楊生岳 戴勝歸 馮恩志 董紅梅 殷 和 張 瑛 賀 巍 劉睿年

高原是一個(gè)低氧、寒冷、干燥、日溫差大、紫外線強(qiáng)的特殊環(huán)境。在此環(huán)境中慢性肺心病(chronic cor pulmonale, CCP)發(fā)病率較高，它是嚴(yán)重危害高原人群健康的重要慢性呼吸系統(tǒng)疾病。近年研究發(fā)現(xiàn)，許多細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)和免疫系統(tǒng)參與其發(fā)病[1-3]。凋亡相關(guān)因子 (factor associated suicide, Fas/Apo-1) 和它的配體FasL是腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)受體和配體家族中的跨膜糖蛋白[4]。Fas/FasL系統(tǒng)是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要途徑，凋亡失衡是當(dāng)今威脅人類健康的許多重大疾病的發(fā)病機(jī)制之一，其中Fas/FasL基因與肺部疾病關(guān)系較為密切[5]。白介素-19(interleukin-19, IL-19)是一種促炎癥細(xì)胞因子，能促進(jìn)中性粒細(xì)胞趨化和誘導(dǎo)其它促炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的釋放[6-7]。而白介素-10(interleukin-10, IL-10)是一種抗炎癥細(xì)胞因子，對(duì)炎癥反應(yīng)起著重要的調(diào)控作用[8]。本研究的目的是通過探討Fas/ Apo-1和TNF-α介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡及IL-19、IL-10在高原地區(qū)慢性阻塞性肺疾病急性加重期(chronic obstructive pulmonary disease in acute exacerbation, AECOPD)合并CCP發(fā)病機(jī)制中的作用及與病情程度的關(guān)系，為其干預(yù)治療提供依據(jù)。

資料與方法

一、臨床資料

本研究采用前瞻性隨機(jī)、對(duì)照研究，所有受試對(duì)象均知情同意，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。選擇2013年2月至2013年11月我院住院的高原(海拔2260～3500 m)地區(qū)AECOPD合并CCP患者(急性加重組)60例，男性38例，女性22例，年齡54～75歲，平均(59.7±8.2)歲。COPD診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)》標(biāo)準(zhǔn)，CCP按我國(guó)慢性肺心病的標(biāo)準(zhǔn)診斷[9]。經(jīng)病史、體檢、心電圖、彩色多普勒超聲心動(dòng)圖、X線胸片、肺功能檢查，排除其他心肺疾病。入院后給予抗感染、祛痰、支氣管擴(kuò)張劑、氧療等常規(guī)綜合治療。其中住院期間死亡3例，其余57例經(jīng)治療病情緩解后3周為穩(wěn)定組。健康對(duì)照組30例，男18例，女12例，年齡53～72歲，平均(58.8±7.8)歲，為我院門診健康查體者。3組的年齡、性別無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，均P>0.05。分別測(cè)定急性加重組、穩(wěn)定組和健康對(duì)照組患者動(dòng)脈血?dú)?、肺功能及血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19及IL-10濃度。

二、研究方法

1. 動(dòng)脈血?dú)夥治觯涸谖次鯒l件下，取股動(dòng)脈血2 ml，用血?dú)夥治鰞x(Opticla-Ⅱ型)測(cè)定動(dòng)脈血氧分壓(partial pressure of artery blood O2，PaO2)、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(partial pressure of artery blood CO2, PaCO2)。

2. 肺功能測(cè)定： 用肺功能儀(spirolab-Ⅱ型)測(cè)1 s用力呼氣容積(forced expiratory volume in 1 second, FEV1)占預(yù)計(jì)值的百分比(FEV1%pred)，連續(xù)測(cè)3次，取其最大值計(jì)算。

3. 血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19、IL-10測(cè)定：空腹取靜脈血8 ml，置于含10%二乙胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)30 μl、抑肽酶30 μl的抗凝試管中，以離心半徑15 cm，3000 r/min，離心10 min，4 ℃室溫下分離血清，置于-30 ℃凍存?zhèn)錅y(cè)。血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19、IL-10測(cè)定采用雙抗體夾心ABC-ELISA法，試劑盒由上海森雄科技有限公司提供。所有測(cè)定嚴(yán)格按說明書操作。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、急性加重組和穩(wěn)定組血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19及IL-10濃度與健康對(duì)照組的比較

急性加重組血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19濃度顯著高于對(duì)照組，IL-10濃度顯著低于穩(wěn)定組和健康對(duì)照組(均P<0.01)，穩(wěn)定組與健康對(duì)照組比較差異亦非常顯著(均P<0.01)，見表1。

二、 急性加重組和穩(wěn)定組肺功能及動(dòng)脈血?dú)馀c健康對(duì)照組比較

急性加重組FEV1%pred、PaO2顯著低于對(duì)照組，PaCO2顯著高于穩(wěn)定組和健康對(duì)照組(均P<0.01)；穩(wěn)定組與健康對(duì)照組比較差異亦非常顯著(均P<0.01)，見表2。

