慢性阻塞性肺疾病并骨質疏松患者Th17及Treg相關細胞因子水平的變化

云寶 鄭林鑫 麥玉梅 李偉峰

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種以氣道炎癥反應為核心，存在持續呼吸、氣流受限的的慢性氣道疾病[1-2]，除肺部表現外，常繼發多種肺外并發癥，包括骨質疏松、肌肉萎縮等，考慮可能與免疫紊亂導致的炎癥反應失衡相關[3-4]。研究發現COPD及骨質疏松患者均存在輔助性T細胞17(Th17)及調節性T細胞(Treg)比率的失衡[5-6]，但目前較少有研究關注的Th17及Treg細胞在COPD并骨質疏松患者中表達情況。本研究通過檢測Th17、Treg相關細胞因子IL-17A、IL-10水平，旨在探討Th17及Treg細胞在COPD并骨質疏松發病中的作用。

資料與方法

一、研究對象

選擇2019年6月～2021年12月在我院就診的76例穩定期COPD患者(COPD組)及同期38例健康體檢者(對照組)為研究對象。所有COPD患者均是在我院通過肺功能診斷，男性55例，占比72.3%，女性21例，占比27.7%，年齡52～70歲，平均(62.7±7.6)歲，納入標準：①年齡大于18歲；②符合慢性阻塞性肺疾病診斷標準[7]。排除標準：① 伴有糖尿病者；② 伴風濕免疫性疾病者；③ 伴惡性腫瘤者；④伴神經肌肉疾病者。COPD患者根據骨密度結果分為骨質疏松組(n=31)和非骨質疏松組(n=45)，骨質疏松組患者均符合骨質疏松癥診斷標準[8]。對照組男性27例，占比71.1%，女性11例，占比28.9%，年齡50～68歲，平均(59.5±9.8)歲。COPD組、對照組年齡及性別差異無統計學意義。本研究已通過醫院倫理委員會審核并批準(202204)。

二、 肺功能檢查及分級

所有研究對象入組前常規進行肺功能檢查，由一名具有肺功能操作資質的呼吸專科醫生進行，肺功能儀由德國耶格公司提供，操作嚴格按照規范及說明書要求進行。COPD患者根據FEV1下降情況分為GOLD 1～4級，FEV1≥80%為GOLD 1級，50%≤FEV1<80%為GOLD 2級，30%≤FEV1<50%為GOLD 3級，FEV1<30%為GOLD 4級[7]。

三、骨密度檢測

所有研究對象入組前常規使用雙能X射線骨密度儀進行骨密度(bone mineral density, BMD)測定，儀器由美國NORLAND公司提供，測量部位為腰椎(L1～L4)及右側股骨頸，腰椎L1～L4 平均的BMD為腰椎BMD，采用T值表示骨密度水平，根據世界衛生組織的診斷標準：T≤-2.5為骨質疏松，T>-2.5為非骨質疏松[8]。

四、標本收集及指標檢測

抽取研究對象入組當天外周靜脈血4mL，室溫下轉速3500r/min，離心10 mim后留取上層血清于-80℃冰箱中保存備用。IL-17A及IL-10檢測采用酶聯免疫吸附測定法，嚴格按照試劑盒說明書的操作步驟進行。IL-17A及IL-10酶聯免疫試劑盒由武漢華美生物工程有限公司提供。

五、統計學分析

結 果

一、肺功能及BMD測定結果

COPD組患者肺功能指標FEV1(%)及FEV1/FVC(%)顯著低于健康對照組，COPD患者骨質疏松組FEV1(%)、FEV1/FVC(%)水平顯著低于非骨質疏松癥組(P<0.05)(見表1、2)。COPD患者骨質疏松組股骨頸及腰椎BMD顯著低于非骨質疏松癥組，COPD骨質疏松組患者股骨頸及腰椎BMD隨肺功能的下降而逐漸減低(均P<0.05)(見表2、3)。

