慢性阻塞性肺疾病患者白细胞介素-32、白细胞介素-17、和肽素水平变化与吸烟的相关性及对肺功能影响

黄振杰　曾彤华　蔡文华

欧盛敬　陈文海　李　斐

慢性阻塞性肺疾病患者白细胞介素-32、白细胞介素-17、和肽素水平变化与吸烟的相关性及对肺功能影响

黄振杰曾彤华蔡文华

欧盛敬陈文海李斐

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种不完全可逆的慢性气流受限、病情持续发展为特征的慢性呼吸系统疾病[1-2]。COPD已成为威胁人类健康的重要疾病，WHO预计到2020年COPD将成为人类的第三大死亡原因[2]。参与COPD发病的炎症细胞主要为中性粒细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞等。激活的炎症细胞可释放多种炎性介质，如白三烯B4(leukotriene b4,LTB4)、白细胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等，最终使肺内氧化与抗氧化失衡，逐渐破坏气道正常结构并进一步加重肺部炎症。近年来，陆续有研究报道白细胞介素-17(interleukin-17，IL-17)可能作为一种新的促炎因子参与了COPD的炎症反应，但国内尚未见有文献系统性地阐述白细胞介素-32(interleukin-32，IL-32)、和肽素(COPEPTIN)与COPD发病的关系。同时，吸烟作为COPD的重要危险因素，其具体的机制也尚未阐述清楚。本研究通过观察吸烟、不吸烟COPD患者以及健康体检人群的IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，旨在探讨这些细胞因子在COPD发病中的作用，为吸烟导致或加剧COPD的发展提供一种宏观解释，为控烟提供临床依据。

材料与方法

一、一般资料

本院自2010年7月至2012年7月共将100名符合标准的COPD急性期患者纳入到本次研究中，纳入标准：①符合中华医学会呼吸病学分会2007年慢性阻塞性肺疾病诊治指南中的《慢性阻塞性肺疾病诊断标准》[3]；②年龄≥40岁；COPD急性发作；③同意进行本次临床试验并签署知情同意书。排除标准：①其他原因(如肺结核、支气管扩张、肺癌等)导致的喘息症状；②合并严重的心、肝、肾等重要脏器功能障碍；③使用免疫抑制剂；④不能配合研究。本研究获得本院伦理审查委员会审核通过。同时选取100名不吸烟肺功能正常的健康体检人群作为健康对照组。将100例COPD患者按照是否吸烟分为COPD吸烟组和COPD不吸烟组。COPD吸烟组患者64例，男45例，女19例，年龄42～78岁，平均年龄(65.4±10.2)岁；COPD不吸烟组患者36例，男24例，女12例，年龄52～82岁，平均年龄(67.5±8.8)岁；健康对照组患者100例，男72例，女28例，年龄40～80岁，平均年龄(66.7±12.8)岁。三组研究对象在性别、年龄等一般情况上无显著差异。

二、检测方法

检测COPD患者急性加重期的血清和诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，健康对照组在体检时检测IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，患者经过治疗后进入稳定期。患者病情稳定3个月后，再次检测上述指标。采集研究对象空腹静脉血15 ml，分别装入3个5 ml抗凝管中。在其中一份血样中加入10%EDDTA-Na2(1 mg/ml)和抑肽酶(500 Kiu/ml)后混匀，以离心半径8 cm，3 000 r/min，离心10 min，4 ℃，分离血清置于-70 ℃保存，待检测COPEPTIN水平。另外两份血样不需要加入EDDTA-Na2和抑肽酶，以离心半径8 cm，3 000 r/min，4 ℃，离心10 min后分离血清，置于-70 ℃保存，待检测IL-32、IL-17水平。诱导痰的收集和处理：患者首先用清水漱口，然后吸入200 μg沙丁胺醇，15 min后超声雾化吸入3%氯化钠溶液。患者在深咳前应当用双氧水漱口并擤尽鼻涕，将患者咳出的痰液收集到无菌痰盒中，取无唾液的痰液置入离心管，加入0.1%DTT溶液，并摇匀，以离心半径8 cm，3 000 r/min，37 ℃，离心30 min，取上清液置于-70 ℃保存待检。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(由美国Santa Cruz公司提供)检测血清及诱导痰中IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，严格按照说明书步骤进行操作。

