孫印 何士杰 景衛(wèi)革 韋海燕 朱靜

慢阻肺是一種持續(xù)存在呼吸道癥狀和氣流受限的難治疾患，可能與經(jīng)常暴露于有害有毒氣體或顆粒引起的氣道和/或肺泡異常有關(guān)[1]。慢阻肺的發(fā)病機(jī)制尚未充分闡明，炎癥免疫機(jī)制是目前最公認(rèn)發(fā)病機(jī)制。白介素家族中的IL-21、IL-17是非常重要的炎癥免疫因子，在多種炎癥及免疫性疾病的發(fā)病過程扮演了關(guān)鍵角色。TLR4是日益受到重視的固有免疫識別受體，通過一系列復(fù)雜的信號傳導(dǎo)通路介導(dǎo)大量炎癥免疫因子的釋放，參與了眾多免疫炎癥疾病的發(fā)病過程。本研究將探究血清IL-21、IL-17、TLR4在慢阻肺發(fā)病機(jī)制中所起的作用。

資料與方法

一、一般資料

選取承德市中心醫(yī)院呼吸科門診2017年11月至2019年7月就診的吸煙慢阻肺穩(wěn)定期患者70例(男61例/女9例)為慢阻肺組，平均年齡為64.88±10.35歲，每天吸煙22.93±5.67支；同期于該院行健康體檢的人群為對照組，其中吸煙者70例(男60例/女10例)為健康吸煙對照組，平均年齡65.29±8.73歲，每天吸煙23.16±6.12支；非吸煙者70例(男58例/女12例)為健康非吸煙對照組，平均年齡64.12±9.78歲；三組受試人員在性別構(gòu)成比例、年齡等方面的比較，P>0.05，具有可比性。

二、納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

慢阻肺穩(wěn)定期組納入標(biāo)準(zhǔn)：患者存在持續(xù)的咳嗽、咳痰、喘息等呼吸道癥狀，肺功能證實(shí)吸入支氣管擴(kuò)張劑后FEV1/FVC<70%[2]，且3個月內(nèi)咳、痰、喘等癥狀穩(wěn)定或輕微；另外患者必須有吸煙史，每天吸煙約5～30支，而且3個月內(nèi)無應(yīng)用抗生素及全身糖皮質(zhì)激素病史。對照組入選標(biāo)準(zhǔn)：肺功能檢查無持續(xù)氣流受限，其中吸煙者70人，每天吸煙大約5～30支，為健康吸煙對照組，非吸煙者70人為健康非吸煙對照組。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并呼吸系統(tǒng)其他疾??；(2)有肺功能檢查禁忌癥；(3)合并惡性腫瘤；(4)嚴(yán)重的肝臟、腎臟功能障礙；(5)重癥感染，如膿毒癥等；(6)免疫功能障礙。

三、方法

(1)基線資料：詢問并記錄所有研究對象的年齡、性別、吸煙支數(shù)。(2)肺功能測定，由有經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師及以上職稱的呼吸?？漆t(yī)師測定實(shí)驗(yàn)對象的肺功能(德國耶格品牌)，記錄FEV1%pred。(3)慢阻肺組患者測定并記錄CAT評分，就診當(dāng)日于呼吸內(nèi)科門診由中級及以上職稱的呼吸專科醫(yī)師評測。(4)血清IL-21、IL-17、TLR4表達(dá)水平測定：三組受試者空腹留取肘正中靜脈血9mL，經(jīng)高速離心機(jī)3000轉(zhuǎn)/分離心15分鐘，將分離得到的上清血清置于-80℃的恒溫器中存儲，采用經(jīng)典的酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測定血清中的IL-21、IL-17及TLR4濃度，具體方法嚴(yán)格遵照試劑盒檢測步驟。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、研究對象的一般資料

三組被研究者在年齡、性別構(gòu)成方面比較，P>0.05。慢阻肺組與健康吸煙對照組吸煙支數(shù)方面比較，P>0.05(見表1)。

表1 各組的一般項(xiàng)目

二、各組血清IL-21、IL-17、TLR4的表達(dá)水平

慢阻肺組血清IL-21及IL-17濃度均高于健康吸煙對照組及健康非吸煙對照組，健康吸煙對照組高于健康非吸煙對照組，P均<0.05。慢阻肺組血清TLR4濃度高于健康吸煙對照組及健康非吸煙對照組，健康非吸煙對照組高于健康吸煙對照組，P均<0.05(見表2)。

