包薩日娜
慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以呼吸不暢為主的全身性系統(tǒng)疾病,具有預(yù)后較差、發(fā)病率高的特點(diǎn)[1]。當(dāng)病毒或細(xì)菌所含的某些抗原成分或代謝產(chǎn)物如脂多糖、內(nèi)毒素感染呼吸道時(shí),激活呼吸道T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,且這些細(xì)胞因子形成相互作用,并將血液循環(huán)中的炎癥細(xì)胞聚集至肺部,導(dǎo)致氣道特征性結(jié)構(gòu)改變[2]。既往研究報(bào)道提示作為重要炎癥因子和免疫介導(dǎo)因子的白介素6(IL-6)、干擾素(IFN-γ)、整合素(TNF-α)等可能與COPD的發(fā)生發(fā)展過程有關(guān)[3-5]。
結(jié)核?。╰uberculosis,TB)的免疫主要是由T淋巴細(xì)胞所介導(dǎo)的,多種細(xì)胞因子(cytokine,CK)參與的免疫應(yīng)答及免疫發(fā)病過程[6]。研究表明,活動(dòng)性肺結(jié)核患者以前炎細(xì)胞因子反應(yīng)為主,IL-6、TNF-α水平增高,伴有TGF-β升高[7]。然而,對(duì)于COPD合并肺結(jié)核患者中細(xì)胞因子水平的表達(dá)狀態(tài)和特征卻鮮有報(bào)道。為此,筆者對(duì)COPD合并肺結(jié)核患者、肺結(jié)核患者、COPD患者以及正常健康人血清細(xì)胞因子IL-6、IFN-γ、TNF-α水平進(jìn)行檢測(cè),探討其在COPD合并結(jié)核病發(fā)生發(fā)展過程中的作用和意義。
1.1 一般資料 選取2011年3月-2013年12月本院呼吸內(nèi)科收治入院治療的152例COPD并發(fā)TB、150例TB及157例COPD患者和50例同期入院檢查的正常健康人作為研究對(duì)象,對(duì)比分析每組人群的血清細(xì)胞因子IL-6、IFN-γ、TNF-α水平變化情況。診斷標(biāo)準(zhǔn)如下,(1)肺結(jié)核:參照臨床診療手冊(cè)(結(jié)核病分冊(cè))診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]。(2)COPD:參照GOLD執(zhí)行摘要指南標(biāo)準(zhǔn),即氣流受限是指FEV1/FVC<70%以及FEV1<80%預(yù)計(jì)值[9]。所有COPD并發(fā)TB患者均是在診斷肺結(jié)核前即確診患有COPD。所有COPD患者雖伴有輕中度氣流受限,但臨床表現(xiàn)穩(wěn)定,且近期無急性發(fā)作及使用激素史。(3)健康對(duì)照組為本院同期門診體檢的、年齡及性別與其他組別相匹配的健康志愿者,均經(jīng)X線胸片檢查且未見異常。所有研究人群的HIV檢查結(jié)果均為陰性,無其他系統(tǒng)性自身免疫疾病及應(yīng)用免疫抑制劑病史,同時(shí)均簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)本采集 清晨抽取所有研究對(duì)象靜脈血5 mL于促凝管,3000 rpm,離心15 min,取上清,-20 ℃保存待測(cè)。所有肺結(jié)核患者的采血時(shí)間均在應(yīng)用抗結(jié)核治療藥物之前進(jìn)行。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器 均采用上海信然生物試劑有限公司生產(chǎn)的人白細(xì)胞介素6(IL-6)ELISA檢測(cè)試劑盒、人腫瘤壞死因子α(TNF-α)ELISA檢測(cè)試劑盒、人γ干擾素(IFN-γ)ELISA檢測(cè)試劑盒;離心機(jī)(22R)產(chǎn)于美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟 采用雙抗體夾心ELISA方法測(cè)定患者血清中的細(xì)胞因子IL-6、TNF-α、IFN-γ水平。實(shí)驗(yàn)過程均嚴(yán)格按照各種細(xì)胞因子檢測(cè)試劑盒中的說明書進(jìn)行。簡(jiǎn)要步驟如下:將50 μL待測(cè)樣品、50 μL稀釋好后的標(biāo)準(zhǔn)品溶液分別加入事先包被有細(xì)胞因子特異性單克隆抗體的96孔微孔板中,37 ℃溫箱溫育1 h,洗板3次后加入HRP標(biāo)記的另一抗體,同上溫育和洗滌后加入TMB底物液后室溫避光顯色30 min,加入終止液終止反應(yīng),于450 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度(A)值。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的濃度及相應(yīng)OD值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)一步計(jì)算出每組研究對(duì)象待測(cè)血清中相應(yīng)細(xì)胞因子的水平。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 13.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計(jì)量資料采用(±s)表示,組間比較采用多個(gè)獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)中的Kruskal-Wallis檢驗(yàn)以及Mann-Whitney U檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組一般情況比較 各組研究對(duì)象的年齡、性別、合并癥比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。COPD合并TB組、COPD組及TB組患者的吸煙比例及FEV1%均明顯高于健康對(duì)照組,且COPD合并TB組及COPD組吸煙比例及FEV1%均明顯高于TB組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。
