支气管哮喘患者血清中IL-33、S1P的水平及其临床意义

许惠娟　宋梅　林钊钒

[摘要] 目的 分析支气管哮喘患者血清中白细胞介素-33（IL-33）及1-磷酸鞘氨醇（S1P）的水平及临床意义。 方法 选择2015年9月～2017年5月汕头大学医学院第二附属医院（以下简称“我院”）就诊的83例支气管哮喘患者，根据喘息控制情况分为急性期组（n = 48）和缓解组（n = 35）;选取我院同期40名健康体检者为对照组。采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测血清中IL-33及S1P水平。测定肺功能指标：第一秒用力呼气量（FEV1）、最大呼气峰流速值（PEF）以及第一秒用力呼气量/用力肺活量（FEV1/FVC）值。应用Pearson相关系数分析患者血清IL-33及S1P水平与肺功能指标的相关性。 结果 急性期组及缓解组患者的血清IL-33、S1P水平均高于对照组，急性期组患者亦高于缓解组患者，差异有统计学意义（均P < 0.05）;急性期组及缓解组患者的肺功能指标FEV1、PEF以及FEV1/FVC均低于对照组，而急性期组患者亦低于缓解组患者，差异有统计学意义（均P < 0.05）。Pearson相关性分析发现，急性期组及缓解组患者的血清IL-33及S1P水平与肺功能指标均呈负相关（r < 0，P < 0.05）。 结论 支气管哮喘患者血清IL-33、S1P水平显著上升，与肺功能呈负相关，检测血清IL-33、S1P水平有助于支气管哮喘的病情判定。

[关键词] 支气管哮喘;白细胞介素-33;肺功能;1-磷酸鞘氨醇

[中图分类号] R562.2          [文献標识码] A          [文章编号] 1673-7210（2019）06（a）-0087-04

Serum levels of IL-33 and S1P in patients with bronchial asthma and their clinical significance

XU Huijuan   SONG Mei   LIN Zhaofan

Respiratory Department， the Second Affiliated Hospital of Shantou University Medical College， Guangdong Province， Shantou   515000， China

[Abstracts] Objective To analyze the levels of interleukin 33 （IL-33） and 1- phosphosphingosine （S1P） in serum of patients with bronchial asthma and their clinical significance. Methods From September 2015 to May 2017， 83 patients with bronchial asthma admitted to the Second Affiliated Hospital of Shantou University School of Medicine （"our hospital" for short） were selected and divided into acute stage group （n = 48） and relief group （n = 35） according to the control of wheeze， 40 healthy subjects in our hospital in the same period were selected as the control group. Enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） was used to detect the levels of IL-33 and S1P in serum. Lung function measures， forced expiratory volume in the first second （FEV1）， maximum peak expiratory flow rate （PEF）， and forced expiratory volume/forced vital capacity in the first second （FEV1/FVC）. Pearson correlation coefficient was used to analyze the correlation between serum IL-33 and S1P and pulmonary function indexes. Results Serum IL-33 and S1P levels in the acute stage group and the relief group were higher than those in the control group， and the levels in the acute stage group were also higher than those in the relief group， with statistically significant differences （all P < 0.05）. Lung function indexes FEV1， PEF and FEV1/FVC in the acute stage group and the relief group were all lower than those in the control group， while those in the acute stage group were also lower than those in the relief group， with statistically significant differences （all P < 0.05）. Pearson correlief coefficient analysis results showed that the serum IL-33 and S1P levels in the acute phase group and the remission group were negatively correlated with lung function indicators （r < 0， P < 0.05）. Conclusion Serum IL-33 and S1P levels are significantly increased in patients with bronchial asthma， which is negatively correlated with lung function. The detection of serum IL-33 and S1P levels is helpful for the diagnosis of bronchial asthma.

[Key words] Bronchial asthma; IL-33; Pulmonary function indices; 1- phosphosphingosine

