老年慢性阻塞性肺疾病患者外周血HIF-1α、IL-18、Th17和Treg的表達及與肺功能的關系

老年慢性阻塞性肺疾病患者外周血HIF-1α、IL-18、Th17和Treg的表達及與肺功能的關系

林琳

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院，黑龍江哈爾濱150086)

摘要〔〕目的探討慢性阻塞性肺疾病(COPD)老年患者外周血中低氧誘導因子(HIF)-1α、白細胞介素(IL)-18、輔助性T細胞(Th)17和調節性T淋巴細胞(Treg)的表達情況及與肺功能的關系。方法隨機選取COPD穩定期，且吸煙≥20年的老年(≥60歲)患者24例作為觀察組，另選取門診體檢肺功能健康且吸煙≥20年的老年人20例作為對照組，肺功能正常且不吸煙的老年人30例作為健康組。采用酶聯免疫法(ELISA法)檢測所有老人外周血血清中HIF-1α和IL-18的水平進行，采用流式細胞術對所有老人外周血中Th17和Treg的表達進行檢測。結果三組血清中HIF-1α和IL-18的水平存在顯著差異(P<0.05)，觀察組>對照組>健康組；三組外周血中Th17和Treg細胞的表達率(%)存在顯著差異(P<0.05)，觀察組>對照組>健康組；觀察組和對照組外周血Th17/Treg比值顯著高于健康組(P<0.05)，而觀察組和對照組間無顯著差異(P>0.05)；血清HIF-1α、IL-18，Th17和Treg與吸煙量呈正相關(P<0.05)，HIF-1α、IL-18、Th17、Treg和Th17/Treg與FEV1/預計值和FEV1/FVC均呈負相關(P<0.05)。結論COPD且吸煙的老年患者外周血中HIF-1α、IL-18、Th17和Treg水平均上升，HIF-1α、IL-18、Th17和Treg可能參與了COPD持續性炎癥反應的形成，吸煙可能導致并促進炎癥反應加重。

關鍵詞〔〕慢性阻塞性肺疾??；白細胞介素-18；輔助性T細胞；調節性T淋巴細胞

中圖分類號〔〕R56〔文獻標識碼〕A〔

第一作者：林琳(1983-)，女，碩士，住院醫師，主要從事呼吸系統疾病研究。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)病因目前尚不明了，但諸如吸煙、空氣污染、呼吸道感染等外界因素及遺傳因素、氣道反應性增高、肺發育不良等內在因素為已查明的誘發因素〔1〕。COPD的病理學改變以氣管和支氣管周圍慢性非特異性炎癥為主，病理生理學改變以不同程度的缺氧為主。本研究旨在探討老年COPD患者血清中低氧誘導因子(HIF)-1α和白細胞介素(IL)-18的水平變化和外周血中輔助性T細胞(Th17)和調節性T淋巴細胞(Treg)的表達與肺功能的關系。

1材料與方法

1.1一般資料隨機選取2013年10月至2014年9月我院呼吸內科收治的確診為COPD穩定期的老年吸煙患者24例作為觀察組，男19例，女5例，年齡60～78歲，中位年齡68歲；另選同時期于門診體檢，肺功能健康的吸煙老年人30例作為對照組，男23例，女7例，年齡60～77歲，中位年齡67歲；另選同時期于門診體檢，肺功能健康且不吸煙的老年人30例作為健康組，男22例，女8例，年齡60～80歲，中位年齡69歲。

1.2入選和排除標準入選標準：①年齡≥60歲；②COPD的診斷符合中華醫學會呼吸分會在2003年修訂的《中國慢性阻塞性肺疾病診療指南》；③觀察組患者處于COPD穩定期；④吸煙者〔2〕：吸煙時間≥20年，吸煙數量≥20支/d；⑤不吸煙者：近20年吸煙數量≤20支。排除標準：①近六個月內使用過免疫抑制劑者；②合并心肺重大疾病者(如支氣管哮喘、嚴重心衰等)；③荷瘤狀態者。