2.2 各組血清中IL-6、IFN-γ、TNF-α水平比較COPD合并TB組及TB組IL-6、IFN-γ、TNF-α水平均明顯高于健康對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(K-W字2=22.401、77.842、83.142,P=0.000<0.05)。COPD 合并TB組IL-6、IFN-γ、TNF-α水平均明顯高于TB組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-2.105、-6.716、-2.956,P=0.035)。COPD合 并 TB組 IL-6、IFN-γ、TNF-α水平均明顯高于COPD組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-7.605、-7.107、-9.894,P=0.000),見表 2。
既往研究表明,多種細(xì)胞因子在結(jié)核病的免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[10]。如IL-2、IFN-γ等Th1型細(xì)胞因子,IL-5、IL-4等Th2型細(xì)胞因子,以及TNF-α、IL-1、IL-6等前炎癥細(xì)胞因子均廣泛參與結(jié)核病的免疫發(fā)病過程中[11]。當(dāng)COPD患者呼吸道受到病毒或細(xì)菌感染時(shí),激活局部肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、IL-2等炎性因子,其被吸收入血以及內(nèi)毒素引起體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞廣泛的激活,可導(dǎo)致血中TNF-α、IL-6升高[12]。此外,有報(bào)道還稱,COPD急性發(fā)作期及治療緩解后血清lL-6、TNF-α水平均高于健康對(duì)照組,這表明COPD患者存在IL-6、TNF-α的過量產(chǎn)生[13]。
表1 各組一般情況比較
表2 各組血清中IL-6、IFN-γ、TNF-α水平的比較(x-±s) ng/L
IL-6是具有多種功能的前炎癥細(xì)胞因子,可促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞的分化與增殖,參與早期炎癥反應(yīng)。Siawaya等[14]研究發(fā)現(xiàn),與潛伏結(jié)核感染(LTBI)相比,活動(dòng)性肺結(jié)核患者血清IL-6水平升高。本研究結(jié)果顯示,COPD合并TB組以及TB組IL-6水平明顯高于健康對(duì)照組;COPD合并TB組IL-6水平明顯高于TB組;COPD合并TB組IL-6水平明顯高于COPD組,提示COPD合并TB患者IL-6水平升高可能與炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生和持續(xù)存在有關(guān)。
TNF-α由多種細(xì)胞分泌包括巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞,在抵抗病原菌的早期炎癥反應(yīng)中起作用,能清除炎癥病變中的病原體[15]。Sutherland等[16]研究發(fā)現(xiàn),在活動(dòng)性結(jié)核病時(shí)TNF-α水平明顯升高,過高的TNF-α可引起結(jié)核病變破壞加重、組織壞死、惡病質(zhì)等。本研究結(jié)果顯示,相對(duì)于健康對(duì)照組人群的TNF-α水平,COPD合并TB組以及TB組的TNF-α水平均增高;對(duì)于TB組患者的TNF-α水平,COPD合并TB組的TNF-α水平增高;對(duì)于COPD組患者的TNF-α水平,合并TB組TNF-α水平明顯增高,這些結(jié)果均提示TNF-α參與了COPD合并肺結(jié)核的免疫發(fā)病過程。
IFN-γ是由Th1細(xì)胞分泌的免疫調(diào)節(jié)因子,具有促進(jìn)結(jié)核肉芽腫形成、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞殺菌作用的能力,在抗結(jié)核免疫中起著重要作用[17]。本研究結(jié)果顯示,相對(duì)于健康對(duì)照組人群的IFN-γ水平,COPD合并TB組以及TB組的IFN-γ水平均增高;對(duì)于COPD組患者的IFN-γ水平,合并TB組IFN-γ水平明顯增高,然而,在COPD合并TB組和TB組之間IFN-γ水平未見明顯差異。這可能反映了COPD合并TB患者保護(hù)性免疫反應(yīng)無明顯增加。
總之,COPD合并TB患者血清細(xì)胞因子lL-6、TNF-α、IFN-γ水平水平存在不同程度的失衡,說明其細(xì)胞免疫功能已經(jīng)遭受不同程度的侵害。但與單純COPD和TB患者相比較,其免疫受損的程度更為明顯。這些結(jié)果提示適應(yīng)性免疫反應(yīng)在COPD合并TB的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。深入研究COPD和肺結(jié)核免疫功能以及進(jìn)一步闡明其免疫發(fā)病機(jī)制,能夠積極為免疫干預(yù)治療提供理論依據(jù)。
[1]江梅,馬錦芳.慢性阻塞性肺疾病患者對(duì)急性加重認(rèn)知的調(diào)查[J].中華流行病學(xué)雜志,2013,34(10):1030-1034.