三、研究方法

对COPD患者进行肺功能的检测。肺功能检查通常包括肺容量、肺通气功能、肺弥散功能、气道阻力测定等。诊断COPD最重要的指标是第一秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)和第一秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%预计值)。 FEV1/FVC下降是评价气流受限的一项敏感指标，FEV1%预计值是评估COPD严重程度的良好指标，其变异性小，易于操作。按照以下指标分级：轻度COPD，吸入支气管扩张剂后，FEV1/FVC<70%，FEV1%pred≥80%；中度COPD，吸入支气管扩张剂后，FEV1/FVC<70%，50%≤FEV1%pred<80%；重度COPD，FEV1/FVC<70%，30%≤FEV1%pred<50%。比较COPD吸烟组、COPD不吸烟组、健康体检组血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平，以及肺功能分级情况。采用Logsitic回归分析，探讨影响患者肺功能的相关因素。采用简单线性回归分析血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平与吸烟数的关系，自变量为吸烟数(年支)，吸烟数=每日吸烟数×吸烟年限，应变量分别为血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平。

四、统计学方法

结果

一、COPD吸烟组与COPD不吸烟组患者肺功能情况的比较

COPD吸烟组肺功能与COPD不吸烟组相比有显著差异(P<0.05)，χ2=13.504，见表1。

表1　COPD吸烟组与COPD不吸烟组患者肺功能

注：COPD：慢性阻塞性肺疾病

二、3组研究对象IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的比较

急性加重期与稳定期相比，COPD患者血清、诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平均显著升高(P<0.05)；COPD吸烟组血清IL-17、COPEPTIN水平显著高于COPD不吸烟组和健康对照组(P<0.05)，COPD吸烟组诱导痰中IL-32水平显著高于COPD不吸烟组和健康对照组(P<0.05)；COPD不吸烟组血清IL-17、COPEPTIN水平显著高于健康对照组(P<0.05)，见表2。

表2　3组研究对象IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的比较

注：与健康对照组相比，aP<0.05，bP<0.05。IL-32：白细胞介素-32；IL-17:白细胞介素-17；COPEPTIN：和肽素；血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平是影响COPD患者肺功能的独立危险因素(P<0.05)，血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平越高，患者肺功能越差

三、肺功能分级与IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的Logistic回归分析

以肺功能分级为应变量，轻度、中度、重度赋值0、1、2，以血清IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN、诱导痰IL-32、诱导痰IL-17、诱导痰COPEPTIN为自变量，进行非条件Logistic回归分析，结果显示诱导痰IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN为影响肺功能分级的危险因素，见表3。

表3　肺功能分级与IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的

注：IL-32白细胞介素-32；IL-17:白细胞介素-17；COPEPTIN：和肽素

四、吸烟患者的吸烟数与血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的关系

吸烟数与血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平的简单线性回归结果表明血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平与吸烟数有线性回归关系(P<0.05)。

表4　吸烟数与血清及诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN

注：IL-32白细胞介素-32；IL-17:白细胞介素-17；COPEPTIN：和肽素

讨论

COPD已成为威胁国人健康的重要疾病[4]。我国40岁以上人群中，男性COPD的患病率已达12.4%，女性则为5.1%，COPD的总患病率为8.3%[5]。COPD引起患者残疾或死亡的最主要原因是患者肺功能的不完全可逆的进行性下降。COPD的发病机制尚未完全阐述清楚，主要是各种因素如感染、粉尘、吸烟、超敏反应等导致的炎症反应，引起小支气管管壁破坏和肺部小血管的重塑[6]。因此，各种炎性细胞和炎性因子在COPD的发生和进展过程中起着决定性的作用。吸烟是导致COPD的重要危险因素，并可进一步加剧COPD患者的肺功能恶化。本研究中，COPD吸烟组患者的肺功能显著差于COPD不吸烟组患者的肺功能，证实了吸烟对于患者肺功能的损害作用。