表2 COPD骨質疏松、非骨質疏松組IL-17A、IL-10水平及肺功能指標比較

二、血清IL-17A、IL-10水平

與對照組相比，COPD組患者IL-17A明顯升高，但IL-10顯著降低(P<0.05)。與COPD非骨質疏松組患者相比，骨質疏松組血清IL-17A水平明顯升高，但IL-10水平顯著降低(P<0.05)。COPD骨質疏松組患者血清IL-17A水平隨肺功能的下降而逐漸升高，但IL-10水平逐漸降低，上述差異均有統計學意義(見表1、2、3)。

三、COPD組BMD與IL-17A、IL-10水平及肺功能指標相關性

腰椎BMD、股骨頸BMD與血清IL-17A水平均呈負相關(r=- 0.663、- 0.716)，但與IL-10水平(r=0.583、0.609)及FEV1(%)(r=0.473、0.427)均呈正相關，上述差異均有統計學意義(見圖1)。

表3 COPD骨質疏松組各肺功能分級間IL-17A、IL-10水平及骨密度比較

圖1 COPD組患者IL-17A、IL-10水平、肺功能與骨密度相關性

討 論

COPD是臨床常見疾病之一，具有較高的發病率、致殘率及死亡率，嚴重危害人類的健康，也是導致我國居民死亡的第五大病因[9]。目前COPD發病機制尚未完全明確，考慮可能與有害氣體或顆粒導致的異常炎癥反應相關[7]，研究發現Th17和Treg細胞介導的促炎和抗炎免疫反應失衡與COPD炎癥發生發展密切相關[5]，門翔等[10]報道Th17相關細胞因子IL-17A隨著COPD嚴重程度的增加而升高，而Treg相關細胞因子IL-10逐漸下降，與本研究結果基本一致。骨質疏松是COPD患者常見的合并癥之一，文獻報道約14%～66.6%(平均37.62%)的COPD患者繼發骨質疏松[11]，本研究結果顯示41%的COPD患者合并骨質疏松，均提示有很高的患病率，但在臨床實踐中該合并癥常被忽視或診斷不足[7]。骨質疏松病因及發病機制復雜，但主要表現為骨吸收和骨形成失衡，研究發現Th17和Treg細胞在維持骨穩態，尤其是破骨細胞分化中起著至關重要的作用[6,12]。李沁等[13]報道骨質疏松患者經雙磷酸鹽治療后Th17細胞表達下降，而Treg細胞表達升高，進一步證實Th17及Treg細胞參與骨代謝過程。

以往研究已證實Th17及Treg細胞均參與COPD及骨質疏松的發生及發展，但目前較少有研究關注Th17及Treg細胞在COPD并骨質疏松患者中的表達情況及作用，本研究發現COPD并骨質疏松患者血清IL-17A水平明顯升高且與BMD呈正相關，而IL-10明顯下降及與BMD呈負相關。IL-17A是一種主要Th17細胞產生的促炎細胞因子，介導組織炎癥反應的發生，而IL-10是一種主要由Treg細胞產生的抗炎細胞因子，可有助于緩解炎癥反應的程度[14-15]。實驗研究發現相比暴露于煙霧的野生型小鼠，IL-17A缺失型小鼠肺氣腫減輕及骨量丟失減少，檢測破骨細胞數量減少及RANKL表達降低[16]。臨床研究方面，秦礎強等[17]報道COPD并骨質疏松患者經抗骨質疏松治療后IL-17水平升高。目前IL-10在COPD并骨質疏松中研究較少，對絕經后骨質疏松患者研究發現IL-10明顯下降且與BMD呈正相關[18]，這與本研究的結果相一致。

綜上所述，COPD并骨質疏松患者IL-17A、IL-10表達異常且與BMD相關，提示IL-17A及IL-10表達失衡可能是本病發生及發展的機制之一。本研究不足之處主要是單中心且納入病例數相對較少，希望未來能夠多中心及更大樣本量來驗證。