[2] Barnes P J.The cytokine network in chronic obstructive pulmonary disease[J].American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology,2009,41(6):631-638.
[3] Kent L,Smyth L,Clayton C,et al.Cigarette smoke extract induced cytokine and chemokine gene expression changes in COPD macrophages[J].Cytokine,2008,42(2):205-216.
[4] Bathoorn E,Liesker J J,Postma D S,et al.Change in inflammation in out-patient COPD patients from stable phase to a subsequent exacerbation[J].Int J Chron Obstruct Pulmon Dis,2009,4(1):101-109.
[5] Moermans C,Heinen V,Nguyen M,et al.Local and systemic cellular inflammation and cytokine release in chronic obstructive pulmonary disease[J].Cytokine,2011,56(2):298-304.
[6] Sutherland J S,Danlani G,F(xiàn)ombah A E,et al.Highly accurate diagnosis of pleural tuberculosis by immunological analysis of the pleural effusion[J].Plos One,2012,7(1):540.
[7] Nemeth J,Winkler H M,Boeck L,et al.Specific cytokine patterns of pulmonary tuberculosis in Central Africa[J].Clinical Immunology,2011,138(1):50-59.
[8]中華醫(yī)學(xué)會(huì).臨床診療指南(結(jié)核病分冊(cè))[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2005:64-86.
[9] GOLD.Global strategy for the diagnosis,management,and prevention of chronic obstructive pulmonary disease[EB/OL].http://www.goldcopd.com,2010:1-91.
[10]沈蕓,唐神結(jié),孫華,等.肺結(jié)核合并慢性阻塞性肺疾病患者免疫功能的變化及意義[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2012,33(1):53-58.
[11] Al-Attiyah R,And E S,Mustafa A S.Comparative analysis of spontaneous and mycobacterial antigen-induced secretion of Th1,Th2 and pro-inflammatory cytokines by peripheral blood mononuclear cells of tuberculosis patients[J].Scandinavian Journal of Immunology,2012,75(6):623-632.
[12] Shitrit D,Izbicki G,Bar-Gil Shitrit A,et al.Role of soluble interleukin-2 receptor levels in patients with latent tuberculosis[J].Lung,2006,184(1):21-24.
[13] Curtis J L,F(xiàn)reeman C M,Hogg J C.The immunopathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease:insights from recent research[J].Proc Am Thorac Soc,2007,4(7):512-521.
[14] Siawaya J F D,Beyers N,Helden P V,et al.Differential cytokine secretion and early treatment response in patients with pulmonary tuberculosis[J].Clin Exp Immunol,2009,156(1):69-77.
[15] Kaufmann S H.How can immunology contribute to the control of tuberculosis[J].Nature Reviews Immunology,2001,1(1):20-30.
[16] Sutherland J S,de Jong B C,Jeffries D J,et al.Production of TNF-alpha,IL-12(p40) and IL-17 can discriminate between active TB disease and latent infection in a West African cohort[J].Plos One,2010,5(8):521-526.
[17] Lago P M,Bo é chat N,Migueis D P,et al.Interleukin-10 and interferon-gamma patterns during tuberculosis treatment:possible association with recurrence[J].Int J Tuberc Lung Dis,2012,16(5):656-659.