裴陽(yáng)晴,劉素娜,暴 磊,張紅義,侯建永,郝長(zhǎng)付,姚 武
(1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 檢驗(yàn)科 河南 鄭州 450052;2.鄭州大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院 河南 鄭州450001)
目前世界各國(guó)對(duì)塵肺病進(jìn)行了大量的研究,但塵肺病的發(fā)病機(jī)制仍然不十分明確[1-2]。近年來(lái)的研究表明,塵肺病肺纖維化發(fā)生發(fā)展的過(guò)程與機(jī)體免疫功能變化密切相關(guān)。塵肺患者的免疫系統(tǒng)能夠感知自身細(xì)胞蛋白或多肽的異常表達(dá),并使機(jī)體形成相應(yīng)的自身抗體,這些自身抗體是與塵肺病發(fā)生相關(guān)的分子事件的感知者和應(yīng)答者,是一種潛在的診斷塵肺病的生物標(biāo)記物。課題組的前期研究應(yīng)用抗體庫(kù)技術(shù)成功篩選出人源塵肺病的6 種強(qiáng)陽(yáng)性克隆抗體[3-4],其中發(fā)現(xiàn)顆粒酶B(Granzyme B,GzmB)抗體在塵肺病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有一定作用。
此次研究采用人群流行病學(xué)調(diào)查研究,對(duì)煤工塵肺患者及接塵工人血清中GzmB 抗體的表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè),探討其與塵肺病的關(guān)系。
1.1 調(diào)查對(duì)象 選擇調(diào)查對(duì)象1 260例,分為4 組,其中:觀察對(duì)象組230例,為河南省診斷X 射線胸片已出現(xiàn)塵肺病變但尚未達(dá)到壹期塵肺的男性煤礦工人;接塵組309例,為同地區(qū)相同工作環(huán)境中正在接塵但X 射線胸片尚未出現(xiàn)塵肺病變表現(xiàn)的男性煤礦工人;病例組328例,為根據(jù)現(xiàn)行塵肺病X 線診斷標(biāo)準(zhǔn)(GBZ70-2009)確診為煤工塵肺患者的同地區(qū)男性煤礦工人;健康對(duì)照組393例,為河南省某醫(yī)院的男性健康體檢者。所有研究對(duì)象均接受問(wèn)卷調(diào)查,且均排除自身免疫病及其他肺部疾病。
1.2 研究方法 采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linkedimmunosorbent serologic assay,ELISA)法檢測(cè)所有調(diào)查對(duì)象血清中GzmB 抗體的表達(dá)水平。
1.3 統(tǒng)計(jì)方法 采用Excel 建立數(shù)據(jù)庫(kù),應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,所有結(jié)果以(±s)表示,采用方差分析或t 檢驗(yàn),P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 調(diào)查對(duì)象基本情況 調(diào)查對(duì)象共1 260例,其中觀察對(duì)象組、煤工塵肺患組、接塵組和健康對(duì)照組分別有230例、328例、309例和393例)。調(diào)查對(duì)象的工齡、吸煙及飲酒史差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05)。見(jiàn)表1。
表1 調(diào)查對(duì)象的基本情況
2.2 調(diào)查對(duì)象血清中GzmB 抗體的水平比較 由表2可見(jiàn),煤工塵肺患者血清中GzmB 抗體表達(dá)水平高于接塵組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05);煤工塵肺組血清中GzmB 抗體表達(dá)水平與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。
2.3 煤工塵肺組內(nèi)不同期別人群血清中GzmB 抗體表達(dá)水平的比較 3 組人員血清中GzmB 的表達(dá)水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。見(jiàn)表3。
表2 調(diào)查對(duì)象血清中GzmB 抗體表達(dá)水平的比較(±s)
表2 調(diào)查對(duì)象血清中GzmB 抗體表達(dá)水平的比較(±s)
注:與煤工塵肺比較* P <0.05。
分期 n OD值230 1.416±0.450煤工塵肺組 328 1.478±0.450接塵組 309 1.325±0.463*對(duì)照組 393 1.377±0.430*F 6.661 P觀察對(duì)象組<0.001
