慢性阻塞性肺疾病患者呼出气冷凝液中白介素8、白介素17水平及其与第1秒用力呼气末容积占预计值百分比的关系研究

何小双，许西琳，刘 冬，辛雯艳，蒋雪龙，鲁德玕



慢性阻塞性肺疾病患者呼出气冷凝液中白介素8、白介素17水平及其与第1秒用力呼气末容积占预计值百分比的关系研究

何小双，许西琳，刘 冬，辛雯艳，蒋雪龙，鲁德玕

E-mail：xuxilinxjshz@126.com

【摘要】目的了解慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者呼出气冷凝液(EBC)中的白介素8(IL-8)和白介素17(IL-17)水平，并探讨其与第1秒用力呼气末容积占预计值百分比(FEV1%)的相关性。方法选取2014年11月—2015年6月在石河子大学医学院第一附属医院呼吸内科住院治疗的COPD急性加重期(AECOPD)患者81例，为病例组；选取同时期在本院进行体格检查的健康成年人78例，为对照组。分别于入院时和经治疗恢复稳定期后，收集并检测两组患者EBC，同时对其进行肺功能检查。结果两组性别、平均年龄、民族及BMI比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗前两组EBC中IL-8和IL-17水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)；治疗后两组EBC中IL-8和IL-17水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)；治疗后病例组EBC中IL-8和IL-17水平与治疗前比较，差异有统计学意义(P<0.05)。治疗前两组FEV1%比较，差异有统计学意义(P<0.05)；治疗后两组FEV1%比较，差异有统计学意义(P<0.05)；治疗后病例组FEV1%与治疗前比较，差异有统计学意义(P<0.05)。AECOPD患者EBC中IL-8(r=0.11，P>0.05)和IL-17(r=0.09，P>0.05)水平与FEV1%无直线相关关系；COPD稳定期患者EBC中IL-8(r=-0.21，P>0.05)和IL-17(r=-0.03，P>0.05)水平与FEV1%无直线相关关系；治疗前后患者EBC中IL-8(r=-0.33，P<0.05)和IL-17(r=-0.30，P<0.05)改善值与FEV1%改善值存在负相关关系。结论COPD患者EBC中IL-8和IL-17水平改善情况与FEV1%改善情况有关，可以作为患者病情严重程度和治疗效果的评估指标。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种可以预防和治疗的临床常见病，以渐进性持续气流受限为主要特征。COPD急性加重期(AECOPD)是急性起病过程，特征为患者呼吸系统症状加重，气道炎性病变加重，患者会在短期内因病情再次加重而入院，加快了疾病进程，是患者的主要死亡原因之一[1]。故积极诊断、治疗AECOPD对于延缓COPD病程、降低患者死亡率十分重要。但到目前为止，AECOPD的诊断仍局限于临床表现，缺乏量化指标，而炎性生物标志物作为一种定量指标，在AECOPD的辅助量化诊断、严重程度评估、病因和预后判断方面具有一定的作用。呼出气冷凝液(EBC)中的部分炎性因子水平，可直接反映气道的炎性病变程度，与常规判断方法相比，具有安全无创性，但其检测方法、检测物种类及标志物参考范围尚无明确标准[2]。本研究旨在探讨COPD患者EBC中的白介素8(IL-8)和白介素17(IL-17)水平，并探讨其与第1秒用力呼气末容积(FEV1)占预计值百分比(FEV1%)的相关性，以期为AECOPD的诊断和治疗效果评价提供依据。

1对象与方法

1.1研究对象选取于2014年11月—2015年6月在石河子大学医学院第一附属医院呼吸内科住院治疗的AECOPD患者81例，为病例组；选取同时期在本院进行体格检查的健康成年人78例，为对照组。

病例组纳入标准：(1)年龄>55岁；(2)反复咳嗽、咳痰、气喘超过2年；(3)有吸烟、粉尘接触等高危因素史；(4)吸入支气管舒张剂后，FEV1与用力肺活量比值(FEV1/FVC)<70%，且FEV1<80%。排除标准：(1)合并其他部位感染；(2)存在免疫系统疾病；(3)近期使用过除糖皮质激素以外的其他免疫抑制剂；(4)伴其他肺部疾病，如支气管哮喘；(5)伴严重心、脑、肾、血管疾病，或伴肿瘤、血液系统疾病，但因肺心病本身所引起的心、脑疾病不包括在内；(6)临床诊断为哮喘-COPD重叠综合征。对照组纳入标准：(1)年龄>55岁；(2)既往无慢性咳嗽、咳痰、气喘史；(3)肺功能检查正常，无吸烟、粉尘接触等高危因素史。排除标准：(1)伴严重心、脑、肾、血管疾病，或伴肿瘤、血液系统疾病、免疫系统疾病；(2)伴肺及肺外组织感染。本研究通过了本院伦理委员会的批准，纳入患者均签署知情同意书和保密协议。