三、急性加重組血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19、IL-10與肺功能和血?dú)庵笜?biāo)的相關(guān)關(guān)系

血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19與FEV1%pred、PaO2顯著負(fù)相關(guān)(分別r=-0.525、-0.498、-0.603和-0.536、-0.528、-0.463，均P<0.01)，與PaCO2顯著正相關(guān)(分別r=0.533、0.562、0.498，均P<0.01)；IL-10與FEV1%pred、PaO2顯著正相關(guān)(分別r=0.476、0.563，均P<0.01)，與PaCO2顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.525，P<0.01)。

討 論

在高原低氧環(huán)境下，人體心肺功能本身就會(huì)發(fā)生一系列改變，如肺動(dòng)脈高壓和心臟優(yōu)勢(shì)的改變；肺通氣、換氣功能的改變；肺泡氣氧分壓(partial pressure of oxygen in pulmonary alveoli, PAO2)、PaO2、PaCO2隨海拔升高而逐漸下降和pH逐漸升高的改變；繼發(fā)性紅細(xì)胞增多導(dǎo)致血液黏度增高、微循環(huán)血流緩慢的改變等等。這些改變隨著海拔的升高和大氣氧分壓的下降而更加明顯。因此，高原肺心病的發(fā)病機(jī)制、臨床表現(xiàn)、治療及預(yù)后等與平原肺心病不完全相同。

表1 急性加重組和穩(wěn)定組血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19及IL-10濃度與健康組比較

表2 急性加重組和穩(wěn)定組肺功能及動(dòng)脈血?dú)馀c健康組比較

Fas是1989年由Trauth發(fā)現(xiàn)的跨膜受體蛋白，1993年正式命名為Apo-1(CD95)抗原[4]。Fas和它的配體FasL是TNF受體和配體家族中的跨膜糖蛋白。Fas與相應(yīng)的抗體或自然配體FasL結(jié)合后能快速誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。正常水平的Fas/FasL系統(tǒng)在機(jī)體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮清除不需要的淋巴細(xì)胞；限制已發(fā)生特異性免疫反應(yīng)的淋巴細(xì)胞克?。磺宄切┨颖芰诵叵龠x擇的自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞等作用。Fas/FasL是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要途徑，細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡過程。凋亡失衡是威脅人類健康的許多疾病的發(fā)病機(jī)制之一，其中Fas/FasL基因與肺部疾病關(guān)系較為密切。Fas/FasL系統(tǒng)除轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號(hào)外,在體內(nèi)還參與促炎癥反應(yīng)和血管增殖, 如多種炎癥介質(zhì)的分泌( IL-1、 IL-6、 IL-8)[4]。Xerri等[10]研究發(fā)現(xiàn)，正常人肺、食管上皮細(xì)胞組織中均有Fas/FasL的表達(dá)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其主要表達(dá)存在于支氣管上皮細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞。有研究表明，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor，TGF-β)促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用是通過上調(diào)Fas/FasL 的基因表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[11]。IL-19是分布于上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞中的促炎癥細(xì)胞因子，主要由活化的單核-巨噬細(xì)胞分泌，它能促進(jìn)中性粒細(xì)胞趨化和誘導(dǎo)其它促炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的釋放[6-7]。而IL-10是一種抗炎癥細(xì)胞因子，對(duì)炎癥反應(yīng)起著重要的調(diào)控作用，是抑制炎癥過程的重要物質(zhì)[8]。