2.4 工齡對(duì)觀察對(duì)象、煤工塵肺組不同期別GzmB抗體表達(dá)的影響 由于叁期塵肺病例數(shù)太少,故將貳期塵肺與叁期塵肺合并成為一組。將工種分為3 組,工齡按照中位數(shù)25年分為兩組。對(duì)不同工齡的塵肺患者比較時(shí)發(fā)現(xiàn),壹期塵肺組中,<25年血清中GzmB抗體的表達(dá)低于≥25年組,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。在工齡≥25年組中,觀察對(duì)象組血清中GzmB抗體的表達(dá)低于壹期塵肺組,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。見(jiàn)表4。
表3 煤工塵肺組中不同期別人群血清GzmB 抗體表達(dá)水平(±s)
表3 煤工塵肺組中不同期別人群血清GzmB 抗體表達(dá)水平(±s)
分期 n OD值259 1.488± 0.451貳期塵肺 60 1.459± 0.446叁期塵肺 9 1.311± 0.423 F 0.739 P壹期塵肺0.478
表4 不同工齡血清GzmB 抗體表達(dá)水平的比較(±s)
表4 不同工齡血清GzmB 抗體表達(dá)水平的比較(±s)
注:與觀察對(duì)象組中工齡>25年組比較* P <0.05,與壹期塵肺組中工齡<25年組比較P <0.05。
工齡觀察對(duì)象組n OD 值壹期塵肺組n OD 值貳期和叁期塵肺組n OD 值F P 42 0.072 0.930≥25年 92 1.380±0.432 157 1.534±0.443* 36 1.458±0.449 3.589 0.029 t 0.993-2.026 0.357 P<25年 138 1.440±0.461 102 1.418±0.457 33 1.420±0.4 0.322 0.044 0.722
GzmB 是自然殺傷細(xì)胞和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞所分泌的,進(jìn)入靶細(xì)胞后引起caspases 的鏈鎖反應(yīng)[5],致使靶細(xì)胞DNA 的降解,從而介導(dǎo)細(xì)胞凋亡,GzmB 可通過(guò)3 種途徑介導(dǎo)細(xì)胞凋亡,并且是其中重要的效應(yīng)分子[6]。在肺纖維化發(fā)生時(shí),成纖維細(xì)胞中α-SMA、ColⅠ和ColⅢ蛋白含量的增加,提示成纖維細(xì)胞正在向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,是纖維化發(fā)生的標(biāo)志之一[7-8]。有研究[9]通過(guò)建立GzmB 抗體抑制大鼠矽肺模型,發(fā)現(xiàn)抑制組α-SMA、ColⅠ和ColⅢmRNA 和蛋白的表達(dá)水平顯著高于空白組和二氧化硅處理組,提示抑制大鼠肺成纖維細(xì)胞GzmB 抗體,對(duì)二氧化硅致成纖維細(xì)胞激活具有抑制作用。
該研究通過(guò)ELISA 技術(shù)檢測(cè)觀察對(duì)象、煤工塵肺患者、接塵工人以及健康人群血清中GzmB 抗體的表達(dá)。結(jié)果顯示,對(duì)照組人群與接塵工人血清中GzmB抗體的表達(dá)水平均低于煤工塵肺患者,并且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且對(duì)照組、觀察對(duì)象組和煤工塵肺組人群血清GzmB 抗體的表達(dá)逐漸增加。分析原因可能是由于在煤工塵肺的發(fā)生過(guò)程中,CTL 通過(guò)穿孔素/顆粒酶途徑作用于吞噬粉塵顆粒或者被粉塵顆粒破壞的淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及上皮細(xì)胞,并引起這些細(xì)胞DNA 降解,同時(shí)釋放Fas 配體和炎癥細(xì)胞因子,這些可溶性效應(yīng)分子的釋放能夠激活中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞,誘導(dǎo)T 細(xì)胞活化增殖,參與機(jī)體的免疫反應(yīng),但也會(huì)破壞正常的肺巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞并引起非特異性的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)肺組織。這些非特異的炎癥細(xì)胞能加重CTL誘導(dǎo)的組織損傷并最終并加重纖維化反應(yīng)。有研究通過(guò)建立穿孔素基因敲除小鼠肺纖維化模型,發(fā)現(xiàn)穿孔素基因敲除小鼠肺組織細(xì)胞凋亡數(shù)量明顯少于野生型小鼠,說(shuō)明穿孔素和GzmB 介導(dǎo)的凋亡反應(yīng)與肺纖維化有一定聯(lián)系[10]。此外張彬等[11]檢測(cè)IL-2、IL-12 對(duì)NK-92 細(xì)胞系表達(dá)顆粒酶基因的影響發(fā)現(xiàn)IL-2、IL-12等Th1 型細(xì)胞因子可以上調(diào)NK-92 細(xì)胞中GzmB 基因轉(zhuǎn)錄水平,而在煤工塵肺病早期,矽塵進(jìn)入肺內(nèi)損傷和激活淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞,分泌大量的Th1型細(xì)胞因子,這都與研究發(fā)現(xiàn)相一致。
