哮喘患儿血浆IL-4、IFN-γ、SIgE表达及其与肺功能的相关性研究

张海蓉， 曾穗茹， 高 丽， 姜孝芳， 马冬均

(1新疆医科大学， 乌鲁木齐 830011; 2乌鲁木齐市第一人民医院， 乌鲁木齐 830000)

·基础医学研究·

哮喘患儿血浆IL-4、IFN-γ、SIgE表达及其与肺功能的相关性研究

张海蓉1， 曾穗茹2， 高 丽1， 姜孝芳1， 马冬均2

(1新疆医科大学， 乌鲁木齐 830011;2乌鲁木齐市第一人民医院， 乌鲁木齐 830000)

目的 研究哮喘患儿血浆白细胞介素-4(IL-4)、γ-干扰素(IFN-γ)、特异性IgE(SIgE)在儿童哮喘发病中的作用及其与肺功能的相关性。 方法 采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)检测90例哮喘急性发作期患儿(哮喘组)及90例年龄、性别相当的健康儿童(对照组)血浆IL-4、IFN-γ、SIgE的表达水平，检测哮喘组40例患儿的肺功能1秒钟用力呼气容积(FEV1)、1秒率(FEV1/FVC)、最大呼气流量每日变异率(PEF)，并进行相关性分析。结果 哮喘组患儿血浆IL-4水平明显高于对照组，血浆IFN-γ水平低于对照组，血浆SIgE水平高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。IL-4、IFN-γ、SIgE与FEV1无相关性(P>0.05)，IL-4、IFN-γ、SIgE与PEF无相关性(P>0.05)，IL-4、IFN-γ与FEV1/FVC无相关性(P>0.05)，SIgE与FEV1/FVC呈正相关(P<0.05)。结论 哮喘患儿血浆IL-4表达增高，血浆IFN-γ表达降低。SIgE可为支气管哮喘是否处于急性发作期提供参考。IL-4表达增高及IFN-γ表达降低共同导致了哮喘炎性过程的发生及发展。

儿童; 哮喘;IL-4;IFN-γ；SIgE； 肺功能

支气管哮喘是由多种细胞，包括炎性细胞(嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞等)、气道结构细胞(气道平滑肌细胞和上皮细胞等)和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。这种慢性炎症导致易感个体气道高反应性，当接触物理、化学、生物等刺激因素时，发生广泛多变的可逆性气流受限，从而引起反复发作的喘息、咳嗽、胸闷、气促等症状，常在夜间和清晨发作或加剧，多数患儿可经治疗缓解或自行缓解[1]。Ruby等[2]调查显示，近30年，儿童和成人哮喘的发病率和死亡率持续增加，约以每10年20%～50%的比例增长，占全球疾病总负担的1%[3]。哮喘将成为被广泛关注的全球性健康问题，严重影响儿童的心理健康及生活质量，给家庭和社会带来沉重负担。但其目前难以根治，主要以防治为主。随着对哮喘发病机制的深入研究，人们治疗哮喘的目标更趋于哮喘发病的初始阶段[4]，对儿童哮喘的早期干预，有利于哮喘的控制，改善其预后。白细胞介素-4(IL-4)及γ-干扰素(IFN-γ)作为Th1、Th2类细胞的特征性细胞因子，在哮喘发病机制中起重要作用[5-6]，特异性IgE(SIgE)主要参与过敏性哮喘的变态反应，因此IL-4、IFN-γ、SIgE与哮喘的发生均相关。本研究通过测定哮喘患儿血浆中IL-4、IFN-γ、SIgE的水平和分析肺功能的关联，探究其在儿童哮喘发病中的作用及治疗意义。

1 对象和方法

1.1 研究对象根据2008年中华医学会儿科学分会呼吸学组修订的儿童支气管哮喘诊断与防治指南中的诊断标准[1]，选择在新疆乌鲁木齐市第一人民医院2013年12月-2014年7月住院并确诊为哮喘急性发作期的患儿90例(哮喘组)，男性45例 ,女性35例，年龄(7.78±2.74)岁，采集标本前1个月均未使用糖皮质激素及其它免疫抑制剂。选取同期在新疆乌鲁木齐市第一人民医院门诊体检健康儿童90例(对照组)，男性41例，女性49例，年龄(7.31±1.20)岁，近期无感染病史，无变态反应性疾病病史。两组儿童性别、年龄、身高、体质量比较无统计学差异，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 标本的分离及ELISA检测 无菌条件下取外周血4～5 mL置于EDTA抗凝管中, 再将外周血4～5 mL贴壁缓慢注入装有3～4 mL 10771液中的15 mL离心管中。将离心管放入4℃低速离心机中，2 000 r/min离心30 min。离心后小心取上层血浆将其置于1.5 mL EP管中，置于-20℃冰箱保存待检。采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)检测IL-4、IFN-γ、SIgE水平，试剂购于上海鑫乐生物有限公司，严格按照试剂盒说明操作。酶标仪采用美国BIORID产品。

