集落刺激因子、干扰素-β及肿瘤坏死因子-α在溃疡性结肠炎中的检测价值

周海新，麦联任，张达坤

(海南省中医院，海南 海口 570203)



论著

集落刺激因子、干扰素-β及肿瘤坏死因子-α在溃疡性结肠炎中的检测价值

周海新，麦联任，张达坤

(海南省中医院，海南 海口 570203)

目的探讨集落刺激因子(CSF)、干扰素-β(IFN-β)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在溃疡性结肠炎患者血清和结肠黏膜组织中表达情况及检测价值。方法选择符合诊断标准的活动期溃疡性结肠炎患者30例作为患者组，以及同期健康对照者30例作为正常组，分别应用酶联免疫法(ELISA)及荧光定量PCR法检测2组血清及结肠黏膜组织中CSF、IFN-β及TNF-α表达情况。结果患者组血清CSF、TNF-α水平及结肠黏膜组织中CSF mRNA、TNF-α mRNA表达量均明显高于正常组(P均<0.05)，血清IFN-β水平及结肠黏膜组织中IFN-β mRNA表达量均明显低于正常组(P均<0.05)。CSF、IFN-β、TNF-α变化与溃疡性结肠炎病情存在相关性。结论溃疡性结肠炎患者血清及结肠黏膜组织中CSF、TNF-α表达水平均明显增高，IFN-β表达水平均明显降低，CSF、IFN-β及TNF-α表达水平可作为判断溃疡性结肠炎病情的重要参考指标。

集落刺激因子；干扰素-β；肿瘤坏死因子-α；溃疡性结肠炎

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)是基因易患，肠道共生菌群、环境及食物抗原、肠道免疫交互作用，结肠免疫失衡引起的一种肠道非特异性炎症疾病[1]。先天固有免疫失衡、肠道黏膜免疫屏障破坏、炎症持续放大被认为是UC反复发作，甚至炎癌转化的重要机制[2]。中性粒细胞作为机体中最重要的免疫细胞，是机体天然免疫防御的重要细胞群，占人体白细胞总量的55%～70%，被认为在UC发病中有着重要作用，而白细胞滤过法治疗UC有效，亦反证中性粒细胞与UC密切相关[3]。集落刺激因子(CSF)作为最为重要的造血生长因子，在髓系细胞的增殖、分化及成熟过程中占据重要地位，干扰素-β(IFN-β)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)作为中性粒细胞所分泌的重要细胞因子，在炎症发生、发展中有着重要作用。本课题组基于上述研究进展，以健康志愿者为正常对照，探讨CSF、IFN-β及TNF-α表达在UC中的作用及临床意义，以期为UC病情判断提供新的指标。

1　临床资料

1.1一般资料选择2015年1—12月海南省中医院消化科门诊及住院部确诊的活动期UC患者30例作为患者组，UC诊断参照 2012 年中华医学会消化病学分会炎症性肠病学组制定的《炎症性肠病诊断与治疗的共识意见( 2012年.广州)》[4]，综合临床症状、内镜检查及病理组织学确诊。年龄18～65岁，其中男19例，女11例；年龄(37.21±11.25)岁；病程(3.21±0.43)年；依据改良Mayo标准评分[5]病情轻度(3～5分)21例，中度(6～10分)6例，重度(11～12分)3例。另选择同期于我院健康体检中心体检健康者30例作为正常组，除外有风湿免疫等疾病史者，男16例，女14例；年龄(32.17±9.81)岁。入选者理解和签署知情同意书，排除哺乳期妇女和孕妇。

1.2方法

1.2.1血清CSF、IFN-β及TNF-α检测取2组入选者静脉血5 mL，静置4 h，自然凝固后，3 000 r/min离心15 min，置于-20 ℃保存，应用ELISA法检测血清CSF、IFN-β及TNF-α水平，CSF、IFN-β及TNF ELSIA试剂盒购自上海森雄生物技术有限公司，具体步骤严格按试剂盒说明进行。

1.2.2结肠黏膜组织中CSF、IFN-β及TNF-α mRNA表达情况检测收集2组入选者结肠黏膜组织，置于-70 ℃超低温冰箱。应用Real-time PCR技术检测结肠黏膜组织中CSF、IFN-β及TNF-α mRNA表达情况，具体步骤按说明进行，委托广州艺佳生物技术有限公司完成。CSF、IFN-β、TNF及GAPDH引物设计见表1。

表1　CSF、IFN-β、TNF及GAPDH引物设计

注：GenBank上查找目的基因mRNA序列，在CDS区设计特异性引物。

2　结　　果

2.12组血清CSF、IFN-β及TNF-α水平比较患者组血清CSF、TNF水平均明显高于正常组(P均<0.05)，IFN-β水平明显低于正常组(P<0.05)。见表2。

2.22组结肠黏膜组织中CSF、IFN-β及TNF-α mRNA表达情况比较患者组结肠黏膜组织中CSF及TNF-α mRNA相对表达量均明显高于正常组(P均<0.05)，IFN-βmRNA相对表达量明显低于正常组(P<0.05)，见表3。各指标检测扩增、熔解曲线见图1～4。

表2　2组血清CSF、IFN-β及TNF-α水平比较

注：①与正常组比较，P<0.05。

表3　2组结肠黏膜组织中CSF、IFN-β及TNF-α mRNA相对表达量比较±s)