1.2诊断标准COPD诊断标准参照《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》[3]，其中AECOPD指患者病情出现超越日常状况的持续恶化，并需改变基础常规用药，通常表现为短期内咳嗽、咳痰、气促和/或喘息加重，痰量增多，呈脓性或黏液脓性，可伴发热等炎性病变明显加重表现；COPD稳定期指经治疗后，患者咳嗽、咳痰及气促等症状稳定或表现轻微。

1.3研究方法

1.3.1一般资料收集由同一名医务人员，通过查阅病历的方法收集患者的一般资料，包括性别、年龄、民族、身高、体质量等，并计算BMI。

1.3.2EBC收集及检测方法(1)入院时由同一名经过培训的医务人员，采用冷凝液收集器(天津市精易功贸有限公司生产)收集两组受试者的EBC，具体收集及检测方法参照参考文献[4]：留取标本前，嘱患者0.9%氯化钠溶液漱口；收集时，患者上鼻夹紧含住口器，确保密闭不漏气，嘱患者平静呼吸15 min，收集EBC 2～5 ml；将EBC冻存于-80 ℃冰箱中，待测。收集过程中，如有唾液嘱患者咽下，如有咳嗽嘱其暂停收集。收集完成后，由同一名经过培训的医务人员，采用ELISA法使用X-mark酶标仪(美国Bio-Rad公司生产)检测患者EBC中的IL-8和IL-17水平，试剂盒由武汉优尔生公司生产，检测过程严格按试剂盒说明书进行。病例组患者经治疗恢复稳定期后，采用同样方法进行EBC收集及检测。

1.3.3FEV1%检测方法入院时，由同一名经过培训的医务人员，采用美国麦加菲肺功能检测系统ELITE DL检测两组受试者FEV1%。每名患者至少检测3次，选取其中的最高值。病例组患者经治疗恢复稳定期后，采用同样方法进行FEV1%检测。

2结果

2.1两组一般资料比较两组性别、平均年龄、民族及BMI比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。

2.2两组EBC中IL-8和IL-17水平比较治疗前两组EBC中IL-8和IL-17水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)；治疗后两组EBC中IL-8和IL-17水平比较，差异亦有统计学意义(P<0.05)。治疗后病例组EBC中IL-8和IL-17水平与治疗前比较，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

Table 2Comparison of the levels of IL-8 and IL-17 between the two groups before and after treatment

组别例数IL-8治疗前 治疗后IL-17治疗前 治疗后对照组783.85±1.51-3.15±1.21-病例组8114.84±5.1111.25±5.59a17.98±6.4510.48±6.22at值18.5311.4920.3310.22P值<0.01<0.01<0.01<0.01

注：EBC=呼出气冷凝液，IL-8=白介素8，IL-17=白介素17；与治疗前比较，aP<0.05;-代表同治疗前

2.3两组FEV1%比较治疗前两组FEV1%分别为(52.95±9.84)%、(81.10±5.75)%，两组比较差异有统计学意义(t=16.20，P<0.05)；治疗后病例组FEV1%为(58.38±9.48)%，两组比较差异有统计学意义(t=3.54，P<0.05)。治疗后病例组FEV1%与治疗前比较，差异有统计学意义(t=18.44，P<0.05)。

2.4病例组EBC中IL-8和IL-17水平与FEV1%相关性分析(1)AECOPD患者EBC中IL-8(r=0.11，P>0.05，见图1)和IL-17(r=0.09，P>0.05，见图2)水平与FEV1%无直线相关关系。(2)COPD稳定期患者EBC中IL-8(r=-0.21，P>0.05，见图3)和IL-17(r=-0.03，P>0.05，见图4)水平与FEV1%无直线相关关系。(3)治疗后患者EBC中IL-8和IL-17水平的改善值分别为(3.60±3.21)、(7.49±3.82) ng/L，FEV1%改善值为(12.13±6.02)%。患者EBC中IL-8(r=-0.33，P<0.05，见图5)和IL-17(r=-0.30，P<0.05，见图6)改善值与FEV1%改善值存在负相关关系。

