诱导痰中白介素-8和白介素-10与高原慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并慢性肺心病发病的关系及其干预的研究

冯恩志 杨生岳 闫自强 王绍林贺 巍 张 瑛 殷 和 陈宗茹 刘睿年

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)最主要的病理基础是气道、肺实质、肺血管的慢性非特异性炎症及炎症损伤和修复导致气道和血管壁重塑，从而引起持久性、进行性气流受限和肺功能下降，而急性炎症的特征是炎症因子的高表达［1-3］。COPD气道炎症是一个非常复杂的反应过程，参与了COPD组织损伤、气道重塑和黏液高分泌等多种病理生理进展。进一步探讨COPD气道炎症反应的具体机制，寻找新的治疗靶点，可为其抗炎治疗提供新的选择。白介素-8(interleukin-8，IL-8)为选择性中性粒细胞趋化因子，是一种促进炎症反应的细胞因子，而IL-10是一种抗炎症细胞因子，对炎症反应起着重要的调控作用［4-5］。本研究检测了高原地区COPD急性加重期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)合并慢性肺心病(chronic cor pulmonale，CCP)患者治疗前后诱导痰中IL-8、IL-10水平、动脉血气和肺功能，旨在探讨这两个细胞因子与气道炎症、呼吸功能的关系及吸入糖皮质激素和β2-受体激动剂的干预作用。

资料与方法

一、一般资料

选择2010年6月至2012年3月我院呼吸内科收治住院的高原(海拔2260～3500 m)地区AECOPD合并CCP患者132例，COPD诊断符合中华医学会呼吸病学分会制定的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007年修订版)》标准，CCP按我国慢性肺心病的标准诊断［6］。全部患者随机分为3组，每组44例。对照组:男25例，女19例，年龄47～73岁，平均(57.5±7.0)岁;治疗1组:男24例，女20例，年龄46～77岁，平均(58.3±7.2)岁;治疗2组:男23例，女21 例，年龄48～76岁，平均(57.8±7.2)岁。所有患者均知情同意，并经解放军第四医院伦理委员会批准。3组的年龄、性别无统计学意义(P＞0.05)。

二、研究方法

1.给药方法:3组的常规治疗(抗感染、祛痰、茶碱类支气管舒张剂等)相同。治疗2组除常规治疗外，给予长效β2-激动剂及吸入糖皮质激素-沙美特罗/氟替卡松50 μg/250 μg，2次/d气道吸入;治疗1组在常规治疗的基础上，给予布地奈德1 mg，2次/d雾化吸入;对照组仅给予常规治疗。治疗前和治疗病情缓解2周后，分别测定患者诱导痰中IL-8、IL-10含量、动脉血气和肺功能。

2.动脉血气分析:在未吸氧条件下，取股动脉血2 ml，用血气分析仪(Opticla-Ⅱ型)测定动脉血氧分压(partial pressure of artery blood O2，PaO2)、动脉血二氧化碳分压(partial pressure of artery blood CO2，PaCO2)。

3.肺功能测定:用肺功能仪(spirolab-Ⅱ型)测1 s用力呼气容积(forced expiratory volume in 1 second，FEV1)占预计值的百分比(FEV1%)、FEV1/用力肺活量 (forced vital capacity，FVC)比值(FEV1/FVC)，连续测3次，取其最大值计算。

4.诱导痰的收集及处理:试验前受试者先用清水漱口，吸入200 μg沙丁胺醇，15min后超声雾化吸入3%氯化钠溶液，共20 min。受试者每次深咳痰液前用双氧水漱口，并擤尽鼻涕。将咳出的痰液收集到无菌的聚丙烯痰盒中，取无唾液成分的痰液放入离心管，按1︰1的质量/体积加入0.1%二硫苏糖醇(dithiothreitol，DTT)溶液，在室温下置于振荡器上轻柔震荡混匀，将痰液和DTT混合液置于37℃恒温摇床中15 min，3000 r/min，离心30 min，取上清液置于－80℃储存待测。沉淀部分作细胞学分析，磷状上皮细胞＜20%且细胞存活率＞50%为合格痰标本。

5.诱导痰中IL-8、IL-10测定:采用双抗体夹心ELISA法检测诱导痰上清液中IL-8、IL-10浓度，试剂盒购自深圳晶美生物技术有限公司，严格按试剂盒说明书操作。用酶标仪(Bio-Rad3550型)测波长450 nm的光密度值，绘制标准曲线，计算IL-8、IL-10浓度。

