血清细胞因子水平检测在COPD急性加重期和稳定期的临床价值研究

王志英　樊国平　陈富元

[摘要] 目的 探討血清炎性指标水平和T细胞亚群水平变化在判断慢性阻塞性肺疾病（COPD）病情严重程度中的临床价值。 方法 选择2018年3月～2019年3月我院呼吸内科收治的COPD患者86例做为研究对象。依照COPD不同病程分为稳定期组（n=32）和急性期组（n=54）。检测86例急性期和稳定期COPD患者血清中的TNF-α、IL-6、IL-1β、CD4+和CD8+水平。检测其肺功能，并对血清TNF-α、IL-6、IL-1β、CD4+、CD8+与肺功能指标（FEV1%、FEV1/FVC%）进行相关性分析。 结果 稳定期患者血清中TNF-α、IL-6和IL-1β的水平均较急性期患者明显下降，差异有统计学意义（P<0.05）;稳定期患者血清中CD8+较急性期患者降低，差异有统计学意义（P<0.05）;稳定期患者血清中CD4+、CD4+/CD8+均较急性期患者明显升高，差异有统计学意义（P<0.05）。急性期组COPD患者血清CD4+数量、CD4+/CD8+与FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相关（P<0.05）;IL-1β、IL-6、TNF-α水平及CD8+数量与FEV1%、FEV1/FVC%均呈负相关（P<0.05）。 结论 血清IL-1β、IL-6、TNF-α、CD4+和CD8+在COPD发病进程中起着重要作用，上述指标与肺功能均存在一定的相关性，血清炎性指标水平和T细胞亚群可以为病情严重程度的判断提供参考价值。

[关键词] 慢性阻塞性肺疾病;细胞因子;肿瘤坏死因子-α;白介素

[中图分类号] R563          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）21-0153-04

Clinical values of evaluating serum levels of cytokines in COPD from acute exacerbation to stable phase

WANG Zhiying   FAN Guoping   CHEN Fuyuan

Department of Clinical Laboratory， the Fifth People's Hospital of Jingdezhen City in Jiangxi Province， Jingdezhen   333000， China

[Abstract] Objective To investigate clinical values of serum indices of inflammation and T-lymphocyte subset in evaluating the degree of severity of chronic obstructive pulmonary disease（COPD）. Methods Eighty-six COPD patients admitted in the Department of Respiratory Medicine at our hospital from March 2018 to March 2019 were selected as subjects. They were divided into the stable-phrase group（n=32） and the acute-phase group（n=54） according to the course of COPD. Serum levels of tumor necrosis factor-α（TNF-α）， interlukin-6（IL-6）， IL-1β， CD4+ and CD8+ in the 86 COPD patients at the two phases were detected. A general pulmonary function test was performed in all patients. A correlation analysis between serum levels of TNF-α， IL-6， IL-1β， CD4+ and CD8+ and indices of pulmonary function incorporating forced expiratory volume in 1 second（FEV1%） and FEV1/forced vital capacity（FVC%） ratio was conducted. Results Serum levels of TNF-α， IL-6 and IL-1β in the stable-phrase group decreased compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. So did the level of CD8+ in the stable-phrase group compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. However， the level of CD4+ and CD4+/CD8+ ratio in the stable-phrase group increased compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. Serum amount of CD4+ and CD4+/CD8+ ratio were positively correlated with both FEV1% and FEV1/FVC% ratio in the acute-phase group（P<0.05）. Besides， serum levels of IL-1β， IL-6 and TNF-α and serum amount of CD8+ were negatively correlated with FEV1% and FEV1/FVC% ratio in the acute-phase group（P<0.05）. Conclusion Serum IL-1β， IL-6， TNF-α， CD4+ and CD8+ are critical in the onset and pathogenesis of COPD， which are correlated with pulmonary function at the acute phase. Therefore， serum indices of inflammation and T-lymphocyte subset can provide a significant reference for determining the degree of severity of COPD.

