巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子在慢性阻塞性肺疾病發(fā)病機(jī)制中的作用*

張 敏，李 倩，李玲玲

(1.皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院急診內(nèi)科,安徽 蕪湖 0241001;2.皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是最常見的慢性肺病之一，其特點(diǎn)是不可逆性、進(jìn)展性氣流受限[1]。COPD有多種病因，如吸煙、環(huán)境污染和衰老等，其中吸煙是造成COPD的主要病因，肺部長(zhǎng)期反復(fù)暴露于香煙煙霧的有毒成分中，導(dǎo)致肺部細(xì)胞損傷引起炎癥[2]。許多介質(zhì)參與COPD的發(fā)病，迄今為止，關(guān)于導(dǎo)致COPD發(fā)生和進(jìn)展的分子機(jī)制知之甚少，因而目前尚無(wú)有效的治療方法。

巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(macrophage migration inhibitory factor，MIF)是一種炎癥因子，通過(guò)調(diào)節(jié)其它促炎介質(zhì)的釋放來(lái)控制炎癥的“設(shè)定點(diǎn)”[3]。已有研究證明，MIF與各種炎癥性疾病的發(fā)病有關(guān)，如感染性休克、糖尿病、結(jié)腸炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和腎小球腎炎等[3-5]。MIF在多種細(xì)胞中表達(dá)，包括肺中的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌、成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞[6-9]。MIF具有酶的活性，可以催化D-多巴色素以及苯丙酮酸的互變異構(gòu)化，被認(rèn)為是蛋白質(zhì)互變異構(gòu)酶超家族的成員[10]。MIF可誘導(dǎo)細(xì)胞因子和其他炎癥介質(zhì)的表達(dá)，包括TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、CO、特異性基質(zhì)金屬蛋白酶和花生四烯酸級(jí)聯(lián)產(chǎn)物等[11]。MIF還能上調(diào)經(jīng)典的先天免疫受體Toll樣受體4和特殊的微生物傳感器，如dectin-1[12]。

MIF是一種普遍存在的蛋白，MIF缺陷小鼠具有正常的發(fā)育、體格以及行為，且發(fā)生自發(fā)性年齡相關(guān)性肺氣腫、哮喘的幾率低于野生型對(duì)照小鼠，MIF在哮喘、COPD和肺癌中的表達(dá)和反應(yīng)性存在差異[13,14]。此外，與野生型小鼠相比，隨著小鼠老齡化，抗氧化活性的差異進(jìn)一步增加[15]，MIF缺陷小鼠的支氣管肺泡灌洗液檢測(cè)結(jié)果顯示其抗氧化活性降低。MIF可以通過(guò)防止組織衰老和損傷發(fā)揮有益作用，這可能是MIF與慢性肺病發(fā)展有關(guān)的原因。MIF可能與COPD的自我修復(fù)反應(yīng)有關(guān)，但需要更多的研究來(lái)充分闡明MIF在COPD發(fā)生發(fā)展中的作用。本研究旨在測(cè)定COPD患者、健康不吸煙者和健康吸煙者血清中MIF水平，探討MIF在慢性阻塞性肺疾病發(fā)生發(fā)展中的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1臨床資料 本組研究對(duì)象年齡在45～75歲，分成三組：健康不吸煙組、健康吸煙組和COPD組。納入標(biāo)準(zhǔn)：在COPD患者中，預(yù)測(cè)FEV1(FEV1 %)的百分比 < 80 %，F(xiàn)EV1/FVC(%)比值 < 70 %。吸煙者的FEV1 ≥ 80 %預(yù)測(cè)正常值，F(xiàn)EV1/FVC(%)比值>70 %，目前或以前吸煙者至少有20年累積吸煙史。相反，不吸煙者FEV1≥ 80 %預(yù)測(cè)正常值，F(xiàn)EV1/FVC(%)比值>70 %。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有其他阻塞性肺病(哮喘病史，囊性纖維化，支氣管擴(kuò)張，閉塞性細(xì)支氣管炎或聲帶功能障礙)的成年人；(2)由于語(yǔ)言、認(rèn)知或其他障礙原因而不能給予知情同意的成年人；(3)由于認(rèn)知、健康或其他原因不能進(jìn)行肺活量測(cè)定的成年人。本研究所有參與者簽署了皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)的知情同意書。

1.2實(shí)驗(yàn)室測(cè)量 抽取受試者晨起空腹外周靜脈血10 mL，注入EDTA抗凝管，然后將血樣品在4 ℃以2 500 g轉(zhuǎn)速離心15 min。提取離心后的血清并在-80 ℃環(huán)境中儲(chǔ)存。采用ELISA法，按照試劑盒說(shuō)明書檢測(cè)血清MIF濃度。

2 結(jié)果

2.1患者的臨床特征 COPD患者組與不同對(duì)照組之間年齡、性別、身高和體重的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，F(xiàn)EV1/FVC(%)、FEV1(%)數(shù)值大小差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，結(jié)果詳見表1。

Table1 Baseline characteristics of the study population

2.2三組患者血清MIF的表達(dá) 經(jīng)單因素方差分析可知，三組患者血清MIF的表達(dá)數(shù)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。經(jīng)LSD檢驗(yàn)兩兩比較結(jié)果顯示，與健康不吸煙者比較，COPD患者血清樣本中MIF蛋白水平顯著降低(P<0.05)；COPD患者血清中MIF蛋白水平顯著低于健康吸煙者(P<0.05)；健康不吸煙者和健康吸煙者的血清MIF濃度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果詳見表2。