注：①与正常组比较，P<0.05。

图1　GAPDH扩增、熔解曲线

图2　CSF扩增、熔解曲线

图3　IFN-β扩增、熔解曲线

2.3CSF、IFN-β及TNF-α表达情况与UC关系Logistic相关性分析显示CSF、IFN-β及TNF-α表达情况与UC病情存在显著相关性。见表4。

图4　TNF-α扩增、熔解曲线

表4　CSF、IFN-β及TNF-α表达情况与UC关系Logistic分析结果

3　讨　　论

炎症作为一把双刃剑，通过清除外来抗原和体内衰老细胞而维持人体免疫平衡；当炎症反应过度，超过机体组织耐受时，必然对靶器官造成损伤，导致功能障碍[6]。生理状态下肠道处于一种弱炎症状态，其目的在于保证肠道免疫屏障完整，这对于维持肠道稳态是非常重要的[7]。UC是一种反复发作难以治愈的非可控性炎症，机体免疫系统对肠道正常菌群的免疫反应发生异常被认为是UC的重要发病机制[8-9]，它涉及免疫反应的整个过程，即便UC缓解期患者，其肠道免疫系统仍然处于失衡状态[10]，这或许能够解释在特定条件下为何UC会反复发作。UC急性活动期，从中性粒细胞活化-大量向炎症部位聚集-发挥抗炎效用，这是一个涉及细胞因子、趋化因子等共作用的复杂网络，其中CSF作为髓系粒细胞成熟、活化的重要细胞因子在上述进程中具有不容忽视的地位。本研究亦发现活动期UC患者结肠黏膜及血清中CSF表达水平明显高于正常组，CSF上升是否可以作为预测UC炎症活动的重要指标值得深入分析。

肠道黏膜免疫失衡在UC发病中具有不容忽视的作用。肠道黏膜免疫主要包括先天固有免疫和后天获得性免疫，其中先天固有免疫系统主要通过模式识别受体(PRRs)结合病原相关模式分子(PAMPs)识别入侵的外源微生物，Toll样受体( TLR)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族(NLRPs)、肽聚糖结合蛋白(PGRP)作为重要的PRRs，通过识别PAMPs分子包括脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)、葡聚糖及甘露聚糖等，发挥免疫防御作用[11]。生理状态下，PRRS识别PAMPS后可以导致细菌细胞壁被水解，促进抑菌肽基因表达，发挥重要的抗炎作用而维持肠道免疫平衡；但在病理情况下，炎症持续发作，PRRS识别PAMPS信号过度活化后，可导致TLR信号通路下游靶基因异常转录，TNF-α、IL-1β、IL-22等大量释放，使得炎症持续而导致靶器官受损[12-13]。而Ⅰ型干扰素(IFN-β)、IL-10等重要的抗炎因子分泌减少，造成促炎因子与抗炎因子之间动态平衡被打破，参与UC发病，甚至与UC癌变相关。其中Ⅰ型干扰素可以通过增加抗炎因子的表达, 增强T淋巴细胞和NK细胞的功能, 并且抑制TNF-α、 IFN-γ、促炎因子的释放来发挥免疫调节作用[14]。本研究结果发现，活动期UC患者血清及结肠黏膜组织中TNF-α表达水平增高，IFN-β表达水平下降。

综上所述，UC所涉及免疫失衡是一个非常复杂的病理进程，并不是简单将其归因于促炎因子和抗炎因子之间的串联或并联信号失衡[15]，但在UC的发生、发展中，炎性细胞如中性粒细胞、淋巴细胞及巨噬细胞局部趋化，大量促炎症因子释放无疑占据重要地位。笔者通过本次研究发现活动期UC患者体内存在CSF、TNF-α表达上升、IFN-β表达下降的病理变化，而且该变化与UC病情呈正相关，由此推测CSF、TNF-α、IFN-β表达水平可以作为判断溃疡性结肠炎病情的重要参考指标。下一步拟扩大样本，研究应用艾迪莎干预后UC患者血清及结肠黏膜上述指标变化特点，以进一步验证上述指标的预测意义。

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The role and significance of colony stimulating factor, interferon-beta and tumor necrosis factor in ulcerative colitis

ZHOU Haixin, MAI Lianren, ZHANG Dakun

(The TCM Hospital of Hainan Province, Haikou 570203, Hainan, China)

Objective It is to investigate the clinical significance of colony stimulating factor (CSF), interferon-beta (IFN-β) and tumor necrosis factor (TNF-α) in the occurrence and development of ulcerative colitis by detecting the changes of above indexes in serum and colonic mucosal of ulcerative colitis.Methods 30 cases of patients with ulcerative colitis were selected to the patients group, and 30 cases of healthy people were selected to the healthy control group.The serum and colonic mucosa of patients with ulcerative colitis and healthy control group were collected.The expression of CSF, IFN-β and TNF-α were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and Real-time PCR respectively.Results The expression of CSF and TNF-α in serum and the levels of CSF mRNA and TNF-α mRNA in colonic mucosa of the patients group were significantly higher than those of the healthy control group (all P<0.05).the expression of IFN-β in serum and the level of IFN-β mRNA in colonic mucosa were significantly lower than those of the healthy control group (all P<0.05).The changes of CSF, IFN-β and TNF-α were significantly correlated with the severity of ulcerative colitis.Conclusion The expression of CSF, IFN-β and TNF in serum can be used as an important reference index for judging the condition of ulcerative colitis.

colony stimulating factor; Interferon-beta; tumor necrosis factor-alph; ulcerative colitis

周海新，男，副主任医师，主要从事炎症性肠病基础与临床研究。

海南省卫生厅资助项目(14A210219)

10.3969/j.issn.1008-8849.2016.24.001

R574.62

A

1008-8849(2016)24-2623-04

2016-02-10