1.3實驗方法對所有受試老人進行常規的呼吸功能測定，包括1s用力呼吸容積(FEV1)占預計值的百分比和FEV1/用力肺活量(FVC)。所有老人清晨空腹取靜脈血采用酶聯免疫法(ELISA法)檢測血清中HIF-1α和IL-18的水平，試劑盒購自上海安迪生物科技有限公司，所有操作均嚴格按照相應說明書嚴格操作。制備外周血單個核細胞(PBMC)，采用流式細胞術檢測Th17和Treg的表達。大鼠抗人CD4-FITC單克隆抗體，大鼠抗人IL-17-PE單克隆抗體，兔抗人CD-25-PE單克隆抗體，大鼠抗人Foxp3-PECy5單克隆抗體，均購自美國貝克曼庫爾特有限公司。

1.4統計學方法應用SPSS17.0軟件，計數資料用χ2檢驗，計量資料采用F檢驗，組間兩兩比較采用LSD檢驗，相關性分析采用Spearman相關性檢驗。

2結果

2.1HIF-1α和IL-18在3組血清中的表達情況觀察組血清HIF-1α〔(75.49±4.88)pg/ml〕和IL-18〔(88.43±10.35)pg/ml〕的水平顯著高于對照組和健康組(P<0.05)，對照組血清中HIF-1α〔(63.81±5.17)pg/ml〕和IL-18〔(51.26±8.60)pg/ml〕的水平顯著高于健康組〔(44.06±4.26)、(36.72±9.11)pg/ml〕(P<0.05)。

2.23組外周血中Th17和Treg的表達情況觀察組外周血中Th17和Treg細胞的表達率(%)顯著高于對照組和健康組(P<0.05)，對照組外周血中Th17和Treg細胞的表達率(%)顯著高于健康組(P<0.05)，觀察組和對照組外周血Th17/Treg比值顯著高于健康組(P<0.05)，而觀察組和對照組間無顯著差異(P>0.05)。見表1。

表1　3組外周血中 Th17和 Treg的表達情況

與對照組相比:1)P<0.05；與健康組相比:2)P<0.05;下表同

2.33組肺功能和吸煙情況觀察組和對照組吸煙量顯著高于健康組(P<0.05)，而這兩組間不存在顯著差異(P>0.05)。觀察組的FEV1/預計值(%)顯著低于另外兩組(P<0.05)，對照組和健康組間不存在顯著差異(P>0.05)。觀察組和對照組FEV1/FVC顯著低于健康組(P<0.05)，而觀察組又顯著低于對照組(P<0.05)。見表2。

表2　3組肺功能和吸煙情況 ±s)

2.4HIF-1α、IL-18、Th17和Treg與肺功能指標的相關性分析血清HIF-1α、IL-18、Th17和Treg與吸煙量呈正相關(r=0.758、0.762、0.739、0.811，均P<0.05)，與Th17/Treg無關(r=0.158，P>0.05)。HIF-1α、IL-18、Th17、Treg和Th17/Treg與FEV1/預計值(r=-0.764、-0.771、-0.634、-0.693、-0.710，均P<0.05)和FEV1/FVC均呈負相關(r=-0.812、-0.793、-0.716、-0.769、-0.738，均P<0.05)。

3討論

HIF-1α是HIT-1的一種亞型，主要分布在哺乳動物的細胞內。HIF-1α是一種在較低的氧分壓環境下，對細胞穩態起到維持作用的一種因子，只有在缺氧環境下才有生物活性〔3〕。當細胞處于低氧分壓狀態時，HIF-1α的水平會顯著升高，并且與細胞核內的缺氧反應原件結合，通過調控靶基因的轉錄過程，使細胞產生相應的反應，在氧分壓正常時，HIF-1α在合成后，很快就被氧依賴性泛素合成蛋白所降解，所以一般認為在氧分壓正常時不表達〔4〕。Takenaka等〔5〕在研究中發現，HIF-1α在COPD中可能參與了炎癥反應以及支氣管小氣道的重建過程，還會增加小氣道黏液的分泌。IL-18是一種新發現的致炎因子，活化的巨噬細胞與Th細胞結合后產生的。拉周措毛〔6〕在研究中發現，IL-18不僅有促進T細胞增殖的作用，還可以是Th-1細胞合成并分泌腫瘤壞死因子(TNF)-α等。Alcorn等〔7〕在哮喘模型的小鼠的支氣管內發現了有IL-18的表達，且IL-18與γ-干擾素(IFN-γ)的水平，以及中性粒細胞和單核巨噬細胞向支氣管周期黏膜浸潤有密切的關系，從而提出IL-18可能參與了哮喘的炎癥反應過程。此次研究的結果提示長期吸煙可能導致氣道分泌物增多，致使機體缺氧COPD患者的慢性非特異性炎癥反應會導致IL-18表達水平的提高，而IL-18又有促進炎癥反應，氣道收縮、分泌物增加等因素使缺氧程度加重，之后HIF-1α水平升高。

