老年慢性阻塞性肺疾病患者外周血HIF-1α、IL-18、Th17和Treg的表达及与肺功能的关系

老年慢性阻塞性肺疾病患者外周血HIF-1α、IL-18、Th17和Treg的表达及与肺功能的关系

林琳

(哈尔滨医科大学附属第二医院，黑龙江哈尔滨150086)

摘要〔〕目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)老年患者外周血中低氧诱导因子(HIF)-1α、白细胞介素(IL)-18、辅助性T细胞(Th)17和调节性T淋巴细胞(Treg)的表达情况及与肺功能的关系。方法随机选取COPD稳定期，且吸烟≥20年的老年(≥60岁)患者24例作为观察组，另选取门诊体检肺功能健康且吸烟≥20年的老年人20例作为对照组，肺功能正常且不吸烟的老年人30例作为健康组。采用酶联免疫法(ELISA法)检测所有老人外周血血清中HIF-1α和IL-18的水平进行，采用流式细胞术对所有老人外周血中Th17和Treg的表达进行检测。结果三组血清中HIF-1α和IL-18的水平存在显著差异(P<0.05)，观察组>对照组>健康组；三组外周血中Th17和Treg细胞的表达率(%)存在显著差异(P<0.05)，观察组>对照组>健康组；观察组和对照组外周血Th17/Treg比值显著高于健康组(P<0.05)，而观察组和对照组间无显著差异(P>0.05)；血清HIF-1α、IL-18，Th17和Treg与吸烟量呈正相关(P<0.05)，HIF-1α、IL-18、Th17、Treg和Th17/Treg与FEV1/预计值和FEV1/FVC均呈负相关(P<0.05)。结论COPD且吸烟的老年患者外周血中HIF-1α、IL-18、Th17和Treg水平均上升，HIF-1α、IL-18、Th17和Treg可能参与了COPD持续性炎症反应的形成，吸烟可能导致并促进炎症反应加重。

关键词〔〕慢性阻塞性肺疾病；白细胞介素-18；辅助性T细胞；调节性T淋巴细胞

中图分类号〔〕R56〔文献标识码〕A〔

第一作者：林琳(1983-)，女，硕士，住院医师，主要从事呼吸系统疾病研究。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)病因目前尚不明了，但诸如吸烟、空气污染、呼吸道感染等外界因素及遗传因素、气道反应性增高、肺发育不良等内在因素为已查明的诱发因素〔1〕。COPD的病理学改变以气管和支气管周围慢性非特异性炎症为主，病理生理学改变以不同程度的缺氧为主。本研究旨在探讨老年COPD患者血清中低氧诱导因子(HIF)-1α和白细胞介素(IL)-18的水平变化和外周血中辅助性T细胞(Th17)和调节性T淋巴细胞(Treg)的表达与肺功能的关系。

1材料与方法

1.1一般资料随机选取2013年10月至2014年9月我院呼吸内科收治的确诊为COPD稳定期的老年吸烟患者24例作为观察组，男19例，女5例，年龄60～78岁，中位年龄68岁；另选同时期于门诊体检，肺功能健康的吸烟老年人30例作为对照组，男23例，女7例，年龄60～77岁，中位年龄67岁；另选同时期于门诊体检，肺功能健康且不吸烟的老年人30例作为健康组，男22例，女8例，年龄60～80岁，中位年龄69岁。

1.2入选和排除标准入选标准：①年龄≥60岁；②COPD的诊断符合中华医学会呼吸分会在2003年修订的《中国慢性阻塞性肺疾病诊疗指南》；③观察组患者处于COPD稳定期；④吸烟者〔2〕：吸烟时间≥20年，吸烟数量≥20支/d；⑤不吸烟者：近20年吸烟数量≤20支。排除标准：①近六个月内使用过免疫抑制剂者；②合并心肺重大疾病者(如支气管哮喘、严重心衰等)；③荷瘤状态者。

