黃其欽 蔣加雁 盧成躍

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種以持續(xù)氣流受限為特征的氣道和肺組織慢性炎癥性疾病，其中中性粒細(xì)胞的募集、浸潤(rùn)、激活以及TNF -ɑ 等炎性介質(zhì)的過(guò)度生成是影響COPD 發(fā)生進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［1］。Th17 細(xì)胞為一種新型的CD4+T 細(xì)胞亞群，主要分泌白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-17、IL-6 和TNF-ɑ 等促炎因子，在體內(nèi)抗感染及炎性反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。來(lái)自人體和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的研究表明，IL -17 與包括感染性疾病、哮喘在內(nèi)的多種疾病密切相關(guān)［2］。另?yè)?jù)報(bào)道，IL-17 在中性粒細(xì)胞的募集、激活和成熟，以及支氣管黏液分泌、氣道組織重構(gòu)等過(guò)程中發(fā)揮重要功能。近年來(lái)，研究表明體內(nèi)Th17 細(xì)胞極化受微環(huán)境中IL -23、IL-6 等促炎細(xì)胞因子的影響。既往有報(bào)道顯示在潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)患者中存在IL -23 高表達(dá)，并且IL -23 能影響患者體內(nèi)IL - 17 的表達(dá)［3］。至今已有研究表明血漿IL - 17 水平在COPD 患者中顯著增高，但針對(duì)IL - 23 水平與COPD 相關(guān)性的研究報(bào)道少見(jiàn)，并且COPD 患者血漿IL-23 與IL-17 水平的關(guān)系仍未完全闡明。因此，本研究同時(shí)探討血漿IL -23、IL -17 水平與COPD 的關(guān)系，旨在為進(jìn)一步揭示COPD 的免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制提供理論依據(jù)。

對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象:自2011 年12 月～2013 年12 月收集溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院平陽(yáng)院區(qū)住院或門診確診的COPD 患者75 例，其中急性加重期患者30 例，穩(wěn)定期患者45 例。75 例COPD 患者中男性55 例，女性20 例，患者平均年齡62.11 ±13.65 歲。COPD 的診斷符合2011 年頒布的《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理和預(yù)防全球策略(2011 年修訂版)》的診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］:即主要癥狀為呼吸困難、慢性咳嗽和(或)多痰，有危險(xiǎn)因素接觸史，肺功能檢查示吸人支氣管擴(kuò)張藥之后第1 秒用力呼氣容積(FEV1)占用力肺活量(FVC)百分比＜70%，并排除支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張癥、充血性心力衰竭、肺結(jié)核、閉塞性細(xì)支氣管炎、彌漫性泛細(xì)支氣管炎等疾病。對(duì)照組均為筆者醫(yī)院健康體檢者，共80 例，其中男性58 例，女性22 例，患者平均年齡60.95 ±13.79 歲。納入前經(jīng)各項(xiàng)臨床檢查排除心血管疾病、腫瘤、1 型糖尿病、自身免疫性疾病等病史。COPD 患者組和健康對(duì)照組在平均年齡及性別構(gòu)成比上差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均＞0.05)。以上研究對(duì)象均來(lái)自無(wú)血緣關(guān)系的浙江籍漢族人群。所有入選對(duì)象均簽署知情同意書(shū)，本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

2.研究方法:所有研究對(duì)象均留取空腹靜脈血3 ml，經(jīng)EDTA-Na2抗凝，分離血漿(3000r/min×10min)，置于-80℃冰箱凍存。采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme -linked immunosorbent assay，ELISA)，嚴(yán)格按照試劑盒(北京方程生物公司)說(shuō)明書(shū)檢測(cè)血漿IL-23 和IL-17 水平。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:性別、年齡比較分別采用χ2檢驗(yàn)和兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，COPD 組和對(duì)照組之間血漿IL -23 和IL -17水平的比較以及與COPD 病程的關(guān)系采用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。采用Pearson 相關(guān)分析法檢測(cè)COPD 患者血漿中IL-23 與IL-17 水平的相關(guān)性。以上數(shù)據(jù)輸入SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件包處理，以P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

