的發生發展，提示UC及CD存在炎癥反應狀態之下，在發病過程中抗炎性因子及相關的調節物質補償性的大量表達，血清學聯合檢測能夠增加UC及CD診斷的準確性。我們進一步證實臨床癥狀分級越高，隨UC及CD嚴重程度的不斷演變，IL-13、IL-1Ra和COX-2表達水平隨著病情的加重而升高，IL-13、IL-1Ra和COX-2是評估UC及CD嚴重程度敏感性和特異性的指標，能夠評估活動期UC及CD的病情嚴重程度，可作為臨床評估病情的重要指標。本研究結果不足與缺陷，憑借血清IL-13、IL-1Ra和COX-2濃度水平，無法早期診斷IBD，也無法鑒別診斷UC及CD之間的分型，對未來的改進方案，血清IL-13、IL-1Ra和COX-2三者聯合其他更多的非侵入性指標檢測，以便從臨床上試圖尋找非侵入性指標高效的診斷IBD及鑒別UC及CD之間的分型。

綜上所述，IBD患者血清IL-13、IL-1Ra和COX-2水平明顯升高，且與UC和CD活動性有關。IL-13、IL-1Ra和COX-2的表達和UC及CD的活性密切相關，可作為判斷UC及CD活性的指標。