1.3实验方法对所有受试老人进行常规的呼吸功能测定，包括1s用力呼吸容积(FEV1)占预计值的百分比和FEV1/用力肺活量(FVC)。所有老人清晨空腹取静脉血采用酶联免疫法(ELISA法)检测血清中HIF-1α和IL-18的水平，试剂盒购自上海安迪生物科技有限公司，所有操作均严格按照相应说明书严格操作。制备外周血单个核细胞(PBMC)，采用流式细胞术检测Th17和Treg的表达。大鼠抗人CD4-FITC单克隆抗体，大鼠抗人IL-17-PE单克隆抗体，兔抗人CD-25-PE单克隆抗体，大鼠抗人Foxp3-PECy5单克隆抗体，均购自美国贝克曼库尔特有限公司。

1.4统计学方法应用SPSS17.0软件，计数资料用χ2检验，计量资料采用F检验，组间两两比较采用LSD检验，相关性分析采用Spearman相关性检验。

2结果

2.1HIF-1α和IL-18在3组血清中的表达情况观察组血清HIF-1α〔(75.49±4.88)pg/ml〕和IL-18〔(88.43±10.35)pg/ml〕的水平显著高于对照组和健康组(P<0.05)，对照组血清中HIF-1α〔(63.81±5.17)pg/ml〕和IL-18〔(51.26±8.60)pg/ml〕的水平显著高于健康组〔(44.06±4.26)、(36.72±9.11)pg/ml〕(P<0.05)。

2.23组外周血中Th17和Treg的表达情况观察组外周血中Th17和Treg细胞的表达率(%)显著高于对照组和健康组(P<0.05)，对照组外周血中Th17和Treg细胞的表达率(%)显著高于健康组(P<0.05)，观察组和对照组外周血Th17/Treg比值显著高于健康组(P<0.05)，而观察组和对照组间无显著差异(P>0.05)。见表1。

表1　3组外周血中 Th17和 Treg的表达情况

与对照组相比:1)P<0.05；与健康组相比:2)P<0.05;下表同

2.33组肺功能和吸烟情况观察组和对照组吸烟量显著高于健康组(P<0.05)，而这两组间不存在显著差异(P>0.05)。观察组的FEV1/预计值(%)显著低于另外两组(P<0.05)，对照组和健康组间不存在显著差异(P>0.05)。观察组和对照组FEV1/FVC显著低于健康组(P<0.05)，而观察组又显著低于对照组(P<0.05)。见表2。

表2　3组肺功能和吸烟情况 ±s)

2.4HIF-1α、IL-18、Th17和Treg与肺功能指标的相关性分析血清HIF-1α、IL-18、Th17和Treg与吸烟量呈正相关(r=0.758、0.762、0.739、0.811，均P<0.05)，与Th17/Treg无关(r=0.158，P>0.05)。HIF-1α、IL-18、Th17、Treg和Th17/Treg与FEV1/预计值(r=-0.764、-0.771、-0.634、-0.693、-0.710，均P<0.05)和FEV1/FVC均呈负相关(r=-0.812、-0.793、-0.716、-0.769、-0.738，均P<0.05)。

3讨论

HIF-1α是HIT-1的一种亚型，主要分布在哺乳动物的细胞内。HIF-1α是一种在较低的氧分压环境下，对细胞稳态起到维持作用的一种因子，只有在缺氧环境下才有生物活性〔3〕。当细胞处于低氧分压状态时，HIF-1α的水平会显著升高，并且与细胞核内的缺氧反应原件结合，通过调控靶基因的转录过程，使细胞产生相应的反应，在氧分压正常时，HIF-1α在合成后，很快就被氧依赖性泛素合成蛋白所降解，所以一般认为在氧分压正常时不表达〔4〕。Takenaka等〔5〕在研究中发现，HIF-1α在COPD中可能参与了炎症反应以及支气管小气道的重建过程，还会增加小气道黏液的分泌。IL-18是一种新发现的致炎因子，活化的巨噬细胞与Th细胞结合后产生的。拉周措毛〔6〕在研究中发现，IL-18不仅有促进T细胞增殖的作用，还可以是Th-1细胞合成并分泌肿瘤坏死因子(TNF)-α等。Alcorn等〔7〕在哮喘模型的小鼠的支气管内发现了有IL-18的表达，且IL-18与γ-干扰素(IFN-γ)的水平，以及中性粒细胞和单核巨噬细胞向支气管周期黏膜浸润有密切的关系，从而提出IL-18可能参与了哮喘的炎症反应过程。此次研究的结果提示长期吸烟可能导致气道分泌物增多，致使机体缺氧COPD患者的慢性非特异性炎症反应会导致IL-18表达水平的提高，而IL-18又有促进炎症反应，气道收缩、分泌物增加等因素使缺氧程度加重，之后HIF-1α水平升高。

