宋曉萍, 裴復(fù)陽(yáng)

(大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院 呼吸內(nèi)科, 遼寧 大連, 116001)

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慢性阻塞性肺疾病患者誘導(dǎo)痰液中IL-6和IL-8水平變化的臨床意義

宋曉萍, 裴復(fù)陽(yáng)

(大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院 呼吸內(nèi)科, 遼寧 大連, 116001)

摘要:目的探討慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者誘導(dǎo)痰液中白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-8(IL-8)水平變化的臨床意義。方法 選取COPD患者35例為COPD組，另選取健康體檢者40例為健康組，根據(jù)有無(wú)吸煙史分為無(wú)吸煙22例和吸煙18例。2組受試者行肺功能檢測(cè)，運(yùn)用誘導(dǎo)痰液方法收集痰液，酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測(cè)定痰液上清中IL-6和IL-8水平變化，Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)分析IL-6、IL-8水平與肺功能的相關(guān)性。結(jié)果COPD組誘導(dǎo)痰液中性粒細(xì)胞百分比顯著高于健康組無(wú)吸煙者和吸煙者(P<0.05或P<0.01); 痰上清中IL-6、IL-8水平顯著高于健康組無(wú)吸煙者和吸煙者(P<0.05)。相關(guān)性分析顯示, COPD組誘導(dǎo)痰上清IL-6與第1秒用力呼氣容積占預(yù)期值百分比(FEV1%)和第1秒用力呼氣容積占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)呈負(fù)相關(guān)(P<0.01), IL-8與FEV1%和FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)。結(jié)論COPD患者氣道腔內(nèi)存在以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的慢性氣道炎癥，IL-6和IL-8可能在氣道損傷和重塑過(guò)程中扮演重要作用。

關(guān)鍵詞:慢性阻塞性肺疾病; 誘導(dǎo)痰液; 白細(xì)胞介素-6; 白細(xì)胞介素-8; 呼吸功能

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是以持續(xù)存在的氣流受限不可逆為特征的慢性呼吸道疾病, 和氣道、肺部對(duì)有害顆?；驓怏w導(dǎo)致的免疫應(yīng)答炎癥反應(yīng)有關(guān)[1]。COPD作為一種復(fù)雜的慢性炎癥疾病，其發(fā)病機(jī)制目前尚未完全明確。Barnes[2]將參與COPD的炎癥調(diào)節(jié)因子大致分為趨化因子、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和肽類(lèi)。白細(xì)胞介素-6(IL-6)作為一種多效能細(xì)胞因子，其分泌受腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等調(diào)節(jié)，參與呼吸道感染和損傷反應(yīng)[3], 而白細(xì)胞介素(IL-8)是中性粒細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞強(qiáng)效趨化因子，目前臨床研究多側(cè)重于測(cè)定該類(lèi)細(xì)胞因子在COPD患者血液中的濃度變化[4]。另一方面，痰液誘導(dǎo)技術(shù)通過(guò)高滲鹽水霧化吸入誘導(dǎo)患者產(chǎn)生痰液，具有非侵入性、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，和常規(guī)支氣管肺活檢、支氣管肺泡灌洗技術(shù)檢測(cè)結(jié)果具有一致性[5]。本研究通過(guò)觀察COPD患者誘導(dǎo)痰液中IL-6和IL-8表達(dá)水平的變化，探討其在COPD患者氣道炎癥中的作用。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2014年1月—2014年12月大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院門(mén)診及住院部收治的COPD患者35例，設(shè)為COPD組，均符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)《慢性阻塞性肺疾病診治指南》[6]中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并心臟、腦血管、肝、腎等重要臟器疾病或免疫系統(tǒng)疾??；②合并其他肺部疾??；③入組前1個(gè)月無(wú)呼吸道感染，未使用免疫抑制劑治療。其中男23例，女12例；年齡51～75歲，平均(62.5±6.9)歲；根據(jù)《GOLD慢性阻塞性疾病全球倡議(2007)》[7]分為GOLDⅠ級(jí)11例，GOLDⅡ級(jí)17例，GOLDⅢ～Ⅳ級(jí)7例。選取同期體檢健康者40例設(shè)為健康組，均無(wú)支氣管哮喘、COPD或其他慢性呼吸系統(tǒng)疾病史，胸部影像學(xué)檢查無(wú)異常，且第1秒用力呼氣容積占預(yù)期值百分比(FEV1%)>80%，根據(jù)有無(wú)吸煙史分為無(wú)吸煙22例和吸煙18例。