[Key words] Chronic obstructive pulmonary disease; Cytokines; Tumor necrosis factor-α; Interlukin

慢性阻塞性肺病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种由肺部慢性炎症导致支气管与肺泡受损、重塑，致使肺功能丧失，最后因心肺衰竭而致命，甚至可合并全身器官炎症而导致多重共病的慢性疾病。2012年世界卫生组织（WHO）公布COPD已是全球第三大死因，全球约310万人因罹患COPD而死亡，而WHO更预估未来10年内COPD的死亡率会上升30%[1]。COPD病理变化主要发生于呼吸道、肺实质以及肺部血管，可发现特定免疫细胞出现与增加的慢性炎症病理变化，反复发作的炎症反应造成的伤害与后续修复会改变呼吸道的结构，增高呼吸道敏感性[2]。本研究旨在比较COPD患者不同病程时血清白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的水平以及T淋巴细胞亚群数量（CD4+、CD8+、CD4+/CD8+），探讨COPD病程中血清细胞因子的作用，现报道如下。

1 对象与方法

1.1研究对象

选择2018年3月～2019年3月我院呼吸内科收治的COPD患者86例作为研究对象，男47例，女39例，年龄45～78岁，平均（69.89±7.47）岁。纳入标准：①符合GOLD2017诊疗指南[3];②近30 d无急性呼吸道感染史，无急性哮喘史;③同意配合检测并签署知情同意书。排除标准：①免疫系统功能紊乱者;②尘肺病或既往实施过肺叶切除手术者;③食管癌或肺癌患者。依照COPD不同病程分为稳定期组（n=32）和急性期组（n=54）。稳定期组：男18例，女14例，年龄44～76岁，平均（70.23±7.92）岁;急性期组：男29例，女25例，年龄43～77岁，平均（69.52±7.13）岁。两组基线资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

采集研究对象的2份空腹肘静脉血标本，每份3 mL。其中1份在25℃室温下静置30 min，后使用高速离心机以35 000 r/min离心10 min，去上清液储存于-20℃冰箱备检，7 d内完成;另1份不离心，用于检测T淋巴细胞亚群。以ELISA reader检测OD450 nm吸光值，血清上清液中IL-6、TNF-α及IL-1β浓度以内插标准曲线求得。试剂盒均购自杭州联科生物技术股份有限公司，操作严格按说明书步骤执行。采用COULTER EPICS XL/XLMCL流式细胞仪检测静脉血CD4+、CD8+数量，并计算CD4+/CD8+。试剂盒由艾森生物（杭州）有限公司提供，操作严格按说明书步骤执行。采用日本捷斯特CHEST HI-801型肺功能儀对第1 秒用力呼气容积（FEV1）、用力肺活量（FVC）进行测量，并根据测量数据计算FEV1/FVC%以及FEV1占预计值百分比（FEV1%）。

1.3 观察指标

（1）肺功能指标：两组患者的FEV1%、FEV1/FVC%;（2）炎性指标：两组患者的血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平;（3）T淋巴细胞亚群：两组患者的血清CD4+、CD8+和CD4+/CD8+。

1.4 统计学分析

采用SPSS22.0统计学软件包进行统计学分析，计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验，肺功能指标、炎症因子等计量资料呈正态分布，以（x±s）表示，采用t检验;运用Pearson相关系数法分析血清炎性指标、T淋巴细胞亚群与肺功能指标的相关性，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者FEV1%、FEV1/FVC%比较

稳定期组患者FEV1%、FEV1/FVC均较急性期组明显提高，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.2 两组患者血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平比较

稳定期患者血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平均较急性期组明显下降，差异显著（P<0.05），见表2。

2.3 两组患者血清CD4+、CD8+和CD4+/CD8+比较

稳定期组患者血清中CD4+较急性期组升高、CD4+/CD8+均较急性期组明显提高，差异有统计学意义（P<0.05）;稳定期组患者血清中CD8+较急性期组降低，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

2.4 急性期组COPD患者血清炎性指标、T淋巴细胞亚群与肺功能指标的相关性分析

急性期组COPD患者血清CD4+、CD4+/CD8+与FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相关（P<0.05）;IL-1β、IL-6、TNF-α水平及CD8+数量与FEV1%、FEV1/FVC%均呈负相关（P<0.05），见表4。