注：AECOPD=慢性阻塞性肺疾病急性加重期，EBC=呼出气冷凝液，FEV1%=一秒用力呼气容积占预计值百分比，IL-8=白介素8

图1AECOPD患者EBC中IL-8与FEV1%相关性分析散点图

Figure 1Scatter plot of correlation between IL-8 level in EBC and FEV1% among AECOPD patients

注：IL-17=白介素17

图2AECOPD患者EBC中IL-17与FEV1%相关性分析散点图

Figure 2Scatter plot of correlation between IL-17 level in EBC and FEV1% among AECOPD patients

表1　两组一般资料比较

注：a为t值

注：COPD=慢性阻塞性肺疾病

图3COPD稳定期患者EBC中IL-8与FEV1%相关性分析散点图

Figure 3Scatter plot of correlation between IL-8 level in EBC and FEV1% among stable COPD patients

图4　COPD稳定期患者EBC中IL-17与FEV1%相关性分析散点图

Figure 4Scatter plot of correlation between IL-17 level in EBC and FEV1% among stable COPD patients

图5　病例组EBC中IL-8改善值与FEV1%改善值相关性分析散点图

Figure 5Scatter plot of correlation between the improved value of IL-8 level in EBC and that of FEV1% among patients

图6　病例组EBC中IL-17改善值与FEV1%改善值相关性分析散点图

Figure 6Scatter plot of correlation between the improved value of IL-17 level in EBC and that of FEV1% among patients

3讨论

COPD是一种以炎性病变为核心的、由多因素构成的疾病，中性粒细胞活化和聚集可能是其炎性病变过程中的重要环节之一[5]。AECOPD患者的气道炎性病变加剧，有研究显示，炎性标志物的变化与患者症状、肺功能变化具有相关关系[6]。

IL-8是最早被命名为单核细胞衍生的中性粒细胞趋化因子，是趋化家族的一员[7]，主要生物学功能通过趋化并激活中性粒细胞实现。IL-8可以介导中性粒细胞在肺部大量并持续聚集，促使中性粒细胞脱颗粒释放弹性蛋白酶，诱发支气管痉挛，并引起肺损伤，在COPD病情进展中具有重要意义。Feng等[8]通过研究发现，COPD患者的诱导痰中IL-8水平升高。也有研究显示，COPD患者肺泡灌洗液、血清中IL-8水平升高，治疗后IL-8水平下降，但仍高于正常人；AECOPD中IL-8水平与FEV1%呈负相关关系，稳定期中IL-8与FEV1%无直线相关关系[7-8]。本研究中AECOPD患者EBC中IL-8水平较稳定期高，且COPD稳定期患者EBC中IL-8水平较对照组高，推测IL-8有可能参与了COPD的气道炎性病变过程，EBC中的IL-8水平可以用于评估AECOPD病情严重程度，亦可以作为判断治疗效果的观察指标。

IL-17是一种前炎性细胞因子，能诱导中性粒细胞炎性趋化因子和生长因子产生，促进气道中性粒细胞聚集，且通过募集中性粒细胞对肺组织产生直接作用，在宿主抗感染过程中起关键作用[9]。有研究表明，IL-17通过诱导基质细胞产生和释放中性粒细胞活化因子，增加白细胞-内皮细胞间黏附因子-1(LECAM-1)表达，刺激内皮细胞、上皮细胞或成纤维细胞产生粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和前列腺素E2(PGE2)，从而导致内皮血管损伤，促进免疫黏附和微血栓形成，加剧血管受损，最终导致肺损伤，降低肺功能，加重COPD疾病进展[10]。Zhang等[11]通过研究发现，IL-17在COPD患者和健康吸烟者肺泡中水平增加，在COPD患者小气道中水平增加，表明IL-17可能参与肺部慢性炎性病变。范新六等[12]的研究结果显示，COPD患者气道平滑肌细胞中存在IL-17受体的表达。季巧英等[13]研究发现，AECOPD患者IL-17水平和中性粒细胞百分比升高，经治疗后均可下降，且两者存在正相关关系，提示IL-17可能参与COPD病情发展。黄其钦等[14]的研究结果显示，COPD患者血浆IL-17水平较健康组升高，且与肺功能呈负相关关系。本研究中AECOPD患者EBC中IL-17水平较稳定期高，COPD稳定期患者EBC中IL-17水平较对照组高，推测IL-17在COPD发生发展中起重要作用，可以作为反映COPD患者病情严重程度的指标。