表2 各組血清IL-21、IL-17、TLR4 的表達(dá)水平

三、慢阻肺組血清IL-21、IL-17、TLR4水平與FEV1pred%、CAT評分的相關(guān)性

慢阻肺組患者血清IL-21、IL-17及TLR4濃度均與肺通氣功能指標(biāo)FEV1%pred呈負(fù)相關(guān)(r分別=-0.586、-0.703、-0.638，P均<0.05)。慢阻肺組患者血清IL-21、IL-17、TLR4濃度均與慢阻肺評估測試(CAT)評分呈正相關(guān)(r分別=0.718，0.677，0.596，P均<0.05)(見表3)。

表3 慢阻肺組血清IL-21、IL-17、TLR4水平與FEV1 pred%、CAT評分的相關(guān)性

四、血清IL-21與IL-17、TLR4表達(dá)水平的相關(guān)性

慢阻肺組患者血清IL-21與IL-17、TLR4水平呈正相關(guān)(r=0.698、0.517，P均<0.05)。兩個對照組血清IL-21與IL-17及TLR4均無明顯相關(guān)性(見表4)。

表4 血清IL-21與IL-17、TLR4表達(dá)水平的相關(guān)性

討 論

慢阻肺在全球范圍內(nèi)均是危害人類健康的常見疾病，其與吸煙、空氣污染、職業(yè)粉塵及化學(xué)物質(zhì)、感染、免疫紊亂、氣候變化、氣道及肺部發(fā)育異常等多種因素有關(guān)，研究者普遍認(rèn)為炎癥機(jī)制是慢阻肺最重要的發(fā)病機(jī)制，且炎癥機(jī)制中涉及眾多免疫因子，二者相互作用，最終導(dǎo)致慢性阻塞性疾病的的發(fā)生、進(jìn)展和惡化。慢阻肺患者的炎癥免疫反應(yīng)幾乎可以累積在病人的氣道、肺臟及全身。

白細(xì)胞介素-21(IL-21)是白介素家族中的新成員，主要由CD4+Th17細(xì)胞分泌。IL-21通過蛋白酪氨酸激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子兩種信號傳導(dǎo)途徑發(fā)揮其生物學(xué)功能[3]，IL-21不僅與淋巴細(xì)胞的發(fā)育、增殖、分化密切相關(guān)，還在漿細(xì)胞的成熟和抗體的分泌過程中發(fā)揮重要作用。IL-21能夠調(diào)節(jié)多種免疫及炎癥因子的分泌，參與了多種疾病的病理過程。王麗紅等研究[4]顯示，在香煙燃燒煙霧所導(dǎo)致的慢阻肺小鼠模型中，支氣管肺泡灌洗液及血清中IL-21均顯著升高，與吸煙對照組小鼠相比，P<0.05。研究證實(shí)慢阻肺急性發(fā)作期患者血清中IL-21濃度顯著高于穩(wěn)定期患者及健康對照組[5]，治療后則顯著下降，這表明血清IL-21不僅參與了慢阻肺的病理過程，且可能與患者急性加重有關(guān)。慢阻肺穩(wěn)定期患者肺活檢組織中IL-21mRNA的含量較健康吸煙對照組明顯升高[6]，進(jìn)一步從基因水平顯示IL-21參與了慢阻肺的發(fā)病過程。IL-21不僅能夠促進(jìn)IL-17的釋放，還能促使金屬基質(zhì)蛋白酶-12及CC亞族趨化因子配體20的表達(dá)，進(jìn)而參與氣道及肺臟的持續(xù)炎癥反應(yīng)。IL-21通過放大CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，使端粒酶及穿孔素分泌增加[7]，導(dǎo)致氣道及肺組織損傷，進(jìn)而發(fā)展為慢阻肺。本研究表明穩(wěn)定期慢阻肺患者血清IL-21高于健康吸煙及健康非吸煙對照組，而且與慢阻肺患者FEV1pred%呈負(fù)相關(guān)，據(jù)此推測血清IL-21參與了慢阻肺的炎癥免疫發(fā)病機(jī)制，而且與病人氣流受限嚴(yán)重程度相關(guān)。