1.2.2 肺功能测定 采用德国康讯肺功能仪对哮喘组中40例能配合的患儿进行1秒钟用力呼气容积(FEV1)、最大呼气流量每日变异率(PEF)、1秒率(FEV1/FVC)等相关肺功能指标检测。

2 结果

2.1 两组儿童血浆IL-4、IFN-γ、SIgE表达水平的比较哮喘组患儿血浆IL-4含量明显高于对照组,而IFN-γ含量明显低于对照组,血浆SIgE水平高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

2.2 相关性分析IL-4、IFN-γ、SIgE与FEV1均无相关性(r值分别为0.016、0.022、0.18，P>0.05)，IL-4、IFN-γ、SIgE与PEF均无相关性(r值分别0.184、0.193、0.079，P>0.05)，IL-4、IFN-γ与FEV1/FVC)无相关性(r值分别-0.012、 -0.033，P>0.05)，SIgE与FEV1/FVC呈正相关(r值为0.404，P<0.05)。

组别nIL-4/(pg/mL)IFN-γ/(pg/mL)SIgE/(pg/mL)哮喘组901215.78±833.26576.31±360.97189.27±77.52对照组90765.58±881.50807.44±658.97167.84±44.02t值-3.397-2.918 2.281P值<0.05<0.05<0.05

3 讨论

变应性哮喘为一种常见疾病，是特异性个体接触致敏原后由IgE介导的递质释放，并有多种免疫细胞和细胞因子参与的呼吸道慢性炎性反应性疾病。这种呼吸道炎症使患者对各种诱发因素具有呼吸道高反应性，并引起气道狭窄。气道高反应性和可逆性阻塞是其特点，是如今世界上威胁公共健康最常见的慢性肺部疾病之一，小儿属高发人群。近年来，国内外对于哮喘的研究热点集中在其免疫反应上，即哮喘的发生、发作与炎症密切相关，一般认为哮喘与T细胞亚型的失衡有关，特别是Thl/Th2的降低，即Thl/Th2细胞因子比例失衡起重要的作用。近年来研究表明， 辅助性T淋巴细胞亚群(Th亚群)功能紊乱，可能是支气管哮喘发病中的一个重要环节或始动因素[7]。

Th1和Th2分化的重要标志是特征性细胞因子IL-4和IFN-r，其在哮喘发病中分别起正反两方面的调节作用。IL-4是Th2细胞产生的细胞因子，能促进IgE产生及形成以IgE为基础的嗜酸性粒细胞和肥大细胞浸润的与介导的免疫应答，并且能抑止IFN-γ等细胞因子的产生。IFN-γ作为Th1细胞分泌的主要因子可活化吞噬细胞，增强其抗感染能力，介导细胞免疫反应。本研究采用ELISA法检测哮喘发作期患儿血浆IL-4和IFN-r的表达水平，结果发现哮喘组患儿IL-4细胞因子的表达增强，说明哮喘是一个以Th2分泌IL-4的病理过程，从而导致并增强了哮喘炎症过程的发生及发展。本研究结果表明哮喘组IFN-γ表达低于对照组，说明哮喘患儿Th1细胞因子的应答降低，从而降低了哮喘患儿抗感染能力，并介导了哮喘炎症性过程的发生。

过敏性哮喘为IgE介导的T细胞依赖的变应性炎症，是机体对变应原的一种超敏反应，其表现为变应原和抗体结合后产生的组织反应，参与变态反应的抗体主要是IgE。本研究发现哮喘组与对照组SIgE水平存在明显差异，哮喘组高于对照组。提示SIgE的存在反映了过敏原暴露时机体产生的过敏反应。因此， SIgE为支气管哮喘是否处于急性发作期提供理论依据。

本研究对哮喘组中的40例能配合的患儿进行肺功能相关指标的检测，并将其与IL-4、IFN-γ、SIgE细胞因子进行相关性比较，结果发现IL-4、IFN-γ、SIgE与(FEV1)均无相关性，IL-4、IFN-γ、SIgE与PEF均无相关性，IL-4及IFN-γ与FEV1/FVC无相关性，发现SIgE与FEV1/FVC呈正相关。FEVl/FVC是评价气流受限的敏感指标，提示SIgE的升高或下降可以反映气流受限加重或改善。本研究例数较少，还应该扩大样本例数。

