血清IL-25在COPD不同时期的水平变化与肺功能的相关性分析

庄虹 陈咏芳 申严 符青松 徐香琴 陈月静 卓宋明

深圳市龙岗中心医院呼吸内科518116

COPD 是一种常见的以持续气流受限为特征的慢性气道炎症性疾病,在当今世界范围内,COPD病死率排名第三[1],严重危害人群健康和生活质量。目前,COPD 的发病机制仍未完全明确,且无确切有效的根治措施。反复发作的慢性气道炎症及进行性加重的气流受限是该病的主要病理特征,其气流受限常与气道和肺对有毒颗粒或气体的慢性炎性反应增强有关[2]。近年在COPD 稳定期的患者的外周血中发现存在不明原因的抗核抗体和抗组织抗体,且抗组织抗体与肺功能受损水平存在相关性[3]。COPD 患者体内免疫系统功能紊乱,许多细胞因子表达异常[4-5]。COPD 患者体内Th1/Th2比值处于失衡状态[6],嗜酸粒细胞表达水平高于非COPD 健康人群,且COPD 的急性期水平高于稳定期[7],提示有变态反应性疾病因素参与COPD的发生、发展过程。Wood等[8]研究发现在COPD患者体内存在与其肺气肿程度呈正相关的反弹性蛋白抗体。Núñez等[9]在COPD 患者稳定期的外周血中发现了异常水平的抗组织抗体和抗核抗体,且抗组织抗体的表达水平与肺功能受损程度呈正相关。著名的TORCH 研究通过对6 184例COPD 患者长达10年的随访发现,持续使用表面激素ICS能普遍降低CD8+T、CD4+T、巨噬细胞水平,能延缓肺功能恶化[10]。总之,越来越多的研究证据指向自身免疫反应是COPD 发病的重要机制[11-13]。

血清IL-25 是IL-17 家族中新发现的成员之一,又称为IL-17E,但其与IL-17的同源性在家族中是最小的,仅有15%～20%,属于分泌因子,其功能显著有别于其他IL-17成员[14]。IL-25近年在变态反应相关研究中发现,可能通过延缓嗜酸粒细胞的凋亡,加强其与上皮细胞的黏附,使气道及肺组织中的嗜酸粒细胞增多并迁移到炎症部位,并通过活化的嗜酸粒细胞释出相关的趋化因子和细胞因子,促进气道变态反应性炎症的发生[15-17]。因此,同时与嗜酸粒细胞拥有相关性的IL-25 与COPD 两者之间是否存在相关性,目前暂无相关研究结果。本研究通过检测COPD 患者不同时期外周血IL-25 水平的变化,探讨IL-25 表达水平与COPD 病情发生、发展的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2016年10月至2017年3月就诊于深圳市龙岗中心医院的COPD 患者30例,以上患者均符合中华医学会呼吸病学会制订的COPD 诊断标准[1]。根据病情发展将入院时病情急性加重的纳入COPD 急性期组,咳喘症状临床缓解且感染治愈后2周门诊随访时纳入COPD 稳定期组。同期选取非COPD 健康体检者,排除支气管哮喘(哮喘)、寄生虫感染、风湿性疾病、过敏性鼻炎、慢性鼻窦炎、慢性荨麻疹等变态反应性疾病,共30例列入健康对照组。所有受试者均签署知情同意书,本研究通过深圳市龙岗中心医院医学伦理委员会批准(2016018)。

1.2 材料 肺功能仪(德国康训公司,型号：PowerCube)；酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)IL-25 human ELISA Kit试剂盒(美国Abnova公司)；血细胞分析仪(美国 BD 公司,型号：BDFACSAriaⅢ)等。

1.3 方法

1.3.1 肺功能检测 对每次采血受试者均测定第1 秒用力呼气容积占预计值百分比(forced expiratory volume in the first second percentage predicted,FEV1%pred)。所有受试者在每次采血时均进行一次肺功能检查。

1.3.2 外周血的采集和处理 受试者清晨、空腹,采集其外周血4 ml置于促凝剂采血试管中,采用Eppendorf Centrifuge 5810R 冷冻离心机以离心半径9.5 cm,2 500 r/min离心15 min,分离上层血清,置于-80 ℃冰箱冻存待检。

1.3.3 ELISA 检测血清中IL-25水平 根据IL-25 ELISA 试剂盒的步骤指示,检测血清标本中IL-25的水平,加入终止液15 min 内应用酶标仪在450 nm波长下测量各孔的吸光度值。根据标准品的浓度及其对应的吸光度值计算出标准曲线的直线回归方程,再根据样品的吸光度值在回归曲线上计算出对应的样品浓度。