FEV1%测定是判定哮喘和COPD的常用指标。本研究中AECOPD与COPD稳定期患者EBC中IL-8和IL-17水平与FEV1%均无直线相关关系，可能原因为：(1)本研究样本量较小，且均为老年患者，配合欠佳；(2)本研究选取标本为EBC，对于收集器和收集方式均无统一的标准。另外，本研究结果还显示，治疗前后患者EBC中的IL-8和IL-17改善值与FEV1%改善值存在负相关关系，提示IL-8和IL-17水平可以用于COPD患者的病情严重程度评估，也可以作为判断治疗效果的观察指标。

综上所述，IL-8、IL-17可能参与了COPD的发生发展，但其机制尚不明确，有待于进一步研究。COPD患者EBC中IL-8和IL-17水平与COPD病情有关，可以作为患者病情和治疗效果评估的、有诊断意义的检测指标。

作者贡献：何小双进行试验设计与实施、撰写论文、成文并对文章负责；何小双、许西琳、刘冬、辛雯艳、蒋雪龙进行试验实施、评估、资料收集；鲁德玕进行质量控制与审校。

利益冲突：课题受科技支疆计划项目(2014AB030)的资助，课题名称为“氧化氮测定仪在慢性阻塞性肺疾病病情评估中的应用研究”。无利益冲突。

作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。

参考文献

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(本文编辑：王凤微)

·论著·

【关键词】肺疾病，慢性阻塞性；呼出气冷凝液；白细胞介素8；白细胞介素17；肺功能

何小双，许西琳，刘冬，等.慢性阻塞性肺疾病患者呼出气冷凝液中白介素8、白介素17水平及其与第1秒用力呼气末容积占预计值百分比的关系研究[J].中国全科医学，2016，19(1)：63-67.[www.chinagp.net]

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Correlation Between the Levels of IL-8 and IL-17 in Exhaled Breath Condensate and FEV1% of Patients With Chronic Obstructive Pulmonary DiseaseHEXiao-shuang,XUXi-lin,LIUDong,etal.DepartmentofRespiratory,theFirstAffiliatedHospitaloftheMedicalCollege,ShiheziUniversity,Shihezi832008,China

【Abstract】ObjectiveTo explore the levels of IL-8 and IL-17 in exhaled breath condensate(EBC) of patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD),and investigate their correlation with FEV1%.MethodsWe enrolled 81 patients with acute COPD who were admitted into the Department of Respiratory of the First Affiliated Hospital of Medical College of Shihezi University from November 2014 to June 2015 as case group,and we also enrolled 78 healthy adults who received physical examination in the hospital in the same period.At admission and in stable phrase after treatment,EBC of the two groups was collected and detected,and the pulmonary function test was conducted.ResultsThe two groups were not significantly different in gender,average age,ethnic group and BMI(P>0.05).Before treatment,the two groups were significantly different in the levels of IL-8 and IL-17 of EBC(P<0.05);after treatment,the two groups were significantly different in the levels of IL-8 and IL-17 of EBC(P<0.05);the levels of IL-8 and IL-17 of the case group after treatment were significantly different from those before treatment(P<0.05).Before treatment,the two groups were significantly different in FEV1%(P<0.05);after treatment,the two groups were significantly different in FEV1%(P<0.05);FEV1% of the case group after treatment was significantly different from those before treatment(P<0.05).The levels of IL-8(r=0.11,P>0.05) and IL-17(r=0.09,P>0.05) in EBC had no correlative with FEV1% in AECOPD patients;the levels of IL-8(r=-0.21,P>0.05) and IL-17(r=-0.03,P>0.05) in EBC had no correlation with FEV1% in COPD patients in stable phrase;the improved value of the levels of IL-8(r=-0.33,P<0.05) and that of IL-17(r=-0.30,P<0.05) in EBC after treatment had negative correlation with that of FEV1%.ConclusionThe decrease of the levels of IL-8 and IL-17 in COPD patients have correlation with the decrease of FEV1% ,and can be used as evaluation indexes for the severity and efficacy.

【Key words】Pulmonary disease,chronic obstructive;Exhaled breath condensate;Interleukin-8;Interleukin-17;Lung function

收稿日期：(2015-09-24；修回日期：2015-11-30)

【中图分类号】R 563.9

【文献标识码】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.01.012

通信作者：许西琳，832008 新疆维吾尔自治区石河子市，石河子大学医学院第一附属医院呼吸内科；

基金项目：作者单位：832008 新疆维吾尔自治区石河子市，石河子大学医学院第一附属医院呼吸内科(何小双，许西琳，刘冬，辛雯艳，蒋雪龙)；山东省千佛山医院呼吸内科(鲁德玕)