慢性阻塞性肺疾病患者血清IL-10、TGF-β1与FEV1%、FEV1/FVC及 CAT评分的相关性分析

李泽伦 许浦生 崔志新 陈伟杰

慢性阻塞性肺疾病患者血清IL-10、TGF-β1与FEV1%、FEV1/FVC及 CAT评分的相关性分析

李泽伦1许浦生2崔志新1陈伟杰1

目的 探讨血清白介素-10(Interleukin-10，IL-10)、转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1，TGF-β1)在慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease)炎症反应中的作用及其与FEV1%、FEV1/FVC及CAT评分之间的相互关系。方法 同期收集慢阻肺急性加重期(AECOPD)患者、慢阻肺稳定期(SCOPD)患者、健康对照者各30例。通过酶联免疫吸附技术(ELISA)检测受试者血清IL-10和TGF-β1的水平且行肺功能(FEV1%、FEV1/FVC)检查、CAT评分，并对各指标进行相关性分析。结果 1.血清IL-10水平：健康组>SCOPD组>AECOPD组(P<0.01)；血清TGF-β1水平：AECOPD组>SCOPD组>健康组(P<0.01)；2. CAT评分：AECOPD组>SCOPD组>健康组(P<0.01)；3.慢阻肺组患者血清IL-10水平与FEV1%、FEV1/FVC呈正相关(P均<0.01)；血清TGF-β1水平与FEV1%、FEV1/FVC呈负相关(P均<0.01)；4.慢阻肺组患者血清IL-10水平与CAT评分呈负相关(P均<0.01)；血清TGF-β1水平与CAT评分呈正相关(P均<0.01)；5.慢阻肺组患者CAT评分与肺功能指标FEV1%、FEV1/FVC呈负相关(P均<0.01)。结论 1、血清IL-10、TGF-β1参与慢阻肺的全身炎症反应且可作为判断患者病情活动度的参考指标之一，并与患者FEV1%、FEV1/FVC及生活质量的变化密切相关；(2) CAT评分可反映慢阻肺患者FEV1%、FEV1/FVC及生活质量。

慢性阻塞性肺疾病；血清IL-10；TGF-β1；FEV1%、FEV1/FVC；CAT评分

慢阻肺是一种具有气流受限为特征的疾病，最近研究提示气流受限主要与气道及肺组织的慢性炎症反应有关。近年来发现多种炎症细胞及其介质参与慢阻肺气道炎症[1]，炎症的发生刺激肺泡巨噬细胞和上皮细胞产生多种细胞因子和炎症介质并介导过量的黏液分泌、纤维化及蛋白水解，而这些过程促使慢阻肺的临床症状加重。因此，认识该病的发病机制是治疗及改善患者生活质量的关键。IL-10、TGF-β1等细胞因子以抑制效应性T细胞的功能及分化，是维持和诱导外周免疫耐受的重要细胞[2]。新的慢阻肺评估测试量表(COPD ASSESSMENT TEST，CAT)CAT问卷是JONES等[3]开发的一种可由患者本人单独完成的测试问卷，是一种症状评估方法，能客观反映慢阻肺患者的生活质量，便于医师和患者更简捷地了解病情。患者血清IL-10、TGF-β1的变化与肺功能的改变及CAT评分的变化是否存在某种的关联，目前报道较少。本研究通过对受试者进行肺功能检查、CAT问卷调查及血清IL-10、TGF-β1的浓度测定，以探讨慢阻肺患者血清IL-10、TGF-β1水平变化与FEV1%、FEV1/FVC、 CAT评分的相关性。

资料与方法

一、研究对象

① AECOPD组30例，其中男23例、女7例，年龄50-74(65.62±7.71)岁，均为2014年1月-2015年2月在广州医科大学附属第二医院呼吸内科住院的患者；② SCOPD组30例，其中男24例、女6例，年龄56-75(64.58±8.13)岁，为同时期呼吸内科门诊患者；以上两组均为吸烟者，其诊断标准符合2013年 GOLD修订版。SCOPD组病情稳定至少超过4周，两组患者均排除合并存在其它慢性呼吸系统疾病(如：哮喘)、自身免疫性疾病、恶性肿瘤、代谢性疾病(如：糖尿病)、肝或肾功能障碍等疾病；排除近4周使用过糖皮质激素、炎症因子抑制剂及降脂药物治疗的病人。病情极严重者、其他不能配合完成肺功能检查者及依从性较差者均不入选本研究。③ 健康对照组30例，其中男20例、女10例，年龄51-72(62.70±8.96)岁。为同时期该医院体检中心的体检者且有吸烟史。本研究是通过医院伦理委员会审批同意且所有受试者均签署知情同意书。

二、实验方法

1 血标本的处理：受试者空腹采集血液5mL通过离心机用3500r/min离心10min后抽取上清液，然后置于-80℃的冰箱内待检测；

2 FEV1%、FEV1/FVC检查：利用肺功能仪对所有受试者进行检测：FEV1、FVC、FEV1/FVC及FEV1%。操作均由经过正规培训半年的同一技师操作。

3 CAT评分测定：对所有受试者采用CAT评分表进行症状评估。

4 血清中IL-10、TGF-β1的检测：将三组受试者的待测样本利用深圳市达科为生物技术有限公司提供的试剂盒通过ELISA测定血清IL-10、TGF-β1的浓度；