與健康對(duì)照組相比較，COPD 患者血漿IL-23 和IL-17 的平均水平均顯著增高(IL -23:751.17 ±155.36 vs 686. 88 ± 147. 36ng/L，t = 2. 644，P =0.009;IL-17:1.79 ±0.21 vs 1.71 ±0.17ng/L，t=2.614，P=0.010)。與病情穩(wěn)定期COPD 患者相比較，急性加重期患者體內(nèi)血漿IL -23 和IL -17 的平均水平亦顯著增高(IL - 23:801. 31 ± 141. 69 vs 717.75 ±128.74ng/L，t=2.645，P=0.010;IL-17:2.36 ±0. 12 vs 1. 41 ±0. 16ng/L，t =27. 714，P ＜0.001，圖1、圖2)。進(jìn)一步采用Pearson 相關(guān)分析法檢驗(yàn)COPD 患者血漿IL -23 與IL -17 水平的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者呈正相關(guān)(r=0.349，P=0.011)。

圖1 血漿IL-23 水平與COPD 的關(guān)系

圖2 血漿IL-17 水平與COPD 的關(guān)系

討 論

臨床病理研究表明氣道黏膜及黏膜下層中性粒細(xì)胞的募集、浸潤(rùn)和過(guò)度激活是COPD 局部炎癥的主要特點(diǎn)。中性粒細(xì)胞由血液循環(huán)到達(dá)氣道炎癥部位要經(jīng)過(guò)黏附、跨血管內(nèi)皮轉(zhuǎn)移、趨化等過(guò)程，其中TNF-ɑ、IL-8 等細(xì)胞因子起調(diào)控作用。近年來(lái)研究證實(shí)，IL-17 與細(xì)胞膜上的特異性受體(IL -17R)結(jié)合后，將通過(guò)刺激絲裂原活化蛋白激酶和NF-κB 信號(hào)通路發(fā)揮抗感染及免疫調(diào)節(jié)功能。IL -17 能夠激活支氣管上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肺纖維原細(xì)胞等分泌中性粒細(xì)胞趨化因子(IL-6、IL -8 等)，中性粒細(xì)胞活化因子，如巨噬細(xì)胞炎性蛋白(MIP)-2、IL -1β 以及粒細(xì)胞集落刺激因子(GM -CSF)等，在中性粒細(xì)胞的募集、活化及成熟中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

另有研究表明，IL -17 能特異性地誘導(dǎo)黏蛋白MUC5AC 和MUC5B 基因表達(dá)，刺激支氣管上皮杯狀細(xì)胞與黏膜下腺體產(chǎn)生大量黏液，導(dǎo)致氣道高分泌狀態(tài)。此外，IL-17 還可以通過(guò)誘導(dǎo)TNF-ɑ 等炎性因子表達(dá)，增加膠原蛋白的聚集，同時(shí)抑制細(xì)胞外基質(zhì)分解，并通過(guò)刺激成纖維細(xì)胞增殖等作用，參與體內(nèi)纖維結(jié)締組織形成及平滑肌的增生，最終促進(jìn)氣道組織發(fā)生重塑［5］。動(dòng)物模型研究顯示，IL -17 高表達(dá)的肺上皮細(xì)胞可以產(chǎn)生類COPD 樣病理組織學(xué)特征，包括CD4+細(xì)胞大量募集，黏液過(guò)度分泌，小氣道纖維化及趨化因子配體(CXCL)-1、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallo preteinases，MMP)-9 和MMP 抑制劑TIMP-1 等細(xì)胞因子的異常表達(dá)。IL -23 作為IL -23/IL-17 軸中炎癥的始動(dòng)因子，主要由活化的樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等抗原遞呈細(xì)胞產(chǎn)生，它不僅是維持Th17 細(xì)胞穩(wěn)定及增殖的關(guān)鍵因素，還對(duì)Th17 細(xì)胞功能發(fā)揮正性調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)IL -23 異常增高可能觸發(fā)瀑布式級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致氣道黏液腺的增生和黏液的過(guò)度分泌，肺泡壁破壞及纖維化以及氣道結(jié)構(gòu)重建。

