血清白介素17、呼出气一氧化氮与支气管哮喘和慢阻肺的相关性研究

张金桃 杨晓蕾 范敏娟

支气管哮喘(哮喘)和慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是临床上常见的具有多种不同临床表型和潜在机制的慢性气道和(或)肺阻塞的异质性疾病，二者的症状和特征在临床上可同时出现在同一个患者身上。2020年慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)[1]强调哮喘和慢阻肺是不同的异质性疾病，全球哮喘防治创议(GINA)[2]指出患者有哮喘和慢阻肺的特征，就可以被称为哮喘-慢阻肺重叠或哮喘+慢阻肺，它不是某种单独的疾病，可能存在不同潜在机制导致几种临床表型，这需要更多的研究来定义。哮喘+慢阻肺的患病率在哮喘或COPD患者中9%～55%不等[2]，比起单纯的哮喘、慢阻肺患者，其医疗资源利用率更大，成本更高[3]，肺功能更差，有更多的呼吸道症状[4]。因此，弄清哮喘+慢阻肺的发病机制具有十分重要的理论意义及临床应用价值。白介素17(IL-17)作为一种炎症因子，主要由辅助性T细胞17(Th17)分泌，研究发现哮喘+慢阻肺患者诱导痰中的IL-17高于慢阻肺患者[5]。呼出气一氧化氮(FeNO)作为临床常见的气道炎症指标，目前已作为诊断哮喘的有效工具。本研究检测哮喘+慢阻肺患者血清IL-17和FeNO，探讨其与哮喘+慢阻肺的关系以及在哮喘+慢阻肺鉴别诊断中的诊断意义。

1.资料与方法

1.1 研究对象 选取2019年1月至10月来我院全科医学科就诊并自愿参加研究的哮喘+慢阻肺患者(哮喘+慢阻肺组)21例、哮喘患者(哮喘组)23例和慢阻肺患者(慢阻肺组)28例，以及健康不吸烟体检者20例作为健康对照组。入选标准：所有慢阻肺患者均符合2019年GOLD指南对慢阻肺急性加重的诊断标准[6]；所有哮喘患者均符合2019年GINA制定的哮喘诊断标准[7]；哮喘+慢阻肺患者根据2019年GINA制定的第五章中关于哮喘+慢阻肺的诊断标准进行诊断[2]。排除标准：①有支气管扩张、肺结核、间质性肺病等其他肺部严重疾病；②自身免疫系统性疾病者；③恶性肿瘤、慢性感染性疾病、内分泌疾病者；④过去2周内有下呼吸道感染；⑤过去4周内曾口服或静脉注射激素者；⑥妊娠期或哺乳期患者；⑦合并有严重心血管及精神类疾病，因严重呼吸衰竭而需入住ICU的患者。收集研究对象一般资料包括性别、年龄、吸烟史、吸烟指数。本研究通过昆明医科大学第二附属医院医学伦理委员会审批(批号：审PJ-2020-30)，患者及家属均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 肺功能测定：应用德国耶格肺功能检测仪对所有研究对象进行肺通气功能及支气管舒张实验测定。检测项目主要包含第一秒用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、第一秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV1/FVC)、第一秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV1%pred)。

1.2.2 血细胞分析：收集所有研究对象血常规检验结果，记录嗜酸性粒细胞和中性粒细胞值。

1.2.3 FeNO检查：应用无锡市尚沃医疗电子股份有限公司的纳库仑呼气分析仪对所有研究对象进行FeNO测定。由经过培训的专人严格按照操作指南进行操作。检测指标为呼出一氧化氮的浓度(单位为ppb)。

1.2.4 血清IL-17标本采集、测定：采集肘静脉血3～5ml，离心机(3000r/min，5min)分离血清，置于-80℃冰箱中保存。使用IL-17酶联免疫试剂盒(武汉华美生物工程有限公司生产)，采用夹心酶免疫定量检测技术，严格按照试剂说明书进行操作。

2.结果

2.1 一般资料 各组的性别无明显差异，慢阻肺组年龄大于哮喘组，差异有统计学意义(P<0.05)。慢阻肺组和哮喘+慢阻肺组的吸烟率和吸烟指数远高于哮喘组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 各组的一般资料对比