三、统计学分析

结 果

一、3组间治疗前后诱导痰中IL-8、IL-10水平、肺功能和动脉血气的比较

治疗前3组间诱导痰中IL-8、IL-10水平、FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2、PaCO2比较差异无显著性(P＞0.05)，3组治疗前后比较均有非常显著性差异(P＜0.01)，治疗后3组间比较也有显著性差异(P＜0.01 或 P ＜0.05)，见表1 ～3。

表1 3组患者治疗前后诱导痰IL-8、IL-10水平的比较()Table 1 Comparison of induced sputum IL-8，IL-10 before and after treatment in three groups()

表1 3组患者治疗前后诱导痰IL-8、IL-10水平的比较()Table 1 Comparison of induced sputum IL-8，IL-10 before and after treatment in three groups()

注:与治疗前比较，aP＜0.01;与治疗1组和对照组比较，bP＜0.01;与对照组比较，cP＜0.01;与治疗1组和对照组比较

表2 3组患者治疗前后诱导痰肺功能的比较()Table 2 Comparison of lung fanction before and after treatment in three groups()

表2 3组患者治疗前后诱导痰肺功能的比较()Table 2 Comparison of lung fanction before and after treatment in three groups()

注:与治疗前比较，aP＜0.01;与治疗1组和对照组比较，bP＜0.01;与对照组比较，cP＜0.01;与治疗1组和对照组比较，dP＜0.05;与对照组比较，eP ＜0.05

表3 3组患者治疗前后诱导痰动脉血气的比较()Table 3 Comparison of lung fanction before and after treatment in three groups()

表3 3组患者治疗前后诱导痰动脉血气的比较()Table 3 Comparison of lung fanction before and after treatment in three groups()

注:与治疗前比较，aP＜0.01;与治疗1组和对照组比较，bP＜0.01;与对照组比较，cP＜0.01;与治疗1组和对照组比较

二、诱导痰中IL-8、IL-10水平与肺功能和动脉血气的相关性分析

132例患者治疗前，诱导痰中IL-8与FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2显著负相关，与PaCO2显著正相关(P ＜0.001);IL-10与 FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2显著正相关，与 PaCO2显著负相关(P ＜0.001)，见表4。

表4 132例患者治疗前诱导痰中IL-8、IL-10水平与肺功能和动脉血气的相关性分析Table 4 Correlation analysis of induced sputum IL-8，IL-10 and lung fanction，arterial blood gas before treatment in 132 patients

讨 论

IL-8是一种重要的趋化和激活中性粒细胞的细胞因子，主要由肺泡巨噬细胞、气道上皮细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等合成和分泌。它可使中性粒细胞外形改变，促进其脱颗粒，释放超氧化物酶和溶酶体酶，从而促进炎症反应，导致气道和肺实质炎症和破坏。COPD患者痰中趋化中性粒细胞的主要细胞因子是IL-8。Ko等［7］研究证实，气道内IL-8水平与平原COPD患者急性加重和病情进展密切相关。

IL-10是由CD4+和CD8+的T细胞、巨噬细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、气道上皮细胞等产生，巨噬细胞和单核细胞是人体内源性IL-10产生的主要细胞。它主要是抑制和终止炎症反应，几乎抑制所有促炎细胞因子的合成与释放，因而具有抗炎作用［8］。有研究证实，COPD患者支气管肺泡灌洗液中的CD8+T细胞产生IL-10，且支气管黏膜活检也显示IL-10表达上调。张胜堂等［9］报告，平原COPD急性加重期血清IL-10水平明显低于缓解期。

本研究结果显示，高原AECOPD合并CCP 3组患者治疗后诱导痰中IL-8水平均较治疗前显著降低，而IL-10则相反，治疗后诱导痰中IL-10水平较治疗前显著升高。表明高原AECOPD抗炎症细胞因子下降，促炎症细胞因子升高，从而导致了COPD的急性加重。经过抗炎治疗，随着炎症反应减轻，病情得以缓解。本研究3组之间治疗前诱导痰中IL-8、IL-10浓度比较差异无统计学意义，治疗后3组之间差异均非常显著(P＜0.01)，其中以吸入糖皮质激素(inhaled glucocorticosteroid，ICS)联合长效β2-激动剂(long-acting β2-agonist，LABA)组改善最明显，单纯ICS组次之，对照组最差。表明ICS联合LABA的疗效优于单纯ICS。其机制可能是糖皮质激素通过介导β2-受体的基因转录，上调细胞表面β2-受体的密度和数量，提高支气管平滑肌对β2-受体的敏感性，而LABA可加速糖皮质激素受体白细胞核的移位，促使糖皮质激素敏感基因的转录，增强其抗炎活性。糖皮质激素作用于气道炎症，LABA作用于气道平滑肌，二者联合使用产生协同作用，增加抗炎活性。