总之，IL-4、IFN-γ作为维持Th1/Th2平衡的关键性细胞因子，在哮喘病的发生中起着非常重要的作用，临床上应重视细胞因子的免疫调节疗法，通过增加IFN-γ水平和降低IL-4水平，调节Thl/Th2细胞因子之间的失衡是治疗哮喘的一条途径。 有效地控制IL-4/IFN-γ平衡，使Th细胞向更有利于机体状况的方向转化，可以为儿童哮喘病的临床治疗及疾病预防作用提供基础[8]。SIgE检测具有临床意义，对于血清 IgE 明显升高、吸入糖皮质激素无法控制的12岁以上的重度持续过敏性哮喘患儿可以适用于抗IgE抗体[1]，有利于儿童哮喘的防治，变应原是引起哮喘发作的主要原因，为支气管哮喘是否处于急性发作期及肺功能损害程度提供参考。

[1] 中华医学会儿科学分会呼吸学组.儿童支气管哮喘与防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗及教育和管理方案)[J].中华儿科杂志,2008,46(10):745-753.

[2] Pawankar RU, Giorgio WH, Stephen TO, et al. Allergic disease and asthma:a major global health concern[J].Curr Opin Allergy Clin Immunol,2012,12(6):39-45.

[3] Katayoun BA, Carlo MA, Larry LY, et al. Economic burden of asthma:a systemctic review [J].BMC Pulmonary Medicine, 2009,9(17):24-30.

[4] 杜明辉,赵森.支气管哮喘控制目标临床应用研究分析[J].中国现代医生,2010,48(9):12-15．

[5] 黄花荣，刘甜甜，魏菁,等.哮喘患儿外周血淋巴细胞CD40/CD40L表达及其与TC1和TC2的关系[J].中山大学学报(医学版),2007,28(1)：79-82.

[6] 黄花荣,刘甜甜,魏菁,等.糖皮质激素吸入对哮喘患儿外周血CD4+CD25+调节性T细胞水平的影响[J].中国病理生理杂志,2009,25(11)：2204-2207.

[7] Umetsu DT, Dekryff RH. Th1 and Th2 CD4+cells in human allergic diseases[J].J Allergy Clim Immunol ,1997,100(1):1-6.

[8] 王倩，孙萍.IFNγ/IL-4细胞因子失衡与儿童呼吸系统炎症性疾病的关系[J].南昌大学学报(医学版)，2014,54(1)：88-91.

(本文编辑 张巧莲)

Expression Level of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of children with asthma and their relationship with the lung functions

ZHANG Hairong1, ZENG Suiru2, GAO Li1, JIANG Xiaofang2, MA Dongjun2

(1XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830011,China;2TheFirstPeople’sHospitalofUrumqi,Urumqi830000,China)

Objective To explore the role of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of children with asthma and their relationship with the lung functions. Methods The expression levels of IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of 90 children with asthma in attack were detected by ELISA, with the IL-4, IFN-γ and SIgE in plasma of 90 healthy children as the control group. Moreover, lung functions (FEV1, FEV1/FVC and PEF) of 40 children with asthma in attack were measured and correlation analysis of them. Both groups had the same age and sex. Results The results showed that the contents of IL-4 and SIgE in plasma of children with asthma in attack are significant higher than those in serum of healthy children, while the content of IFN-γ in plasma of children with asthma in attack is significant lower than that in serum of healthy children (P<0.05).TherewerenorelationshipsofIL-4,IFN-γandSIgEwiththeFEV1andPEF(P>0.05).FEV1/FVChadsignificantpositivecorrelationwithSIgE(P<0.05),buthadnocorrelationwithIL-4andIFN-γ(P>0.05). Conclusion The expression level of IL-4 in plasma of children with asthma in attack is increased. The expression level of IFN-γ in plasma of children with asthma in attack is decreased. SIgE is the theoretical basis for the acute attack of bronchial asthma. The increased expression level of IL-4 and decreased expression level of IFN-γ together result in the occurrence and development of asthma in the inflammatory process.

children; asthma; IL-4; IFN-γ; SIgE; lung functions

新疆维吾尔自治区自然科学基金( 201318101-6)

张海蓉(1987-)，女，在读硕士，研究方向：呼吸道疾病的变态反应性研究。

马冬均,男，主任医师，研究方向：儿童呼吸道疾病，E-mail:madongjunxin@163.com。

R

A

1009-5551(2015)12-1486-03

10.3969/j.issn.1009-5551.2015.12.007

2015-04-10]