1.2方法

1.2.1誘導(dǎo)痰液采集和處理：參照改良的Pin等[8]方法，配置常用梯度高滲鹽水(3%、4%、5%)和0.1%二硫蘇糖醇(DDT)。霧化前生理鹽水清理鼻腔，誘導(dǎo)前15 min吸入沙丁胺醇200 μg, 霧化吸入3%高滲鹽水15 min后咳出痰液，收集于無(wú)菌干燥培養(yǎng)皿中。少痰或痰液不足者改用4%或5%高滲鹽水繼續(xù)霧化7 min后終止誘導(dǎo)。合格痰液標(biāo)本加入4倍體積的0.1% DDT處理, 37 ℃恒溫培養(yǎng)30 min、震蕩、稀釋、離心(3 000 r/min, 10 min)后取上清，置于-70 ℃冰箱保存?zhèn)錂z。離心沉渣制備痰細(xì)胞學(xué)涂片2張，瑞氏-吉姆薩混合液加等量PBS緩沖液染色5 min后沖洗、晾干，光學(xué)顯微鏡下行細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類(lèi)。

1.2.2誘導(dǎo)痰IL-6和IL-8測(cè)定：采用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)測(cè)定，操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.3觀察指標(biāo)

2組于入組時(shí)行肺功能檢查，記錄用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼氣量(FEV1)、FEV1%和第1秒用力呼氣容積占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)；檢測(cè)2組誘導(dǎo)痰液中細(xì)胞分類(lèi)和誘導(dǎo)痰液上清中IL-6和IL-8表達(dá)水平，及COPD組IL-6、IL-8表達(dá)水平與肺功能的相關(guān)性。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2結(jié)果

2.1一般資料分析

健康組無(wú)吸煙者年齡小于吸煙者和COPD患者(P<0.01), 健康組吸煙者和COPD患者年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05); 吸煙指數(shù)方面, COPD組和健康組吸煙者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。肺功能分析結(jié)果顯示，健康組無(wú)吸煙者FEV1%高于吸煙者和COPD患者，健康組吸煙者FEV1%高于COPD患者(P<0.05或P<0.01); 健康組無(wú)吸煙者和吸煙者FEV1/FVC無(wú)顯著差異(P>0.05), 但均高于COPD患者(P<0.01)。見(jiàn)表1。

2.2不同組痰液細(xì)胞分類(lèi)結(jié)果

COPD組誘導(dǎo)痰液細(xì)胞總數(shù)較健康組無(wú)吸煙和吸煙者增高(P<0.01), COPD組誘導(dǎo)痰液中性粒細(xì)胞百分比顯著高于健康組無(wú)吸煙者(P<0.05)和吸煙者(P<0.01), 巨噬細(xì)胞百分比顯著低于健康組無(wú)吸煙者(P<0.05)和吸煙者(P<0.05)。各組間淋巴細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞百分比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表1　不同組別受試者一般資料分析±s)

與健康組無(wú)吸煙比較, *P<0.05, **P<0.01; 與健康組吸煙比較, ##P<0.01。

表2　不同組別誘導(dǎo)痰液細(xì)胞分類(lèi)比較

與健康組無(wú)吸煙比較, *P<0.05, **P<0.01; 與健康組吸煙比較, #P<0.05, ##P<0.01。=

2.3IL-6、IL-8表達(dá)水平與肺功能的相關(guān)性

COPD組誘導(dǎo)痰液上清中IL-6、IL-8水平顯著高于健康組無(wú)吸煙者和吸煙者(P<0.05); 吸煙者IL-6、IL-8水平較無(wú)吸煙者升高(P<0.05)。相關(guān)性分析顯示, COPD組誘導(dǎo)痰上清IL-6與FEV1%(r=-0.646,P<0.01)和FEV1/FVC%呈負(fù)相關(guān)(r=-0.746,P<0.01), 見(jiàn)圖1。IL-8和FEV1%(r=-0.670,P<0.01)和FEV1/FVC%(r=-0.668,P<0.01)呈負(fù)相關(guān)，見(jiàn)圖2。