支气管哮喘简称哮喘，是由多种细胞如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、气道上皮细胞等和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾患，该慢性炎症易导致气道高反应性的产生，通常出现多变的可逆性气流受限，并引起反复发作的喘息、气急、胸闷或咳嗽等症状，常发生于夜间和/或凌晨，是一种发病机制复杂、多因素参与的疾病[1]。白细胞介素-33（IL-33）是Th2型免疫反应的关键活化因子，其与位于细胞膜表面的受体模型生长刺激表达基因2蛋白（ST2）结合，ST2的高表达与Th2细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞等免疫细胞及气道上皮细胞密切相关[2]。其通过相关信号传导蛋白Acp受体复合物，进行信号传递，活化核转录因子（NF）-κB和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK），进而促进支气管哮喘的发作[3-4]。而1-磷酸鞘氨醇（S1P）是一种具有生物活性的细胞膜的重要组成部分，也是调节细胞内外多种生物学功能的重要信号分子，其可通过诱导肥大细胞活化脱颗粒、诱导应力纤维形成、促使气道平滑肌和气道纤维细胞的生长以及向肌成纤维细胞分化，最终导致气道炎性滲出或气道高反应性来参与支气管哮喘发作[5]。有研究[6-7]证实，支气管哮喘患者致敏可导致支气管肺泡灌洗液中的S1P水平显著升高，而支气管哮喘发作缓解后支气管肺泡灌洗液中S1P可降至正常水平。本研究采用酶联免疫吸附试验法（ELISA）检测受试者血清中IL-33、S1P水平，并分析其临床意义，现报道如下：

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2015年9月～2017年5月汕头大学医学院第二附属医院（以下简称“我院”）就诊的83例支气管哮喘患者，所有患者均采取对症治疗。纳入标准：①均符合《中国支气管哮喘防治指南》的诊断标准[1];②均有支气管哮喘典型的咳嗽、喘息的症状;③支气管舒张试验阳性。排除标准：患有其他慢性肺部疾病如肺结核、各型肝炎、慢性肾脏疾病、严重神经系统疾病、严重血液病、肿瘤等疾病、3个月内有使用糖皮质激素、慢性阻塞性肺疾病、系统炎症性疾病的患者。根据喘息控制情况将符合纳入标准的患者分为急性期组和缓解组，其中急性期组48例，缓解组35例。另随机选择我院同期门诊健康体检者40例为对照组。分期标准：急性发作期是指喘息、气促、咳嗽、胸闷等症状突然发生或原有症状急剧加重，常有呼吸困难，以呼气流量降低为其特征，常因接触变应原、刺激物或呼吸道感染诱发，可在数小时或数天内出现。缓解期系指经过治疗或未经治疗，症状、体征消失，肺功能恢复到急性发作前水平，并维持3个月以上。

急性期组、缓解组及对照组间年龄、性别等一般资料比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性，见表1。本研究纳入的所有研究对象及其家属均签署知情同意书，同时本研究经我院医学伦理委员会审核批准。

1.2 方法

1.2.1 血清IL-33、S1P水平检查  采集所有研究对象外周静脉血10 mL，肝素抗凝，采用LD4-2型离心机（北京医用离心机厂），以3000 r/min离心10 min（离心半径10 cm），分离血清置于EP管中，并保存于-20℃冰箱中待检，采用ELISA检测血清IL-33、S1P水平。具体操作严格按照各试剂盒SOP进行。所有检测试剂盒均购于MuhiSciences公司。

1.2.2 观察指标  采用MS-PTF型呼吸功能监护仪（购自德国耶格公司）测定研究对象肺功能指标：第一秒用力呼气量（FEV1）、用力肺活量（FVC）、最大呼气峰流速值（PEF）变化情况。所有测定指标均重复测定2次，取最高值。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0软件对所有检测数据进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，两组独立样本计量资料采用t检验，多组样本间比较采用F检验进;计数资料用百分率表示，组间比较用χ2检验;采用Pearson相关系数分析IL-33、S1P与肺功能指标的相关性。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组血清IL-33水平及S1P水平比较

急性期组及缓解组患者血清IL-33、S1P水平分别高于对照组，而急性期组患者亦高于缓解组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表2。

2.2 三组肺功能指标比较

急性期组及缓解组患者的肺功能相关指标（FEV1、PEF以及FEV1/FVC）均显著低于对照组，同时急性期组患者也显著低于缓解组，差异均有高度统计学意义（均P < 0.01）。见表3。

2.3 患者血清IL-33、S1P水平与肺功能指标的相关性

急性期组及缓解组患者的血清IL-33水平与肺功能指标FEV1、PEF以及FEV/FVC均呈负相关（r = -0.623、-0.645、-0.724;-0.427、-0.528、-0.621;均P < 0.05）;两组S1P水平分别与肺功能指标FEV1、PEF以及FEV/FVC均呈负相关（r = -0.713、-0.702、-0.694;-0.542、-0.516、-0.635;均P < 0.05）。

