支气管哮喘患儿不同时期血清白介素-17、白介素-27水平变化及意义

梁东阁 张婷 李会娟 何倩倩 黄晗 韩志英

[摘要] 目的 探讨支气管哮喘患儿不同时期血清白介素-17（IL-17）、白介素-27（IL-27）水平的变化及其与肺功能的相关性。 方法 随机选取2018年6月至2019年12月于我院就诊的支气管哮喘患儿共150例（急性发作期50例、慢性持续期50例、临床缓解期50例）作为试验组，另随机选取于我院进行健康体检的健康儿童50名作为对照组。采用酶联免疫吸附法检测所有入组者外周血清IL-17、IL-27浓度，同时对可配合完成肺功能检查者进行肺通气功能检测，并对结果进行分析。 结果 哮喘患儿血清IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;IL-17水平与肺功能主要指标FEV1、FVC呈负相关。哮喘患儿IL-27水平低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;IL-27水平与肺功能主要指标FEV1、FVC呈正相关。 结论 血清IL-17、IL-27水平可作为评价儿童支气管哮喘控制水平的参考指标。

[关键词] 白介素-17;白介素-27;肺功能;支气管哮喘

[中图分类号] R725          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2021）34-0063-04

[Abstract] Objective To investigate the changes of serum interleukin-17 （IL-17） and interleukin-27 （IL-27） levels in children with bronchial asthma （BA） at different stages and their correlation with pulmonary function. Methods A total of 150 BA children （50 cases in acute attack stage， 50 cases in chronic duration stage and 50 cases in clinical remission stage） treated in our hospital from June 2018 to December 2019 were randomly selected as the experimental group， and 50 healthy children underwent physical examination in our hospital were randomly selected as the control group. The concentration of IL-17 and IL-27 in peripheral serum of all participants was detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Meanwhile， the pulmonary ventilation function of those who can cooperate with pulmonary function examination was detected， and the results were analyzed. Results The serum IL-17 level of children with asthma was higher than that of the control group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. The level of IL-17 was negatively correlated with the main indexes of pulmonary function， such as FEV1 and FVC. The level of IL-27 in children with asthma was lower than that in control group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. The level of IL-27 was positively correlated with the main indexes of pulmonary function， such as FEV1 and FVC. Conclusion The levels of serum IL-17 and IL-27 can be used as reference indexes to evaluate the control level in BA children.

[Key words] Interleukin-17; Interleukin-27; Pulmonary function; Bronchial asthma

支氣管哮喘简称哮喘，是儿童呼吸内科常见的慢性气道疾病，以反复发作的咳嗽、喘息、胸闷、气促为主要表现，其本质是气道的慢性炎症及可逆性的气流受限[1]。全国儿童哮喘患病率调查提示我国儿童哮喘患病率逐渐升高，不仅影响患儿身心健康，也给患儿家庭及社会带来沉重的医疗负担[2]。哮喘的发病机制目前尚不清楚，经典学说Thl/Th2细胞功能失衡并不能全面解释哮喘的发生。Th17细胞及其标志性细胞因子白介素-17（IL-17）与气道高反应的形成相关，参与哮喘的发生，尤其是重症哮喘[3-5]。近年来研究发现，白介素-27（IL-27）具有免疫抑制作用，有抑制Th17细胞分化的作用，使IL-17的分泌减少，抑制炎症反应[6]。本研究旨在分析不同时期支气管哮喘患儿外周血IL-17和IL-27水平变化的意义，探讨其与肺功能的相关性，寻求哮喘诊断与预后评估的新指标，为临床诊疗提供一定依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