本研究首先發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，COPD 患者中血漿IL-17 平均水平顯著增高，并且與穩(wěn)定期患者相比較，血漿IL-17 平均水平在急性加重期患者中亦顯著增高。本研究結(jié)果與國(guó)內(nèi)大多數(shù)研究者的結(jié)論基本相符［6］。國(guó)外有研究者曾報(bào)道在COPD 穩(wěn)定期患者支氣管黏膜下組織中，IL -17 免疫組化陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量較非吸煙對(duì)照組顯著增加［7］。上述研究結(jié)果提示血漿IL-17 水平增高可能是影響COPD 發(fā)生及疾病進(jìn)展的重要因素。推測(cè)其機(jī)制可能是由于體內(nèi)IL -17 通過(guò)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的募集、浸潤(rùn)和過(guò)度激活以及促炎細(xì)胞因子的過(guò)度表達(dá)，最終導(dǎo)致氣道的慢性炎癥過(guò)程。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明使用IL -17 單克隆抗體可以明顯減少氣道中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)［8］。另?yè)?jù)報(bào)道，大鼠血漿IL -17水平與小氣道結(jié)締組織增生程度呈顯著正相關(guān)［9］。

進(jìn)一步研究表明，COPD 患者血漿中IL-23 平均水平較對(duì)照組顯著增高，并且與疾病的急性加重相關(guān)。Pearson 線性相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)COPD 患者中血漿IL-23 與IL-17 水平呈線性正相關(guān)。至今針對(duì)COPD患者血漿IL-23 水平的研究少見(jiàn)，但已有研究發(fā)現(xiàn)在UC、RA 等疾病中同樣存在IL-23 高表達(dá)，并且IL-23 能影響這些患者體內(nèi)IL -17 的表達(dá)水平［3］。上述結(jié)果提示IL-23 是可能是影響COPD 發(fā)病機(jī)制的重要因子，其可能通過(guò)影響COPD 患者血漿IL-17水平來(lái)發(fā)揮作用。從理論上講，IL -23 是維持Th17細(xì)胞細(xì)胞功能的關(guān)鍵因素，其水平的高低可能直接影響體內(nèi)IL-17 的表達(dá)。當(dāng)機(jī)體在吸煙等有害環(huán)境的影響下，氣道黏膜屏障功能發(fā)生障礙，氣道中病原分子等有害物質(zhì)刺激氣道黏膜固有層中的巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等誘導(dǎo)產(chǎn)生IL -23 等細(xì)胞因子，而IL -23通過(guò)與CD4+T 細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫功能，并誘導(dǎo)IL -17 等炎性因子的生成，從而影響中性粒細(xì)胞的募集、激活以及TNF-ɑ等致炎因子的表達(dá)，最終促進(jìn)COPD 的發(fā)生和進(jìn)展。沈鋒等［10］曾報(bào)道COPD 急性加重期患者誘導(dǎo)痰中IL-17 水平明顯高于對(duì)照組，并與痰中性粒細(xì)胞百分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)痰中IL-8 水平與IL-17 水平呈線性關(guān)系［10］。鑒于Th17 細(xì)胞極化影響因素復(fù)雜，血漿IL-23 水平與Th17 細(xì)胞極化的關(guān)系仍有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

綜上所述，本研究提示血漿IL-23 和IL-17 水平可能參與COPD 的形成，并能影響疾病的病程。COPD患者中血漿IL-23 與IL-17 水平密切相關(guān)。鑒于體內(nèi)IL-23、IL-17 水平的影響因素極其復(fù)雜，本研究尚不能詮釋IL-23、IL -17 水平增高影響COPD 的具體機(jī)制，這將是后續(xù)研究亟待解決的問(wèn)題。

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