Th17是一個新發現的亞群，大量研究已經證實Th17通過分泌IL-17參與炎癥反應過程。Treg也是T細胞的一個亞群，Profita等〔8〕在研究中發現，Treg對效應T細胞的增殖以及活化過程起抑制作用。王玲玲等〔9〕發現Treg的表達，會抑制B細胞產生免疫球蛋白。此次研究結果顯示，香煙中的一些成分可能會導致產生慢性炎癥，雖然COPD時Th-17和Treg均有上升，但Th17上升的幅度更大，大量的Th17產生更強的炎癥反應，這種效應已經大過了Treg產生的抗炎效應，Th17與Treg的平衡關系被打破，可能是觀察組患者持續存在炎癥反應的原因〔10〕。

綜上，COPD且吸煙的老年患者外周血中HIF-1α、IL-18、Th17和Treg水平均上升，HIF-1α、IL-18、Th17和Treg可能參與了COPD持續性炎癥反應的形成，吸煙可能導致并促進炎癥反應加重。

4參考文獻

1PutraAC,TanimotoK,ArifinM,et al.GeneticvariationsindetoxificationenzymesandHIF-1αinJapanesepatientswithCOPD.〔J〕.ClinRespJ,2003；7(1):7-15.

2王成陽,劉向國,彭青和,等.調節性T細胞、輔助T細胞在慢性阻塞性肺疾病患者肺功能降低中的作用〔J〕.中國老年學雜志,2014；34(22):6247-9.

3隆海燕，羅紅，陳平，等.慢性阻塞性肺疾病患者血清CRP和IL-18與肺功能及生活質量的相關性〔J〕.中南大學學報(醫學版)，2011；36(11)：1090-6.

4WangHY,PengWD,WengYS,et al.ImbalanceofTh17/Tregcellsinmicewithchroniccigarettesmokeexposure.〔J〕.IntImmunopharmacol,2012；14(4):3558-9.

5TakenakaS,KawayamaT,ImaokaH,et al.TheprogressionofcomorbidityinIL-18transgenicchronicobstructivepulmonarydiseasemicemodel〔J〕.BiochemBiophysResCommun,2014；4(4):53-5.

6拉周措毛.霧化吸入沙丁胺醇溶液對慢性阻塞性肺病老年患者血清腫瘤壞死因子-α和白介素-18水平的影響〔J〕.中國老年學雜志,2012；32(17):3813-4.

7AlcornJF,CroweCR,KollsJK.TH17cellsinasthmaandCOPD〔J〕.AnnRevPhysiol,2010;7(2):2541-2.

8ProfitaM,AlbanoGD,RiccobonoL,et al.IncreasedlevelsofTh17cellsareassociatedwithnon-neuronalacetylcholineinCOPDpatients〔J〕.Immunobiology,2014;219(5):401.

9王玲玲,趙明靜,毛世濤,等.不同分期老年COPD患者外周血中CD-4～+Foxp3～+調節性T細胞變化及其與肺功能改變的相關性〔J〕.中國老年學雜志,2012；32(2):223-5.

10HouJ,SunY,HaoY,ZhuoJ,et al.ImbalancebetweensubpopulationsofregulatoryTcellsinCOPD〔J〕.Thorax,2013；68(12):1131-9.

〔2015-02-18修回〕

(編輯袁左鳴)