本研究对象选取2018年6月至2019年12月于我院呼吸科就诊的支气管哮喘患儿共150例作为试验组，诊断标准参照2016版《儿童支气管哮喘诊断与防治指南》[1]。将试验组分为哮喘急性发作组（A组，50例）、哮喘慢性持续组（B组，50例）、哮喘临床缓解组（C组，50例）三组。A组纳入标准[1]：所有患儿均以突然发生的喘息、咳嗽、气促、胸闷为主要症状，或原有症状急剧加重的哮喘急性发作患儿。B组纳入标准[1]：近3个月曾出现过不同程度或频次的喘息、咳嗽、气促、胸闷等症状。C组纳入标准[1]：患儿持续3个月以上无喘息、咳嗽、气促、胸闷等症状，肺部听诊无异常，肺功能正常或恢复到急性发作前水平。排除标准[1]：①合并有先天性结构异常（血管环、气道狭窄等）者;②合并有慢性呼吸道感染性疾病者（结核感染、迁延性细菌性支气管炎等）;③合并有心脏疾病者（心肌病、先天性心脏病等）。随机选取于我院健康体检的正常儿童50名为对照组（D组），对照组纳入标准：①无哮喘疾病病史及家族史;②无其他变态反应性疾病病史及家族史;③近1个月内无无糖皮质激素应用史;④近1个月未曾使用免疫抑制剂或免疫调节剂;⑤1个月内无急、慢性呼吸道感染疾病。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有受试者家属知情同意。

1.2 方法

1.2.1 标本采集及保存  所有受试者于晨起空腹状态下抽取外周静脉血4 mL，促凝剂促凝后离心，离心转速3000 r/min，离心时间10 min，留取上清液，于 -80℃冰箱中保存待检。

1.2.2 肺功能检测  对所有受试者中可配合者使用德国格莱特肺功能仪（型号：Spirostik Complete）检测其肺功能参数指标，由专职人员完成，检测主要指标包括第1秒用力呼气量（FEV1）、用力肺活量（Forced vital capacity，FVC）等。

1.2.3 IL-17、IL-27检测  血清IL-17、IL-27的检测均采用酶联免疫吸附试验（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）方法检测。试剂均购自上海西唐生物科技有限公司，严格按照说明书进行操作。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料均采用均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析法，采用LSD-t检验进行组间两两比较。计数资料采用百分比表示，组间比较采用χ2检验，两变量相关性分析采用Pearson检验;P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患儿一般资料比较

试验组与对照组在性别、年龄、体重、身高方面比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。

2.2 各组IL-17、IL-27及肺功能指标水平比较

试验组患儿血清IL-17水平为（72.11±22.12）pg/mL，高于对照组的（57.67±20.95）pg/mL，差异有统计学意义（t=4.405，P<0.05）。哮喘急性发作组（A组）血清IL-17水平高于慢性持续组（B组）、临床缓解组（C组）及对照组（D组），差异有统计学意义（P<0.05）。试验组患儿血清IL-27水平为（265.75±65.55）pg/mL，低于对照组的（376.30±19.92）pg/mL，差异有统计学意义（t=-11.906，P<0.05）;哮喘急性发作组（A组）血清IL-27水平低于慢性持续组（B组）、临床缓解组（C组）及对照组（D组），差异有统计学意义（P<0.05）。试验组患儿肺功能主要指标FEV1为（85.85±12.98）%，低于对照组的（97.32±9.40）%，差异有統计学意义（P<0.05）。试验组患儿肺功能主要指标FVC为（89.07±12.65）%，低于对照组的（100.20±9.30）%，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.3 血清IL-17、IL-27水平与肺功能指标的相关性

血清IL-17水平与IL-27、FEV1，FVC呈负相关（P<0.05）;IL-27水平与FEV1，FVC均呈正相关（P<0.05）。见表3。

3 讨论

支气管哮喘是多种炎症细胞及炎症因子参与的气道慢性炎症性疾病，其特征是可逆性的气流受限和黏液分泌过多，免疫学机制在发病中起到关键作用。明确炎症因子在哮喘发病机制中扮演的角色，对疾病的控制及预防有着重要的意义。