表3　不同組別誘導(dǎo)痰液IL-6和IL-8

與健康組無(wú)吸煙比較, *P<0.05; 與健康組吸煙比較, #P<0.05。

3討論

COPD是一種以氣道、肺實(shí)質(zhì)和肺血管的慢性氣道炎癥為特征的疾病，其發(fā)病由多種炎性細(xì)胞及其相關(guān)炎性遞質(zhì)、細(xì)胞因子共同參與，其中中性粒細(xì)胞活化和聚集是炎癥反應(yīng)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)之一[8-9]。有研究[10]提示，中性粒細(xì)胞在氣道壁和管腔內(nèi)的分布呈現(xiàn)分離，這可能與某種細(xì)胞因子導(dǎo)致中性粒細(xì)胞在氣道內(nèi)募集和激活有關(guān)。IL-6主要由活化的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞T淋巴細(xì)胞等分泌，參與COPD的氣道炎癥、損傷和重塑。IL-8是強(qiáng)效趨化因子和化學(xué)激活劑，一方面促進(jìn)中性粒細(xì)胞脫顆粒、黏附蛋白上調(diào)和呼吸爆發(fā)，另一方面增強(qiáng)中性粒細(xì)胞黏附和移行，共同導(dǎo)致氣道阻塞和肺損傷[11]。此外, COPD急性發(fā)作時(shí)，病毒或細(xì)菌的抗原成分或代謝產(chǎn)物均可導(dǎo)致單核-巨噬細(xì)胞廣泛激活并產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(TNF-α), 進(jìn)而誘導(dǎo)支氣管上皮細(xì)胞表達(dá)分泌IL-8[12]。本研究中, COPD患者誘導(dǎo)痰液中IL-6、IL-8水平較健康組無(wú)吸煙者和吸煙者顯著升高，且COPD組IL-6分別與FEV1%、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān), IL-8分別與FEV1%、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)，提示IL-6和IL-8濃度升高加重氣道局部炎癥和免疫反應(yīng)，最終引起小氣道和肺組織結(jié)構(gòu)功能改變。Ferrari等[13]一項(xiàng)為期3年的前瞻性研究結(jié)果顯示，IL-6水平隨疾病進(jìn)展顯著增高。Du等[14]也報(bào)道中重度COPD患者誘導(dǎo)痰液中IL-6、IL-8顯著增高，且和FEV1、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)。

圖1 COPD組IL-6與肺功能的相關(guān)性

圖2 COPD組IL-8與肺功能的相關(guān)性

中性粒細(xì)胞活化后可釋放中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶等蛋白酶參與肺組織損傷和腺體分泌，加重氣道炎癥。另一方面，感染、吸煙等有害物質(zhì)的吸入也可導(dǎo)致中心粒細(xì)胞產(chǎn)生多重氧化物，活化細(xì)胞核因子-κB(NF-κB)并誘導(dǎo)產(chǎn)生更多炎性因子，放大炎癥反應(yīng)[15]。本研究中，誘導(dǎo)痰液中性粒細(xì)胞百分比COPD組較健康組無(wú)吸煙者和吸煙者顯著增高，吸煙者和無(wú)吸煙者差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與吸煙導(dǎo)致的長(zhǎng)期刺激引起支氣管壁細(xì)胞分泌IL-6、IL-8有關(guān)，臨床需進(jìn)一步證明中性粒細(xì)胞聚集和活化在氣道炎癥和COPD疾病發(fā)生中的意義[16-18]。

綜上所述, COPD患者氣道腔內(nèi)存在以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的慢性氣道炎癥, IL-6和IL-8可能在氣道損傷和重塑過(guò)程中扮演重要作用，臨床工作中通過(guò)監(jiān)測(cè)痰液中炎癥細(xì)胞因子來(lái)調(diào)整COPD患者治療方案可能具有實(shí)際意義[19-20]。但COPD發(fā)病涉及多種細(xì)胞因子共同作用，且本研究樣本量較小，不同疾病程度的COPD患者炎癥因子水平差異尚未明確，后期將擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步探討。

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Clinical significance of changes of interleukin-6 and interleukin-8 levels in induced sputum of patients with chronic obstructive pulmonary disease

SONG Xiaoping, PEI Fuyang

(DepartmentofRespiratoryMedicine,AffiliatedZhongshanHospitalofDalianUniversity,Dalian,Liaoning, 116001)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the clinical significance of changes of interleukin-6 (IL-6) and interleukin-8 (IL-8) levels in induced sputum of patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). MethodsA total of 35 patients with COPD were selected as COPD group, and 40 healthy people were selected as healthy group and assigned into non-smokers (n=22) and smokers (n=18) according to presence or absence of smoking history. The lung function of patients in two groups was detected, and sputum was collected by using induced sputum method. The changes of IL-6 and IL-8 levels in sputum supernatant were detected by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The correlation between IL-6 and IL-8 levels and lung function was analyzed by Spearman correlation test. ResultsThe neutrophil percentage in induced sputum of COPD group was significantly higher than that in non-smokers and smokers (P<0.05 or P<0.01) of healthy group. The levels of IL-6 and IL-8 in sputum supernatant were significantly higher than those in non-smokers and smokers of healthy group (P<0.05). The results of correlation analysis showed that the level of IL-6 in sputum supernatant in COPD group was negatively correlated with FEV1% and FEV1/FVC% (P<0.01), and the level of IL-8 was also negatively correlated with FEV1% and FEV1/FVC% (P<0.01). ConclusionChronic airway inflammation dominated with neutrophil infiltration exists in the airway of patients with COPD. Both IL-6 and IL-8 may play important roles in the process of airway damage and remodeling.

KEYWORDS:chronic obstructive pulmonary disease; induced sputum; interleukin-6; interleukin-8; respiratory function

中圖分類(lèi)號(hào):R 563.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1672-2353(2016)05-036-04

DOI:10.7619/jcmp.201605011

收稿日期:2015-12-14