COPEPTIN属于急性期时相蛋白，能够反映全身炎症状态，主要存在于血浆中。研究报道，COPD患者急性加重期血浆COPEPTIN水平显著高于稳定期[7]。这可能是由于COPD急性加重期存在病原体感染，从而促进了急性时相蛋白的表达，其表达水平与疾病严重程度相关。本研究表明COPD吸烟组患者COPEPTIN水平亦显著高于COPD不吸烟组患者，并与患者的肺功能密切相关。IL-17由巨噬细胞、粒细胞等炎性细胞产生，主要诱导产生IL-1β、MMP-9、IL-32等一系列炎性因子，产生级联放大反应，并促进粒细胞的聚集和炎性因子的释放[8-10]。范春红等[11]报道，COPD患者血清CRP、IL-1β、IL-17等炎性因子水平均显著升高，且与病情的严重程度相关。本研究中，3组研究对象诱导痰中IL-17无显著差异，而血清中IL-17则存在显著差异，这可能说明IL-17主要在全身炎症反应中发挥作用。而COPD吸烟组IL-17显著高于COPD不吸烟组患者，表明吸烟能够加剧体内全身炎症反应。IL-32与IL-17有所不同，它既可以通过T细胞、NK细胞、单核细胞和上皮细胞等内源性细胞分泌，也可以通过基因重组调节炎性反应和发热反应，并参与到细胞凋亡、诱导免疫等多种病理生理反应中[12]。研究发现，通过对肺功能正常的吸烟者、不吸烟人群、吸烟的COPD患者肺组织的病理和免疫组化分析，肺功能正常的吸烟者、不吸烟人群肺组织IL-32水平显著低于吸烟的COPD患者，且IL-32mRNA水平也相应减少[13-20]。本研究发现IL-32是影响COPD患者肺功能的独立危险因素，诱导谈IL-32较高患者肺功能更差的风险是IL-32较低患者的1.628倍。而血清IL-17较高患者肺功能更差的风险是IL-17较低患者的3.358倍，血清COPEPTIN较高患者肺功能更差的风险是COPEPTIN较低患者的1.279倍。上述结果表明了诱导谈IL-32、血清IL-17、血清COPEPTIN与肺功能有密切关系。简单线性回归分析的结果表明吸烟程度与血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平有线性关系。因此，吸烟可能是诱发血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平升高的重要危险因素，并可进一步引起患者肺功能的变化。

综上所述，吸烟可以导致COPD患者血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32表达的增高，即引起肺组织局部和全身的炎症反应，从而造成患者肺功能的进一步降低。

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(本文编辑：黄红稷)

黄振杰，曾彤华，蔡文华，等. 慢性阻塞性肺疾病患者白细胞介素-32、白细胞介素-17、和肽素水平变化与吸烟的相关性及对肺功能影响[J/CD]. 中华肺部疾病杂志： 电子版， 2015， 8(5)： 595-599.