IL-17是一种前炎症细胞因子，主要由Thl7细胞分泌，少数来源于上皮细胞、血管内皮细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等[7]。IL-17在哮喘患者中主要生物学作用是促进气道炎症的发生，尤其是重症哮喘和激素不敏感型哮喘[5];在中性粒细胞性哮喘患者肺泡灌洗液中IL-17与IL-22水平明显增高[8]。IL-17可增强纤维细胞中α-平滑肌肌动蛋白的表达，促进纤维细胞产生促纤维化和促血管生成因子，从而导致气道狭窄[9];此外，IL-17被证明对肺成纤维细胞有直接的促纤维化作用，以促进TGF-β和胶原蛋白的生成，导致气道狭窄[10]。研究表明，IL-17可通过作用于小鼠气道平滑肌细胞和诱导中性粒细胞炎症直接引起气道高反应，引起严重哮喘;而阻断IL-17可以降低哮喘肥胖小鼠的气道炎症和Th2细胞因子（IL-4、IL-5和IL-13）水平，并对过敏性哮喘有负性调节作用[11]。在过敏性哮喘小鼠模型中发现，其肺内炎症细胞浸润、杯状细胞增生及气道阻力增加，而肺泡灌洗液中IL-4及IL-17水平明显高于对照组小鼠[12]。而抗IL-17治疗可以显著抑制LPS加重的小鼠哮喘模型中Th1/Th2/Th17炎症趋化因子的表达，有效延缓气道重塑、氧化应激及气道高反应性[13]。

IL-27是IL-12家族中的一类细胞因子，與其受体IL-27R相结合并传递信号，产生免疫应答，其可以通过抑制Th2细胞的产生及Th17细胞的分化，从而达到抑制炎症反应的作用[14-15]。有研究发现，支气管哮喘急性发作期患者外周血中IL-27树突状细胞百分比及IL-27浓度均低于健康人[16]。研究表明，哮喘小鼠模型经鼻给予IL-27后可以通过修复STAT1和STAT3通路，改善Th2介导的肺部过敏性炎症及缓解气道重塑[16-17]。李鑫等[18]发现哮喘小鼠经IL-27滴鼻治疗后其支气管腔狭窄程度较未治疗组小鼠减轻，且气道和血管周围炎症细胞浸润减少;哮喘小鼠经IL-27治疗后支气管上皮下胶原沉积有所减少，说明IL-27可有效改善哮喘小鼠气道重塑程度，抑制气道炎症。此外，有研究发现，IL-27可以抑制哮喘小鼠的气道高反应，可以增加哮喘模型组织中p-Akt的表达，对a-SMA和Ⅰ型胶原蛋白有明显抑制作用，从而缓解OVA诱导哮喘小鼠的气道重塑[19]。而在IL-27受体缺乏的气道高反应模型中，其肺组织Th2型细胞因子水平明显增高，黏液分泌过多和气道高反应增强[20]。

本研究结果显示，IL-17、IL-27在哮喘儿童和正常儿童体内均有表达。支气管哮喘患儿外周血IL-17水平明显增高，急性发作期表现更明显，考虑与急性发作期强烈的炎症反应相关，随着哮喘控制，血清IL-17浓度逐渐下降，且与FEV1、FVC呈负相关。而IL-27变化规律与IL-17相反，急性发作期哮喘患儿IL-27浓度明显降低，随着病情控制，血清IL-27浓度逐渐增高。提示IL-17通过促进炎症反应家中疾病的进展，而IL-27发挥抑制炎症的角色。本研究还显示，IL-27与IL-17呈明显的负相关，IL-27有可能通过某种途径可以抑制体内Th17细胞的活性，减少IL-17的合成或释放，两者的失衡可能是哮喘发病机制的一部分。对于健康儿童来说，其体内并不存在急性炎症反应，虽然具有有分泌功能的Th17细胞，但其Th1/Th2/Tregs细胞功能处于动态平衡中，所以并未出现IL-17、IL-27的异常表达。

综上所述，IL-17、IL-27与哮喘发病有着密切的关系，并与肺功能指标存在一定相关性，有望成为哮喘诊断、治疗与病情评估的新指标。

[参考文献]

[1] 中华医学会儿科学分会呼吸学组，《中华儿科杂志》编辑委员会.儿童支气管哮喘诊断与防治指南[J].中华儿科杂志，2016，54（3）：167-181.