Th17是一个新发现的亚群，大量研究已经证实Th17通过分泌IL-17参与炎症反应过程。Treg也是T细胞的一个亚群，Profita等〔8〕在研究中发现，Treg对效应T细胞的增殖以及活化过程起抑制作用。王玲玲等〔9〕发现Treg的表达，会抑制B细胞产生免疫球蛋白。此次研究结果显示，香烟中的一些成分可能会导致产生慢性炎症，虽然COPD时Th-17和Treg均有上升，但Th17上升的幅度更大，大量的Th17产生更强的炎症反应，这种效应已经大过了Treg产生的抗炎效应，Th17与Treg的平衡关系被打破，可能是观察组患者持续存在炎症反应的原因〔10〕。

综上，COPD且吸烟的老年患者外周血中HIF-1α、IL-18、Th17和Treg水平均上升，HIF-1α、IL-18、Th17和Treg可能参与了COPD持续性炎症反应的形成，吸烟可能导致并促进炎症反应加重。

4参考文献

1PutraAC,TanimotoK,ArifinM,et al.GeneticvariationsindetoxificationenzymesandHIF-1αinJapanesepatientswithCOPD.〔J〕.ClinRespJ,2003；7(1):7-15.

2王成阳,刘向国,彭青和,等.调节性T细胞、辅助T细胞在慢性阻塞性肺疾病患者肺功能降低中的作用〔J〕.中国老年学杂志,2014；34(22):6247-9.

3隆海燕，罗红，陈平，等.慢性阻塞性肺疾病患者血清CRP和IL-18与肺功能及生活质量的相关性〔J〕.中南大学学报(医学版)，2011；36(11)：1090-6.

4WangHY,PengWD,WengYS,et al.ImbalanceofTh17/Tregcellsinmicewithchroniccigarettesmokeexposure.〔J〕.IntImmunopharmacol,2012；14(4):3558-9.

5TakenakaS,KawayamaT,ImaokaH,et al.TheprogressionofcomorbidityinIL-18transgenicchronicobstructivepulmonarydiseasemicemodel〔J〕.BiochemBiophysResCommun,2014；4(4):53-5.

6拉周措毛.雾化吸入沙丁胺醇溶液对慢性阻塞性肺病老年患者血清肿瘤坏死因子-α和白介素-18水平的影响〔J〕.中国老年学杂志,2012；32(17):3813-4.

7AlcornJF,CroweCR,KollsJK.TH17cellsinasthmaandCOPD〔J〕.AnnRevPhysiol,2010;7(2):2541-2.

8ProfitaM,AlbanoGD,RiccobonoL,et al.IncreasedlevelsofTh17cellsareassociatedwithnon-neuronalacetylcholineinCOPDpatients〔J〕.Immunobiology,2014;219(5):401.

9王玲玲,赵明静,毛世涛,等.不同分期老年COPD患者外周血中CD-4～+Foxp3～+调节性T细胞变化及其与肺功能改变的相关性〔J〕.中国老年学杂志,2012；32(2):223-5.

10HouJ,SunY,HaoY,ZhuoJ,et al.ImbalancebetweensubpopulationsofregulatoryTcellsinCOPD〔J〕.Thorax,2013；68(12):1131-9.

〔2015-02-18修回〕

(编辑袁左鸣)