本研究显示3组患者治疗前后FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2、PaCO2比较差异均非常显著，表明高原AECOPD合并CCP患者气道阻塞加重，但随着气道局部炎症反应的好转，肺通气功能和动脉血气也会改善。本研究还显示，治疗前诱导痰中IL-8与FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2呈显著负相关，与PaCO2呈显著正相关，IL-10与FEV1%pred、FEV1/FVC、PaO2显著正相关，而与PaCO2显著负相关。表明高原AECOPD合并CCP患者气道阻塞加重和动脉血气恶化与诱导痰中IL-8水平升高及IL-10水平降低存在相关性。这与叶胜兰等［10］报道的平原AECOPD的结果相一致。

抑制气道非特异性炎症、阻断细胞因子介导的炎症途径是防治COPD急性加重、阻止病程进展的关键措施。Patel等［11］研究显示，接受炎症刺激后，COPD患者气道上皮细胞出现明显的细胞因子反应，给予ICS后IL-8分泌明显降低。Armstrong等［12］报告，p38MAPK激活可使肺泡巨噬细胞的糖皮质激素敏感性下降，p38MAPK抑制剂与糖皮质激素联用可通过抑制细胞因子的分泌而增强抗炎作用。唐文辉等［13］报道，我国研制的青兰浸膏可显著降低平原AECOPD患者血清TNF-α、IL-8水平，改善呼吸困难程度和肺通气功能，这可能有望成为治疗COPD的新方法。但迄今为止，ISC联合LABA仍是治疗AECOPD最安全、有效的方法。

1 杨晓巍.慢性阻塞性肺疾病急性加重期抗菌治疗的新思维［J］.医学综述，2006，12(2):237-238.

2 刘 虹，刘新明.COPD发病学新进展［J］.中国临床医生，2004，32(1):6-8.

3 GOLD Executive Committee.Global strategy for the diagnosis，management，and prevention of chronic obstructive pulmonary disease(Revised 2011)［EB/OL］.［2012-02-22］.http://www.goldcopd.com.

4 Ko Fw，Leung TF，Wong GW，et al.Measurement of tumor necrosis factor-alpha，leukotriene B4，and interleukin-8 in the exhaled breath condensate in patients with acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease［J］.Int J Chron Obstruct Pulmon Dis，2009，4(1):79-86.

5 Asadullah K，Sterry W，Volk HD.Interleukin-10 therapy-review of a new approach［J］.Pharmaccol Rev，2003，55(2):241-269.

6 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.COPD诊治指南(2007年修订版)［J］.中华结核和呼吸杂志，2007，30(1):8-17.

7 Ko FW，Leung TF，Wong GW，et al.Measurement of tumor necrosis facyor-alpha，leukotriene B4，and interleukin 8 in the exhaled breath condensate in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease［J］.Int J Chron Obstruct Pulmoon Dis，2009，4(1):79-86.

8 郝 璐，崔丽英.白介素-10与支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病［J］.内蒙古医学杂志，2010，42(8):949-951.

9 张胜堂，张秀卿，宋滨东.COPD急性加重期CRP、IL-10、WBC、中性粒细胞比例检测的意义及比较［J］.中国实用医药，2010，5(20):30-31.

10 叶胜兰，李承红.COPD急性发作期患者血清IL-2、IL-8、CRP水平变化及与肺功能的相关性分析［J］.内科急危重症杂志，2010，16(1):34-35.

11 patel IS，Roberts NJ，Lloyd-Owen SJ，et al.Airway epithelial inflammatory respomses and clinical parameters in COPD［J］.Eur Respir J，2003，22(1):84-99.

12 Armstrong J，Harbron C，Lea S，et al.Synergistic effects of p38 mitogen-activated protein kinase inhibition with a corticosteroid in alveolar macrophages from patients with chronic obstructive pulmonary disease［J］.J Pharmacol Exp Ther，2011，338(3):732-740.

13 唐文辉，周南南，钟小燕，等.青兰浸膏片治疗慢性阻塞性肺疾病患者李临床疗效观察及机制研究［J］.国际呼吸杂志，2012，32(7):497-500.