本研究結(jié)果顯示，高原COPD合并CCP急性加重組患者血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19水平顯著高于穩(wěn)定組，穩(wěn)定組顯著高于健康對(duì)照組；急性加重組血清IL-10水平顯著低于穩(wěn)定組，穩(wěn)定組顯著低于健康對(duì)照組。表明高原COPD合并CCP患者全血和肺內(nèi)炎癥細(xì)胞凋亡異常，促炎癥細(xì)胞因子表達(dá)增強(qiáng)，而抑炎癥細(xì)胞因子表達(dá)減弱，這種表現(xiàn)在急性加重期較穩(wěn)定期更加明顯。其機(jī)制可能與缺氧、炎癥、氧化應(yīng)激等各種有害因素引起肺組織細(xì)胞Fas/FasL基因及蛋白表達(dá)上調(diào)，啟動(dòng)肺組織細(xì)胞死亡程序，從而誘導(dǎo)高原COPD合并CCP患者肺組織細(xì)胞凋亡有關(guān)。在急性加重期因缺氧、炎癥、氧化應(yīng)激等有害因素加重，所以表達(dá)尤為突出。另外，F(xiàn)as/FasL系統(tǒng)在誘導(dǎo)支氣管上皮細(xì)胞凋亡的同時(shí)，也可能誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子IL-19的分泌和釋放，IL-19作為炎癥介質(zhì)加重了氣道炎癥反應(yīng)和肺損傷[7]。這與文獻(xiàn)報(bào)道平原COPD患者發(fā)生的的結(jié)果相一致。Bames等[12]報(bào)道，平原COPD重癥患者血漿Fas/FasL顯著增加，其可導(dǎo)致血液和肺內(nèi)炎癥細(xì)胞凋亡異常。劉艷紅等[13]報(bào)道，平原COPD急性加重期患者血清IL-6和Fas水平顯著高于健康人。本研究結(jié)果還顯示，高原COPD合并CCP患者急性加重期血清Fas/Apo-1、TNF-α、IL-19與FEV1%pred、PaO2呈顯著負(fù)相關(guān)，與PaCO2呈顯著正相關(guān)；IL-10與FEV1%pred、PaO2呈顯著正相關(guān)，與PaCO2呈顯著負(fù)相關(guān)。表明高原COPD合并CCP急性加重期肺功能受損和病情程度與肺內(nèi)炎癥細(xì)胞凋亡異常、促炎癥細(xì)胞因子表達(dá)增強(qiáng)及抑炎癥細(xì)胞因子表達(dá)降低相關(guān)。同時(shí)也表明，高原COPD合并CCP患者體內(nèi)Fas/FasL倡導(dǎo)的自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞凋亡不能正常進(jìn)行，可能也參與了其發(fā)病過程。因此，通過Fas/FasL途徑治療高原COPD合并CCP時(shí)，不僅要調(diào)節(jié)肺內(nèi)炎癥細(xì)胞凋亡異常，同時(shí)要調(diào)節(jié)促炎癥細(xì)胞因子和抑炎癥細(xì)胞因子表達(dá)異常。

高原COPD合并CCP患者Fas/FasL基因及蛋白表達(dá)上調(diào)介導(dǎo)細(xì)胞凋亡異常，F(xiàn)as/Apo-1、IL-19和IL-10可能共同參與了氣道慢性炎癥反應(yīng)。其肺功能受損和病情程度與肺內(nèi)炎癥細(xì)胞凋亡異常、促炎癥細(xì)胞因子表達(dá)增強(qiáng)及抑炎癥細(xì)胞因子表達(dá)降低有關(guān)。

參 考 文 獻(xiàn)

1 楊生岳, 郭振援, 馮恩志, 等. 高原地區(qū)慢性肺源性心臟病患者肺血管活性因子水平變化及其與肺動(dòng)脈高壓的關(guān)系[J/CD]. 中華肺部疾病雜志: 電子版, 2011, 4(3): 211-215.

2 楊生岳, 馮恩志, 閆自強(qiáng), 等. 高原慢性阻塞性肺疾病合并慢性肺心病低氧血癥與腫瘤壞死因子系統(tǒng)活性及對(duì)營(yíng)養(yǎng)不良的影響[J/CD]. 中華肺部疾病雜志: 電子版, 2012, 5(3)：216-221.

3 楊生岳, 馮恩志, 閆自強(qiáng), 等. 高原地區(qū)慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并慢性肺心病抗氧化治療的研究[J/CD]. 中華肺部疾病雜志: 電子版, 2013, 6(1)：30-34.

4 Chen JJ, Sun Y, Nabel GJ. Regulation of the proinflammatory effects of Fas ligand (CD95L)[J]. Science, 1998, 282(5394): 1714-1717.

5 楊平滿, 王悅虹, 周建英. Fas/FasL與支氣管哮喘[J]. 國(guó)際呼吸雜志, 2011, 31(19): 1475-1478.

6 Chen H, Wang Y, Bai C, et al. Alterations of plasma inflammatory biomarkers in the healthy and chronic obstructive pulmonary disease patients with or without acute exacerbation[J]. J Proteomics, 2012, 75(10): 2835-2843.

7 Hsing CH, Chiu CJ, Chang LY, et al. IL-19 involved in the pathogenesis of endotoxic shock[J]. Shock, 2008, 29 (1): 7-15.

8 Asadullah K, Sterry W, Volk HD. Interleukin-10 therapy-review of a new approach[J]. Pharmaccol Rev, 2003, 55(2): 241-269.

9 中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組. COPD診治指南(2007年修訂版)[J]. 中華結(jié)核和呼吸雜志, 2007, 30(1): 8-17.

10 Xerri L, Devilard E, Hassoun J, et al. Fas ligand is not only exp ressed in immune privileged human organs but is also coexp ressed with Fas in various ep ithelial tissues[J]. Mol Pathol, 1997, 50(2): 87-91.

11 Kulkarni AB, Karlsson S. Inflammation and TGF beta 1: lessons from the TGF beta 1 null mouse[J]. Res immunol, 1997, 148(7): 453-456.

12 Bames PG, Chowdhury B, Kharitonov SA. et al. Pulmonary biomarkers in chronic obstructive pulmonary disease[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2006, 174 (1): 6-14.

13 劉艷紅, 夏熙鄭. IL-6、Fas與慢性阻塞性肺疾病急性加重期的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)學(xué), 2009, 4(2)：19-20.