三、统计学分析

结 果

一、三组受试者血清IL-10、TGF-β1水平及CAT评分比较

三组受试者血清IL-10、TGF-β1水平的比较(见表1、2)所示。IL-10：健康组>SCOPD组>AECOPD组且两两之间比较有显著性差异(P<0.01)；TGF-β1：AECOPD组>SCOPD组>健康组且两两之间比较有显著性差异(P<0.01)。三组受试者CAT评分的比较，(见表1、2)。AECOPD组>SCOPD组>健康组，且两两之间比较有显著性差异(P<0.01)。

表1 三组受试者血清IL-10、TGF-β1水平及CAT评分比较

注：经过方差齐性检验，IL-10各组的总体方差齐，可以进行方差分析；TGF-β1的各组总体方差不齐，故使用Brown-Forsythe法进行分析。*由于方差不齐，使用Brown-Forsythe法检验。

二、AECOPD组、SCOPD组受试者血清IL-10、TGF-β1水平与FEV1%、FEV1/FVC及CAT评分的相关性分析

AECOPD组及SCOPD组血清IL-10水平与FEV1%、FEV1/FVC呈正相关性；AECOPD组及SCOPD组血清TGF-β1水平与FEV1%、FEV1/FVC呈负相关(P均<0.01)；AECOPD及SCOPD组血清IL-10水平与CAT评分呈负相关；AECOPD组及SCOPD组血清TGF-β1水平与CAT评分呈正相关，(见表3)。

表2 三组受试者血清IL-10、TGF-β1水平及CAT评分两两比较结果(LSD法)

表3 稳定组和急性组的IL-10、TGF-β1与FEV1%、FEV1/FVC及CAT评分的相关性

讨 论

IL- 10 是1989 年Fiorent首先发现的一种分布广泛的细胞因子合成抑制因子。在肺内，IL- 10可以通过抑制气道及肺泡的中性粒细胞和巨噬细胞分泌炎性细胞因子，缩短脂多糖诱发的肺内中性粒细胞增多的过程，促进中性粒细胞凋亡从而加强肺部炎症清除[4]。IL- 10 降低及其调控分泌的促炎症细胞因子的增加，从而参与慢阻肺 炎症反应过程，可能是气道持续炎症并导致气道重塑、气流受限、肺组织破坏及肺气肿形成等病理过程的重要机制[5]。朱峥等[6]发现，慢阻肺患者经吸入激素有效治疗后，其局部气道IL-10水平较治疗前升高。

本研究对三组受试者进行血清IL-10检测，发现健康组>SCOPD组>AECOPD组，表明血清中IL-10的水平越低，病情越严重。但国内张健全等[7]研究报道，慢阻肺 组血清IL-10 水平与正常对照组比差异无统计学意义(P>0.05)。出现上述的差异，原因可能为：① 健康对照组吸烟量不同；② 选择的研究对象均在本院，存在一定的偏倚率。本研究同时进行血清IL-10与肺功能相关性分析，发现AECOPD组及SCOPD组血清IL-10水平与FEV1%、FEV1/FVC呈正相关，提示血清IL-10水平越低，患者气道阻塞程度越严重、肺功能越差。IL-10水平升高，抗炎作用加强，减少IL-6、IL- 8等多种炎症因子的炎症反应，使气道炎症反应减轻，分泌物减少从而改善患者气道阻塞状况。此外，TNF-α可促进血管内皮表达粘附分子并参与肺纤维化形成过程[8]，而IL-10具有抑制TNF-α的生物学效应，故IL-10升高可减轻了气道重塑和肺纤维化，使患者的肺功能有一定程度的改善。本研究同时发现血清IL-10水平与CAT评分存在负相关。上述资料已提到，血清IL-10水平与肺功能FEV1%、FEV1/FVC呈正相关，考虑患者肺功能改善，其呼吸系统症状如：气促、咳嗽、咳痰减少，肺外症状活动耐力受限减轻均提示患者生活质量得到提高。另外，血清IL-10水平升高后可加强对IL-6、TNF-α等炎症因子抑制，并减轻由这些炎症因子所导致的厌食、静息能量消耗增加、产热增加、脂肪分解增强[9]等情况，从而改善患者营养并提高生活质量。

TGF-β1是一组寡二聚体多肽生长因子，对肺内细胞外基质产生、组织纤维化、支气管形态变化等起着重要作用，广泛参与气道的炎症反应及气道结构重塑[10]。Puddicombe等[11]认为气道上皮损伤及修复异常，是气道结构重塑及加重的重要环节，他们对体外培养的气道上皮细胞予以物理或化学损伤后，发现气道上皮细胞合成或分泌TGF-β1增多。单核/巨噬细胞是慢阻肺的主要炎症细胞，当气道出现炎症时被激活并大量在气道壁及肺组织中聚集，并且巨噬细胞可通过旁分泌和自分泌的方式合成TGF-β1[12]，促进炎症反应而参与慢阻肺的发病。钟小宁[13]等研究证实：TGF-β1在实验性大鼠慢阻肺模型组的表达显著高于对照组，其上皮下基底膜和细胞外基质的胶原带有较强的表达。