表2 三組患者血清MIF的表達(dá)比較

2.3血清MIF水平與COPD嚴(yán)重程度的關(guān)系 為了表明MIF與疾病嚴(yán)重程度之間的關(guān)系，參考GOLD(慢性阻塞性肺病全球倡議)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步將COPD患者分類后進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，重度COPD患者(GOLD 3級(jí))患者的血清MIF顯著低于輕度COPD(GOLD1級(jí)和2級(jí))患者(P<0.05)。結(jié)果詳見表3。

表3 不同嚴(yán)重程度COPD血清MIF水平的比較

3 討論

COPD是一種對(duì)人類健康危害極大的疾病，在美國(guó)被列為第三大死亡原因[16]。目前針對(duì)COPD病理機(jī)制的研究并未得到明確答案[17-21]。因?yàn)榧词乖诒┞队谖鼰熯@種主要危險(xiǎn)因素的人群中，COPD的發(fā)生也并不普遍。因此，了解吸煙患者COPD易感性的決定因素對(duì)于制定改進(jìn)預(yù)防和治療策略至關(guān)重要。本次研究分析細(xì)胞因子MIF作為COPD易感性可能調(diào)節(jié)因子的作用。

本次研究結(jié)果顯示，COPD患者血清中MIF的表達(dá)明顯低于健康對(duì)照組(吸煙者和不吸煙者)，并且重度COPD患者的血清MIF明顯低于輕度患者。我們的研究發(fā)現(xiàn)與先前的兩項(xiàng)研究一致[22-23]，但是與另兩項(xiàng)研究相反[24-25]。Russell等[25]研究發(fā)現(xiàn)COPD患者痰液和支氣管肺泡灌洗液中MIF增加，但血清中MIF未增加。而Huseb?等[24]研究表明，COPD患者的血清MIF水平明顯高于對(duì)照組，并在AECOPD患者中MIF水平更高。Fallica等[22]研究結(jié)果顯示，與健康吸煙者相比，COPD患者的血清MIF普遍較低，GOLD 4級(jí)患者的MIF水平顯著降低，而GOLD 2級(jí)和GOLD 3級(jí)患者的MIF水平與健康吸煙者相似。我們的研究結(jié)果是可靠的，因?yàn)閷?duì)混雜因素進(jìn)行了控制，如體重指數(shù)、性別和合并疾病等。我們的研究結(jié)果和以前的研究結(jié)果似乎表明，MIF在肺組織樣本中表達(dá)水平較高，而在COPD患者的血液MIF水平較低。這可能說(shuō)明MIF的表達(dá)直接受肺部疾病的影響。COPD患者的全身性炎癥的來(lái)源至今仍不是很清楚。全身性炎癥可能是炎癥介質(zhì)從肺部釋放到全身各組織的結(jié)果[26-28]。吸煙引起的炎癥在COPD的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用，已被廣泛接受[29]。例如在COPD患者中，無(wú)論目前吸煙與否，炎癥依然是持續(xù)存在的[30-32]。我們的研究結(jié)果表明，MIF作為一種全身炎癥反應(yīng)的標(biāo)志物，患者吸煙的數(shù)量可能與血清MIF水平有關(guān)。我們的研究結(jié)果還表明，重度COPD患者(GOLD 3級(jí))的血清MIF顯著下降。這一結(jié)果可能解釋了為什么COPD患者戒煙者和吸煙者存在持續(xù)性的炎癥。

在吸煙造模的COPD小鼠中發(fā)現(xiàn)，COPD小鼠肺組織中MIF mRNA和蛋白質(zhì)的水平均低于對(duì)照組小鼠[33]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，MIF敲除小鼠會(huì)出現(xiàn)與年齡有關(guān)的自發(fā)性肺氣腫，也更容易受到香煙煙霧的影響導(dǎo)致肺氣腫[34]。然而，在臭氧誘導(dǎo)的COPD小鼠模型的兩項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與暴露于空氣的小鼠相比，暴露于臭氧的小鼠在肺和支氣管肺泡灌洗液中的MIF mRNA和蛋白質(zhì)水平表達(dá)更高[35]。COPD動(dòng)物模型的數(shù)據(jù)表明MIF的水平根據(jù)造模方法而改變，這與COPD患者的研究中觀察到的結(jié)果一致，表明在COPD患者中MIF水平受多個(gè)因素的影響，MIF及其受體在氣道疾病中的作用也可能更廣泛。吸煙調(diào)節(jié)肺泡巨噬細(xì)胞的極化，這對(duì)COPD的發(fā)病機(jī)制具有重要意義[36]。

本研究存在以下幾點(diǎn)不足：首先，該研究是橫斷面分析，樣本量相對(duì)較小，因此無(wú)法進(jìn)行分層分析；其次，沒(méi)有足夠的臨床數(shù)據(jù)來(lái)解決MIF與其他臨床相關(guān)變量之間的關(guān)系，例如通過(guò)高分辨率胸部斷層掃描進(jìn)行定量肺氣腫重塑；最后，本次研究未同時(shí)分析局部肺部炎癥，因此無(wú)法確定全身炎癥與局部肺部炎癥之間的關(guān)系。

綜上所述，本次研究通過(guò)分析MIF在COPD炎癥中的作用，表明了MIF表達(dá)減少與COPD之間的關(guān)系，而且，本次研究發(fā)現(xiàn)MIF與COPD的嚴(yán)重程度有關(guān)。未來(lái)繼續(xù)探討MIF在COPD中的具體機(jī)制，評(píng)估MIF是否可以作為COPD患者的治療靶點(diǎn)，進(jìn)一步分析并闡明MIF在COPD治療上的作用。