IL-17是白介素家族中最重要的成員之一，CD4+Th17細(xì)胞是其主要的分泌來源，具有促炎、免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能。IL-17是聯(lián)系T型淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞的重要紐帶[8]，能夠動員、募集、活化及興奮[9]中性粒細(xì)胞到達(dá)炎癥部位，激活的中性粒細(xì)胞釋放多種炎性因子，損傷呼吸道及肺組織，進(jìn)而發(fā)生氣道重構(gòu)及肺氣腫。IL-17還導(dǎo)致氣道分泌物增加、氣道反應(yīng)性增高、中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶分泌增加[10]，參與氣道慢性持續(xù)性炎癥免疫反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)慢阻肺患者呼出氣冷凝液及肺活檢組織中白細(xì)胞介素-17表達(dá)水平均顯著高于健康對照組[8,11]，且上述標(biāo)本中IL-17表達(dá)水平與肺通氣功能指標(biāo)第一秒鐘用力呼氣占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%pred)及第一秒鐘用力呼氣容積與用力肺活量比值(FEV1/FVC)均呈負(fù)相關(guān)。本研究表明慢阻肺穩(wěn)定期患者血清IL-17濃度明顯高于健康吸煙對照組及健康非吸煙對照組，P均<0.05，據(jù)此認(rèn)為，血清IL-17參與了慢阻肺的發(fā)病機(jī)制。

Toll樣受體4(TLR4)是一種廣為關(guān)注的人類天然免疫識別受體，參與先天免疫-獲得性免疫-炎癥反應(yīng)這一復(fù)雜過程。TLR4最重要的配體為革蘭陰性桿菌菌體成分脂多糖。TLR4能夠激活核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)、干擾素β相關(guān)因子3(IRF3)及激活蛋白-1(AP1)炎癥通路，進(jìn)而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控、炎癥反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)等作用。TLR4能夠促進(jìn)白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α、干擾素-γ等多種致炎介質(zhì)的釋放[12]，進(jìn)而參與氣道慢性炎癥反應(yīng)。慢阻肺穩(wěn)定期患者血清單核巨噬細(xì)胞表面TLR4mRNA及蛋白表達(dá)水平均顯著高于健康對照組[13]；慢阻肺患者外周血、中性粒細(xì)胞表面TLR4水平亦明顯高于健康對照組[14]。新發(fā)現(xiàn),阿奇霉素能夠抑制TLR4/NF-KB炎癥通路及下位炎性介質(zhì) IL-1β、IL-6、TNF-α的表達(dá)[15]，抑制慢阻肺的炎癥反應(yīng)。本研究顯示慢阻肺穩(wěn)定期患者血清TLR4濃度顯著高于健康吸煙和健康非吸煙對照組，P<0.05；慢阻肺患者血清中TLR4濃度與IL-21表達(dá)水平存在正相關(guān)，由此可以認(rèn)為，血清TLR4和IL-21共同參與了慢阻肺的發(fā)病過程，慢阻肺患者體內(nèi)固有免疫應(yīng)答、獲得性免疫應(yīng)答及炎癥反應(yīng)可能存在相互關(guān)聯(lián)性。

第一秒鐘用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%pred)與慢阻肺患者氣流受限嚴(yán)重程度、預(yù)后及死亡率呈顯著正相關(guān)。慢阻肺評估測試問卷(CAT評分)能準(zhǔn)確評價(jià)慢阻肺患者的健康損害程度及生活質(zhì)量。本研究證實(shí)慢阻肺穩(wěn)定期患者血清IL-21、IL-17、TLR4濃度均與肺功能指標(biāo)FEV1%pred呈負(fù)相關(guān)，與CAT評分均呈顯著正相關(guān)，這說明血清IL-21、IL-17、TLR4與慢阻肺患者氣流受限嚴(yán)重程度及健康損害程度具有相關(guān)性。

慢阻肺是一種多因性疾病，炎癥、免疫、氧化應(yīng)激等均參與慢阻肺的發(fā)病過程，但是它們之間的聯(lián)系及影響均需要我們進(jìn)一步探索。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)血清IL-21、IL-17及TLR4均參與了慢阻肺的發(fā)病過程，但具體的炎癥免疫傳導(dǎo)通路仍需要我們進(jìn)一步深入探索，進(jìn)而找到慢阻肺治療的新方法。