3 讨论

支气管哮喘是一种是常见的慢性呼吸道疾病之一，急性发作时多以喘息、气急、胸闷或咳嗽为主要临床表现，严重影响患者的生活质量[8-9]。有研究资料[10]显示，目前全球支气管哮喘患者已达3亿且发病率不断上升，其中我国支气管哮喘患者则高达3000万。虽然治疗及诊断技术不断发展，然而当前国内外对支气管哮喘的诊断、评估并不乐观[11-12]。因此，明确评估、诊断支气管哮喘的严重程度，对于诊治支气管哮喘具有重要的临床意义。

Th1/Th2的功能失衡是支气管哮喘最重要的发病机制之一，主要表现为Th2优势分化，使该亚群功能亢进而Th1亚群功能低下。另外，Th2细胞的优势分化进一步促进相关的促炎细胞因子的分泌，而炎性抑制因子的相对减少是导致Th1/Th2功能失衡的关键环节[13-14]。支气管哮喘的发生可由多种细胞因子和细胞参与，而细胞因子（如IgE、白细胞介素、TNF等）是参与气道炎症形成的关键因素，这些细胞因子之间通过级联放大作用发挥抗炎、促炎作用[15]。在过敏性和非过敏性两种支气管哮喘类型中，气道中均可发现浸润的Th2细胞，Th2细胞可以分泌参与支气管哮喘的重要炎性因子。另外，Th2细胞的执行因子包括IL-4、IL-15、IL-13，但主要为IL-4所驱动诱发，其最重要的执行细胞为嗜酸性粒细胞、肥大细胞、及嗜碱性粒细胞。因此过多的Th2细胞因子将激活肥大细胞和嗜酸性粒细胞[16]参与哮喘的发生。另外IL-33是一种促炎细胞因子且是Th2细胞炎性反应的关键活化因子，可诱导Th2细胞活化产生炎性反应。IL-33不仅可以通过结合Th2细胞膜表面的ST2将活化细胞进行传递，亦可通过相关信号传导蛋白Acp受体复合物进行信号传递[17]。同时嗜酸性粒细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞以及结构的细胞等是ST2受体高表达的过敏相关免疫细胞。本研究统计结果显示，急性期组患者的血清IL-33水平显著高于缓解组患者（P < 0.05），与相关研究[4，18]结果一致。由于IL-33是Th2细胞炎性反应的关键活化因子，因此，高表达的IL-33可通过刺激相关细胞活化，进而促进Th2型细胞因子的释放，参与支气管哮喘的发生与发展[16]。提示IL-33在评估支气管哮喘严重程度、预测支气管哮喘的预后方面具有重要的临床意义。

S1P是一类具有生物活性的鞘脂类代谢物，由鞘氨醇激酶（SPHK）催化而成，主要来源于肥大细胞、巨噬细胞等，可参与细胞的生长、存活、增殖分化等生物学过程[8，18-19]。S1P在支气管哮喘的发生、发展过程中发挥关键的作用。S1P是诱导肥大细胞脱颗粒的强效激动剂，肥大细胞的活化可产生和释放多种能够影响上皮细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等的炎症介质，其可引起气道炎性渗出及气道高原反应，进而参与支气管哮喘的发生[5]。有研究[20-21]显示，S1P能够诱导应力纤维形成，促使支气管平滑肌产生一种时间-剂量依赖性收缩，导致气道高原反应。另外，值得关注的是，S1P不仅能够促进气道平滑肌细胞以及纤维母细胞的生长，其亦能促进肺纤维母细胞向肌成纤维细胞的分化[8]。而气道重构的主要原因之一为肺纤维细胞肌纤维化和气道平滑肌增生。有研究[19，22]表明，S1P在正常的气道中不产生任何作用，但在小鼠支气管模型卵白蛋白致敏实验中，其可引起气道平滑肌收缩。本研究结果显示，急性期组患者的血清S1P水平显著高于缓解组（P < 0.05），可见S1P在支气管哮喘发病机制中发挥着重要作用，进一步提示S1P可作为评估支气管哮喘严重程度的指标，也可以用于预测预后，对支气管哮喘患者的诊断、预后评估同样具有重要的临床意义。

肺功能指标FEV1、PEF以及FEV/FVC测定是评价支气管哮喘患者气道通气障碍严重程度的常用指标。本研究显示，急性期组患者上述指标低于缓解组和对照组，提示支气管哮喘患者的肺功能相关指标FEV1、PEF以及FEV/FVC随着支气管哮喘严重程度的增加而逐渐降低，通过相关性分析显示，支气管哮喘患者血清IL-33、S1P水平与肺功能指标呈负相关，进一步表明血清中IL-33及S1P水平對支气管哮喘严重程度具有很高的评估价值。

综上所述，支气管哮喘患者血清IL-33、S1P水平随着支气管哮喘严重程度的增加而显著上升，同时其与肺功能呈负相关。检测血清IL-33、S1P水平有助于支气管哮喘的病情判定，具有重要的临床意义。

[参考文献]

[1]  林江涛，祝墡珠，王家骥，等.中国支气管哮喘防治指南（基层版）[J].中国实用内科杂志，2013，33（8）：615-622.