·论著·

【摘要】目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者白细胞介素-32(IL-32)、白细胞介素-17(IL-17)、和肽素(COPEPTIN)水平变化与吸烟对肺功能损伤的相关性。 方法按照一定的纳入排除标准将100例COPD患者纳入到本研究中，并按照是否吸烟分为COPD吸烟组和COPD不吸烟组，同时将100名不吸烟的肺功能正常的健康体检者纳入到健康对照组中，分别在急性加重期和稳定期检测COPD患者血清和诱导痰中IL-32、IL-17、COPEPTIN水平和肺功能情况，同时检测健康对照组L-32、IL-17、COPEPTIN水平，分析吸烟、肺功能与上述炎症指标的相关性。 结果COPD吸烟组肺功能与COPD不吸烟组相比，差异有统计学意义(P<0.05)；急性加重期与稳定期相比，COPD患者血清、诱导痰IL-32、IL-17、COPEPTIN水平均显著升高(P<0.05)；COPD吸烟组血清IL-17、COPEPTIN水平显著高于COPD不吸烟组和健康对照组(P<0.05)，COPD吸烟组诱导痰中IL-32水平显著高于COPD不吸烟组和健康对照组(P<0.05)；COPD不吸烟组血清IL-17、COPEPTIN水平显著高于健康对照组(P<0.05)。 Logistic回归分析表明血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平是影响COPD患者肺功能的独立危险因素(P<0.05)，血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32水平越高，患者肺功能越差。线性回归结果表明IL-17、COPEPTIN、诱导痰IL-32水平分别与吸烟数成正相关(P<0.05)，r分别为0.679、0.735、0.793，b分别为0.041、0.050、0.057。 结论吸烟可以导致COPD患者血清IL-17、COPEPTIN与诱导痰IL-32表达的增高，即引起肺组织局部和全身的炎症反应，从而造成患者肺功能的进一步降低。

【关键词】肺疾病，慢性阻塞性；白细胞介素-32；白细胞介素-17；和肽素

Correlation between level changes of interleukin-32, interleukin-17, copeptin in chronic obstructive pulmonary disease and smoking and it′s effect on pulmonary functionHuangZhenjie,ZenTonghua,CaiWenhua,OuShenjin,ChenWenhai,LiPei.DepartmentofRespiratoryMedicine,BeihaiPeople′sHospitalofGuangXi,Beihai536000China

Correspondingauthor：HuangZhenjie,Email:hzj1974bh@126.com

【Abstract】ObjectiveTo discuss the correlation between level changes of interleukin-32(IL-32), interleukin-17(IL-17), COPEPTIN in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and smoking, lung function injury. MethodsAccording to certain inclusion and exclusion criteria, 100 cases of COPD patients were included in the study, and according to smoking or not , they were divided into COPD smoking group and COPD non-smoking group, at the same time, the 100 nonsmokers with normal lung function of healthy people were included into healthy control group; IL-32, IL-17,COPEPTIN levels of serum and induced sputum ,and pulmonary function in COPD patients were given detection in the acute exacerbation and stable stage, at the same time, L-32, IL-17, COPEPTIN levels of study objects of health control group were detected, so that the correlation between smoking, pulmonary function and inflammatory markers above were analyzed. ResultsBy comparison of pulmonary function of COPD smoking group with that of COPD non-smoking group, the difference was statistically significant (P<0.05); By comparison of the acute exacerbation stage with stable stage, IL-32, IL-17, COPEPTIN levels of serum and induced sputum in COPD patients were significantly elevated (P<0.05); Serum IL-17, COPEPTIN levels of COPD smoking group were significantly higher than that of COPD non-smoking group and healthy control group (P<0.05), induced sputum IL-32 levels of COPD smoking group were significantly higher than that of COPD non-smoking group and healthy control group (P<0.05); serum IL-17, COPEPTIN levels of COPD non-moking group were significantly higher than those of healthy control group (P<0.05). Logistic regression analysis showed that serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 levels were independent risk factors influencing the pulmonary function of patients with COPD (P<0.05), serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 levels were higher, the pulmonary function of patients was worse. Linear regression result showed that IL-17, COPEPTIN, induced sputum IL-32 levels were positively related with the numbers of smoking (P<0.05), r was respectively 0.679, 0.735, 0.793, b was respectively 0.041, 0.050, 0.057. ConclusionSmoking can cause expression increase of serum IL-17, COPEPTIN and induced sputum IL-32 in COPD patients, That is to cause the local lung tissue and systemic inflammatory reaction, resulting in the further loss of lung function of patients.

【Key words】Chronic obstructive pulmonary disease;Interleukin-32;Interleukin-17;Copeptin

收稿日期：(2015-04-09)

文献标识码：中图法分类号： R563 A

通讯作者：黄振杰，Email: hzj1974bh@126.com

基金项目：作者单位： 536000 广西北海市人民医院呼吸内科

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2015.05.013