口服N-乙酰半胱氨酸对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者Th1/Th2平衡的影响

王 静， 潘春峰， 胡志雄， 周海英

复旦大学附属金山医院呼吸科，上海 201508

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是以持续进行性加重的气流受限为特点的慢性呼吸道疾病，影响着患者的劳动能力和生活质量[1]。慢性气道炎症、氧化应激和黏液高分泌是COPD发病的关键，COPD患者还存在Th1/Th2的免疫平衡紊乱[2-3]。Th1细胞可以通过分泌炎性细胞因子，使气道内嗜酸性粒细胞、中性粒细胞增多，从而导致肺组织、气道炎症和气道高反应，而Th2细胞对此具有抑制作用，两者相互制约保持平衡。Th1/Th2免疫细胞平衡紊乱可能是导致COPD急性加重发作(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, AECOPD)的原因之一。

近来研究[4-6]发现，口服大剂量N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)可减少COPD患者急性加重的次数，改善COPD患者的肺功能和生活质量。NAC对于COPD的治疗作用多被归结于其抗氧化及减少痰液黏性和弹性的作用[7]。新近研究表明，NAC可干扰细胞因子活性，调节T淋巴细胞亚群[8]，但NAC能否调节COPD患者Th1/Th2平衡目前相关研究甚少。因此，本试验采用随机双盲对照研究，观察口服N-乙酰半胱氨酸对COPD患者Th1/Th2平衡和急性加重的影响，以期为预防及治疗COPD提供新的依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 入选对象为2016年9月至2017年3月在复旦大学附属金山医院门诊就诊的慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)分期为C、D型的慢性阻塞性肺疾病稳定期患者。采用随机数字表法将患者随机分为两组：治疗组男性25例，女性15例，年龄62～87岁，平均(78.25± 6.44)岁；对照组男性24例，女性16例，年龄60～88岁，平均(75.22±7.48)岁。本研究经复旦大学附属金山医院伦理委员会审核批准，所有入组对象参与本研究前均已获其同意，并签署知情同意书。

1.2 纳入标准和排除标准 纳入标准：COPD患者均符合2016年GOLD指南诊断标准，C型特征为：FEV1占预计值%<50%和(或)每年急性加重≥2次，或至少1次急性加重需住院；CAT(COPD assessment test)评分<10或mMRC(modified British Medical Research Council)0～1分。D型特征：FEV1占预计值%<50%和(或)每年急性加重≥2次，或至少有1次急性加重需要住院；CAT评分≥10或mMRC≥2分。试验前所有受试者检查资料完整。排除标准：(1)年龄<60岁；(2)需要机械通气或长期家庭氧疗(每天10 h或以上)；(3)前1个月内使用过血制品、免疫调节剂、免疫抑制剂；(4)合并免疫缺陷病、结核病、恶性肿瘤、哮喘、严重肝肾疾病和心脏病等合并症者。

1.3 患者分组及处理 80例C、D型COPD稳定期患者随机分为2组，治疗组患者给予口服大剂量N-乙酰半胱氨酸片6个月(海南赞邦，富露施，0.6 g 4片/盒，每次0.6 g，2次/d)，对照组患者给予安慰剂治疗，其他治疗措施相同。两组患者在稳定期均规律吸入长效抗胆碱能药物(LAMA，噻托溴铵，每天吸入18 μg)，不使用其他化痰药、支气管扩张剂及糖皮质激素，研究周期6个月。患者治疗前使用流式细胞仪测定外周血单个核细胞(PBMC)中Th1、Th2占CD4+T细胞的比例，采用ELISA法测定血清IL-4、IFN-γ浓度，患者治疗6个月后复测上述指标。每3个月到院检查1次、每2周电话随访1次，记录6个月期间两组患者急性加重发生的次数、出现急性加重的天数，并将出现的急性加重事件进行分级。

急性加重的定义采用GOLD指南标准[1]：呼吸症状急性恶化(典型表现为呼吸困难加重、咳嗽加剧、痰量增多和/或痰液呈脓性)，超出日常变异，并且导致需要改变药物治疗。根据2017年AECOPD诊治专家共识将急性加重分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级[9]：Ⅰ级，无呼吸衰竭AECOPD患者；Ⅱ级，无生命危险的急性呼吸衰竭AECOPD患者；Ⅲ级，有生命危险的急性呼吸衰竭。