1.4 统计学分析 采用SPSS 23 进行统计学分析,计数资料以例数(百分数)表示,计量数据以表示,两样本均数比较采用单样本t检验,多组间比较采用χ2检验、方差分析,相关性分析用Pearson检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 受试者基本数据 如表1所示,3组受试者性别和年龄比较,差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。

表1 3组受试者一般情况

2.2 IL-25水平检测 COPD 急性期组、COPD 稳定期组、健康对照组IL-25 水平分别为(42.13±8.99)ng/L、(36.37±8.24)ng/L、(134.83±27.58)ng/L,三者比较差异有统计学意义(F=3.225,P＜0.05)。COPD 急性期组IL-25水平高于COPD 稳定期组(t=2.93,P＜0.05)；COPD稳定期组IL-25水平与健康对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.3 IL-25水平在COPD 不同时期变化与肺功能变化的相关性分析 Pearson分析显示,COPD 急性期与稳定期的IL-25 水平差值与相应时期FEV1%pred水平差值呈负相关(r=-0.429,P＜0.05)。

3 讨论

近年来越来越多的研究发现COPD 患者体内免疫系统功能处于紊乱状态,炎症因子表达增多,免疫抗体增加[3-5]。提示我们COPD 可能有免疫因素参与了发病机制。IL-25在哮喘的研究中曾被发现表达高于正常人群,且在病情急性发作期处于更高水平[6,16]。而许多COPD 患者在病情急性期也存在双肺哮鸣音,支气管痉挛状态有一定的可逆性,提示IL-25 是否在COPD 中也起到了至炎作用,但目前为止尚未有IL-25在COPD 中的作用研究。因此,本研究通过检测COPD 稳定期、急性期血清IL-25水平,并与健康对照组对比,旨在探索IL-25水平与COPD 病情的相关性。

在选择研究对象分组时,考虑到COPD 发病年龄普遍超过40岁,而65岁以上健康人群肺功能存在生理性转折下降,因此研究对象年龄选取40～65岁。COPD 发病人群以男性偏多,主要可能与男性吸烟比例较高有关,研究对象分组后比较性别、年龄,差异均无统计学意义。

本研究在IL-25水平的检测中发现,COPD 急性期组高于COPD 稳定期组和健康对照组,而COPD 稳定期IL-25水平与健康对照组比较差异无统计学意义,提示IL-25在COPD 稳定期患者的水平与健康人群是基本一致的,而在COPD 急性期却显著升高,提示IL-25 参与了COPD 的急性发作,而在病情缓解期恢复正常,这或许是COPD气道高反应的机制之一。

FEV1%pred是COPD 患者肺功能水平的主要参考指标,也是COPD 患者肺功能分级的评价指标[18-19]。本研究发现,COPD 患者从急性期到稳定期,FEV1%pred 升高,而血清IL-25 水平下降。经过Pearson相关分析显示,IL-25水平的变化与其肺功能水平的变化呈负相关。以上发现表明IL-25可能是COPD 病情急性加重导致肺功能下降的因素之一。

血清IL-25在过去哮喘的相关研究中已经被发现与气道高反应性相关[16],当前暂无IL-25 与COPD 的研究。COPD 以反复发作的气道炎症和气流受限为主要发病特点,在许多COPD 患者急性发作期肺部有高调哮鸣音,经过支气管扩张剂及雾化、静脉激素、抗过敏治疗,哮鸣音在短期内能消失,而舒张实验是阴性的,可排除哮喘重叠。说明在单纯COPD 患者急性发作期,也有过敏性因素参与了气道高反应性,经过抗过敏治疗能缓解。结合本研究结果,IL-25有可能参与了COPD 的急性发作,有可能是影响COPD 患者气道高反应性的因素之一。

COPD 发病机制复杂,迄今为止尚不十分清楚。作为当今全球疾病病死率排名第三的重要疾病,探索其发病发展机制对疾病治疗有重要意义。COPD 稳定期IL-25水平与健康对照组比较差异无统计学意义,提示IL-25对于COPD 的发病无指导意义。血清IL-25在COPD 疾病不同时期的水平变化,并与肺功能变化呈相关性,为探索COPD 急性加重期气道高反应性的病因提供了新的思路。当下越来越多的证据指向COPD 的发生、发展有自身免疫因素的参与,本研究揭示了COPD 急性期气道高反应性,除了感染性因素参与外,有可能还有变态反应性因素参与,这为哮喘-慢性阻塞性肺疾病重叠的病理机制也提供了新的思路。IL-25对COPD 气道高反应性是否存在的确定的致病因素,有待下一步动物实验探索。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突