本研究发现：AECOPD组和SCOPD组患者血清TGF-β1水平较对照组显著增高且AECOPD组高于SCOPD组，表明物理化学刺激、感染等引起的炎症反应可引起TGF-β1分泌和表达增加，且慢阻肺患者血清TGF-β1水平与肺功能(FEV1%、FEV1/FVC)呈负相关，与CAT评分呈正相关。与崔世超等[14]发现类似。研究发现[15]，TGF-β1在慢性和急性呼吸道疾病中均可导致气道炎症和气道重塑。随着病程的进展，TGF-β1的合成、分泌进一步增多，导致气道纤维化加重、肺功能下降[16]。结合以上资料，提示血清TGF-β1参与慢阻肺的炎症反应，并且其血清水平越高、气道阻塞程度越严重、生活质量越差。

CAT问卷中总分值越高提示其生活质量越差、病情越严重。本研究中发现AECOPD和SCOPD组CAT评分明显高于健康对照组，可见慢阻肺患者生活质量较正常人明显下降。AECOPD组和SCOPD组CAT评分与肺功能FEV1%、FEV1/FVC呈负相关。说明患者肺功能越差、病情越严重，其CAT评分越高、生活质量愈受到影响。Mackay等[17]通过对67例AECOPD患者CAT评分与发作次数、急性期持续时间及炎症标志物进行相关性分析后指出，CAT评分可对AECOPD 病情严重程度做出评估。这与本研究类似。且该评分在GOLD[18]定义慢阻肺分级的各阶段均证实其有效性。故CAT作为一种新型的生活质量量表，可以反映慢阻肺 患者的肺功能及生活质量，对不能行肺功能检查的病人有一定的意义。

综上所述：血清IL-10、TGF-β1参与慢阻肺全身炎症反应且可作为判断患者病情活动的参考指标之一，通过检测血清细胞因子的水平可以监测患者病情及观察治疗效果等作用。血清TGF-β1水平升高可能导致慢阻肺患者生活质量下降及肺功能损害，而血清IL-10水平升高可能保护慢阻肺患者的肺功能及改善其生活质量；CAT问卷对评价慢阻肺患者FEV1%、FEV1/FVC及生活质量是有效、可行的办法。

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Investigation of the relationship of the serum levels of interleukin-10 and TGF-β1 with FEV1%, FEV1/FVC and CAT score in patients with chronic obstructive pulmonary disease

LIZe-lun,XUPu-sheng,CUIZhi-xin,CHENWei-jie

DepartmentofICU,PanyuHexianMemorialHospital,Guangzhou,Guangdong511400,China

Objective To explore the relationship of the serum levels of interleukin-10 and TGF-β1 with FEV1%, FEV1/FVC and CAT score in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Methods It selected 30 patients with AECOPD as the AECOPD group, 30 patients with stable COPD as the COPD group, and 30 healthy people as the control group. Their serum levels of IL-10 and TGF-β1 were measured by ELISA. All subjects completed the CAT assessment and accepted pulmonary function test. SPSS19.0 software package was used to analyze the statistics. Results The serum level of TGF-β1 was the highest in the AECOPD group, followed by the COPD group and the control group (P<0.01), and the serum level of IL-10 was the highest in the control group, followed by the COPD group and the AECOPD group (P<0.01). The score of CAT was the highest in the AECOPD group, followed by the COPD group and the control group (P<0.01). The serum level of TGF-β1 showed a negative correlation with FEV1% and FEV1/FVC (P<0.05), and the serum level of IL-10 showed a positive correlation with FEV1% and FEV1/FVC (P<0.01) in the COPD group. The serum level of TGF-β1 showed a positive correlation with the scores of CAT (P<0.05), and the serum level of IL-10 showed a negative correlation with the scores of CAT in the COPD group (P<0.01). The scores of CAT in patients with COPD were negative related to with FEV1% and FEV1/FVC (P<0.05). Conclusion IL-10 and TGF-β1 involve in the systemic inflammatory of COPD, and they can be used to assess the severity of COPD. The serum levels of IL-10 and TGF-β1 are associated with the change of FEV1%, FEV1/FVC and the quality of life in COPD patients. CAT is a feasible method to evaluate the quality of life and FEV1% and FEV1/FVC in COPD patients.

Chronic obstructive pulmonary disease; interleukin-10; transforming growth factor-β1; quality of life; FEV1%; FEV1/FVC

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.09.007

广东省科技计划项目(No 00666930170696095)

1. 511400 广东 广州，番禺区何贤纪念医院重症医学科 2. 510260 广东 广州，广州医科大学附属第二医院呼吸内科

2017-01-11]