2 结 果

2.1 入选对象人口学特征及基线资料 根据预试验中Th1/Th2比值结果，选择95%可信区间(CI)，计算出最小样本量为26例。考虑到失访和急性加重等因素，共招募80例符合标准的C、D型COPD患者，其中63例最终完成了试验，治疗组34例，对照组29例。未能完成试验的主要原因：失随访(3例)、稳定期使用了其他可能影响结果的药物，如其他化痰药、吸入糖皮质激素等(14例)。对两组患者入组前一般资料进行比较，其基线特征及既往急性加重次数、肺功能参数、生活质量评分、Th1占CD4+T细胞比值、Th1占CD4+T细胞比值、Th1/Th2比值、T细胞总量、外周血中IL-4和IFN-γ浓度差异均无统计学意义(表1)。

表1 两组患者人口学特征、基线资料及免疫指标的对比

1采用卡方检验；2采用单因素方差分析

2.2 两组患者出现急性加重次数和天数比较 结果表明：治疗组患者半年内急性加重次数(0.74±0.75vs1.34±0.67)及天数[(4.62±5.16) dvs(8.34±4.30)d]小于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3 两组患者出现急性加重事件的分级比较 结果表明：治疗组共发生急性加重32次，其中Ⅰ级AECOPD共发生18次，Ⅱ级10次，Ⅲ级4次；对照组共发生急性加重53次，其中Ⅰ级AECOPD共发生16次，Ⅱ级28次，Ⅲ级9次。治疗组患者半年内Ⅱ级、Ⅲ级急性加重次数少于对照组，差异有统计学意义(0.41±0.56vs0.93±0.80，P<0.05)。

2.4 两组患者治疗前后血清IL-4、IFN-γ的变化 结果(表2)表明：治疗组口服N-乙酰半胱氨酸治疗后血清IL-4水平较治疗前升高，IFN-γ水平较治疗前降低，差异有统计学意义(P<0.05)。对照组治疗前后血清IL-4及IFN-γ水平比较差异无统计学意义。与对照组相比，治疗后N-乙酰半胱氨酸治疗组患者血清IL-4水平升高，IFN-γ水平降低，两组治疗前后差值差异有统计学意义(P<0.01)。

2.5 两组患者治疗前后外周血Th1、Th2占CD4+T细胞比值和Th1/Th2的变化 结果(表3)表明：治疗组患者Th1/CD4+T细胞水平较治疗前降低，Th2/CD4+T细胞水平较治疗前升高，Th1/Th2比值较治疗前下降，差异有统计学意义(P<0.05)。对照组(B组)治疗前后Th1/CD4+T细胞、Th2/CD4+T细胞、Th1/Th2比值差异无统计学意义。与对照组相比，治疗后治疗组患者Th1/CD4+T细胞水平降低，Th2/CD4+T细胞水平升高，Th1/Th2比值下降，两组治疗前后差值差异有统计学意义(P<0.01)。

表2 两组患者血清IL-4、IFN-γ水平的比较 ρB/(pg·mL-1)

*P<0.05与治疗前相比；△△P<0.01，△P<0.05与对照组相比

表3 两组患者Th1/Th2水平的比较

*P<0.05与治疗前相比；△△P<0.01，△P<0.05与对照组相比

3 讨 论

慢性气道炎症是COPD发病机制的关键环节[10]。COPD患者炎症细胞分布部位不同，气道腔内主要为嗜中性粒细胞，而气道壁以淋巴细胞浸润为主，目前认为辅助T淋巴细胞(Th淋巴细胞)具有调节COPD气道炎症的作用[10-11]。Th淋巴细胞主要包括Th1、Th2细胞等，Th1细胞产生IL-2、IFN-γ等细胞因子，在巨噬细胞的活化、细胞免疫、迟发性超敏反应等过程中发挥着重要作用。Th2细胞分泌IL-4，刺激机体体液免疫，参与变态反应性疾病。免疫学上以IFN-γ作为Th1的特征性细胞因子，IL-4作为Th2细胞的特征性细胞因子，检测IFN-γ、IL-4可用来代表Th1、Th2功能。健康人体内Th1/Th2系统保持某种平衡状态，如果平衡被破坏将会导致Th1型或Th2型优势反应，最终引起免疫应答异常，机体出现病理状态。