[2] 书文，李梦龙，李子昂，等.中国哮喘监测城市0～14岁儿童哮喘患病率Meta分析[J].中华预防医学杂志，2020， 54（8）：875-883.

[3] 张金桃，杨晓蕾，刘向，等.Th17、IL-17 与支气管哮喘-慢性阻塞性肺疾病重叠关系的研究[J].临床肺科杂志，2020，25（1）：139-141.

[4] 邵琦，郁志伟，李天宇.IL-17F 基因多态性和儿童哮喘易感性相关性分析[J].临床儿科杂志，2019，37（6）：401-403.

[5] Rakhee KR，Saba AlH，Qutayba H.Role of IL-17 in asthma pathogenesis and its implications for the clinic[J].Expert Rev Respir Med，2019，13（11）：1057-1068.

[6] Tait Wojno ED，Hunter CA，Stumhofer JS.The immunobiology of the interleukin-12 family： Room for discovery[J]. Immunity，2019，50（4）：851-870

[7] Stephen JG，Bethany BM.IL-17 in the lung：The good，the bad，and the ugly[J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2018，314（1）：L6-L16.

[8] Michela B，Vitina C，Francesca B，et al.Elevated serum IgE，oral corticosteroid dependence and IL-17/22 expression in highly neutrophilic asthma[J].Eur Respir J，2019， 54（5）：1900 068.

[9] Hayashi H，Kawakita A，Okazaki S，et al.IL-17A/F modulates fibrocyte functions in cooperation with CD40-mediated signaling[J].Inflammation，2013，36（4）：830-838.

[10] Peters M，K？觟hler-Bachmann S，Lenz-Habijan T，et al.Influence of an allergen-specific Th17 response on remodeling of the airways[J].Am J Respir Cell Mol Biol，2016， 54（3）：350-358.

[11] Lin L，Hur J，Ji YK，et al.Effect of the anti-IL-17 antibody on allergic inflammation in an obesity-related asthma model[J]. Korean J Intern Med，2018，33（6）：1210-1223.

[12] Li P，Yang QU，Wang W，et al.Increased IL-4-and IL-17-producing CD8+Cells are related to decreased CD39+CD4+Foxp3+Cells in allergic asthma[J].J Asthma，2018， 55（1）：8-14.

[13] Nascimento CLD，Fraga RR，Luciana Ritha de Cássia Rolim Barbosa Aristóteles，et al.Effects of Anti-IL-17 on inflammation，remodeling，and oxidative stress in an experimental model of asthma exacerbated by LPS[J].Front Immunol，2018，8（5）：1835.

[14] Iwasaki Y，Fujio K，Okamura T，et al.Interleukin-27 in tcell immunity[J].Int I Mol sci，2015，16（2）：2851-2863.

[15] Lu D，Lu J，Ji X，et al.IL-27 suppresses airway inflammation，hyperresponsiveness and remodeling via the STAT1 and STAT3 pathways in mice with allergic asthmaInt[J]. J Mol Med，2020，46（2）：641-652.

[16] 何紹俊，陈毅斐，杨炯.成人支气管哮喘患者急性发作期外周血IL-27表达变化及意义[J].山东医药，2018， 58（21）：5-8.

[17] Liu XJ，Li SQ，Jin JJ，et al.Preventative tracheal administration of interleukin-27 attenuates allergic asthma by improving the lung Th1 microenvironment[J].J Cell Physiol，2019，234（5）：6642-6653.

[18] 李鑫，刘圆圆，张才擎.IL-27通过PI3K/Akt通路对哮喘小鼠气道重塑的影响[J].中国药理学通报，2020，36（6）：798-803.

[19] Li X，Zhou L，Zhang ZW，et al.IL-27 alleviates airway remodeling in a mouse model of asthma via PI3K/Akt pathway[J].Exp Lung Res，2020，46（3-4）：98-108.

[20] Branchett WJ，Lloyd CM. Regulatory cytokine function in the respiratory tract[J].Mucosal Immunol，2019，12（3）：589-600.

（收稿日期：2021-08-10）