COPD患者急性发作期血清TNF-α和IL-8水平检测及临床意义

叶先智

(武汉市第三医院关山光谷院区,湖北武汉 430074）

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是一种慢性气道炎症疾病,患者气流受限不完全可逆,呈进行性发展,近年来其发病率、病死率呈上升趋势,世界银行/世界卫生组织公布,至2020年COPD将位居世界疾病经济负担的第5位[1],其发病机制复杂,多数研究普遍认为针对氧化应激所激发的细胞因子在COPD的发病机制中起着重要作用[2]。近年来随着分子生物学的发展,TNF-α和IL-8对COPD的发生和发展的作用影响日益受到关注。本研究通过测定COPD患者急性发作期血清TNF-α、IL-8表达水平及其肺功能指标FEV1%,旨在探讨其与COPD发病及发展过程的关系,以便为临床治疗COPD提供有效治疗手段。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2009年2月至2011年2月本院收治住院的COPD急性发作期患者85例,均符合《慢性阻塞性肺病诊治指南》诊断标准[1]。其中男45例,女40例,平均年龄(65.5±8.9）岁。选择年龄、性别匹配的45例本院健康体检者为对照组,经体格检查排除其他感染性疾病、外伤、肿瘤及自身免疫性疾病,其中男24例,女21例,平均年龄(63.7±9.1）岁。2组年龄及性别比较差异均无统计学意义(P＜0.05）,具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 标本采集 对于COPD患者治疗前采集空腹静脉血3 ml,治疗10-14天病情明显缓解后再采集静脉血3 ml,对照组采集空腹静脉血3 ml,室温静置30 min,3 000 r/min离心10 min分离血清,于-20℃冰箱封存,在一周内完成检测。采用ELISA双抗体夹心法(试剂购自晶美生物工程有限公司）测定血清TNF-α水平和IL-8,具体操作方法按试剂盒说明书进行。

1.2.2 肺功能测定 实验组和对照组测定肺功能第1秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV l%预计值）。肺功能用日本捷斯特公司生产的H1801肺功能仪测定。

1.3 统计学处理所有数据采用SPSS17.0统计软件进行统计学处理,计量资料采用均数±标准差(¯x±s）表示,用配对t检验作COPD组治疗前后比较,COPD组治疗后与对照组比较用t'检验,两个变量的相关性分析采用直线相关分析。

2 结果

2.1 COPD患者治疗前后、对照组血清IL-8、TNF-α水平比较COPD组治疗前血清中TNF-α和IL-8水平显著高于治疗后,差异有统计学意义(P＜0.05）,COPD组治疗后血清中TNF-α和IL-8水平显著高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05）,见表1。

表1 COPD患者治疗前后、对照组血清 TNF-α、IL-8水平及FEV1%预计值比较(±s）

表1 COPD患者治疗前后、对照组血清 TNF-α、IL-8水平及FEV1%预计值比较(±s）

注:*与治疗后比较P＜0.05,**与对照组比较P＜0.05.

组别 例数 TNF-α(pg/ml） IL-8(pg/ml） FEV1%COPD组治疗前 85 1811.21±390.4*751.45±189.8*35.81±15.21 COPD组治疗后 85 522.03±123.6**283.14±100.2**75.41±11.26对照组 45 29.67±16.1 31.89±18.8 85.33±12.46

2.2 FEV1%预计值与TNF-α、IL-8水平的相关系数COPD组治疗前FEV1%预计值与其血清中TNF-α、IL-8水平呈直线负相关(r=-0.79,-0.61,P＜0.05）,见表 2。

表2 FEV1%预计值与TNF-α、IL-8水平的相关系数

3 讨论

近年来,随着人口老化、吸烟人群增多、空气污染加重,COPD的发病率在逐年增长,其死亡率高,给家庭和社会带来的经济负担沉重,已成为一个重要的公共卫生问题[3]。COPD主要以气道、肺实质肺血管的慢性炎症为病理特征,表现为慢性咳嗽、咳痰、呼吸困难及肺功能受损。近年研究发现多种细胞因子和炎症细胞与该病发生、发展密切相关。呼吸道感染常诱发COPD急性发作,而急性感染的特征是炎性因子的表达,如TNFα、IL-8的表达[4]。

本研究结果显示,COPD急性发作期患者治疗前血清 TNFα、IL-8水平显著高于治疗后(P＜0.05）,经抗炎等治疗后,气道炎症得到控制,血清TNFα、IL-8水平较治疗前明显降低,提示TNFα、IL-8直接参与COPD的气道炎症反应过程,故测定血清TNFα、IL-8水平可间接反映COPD病情的严重程度,可作为监测病情、观察疗效、判断预后的重要指标。本研究还显示,治疗后血清TNFα、IL-8水平较对照组高且有显著性差异,这是因为COPD稳定期仍有25%的细菌感染率[5],这些细菌或其内毒素即为TNFα、IL-8分泌的诱生剂。

感染等多种因素可刺激单核细胞、巨噬细胞激活分泌TNF-α,其能诱导肺内皮细胞活化、白细胞迁移、粒细胞脱颗粒和毛细血管渗漏,是一种具有多种免疫功能的调节因子,并且能在短时间水平急剧升高迅速引起肺组织损伤及全身炎症反应综合征[6]。本研究还分析了COPD患者血清TNF-α水平与肺功能的关系,结果发现随着血清中的TNF-α水平逐渐升高,肺功能指标FEV1%降低,两者之间存在着负相关(r=-0.79,P＜0.05）。提示 TNF-α水平在COPD患者的肺功能恶化过程中起着非常重要的作用,它不仅与COPD的发病过程有关,并对肺功能产生重要影响。这与Mehmrt K的研究[7]认为TNF-α是影响COPD患者肺功能的关键因子的结论相符。推测TNFα影响COPD患者肺功能的机理是:TNF-α作为感染炎症及免疫应答体系中的重要介质,可促进炎症细胞黏附、游走和浸润,并释放大量活性氧自由基、蛋白水解酶、脂类介质及细胞因子[8];也可以直接作用于血管内皮细胞,影响其通透性,导致毛细血管渗漏,这些共同作用引起严重肺损伤[9]。同时,TNFα能进一步诱导黏附因子(ICAM-1、IL-6、IL-2、IL-8）等的合成与释放,促进炎症反应、血管生成和组织纤维增生,造成气道重塑狭窄以加强肺损伤作用,导致肺功能降低[10]。

IL-8是一种多细胞源性的细胞因子,它的主要生物学功能就是趋化炎性细胞尤其是中性粒细胞到达炎症部位,诱导中性粒细胞激活。在COPD发病过程中,IL-8在中性粒细胞所致炎症中起了相当重要的作用,IL-8水平与气流阻塞程度、气道的炎症相匹配[11],虽然IL-8对中性粒细胞的趋化和诱导脱颗粒作用有助于杀伤病原微生物及控制感染,但IL-8持续高表达则可诱导大量氧自由基、组胺、花生四烯酸等系列炎症介质释放,加重气道炎症[12]。本研究中COPD患者急性发作期治疗前血清IL-8水平显著高于治疗后(P＜0.05）,与上述说法一致。本研究还表明血清IL-8水平与肺功能参数FEV1%呈负相关(r=-0.61,P＜0.05）,为进一步说明其参与COPD发生发展过程,其水平升高与COPD急性发作及肺功能密切相关这一结论提供理论依据。

综上所述,IL-8、TNF-α都参与了COPD急性发作的病理过程,与气道、肺部炎症密切相关,三者均可作为COPD急性加重的重要指标。

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