研究表明，COPD稳定期气道炎症主要与Th1细胞有关，Th1/Th2平衡向Th1漂移[3]，COPD稳定期Th1细胞分泌的IFN-γ与患者FEV1负相关，说明疾病越严重Th1细胞功能越活跃。Th1细胞分泌IFN-γ诱导体内产生和释放MMP-9和MMP-12，而MMP能降解肺实质的细胞外基质。IFN-γ还能抑制α-抗胰蛋白酶，使蛋白酶/抗蛋白酶系统失衡，弹性蛋白水解[11]。Th2细胞主要分泌IL-4等细胞因子，对Th1细胞介导的免疫应答有抑制作用，两者相互制衡。当Th1免疫增强而Th2免疫减弱时，两者平衡被打破，MMP分泌增多，弹性蛋白酶活化、肺细胞外基质降解、弹性蛋白水解，最终导致肺气肿形成。因此，稳定期COPD患者存在Th1/Th2平衡向Th1漂移，可导致疾病进展，而COPD患者气道炎症的消退与Th1/Th2平衡的恢复相关[12]，因此干预稳定期COPD患者Th1/Th2平衡可能有助于预防COPD的病程进展。

高浓度N-乙酰半胱氨酸(NAC)治疗可减少COPD患者急性加重的次数[4,13]。NAC具有较强的抗氧化作用，同时也是一种化痰药。NAC的化痰、祛痰的原理主要是其能使痰液黏蛋白溶解，分解黏蛋白，使痰液黏滞度降低，同时增加纤毛的生理运转能力和胃-肺迷走神经反射，加强气道对废物的运送清除能力。NAC可降低吸烟人群的弹性蛋白酶活性和水平，防止弹性蛋白水解过量，使蛋白酶/抗蛋白酶系统趋于平衡，肺泡保持弹性。NAC还可通过提高抗氧化物谷胱甘肽的浓度，使抗氧化水平增加，平衡氧化/抗氧化系统，使肺部慢性损伤减轻。近年来，一些研究指出，NAC可干扰细胞因子的活性，调节T淋巴细胞亚群，改善患者免疫功能[8]。NAC能否通过调节稳定期COPD患者的Th1/Th2平衡对COPD患者起到治疗作用目前相关研究甚少。

本研究通过连续6个月给予C、D型稳定期COPD患者口服1 200 mg的NAC发现，NAC治疗组治疗后其血清IFN-γ水平低于治疗前，IL-4水平高于治疗前，Th1占CD4+T细胞比值下降，Th2占CD4+T细胞比值升高，从而使Th1/Th2水平较治疗前下降，差异有统计学意义；而安慰剂组IL-4、IFN-γ、Th1占CD4+T细胞比值及Th2占CD4+T细胞比值与治疗前相比均无明显差异。与对照组相比，NAC组治疗后的血清IFN-γ水平降低，IL-4水平升高，Th1占CD4+T细胞比值下降，Th2占CD4+T细胞比例升高，Th1/Th2水平较对照组下降，差异有统计学意义。结果提示经1 200 mg的NAC治疗后，其Th1免疫反应下降，Th2免疫反应增强，Th1/Th2趋于平衡。

本研究还发现，NAC治疗组与对照组相比，其急性加重发生的次数、急性加重持续的天数，Ⅱ、Ⅲ级AECOPD的发生率均降低，且差异有统计学意义，与Tse等[4]、Bai等[14]的观察结果一致。结果提示长期口服1 200 mg的NAC可降低COPD患者的急性加重次数，缩短其急性加重持续的天数，并且减少中重度AECOPD事件的发生。但本研究观察到的经NAC治疗后稳定期COPD患者Th1/Th2趋于平衡是导致COPD患者急性加重减少的原因还是结果目前尚不清楚，有待进一步的深入研究。

综上所述，长期每日口服1 200 mg NAC对C、D型稳定期COPD患者具有一定的疗效，用药期间能使Th1/Th2趋于平衡，并能有效降低患者的急性加重次数，缩短其急性加重天数，减少中重度急性加重事件发生。但由于本研究维持的时间仅为半年，而COPD呈慢性病程，故更长期的疗效尚需进一步的观察。

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