[2]  Wang L，Chen Q，Shi C，et al. Changes of serum TNF-IL-5 and IgE levels in the patients of mycoplasma pneumonia infeetion with or without bronchial asthma [J]. Int J Clin Exp Med，2015，8（3）：3901-3906.

[3]  Zhu J. Thelper2 （Th2） celldifferentiation，type 2 innate lymphoid cell（ILC2）development and regulation of interleukin-4（IL-4）and IL-13 production [J]. Cytokine，2015，75（1）：14-24.

[4]  赵晓静，徐喜媛.支气管哮喘患者细胞因子IL-33与IL-27的相关性[J].世界最新医学信息文摘，2017，17（55）：64.

[5]  计玉兵，朱黎明，戴爱国.1-磷酸鞘氨醇与支气管哮喘[J].中华哮喘杂志：电子版，2013，7（5）：361-364.

[6]  戴芳芳，朱黎明，戴爱国.1-磷酸鞘氨醇与肺部疾病的研究进展[J].临床与病理杂志，2015，35（1）：111-117.

[7]  Zhao YW，Xu YQ，Wang CL，et al. Clinical significance of serumsphingosine-1-phosphate level in patients with acute attack of bronchial asthma [J]. Chin J Tcm Wm Crit Care，2017，24（2）：177-179.

[8]  常伟，何剑.雾化吸入治疗中度支气管哮喘急性发作的疗效[J].中国老年学杂志，2016，36（9）：2187-2189.

[9]  Lang DM. Severe asthma：Epidemiology，burden of illness，and heterogeneity [J]. Allergy Asthma Proc，2015，36（6）：418-424.

[10]  刘金凤.急性发作支气管哮喘应用临床护理路径的效果分析[J].中国现代药物应用，2018，12（3）：123-124.

[11]  陈培，杨恂，张怡.支气管激发试验对支气管哮喘诊断意义研究[J].中国现代医学杂志，2014，24（7）：44-47.

[12]  Walsh GM. Anti-IL-4/-13 based therapy in asthma [J]. Expert Opin Emerg Drugs，2015，20（3）：349-352.

[13]  Zeng S，Wu J，Liu J，et al. IL-33 Receptor（ST2）Signalling is Important for Regulation of Th2-Mediated Airway Inflammation in a Murine Model of Acute Respiratory Syncytial Virus Infection [J]. Scand J Immunol，2015， 81（6）：494-501.

[14]  窦锡彬，劳传君，唐汉庆，等.N-乙酰半胱氨酸对哮喘模型小鼠Th1/Th2失衡及相关转录因子的影响[J].广东医学，2018，39（17）：2561-2565.

[15]  姚丽敏，高丽.支气管哮喘发病机制研究进展[J].新疆中医药，2017，35（1）：43-46.

[16]  Liu Q，Turnquist HR. Controlling the burn and fueling the fire：defining the role for the alarmin interleukin-33 in alloimmunity [J]. Curr Opin Organ Transplant，2016， 21（1）：45-52.

[17]  Sorrentino R，Bertolino A，Terlizzi M，et al. B cell depletion increases sphingosine-1-phosphate-dependent airway inflammation in mice [J]. Am J Respir Cell Mol Bio，2015，52（5）：571-583.

[18]  石小巖，廖爱军.1-磷酸鞘氨醇受体的研究进展[J].实用药物与临床，2016，19（4）：506-509.

[19]  陈礼龙，吴琼.白细胞介素17、33及1-磷酸鞘氨醇在支气管哮喘患者血清中的表达及临床意义研究[J].心肺血管病杂志，2018，37（2）：107-111.

[20]  Terashita T，Kobayashi K，Nagano T，et al. Administration of JTE013 abrogates experimental asthma by regulating proinflammatory cytokine production from bronchial epithelial cells [J]. Res Res，2016，17（1）：146.

[21]  郑力彬，黄东.1-磷酸鞘氨醇受体的作用机制及研究进展[J].检验医学与临床，2018，15（6）：893-896.

[22]  徐意芹，王春玲，李爽，等.支气管哮喘急性发作期血清S1P的水平及意义[J].微量元素与健康研究，2017，34（5）：30-31.

（收稿日期：2018-10-19  本文编辑：封   华）