支气管哮喘患者血清中Th17细胞相关细胞因子的检测及意义

安霞 叶伶 龚颖 杨冬 李丽 金美玲

(1. 复旦大学附属中山医院呼吸科，上海 200032；2. 泰山医学院附属医院呼吸科，山东泰安 271000)

支气管哮喘(哮喘)是一种以气道高反应性和慢性炎性反应为主要特征的变态反应性疾病[1]。目前认为，Th2细胞占优势的Th1/Th2失衡是哮喘的重要发病机制之一，但是，该理论并不能完全解释哮喘的病理生理过程。近年研究[2]发现，人体内存在一种新型的辅助性T细胞，具有与Th1和Th2细胞不同的分化和调节机制，因其能特异性地产生效应因子白细胞介素-17(interleukin-17，IL-17)而不产生干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和白细胞介素-4(interleukin-4，IL-4)，故被称为Th17细胞(Type 17 helper cell)。Th17细胞分泌的特征性细胞因子——IL-17加重了气道炎性反应，参与了气道重塑，在哮喘中可能起着双重调节作用[3]。

本研究拟通过检测规范治疗后哮喘患者血清中Th17细胞相关的细胞因子[包括转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1，TGF-β1)、IL-17、白细胞介素-23(interleukin-23，IL-23)]，比较不同严重程度的哮喘患者间上述指标的差异，探讨这些细胞因子在哮喘患者气道重塑中的意义，了解Th17细胞及其相关细胞因子在哮喘的发生发展中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2010年10月—2012年2月在复旦大学附属中山医院门诊就诊的哮喘患者91例。入选标准：(1)年龄18～65岁，性别不限；(2)根据全球哮喘防治创议(GINA，2009版)诊断为支气管哮喘；(3)哮喘病程1年以上，规范治疗至少3个月；(4)依从性好；(5)患者自愿参加研究，并签署知情同意书。根据第1秒用力呼气量占预计值百分比(FEV1%pred)将91例哮喘患者(哮喘组)分成3个分组，FEV1%pred≥80%为轻度组(n=27)；60%

1.2 研究方法 详细采集病史，包括姓名、性别、年龄、身高、体质量、职业、哮喘发病年龄、病程、过敏史、过敏性疾病(鼻炎、皮炎、湿疹)史、家族史。检查肺通气功能。采用双抗体夹心ABC-ELISA法检测血清TGF-β1、IL-17 、IL-23水平。

2 结 果

2.1 各哮喘组与对照组一般资料的比较 哮喘组及对照组的年龄、性别比较，组间差异无统计学意义。见表1。

表1 各组的一般资料比较 (n，%)

2.2 各哮喘组患者肺功能的比较 轻、中、重度哮喘患者两两比较，FEV1%pred的差异有统计学意义(P<0.05)，而呼出气一氧化氮(FeNO)的差异无统计学意义。见表2。

表2 轻、中、重度哮喘患者的肺功能指标比较

2.3 各组血清TGF-β1、IL-17、IL-23水平的比较 哮喘组的血清TGF-β1水平高于对照组(P<0.05)；而哮喘患者血清IL-17水平低于对照组(P<0.05)；两组的血清IL-23水平差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

轻、中、重度哮喘分组及对照组的血清TGF-β1水平两两比较显示，轻度组与中度组、轻度组与重度组差异均有统计学意义(P<0.05)，轻、中、重度哮喘分组分别与对照组的差异均有统计学意义(P<0.05)，中度组与重度组的差异无统计学意义(P>0.05)。轻、中、重度哮喘患者及对照组血清IL-17水平两两比较显示，轻度组与中、重度组的差异有统计学意义(P<0.05)，中、重度组与对照组的差异有统计学意义(P<0.05)，轻度组与对照组、中度组与重度组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。轻、中、重度组及对照组的血清IL-23水平两两比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 各组血清中TGF-β1、IL-17、IL-23水平的比较(pg/mL)

2.4 哮喘患者血清中细胞因子TGF-β1、IL-17、IL-23水平的相关性分析 哮喘患者的血清IL-17与TGF-β1负相关(r=-0.306，P=0.004)，见图1；血清IL-17与IL-23直线不相关(r=-0.151，P=0.154)；血清TGF-β1与IL-23直线不相关(r=0.164，P=0.121)。

哮喘患者血清IL-17与TGF-β1呈负相关(r=-0.306，P=0.004)