在對(duì)不同期別煤工塵肺患者血清中GzmB 抗體的表達(dá)分析時(shí)發(fā)現(xiàn),雖然不同期別之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但患者血清中GzmB 抗體的表達(dá)隨塵肺分期的增高有降低的趨勢(shì),推測(cè)可能與肺組織纖維化的嚴(yán)重程度有關(guān)。隨著煤工塵肺的發(fā)生發(fā)展,當(dāng)Th1 型細(xì)胞因子占劣勢(shì),Th2 型細(xì)胞因子占優(yōu)勢(shì)時(shí),由于Th1 型細(xì)胞因子減少降低了顆粒酶B 的基因轉(zhuǎn)錄水平。同時(shí)由于肺組織纖維化的加重,細(xì)胞毒性T 細(xì)胞作用于肺正常細(xì)胞導(dǎo)致組織損傷的機(jī)制被抑制,因此患者血清中GzmB 抗體的表達(dá)逐漸減少。
在對(duì)工齡研究時(shí)發(fā)現(xiàn)粉塵接觸史長(zhǎng)的患者血清中GzmB 抗體的表達(dá)水平高于接觸史較短的患者,差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示在煤工塵肺中,隨著接塵時(shí)間的增加,GzmB 大量釋放,導(dǎo)致淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等效用細(xì)胞凋亡,加重肺纖維化,因此產(chǎn)生大量GzmB 抗體以抑制肺纖維化。
綜上所述,煤工塵肺患者血清中GzmB 抗體表達(dá)水平增高且與接塵工齡正相關(guān),提示GzmB 抗體可能通過(guò)參與了煤工塵肺的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,具體機(jī)制需進(jìn)一步驗(yàn)證。
[1] Wu P,Miura Y,Hyodoh F,et al.Reduced function of CD4+25+regulatory T cell fraction in silicosis patients[J].Int J Immunopathol Pharmacol,2006,19(2):357-368.
[2] Otsuki T,Maeda M,Murakami S,et al.Immunological effects of silica and asbestos[J].Cell Mol Immunol,2007,4(4):261-268.
[3] 翟偉.人源塵肺病噬菌體單鏈抗體庫(kù)的構(gòu)建和初步鑒定[D].鄭州:鄭州大學(xué),2011.
[4] 高彬.煤工塵肺噬菌體單鏈抗體的篩選和初步驗(yàn)證[D].鄭州:鄭州大學(xué),2012.
[5] Li J,F(xiàn)igueira S K,Vrazo A C,et al.Real-time detection of CTL function reveals distinct patterns of caspase activation mediated by Fas versus GzmAnzyme B[J].J Immunol,2014,193(2):519-28.
[6] Sullivan E M,Jeha,Kang G,et al.NK Cell Genotype and Phenotype at Diagnosis of Acute Lymphoblastic Leukemia Correlate to Post-induction Residual Disease[J].Clin Cancer Res,2014,(3):345-349.
[7] Lopes-Pacheco M,Ventura T G,de Oliveira H D,et al.Infusion of bone marrow mononuclear cells reduces lung fibrosis but not inflammation in the late stages of murine silicosis[J].PLoS One,2014,9(10):e109982.
[8] Lehmann S,Uhlemann M,Leontyev S,et al.Bilateral versus single lung transplant for idiopathic pulmonary fibrosis[J].Exp Clin Transplant,2014,12(5):443-447.
[9] Gilani S R,Vuga L J,Lindell K O,et al.CD28 down-regulation on circulating CD4 T-cells is associated with poor prognoses of patients with idiopathic pulmonary fibrosis.[J].PLoS One,2010,5(1):e8959.
[10] Mlyazaki H,Kuwano K,Yoshida K,et al.The perforin mediated apoptotic pathway in lung injury and fibrosis[J].J Clin Pathol,2004,57(12):1292-1298.
[11] 張彬.IL-2、IL-12、IL-15、IFNα 對(duì)NK-92 細(xì)胞顆粒酶基因表達(dá)水平的調(diào)控[D].山東:山東大學(xué),2008.