3 讨论

CD4+抗原分子量为62 kD，存在于周边血液的胸腺细胞和诱导细胞T淋巴球群中。该抗原在单核球上的密度较低。CD4+淋巴细胞在调节免疫反应上发挥着核心作用[4]。在周边血液中，CD4+淋巴球对T-T、T-B和T巨噬细胞的相互作用起诱导作用。CD4+抗原与目标细胞上的第Ⅱ类主要组织相容性复合体（MHC）抗原反应[5-6]。CD8+抗原分子量为68 kD，一般存在于约80%的胸腺细胞和约30%～35%的周边血液T淋巴球以及一些自然杀伤细胞上[7]。CD8+淋巴球在通过抑制性和细胞毒性作用调节免疫反应上发挥着核心作用。CD8+抗原与目标细胞上的第I类主要组织相容性复合体（MHC）抗原反应[8]。曾文等[9]学者指出，T淋巴细胞亚群比例是维持机体免疫功能的关键指标，其中，外周血CD4+/CD8+比值是最常用也最重要的指标。本研究结果显示，急性期外周血患者CD4+和CD8+比例失衡。费凡等[10]在检索相关文献后得出相同的结论。龙海等[11]在动物实验中证实，肺部急性炎症时，趋化因子及炎症细胞因子形成复杂的网络起着着传递、放大及维持的重要作用。IL-1、IL-6及TNF-α会增加血管通透性，因而导致红、肿、热、痛等炎症反应，为炎症反应之主要调节者，可持续刺激活化巨噬细胞以分泌更多的促炎症的细胞激素。肿瘤坏死因子（TNF-α）是一种多功能细胞因子，是促进炎症反应的细胞素，主要由单核球合成，其合成量多寡也与白血球表面抗原（Human leukocyte antigen，HLA）classⅡ基因型相关，当机体受到细菌、病毒或者结核菌等感染，便会由巨噬细胞和淋巴细胞产生产生肿瘤坏死因子（TNF），调节局部或全身的炎症反应[12]。IL-1β已经被证实会透过NF-κB途径参与促炎症因子的产生，透过抑制NF-κB途径发现可以降低炎症产物的产生及减少炎症反应[14]。王西凤等[15]学者指出，IL-1β是肺部急性炎症病理进展的介导因子。介白素-6（Interleukin-6，IL-6）在先前的文献当中已被证实对于生物体的先天性免疫及后天免疫有着重要的影响[16-17]。

本研究结果显示，急性期、稳定期患者的TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈递减趋势，表明上述因子在急性炎症反应中起着直接的作用，血清炎症因子水平与病情的严重程度密切相关。肺阻塞在肺功能的定义为完全可逆之呼气气流阻塞，而肺量计检查是目前测量呼气气流阻塞最普遍、最客观且再现性高的方法，也是肺阻塞临床诊断的必要工具。吸入支气管扩张剂后FEV1/FVC比值可反映持续性的呼气气流阻塞，因此目前所有的主诊疗指引建议应该要使用支气管扩张剂试验来诊断肺阻塞[19-20]。本研究中白介素和肿瘤坏死因子水平均与FEV1%、FEV1/FVC%呈负相关（P<0.05），提示白介素和肿瘤坏死因子与COPD患者的气流受限存在关联，影响肺功能。相关性分析示COPD患者CD8+与FEV1%、FEV1/FVC%均呈负相关（P<0.05）;血清CD4+、CD4+/CD8+与FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相关（P<0.05），结果提示T细胞亚群参与COPD的发病，CD4+/CD8+、CD4+百分比的降低和CD8+百分比的升高表明病情可能处于急性期。

综上所述，血清IL-1β、IL-6、TNF-α和CD4+、CD8+均参与了COPD的发生发展，上述指标与肺功能均存在一定的相关性，血清炎性指标水平和T细胞亚群可以为病情严重程度的判断提供参考价值。

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（收稿日期：2019-10-24）