2.5 哮喘患者血清中细胞因子TGF-β1、IL-17、IL-23水平与FEV1%pred的相关性分析 哮喘患者的血清TGF-β1与FEV1%pred负相关(r=-0.472，P=0.001)，见图2；血清IL-17与FEV1%pred正相关(r=0.448，P=0.000)，见图3；血清IL-23与FEV1%pred直线不相关(r=-0.173，P=0.108)。

哮喘患者血清TGF-β1与FEV1%pred负相关(r=-0.472，P=0.001)

哮喘患者血清IL-17与FEV1%pred正相关(r=0.448，P=0.000)

3 讨 论

Th17细胞是近年来发现的不同于Th1和Th2的另一种CD4+T细胞的新亚型。另外，TGF-β1可促进Th17细胞的分化。

研究[4]发现，TGF-β1通过促进Th17细胞的分化而促进前炎性反应，缺乏TGF-β1的小鼠体内的Th17细胞明显减少。TGF-β1是纤维化过程中起直接作用的细胞因子，它可以直接激活气道上皮细胞，促进间质细胞产生细胞外基质，使气道平滑肌的纤维结合蛋白沉积，基质在上皮下的黏膜沉积，使气道管壁增厚，导致气道重构[5]。目前，关于TGF-β1在哮喘患者中的表达水平及意义，各研究结果不一。我们的前期研究[6]显示，新发哮喘患者血清中TGF-β1水平显著高于健康人群，吸入糖皮质激素治疗后患者血清TGF-β1水平明显降低。本研究结果也显示，哮喘患者血清TGF-β1水平升高，经吸入糖皮质激素规范化治疗3个月后，其血清TGF-β1水平仍高于对照组；中重度哮喘患者的血清TGF-β1水平显著高于轻度组，且TGF-β1与FEV1%pred负相关。以上研究结果与Chakir等[7]和Bosse等[8]的研究结果一致。TGF-β1的表达对气道损伤的修复和愈合是必须的，但是TGF-β1的持续激活最终导致气道重塑[9-10]。体外研究[11]显示，哮喘小鼠气道上皮中的蛋白质酪氨酸磷酸酯酶SHP2的活性与TGF-β1的表达水平相关，以此调节气道重塑。

IL-17是由Th17细胞分泌的一种前炎性反应细胞因子。文献[12]报道，哮喘患者的支气管活检病变组织、肺泡灌洗液和痰中均可检测到IL-17。IL-17是与哮喘发病相关的细胞因子网络的重要成员之一，它在哮喘发病中起重要作用，但是作用机理复杂。一方面，IL-17可诱导气道嗜酸性粒细胞浸润，参与气道高反应性的形成[13]；另一方面，IL-17还可促进气道中性粒细胞的募集、激活，参与哮喘气道慢性炎性反应以及变应原诱发的哮喘气道炎性反应。本研究显示，哮喘患者血清中的IL-17水平低于健康人，这与陈杰华等[14]的研究结果一致。 我们还发现，中、重度哮喘组的血清IL-17水平低于轻度组。有研究[7]表明，IL-17在哮喘发病中起双向调节作用，它在哮喘的形成过程中是必须的，但在已经建立的哮喘中起负性调节作用，这或许可以解释我们的研究结果。本研究中患者的哮喘病程均较长，持续的气道炎性反应抑制了IL-17的分泌，使其在肺功能损害严重、气道重塑的阶段表达下降，表现为IL-17负性调节，但是具体机制尚待进一步研究。

本研究还发现，规范治疗后气道阻塞程度不同的哮喘患者的血清IL-17水平与FEV1%pred正相关，IL-17可能在哮喘患者的气道重塑中发挥一定作用。Wang等[15]的研究显示，IL-17可上调黏液基因表达，促进黏液分泌，提示IL-17是一种加速气道重塑的因子。此外，本研究显示，IL-17与TGF-β1呈负相关。IL-17在哮喘的气道重塑中的具体作用机制仍有待进一步研究。

多种细胞因子参与了Th17细胞的调控，其中TGF-β1、IL-6是Th17细胞分化的启动因子，这些参与Th17分化的细胞因子及Th17细胞分泌的多种细胞因子(IL-17、IL-22等)构成复杂的网络并交互作用， 使Th17细胞在哮喘发病中的作用更加复杂，究竟其在哮喘气道炎性反应及气道重塑中起着何种作用，需要进一步的体内外试验证实。

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