2.2 肺功能测定和血嗜酸性粒细胞、中性粒细胞值比较 慢阻肺组和哮喘+慢阻肺组FEV1/FVC、FEV1%pred均低于哮喘组，差异有统计学意义(P<0.05)。3组试验组肺功能指标均低于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。哮喘组嗜酸性粒细胞高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。中性粒细胞值组间无明显差异(P>0.05)，见表2。

表2 各组肺功能、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞对比

2.3 血清IL-17和FeNO比较 哮喘+慢阻肺组血清IL-17略高于哮喘组，差异无统计学意义(P>0.05)，但均高于慢阻肺组，差异有统计学意义(P<0.05)。3组试验组均高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。哮喘组FeNO水平最高，哮喘+慢阻肺组高于慢阻肺组和健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。慢阻肺组和健康对照组FeNO无明显差别，差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 各组血清IL-17、FeNO对比

2.4 相关性分析

2.4.1 哮喘组血清IL-17与FEV1/pred呈负相关(r=-0.46，P<0.05)，慢阻肺组血清IL-17与FEV1、FVC、FEV1/pred呈负相关(r值分别为-0.53，-0.55，-0.65；P<0.05)，哮喘+慢阻肺组血清IL-17与FEV1、FEV1/FVC、FEV1%pred呈负相关(r值分别为-0.58，-0.52，-0.64；P<0.05)。

2.4.2 试验组血清IL-17与FeNO呈正相关(r=0.31，P<0.05)，与FEV1、FEV1/pred呈负相关(r值分别为-0.26，-0.34；P<0.05)；试验组FeNO与嗜酸性粒细胞呈正相关(r=0.38，P<0.05)，与吸烟指数呈负相关(r=-0.27，P<0.05)，与肺功能、中性粒细胞无明显相关性。

2.5 ROC曲线分析 通过ROC曲线分析血清IL-17水平从慢阻肺中鉴别出哮喘+慢阻肺的敏感性是86%，特异度是57%，最佳界值是184.85ng/ml，AUC为0.728(P=0.007，95%CI=0.588～0.868)，见图1。通过ROC曲线分析FeNO水平从慢阻肺中鉴别出哮喘+慢阻肺的敏感度是76%，特异度是96%，最佳界值是FeNO>33.5ppb，AUC为0.858(P=0.000，95%CI=0.739～0.977)，见图1。比较IL-17和FeNO鉴别哮喘+慢阻肺和慢阻肺的差异无统计学意义(P=0.139)。用IL-17和FeNO联合鉴别哮喘+慢阻肺和慢阻肺，AUC为0.871(P=0.000，95%CI=0.763～0.978)，敏感度为76%，特异度为96%，较单独用FeNO鉴别无明显提高。通过ROC曲线分析FeNO水平从哮喘中鉴别出哮喘+慢阻肺的敏感度是81%，特异度是74%，最佳界值是FeNO<44.0ppb，AUC为0.776(P=0.002，95%CI=0.626～0.927)，见图2。

图1 血清IL-17、FeNO鉴别哮喘+慢阻肺和慢阻肺的ROC曲线图

图2 FeNO鉴别哮喘和哮喘+慢阻肺的ROC曲线图

3.讨论

哮喘和慢阻肺是具有不同发病机制和临床表型的慢性气道炎症性疾病，二者均以气流受限为特征，但又略有不同。哮喘气流受限为多变可逆，与气道高反应有关，随病程延长可出现气道重构所致的气流不完全可逆；慢阻肺气流受限为持续存在并且不可逆。二者均是气道炎症性疾病，哮喘主要为Th1/Th2细胞免疫失衡，以嗜酸性粒细胞、肥大细胞和T淋巴细胞等炎症细胞为主。慢阻肺气道炎症主要为Th1及TC1型免疫反应，外周气道、肺实质和肺血管增加的巨噬细胞以及一并增加的活化中性粒细胞、淋巴细胞(包括TC1、Th1、Th17和ILC3细胞)参与了慢阻肺的发病过程[1]。部分慢阻肺患者也可能存在Th2或2型天然淋巴细胞(ILC2细胞)[1]以及嗜酸性粒细胞的增加；部分重症哮喘患者存在中性粒细胞性气道炎症反应。这类患者有更严重的临床症状，更高的医疗费用负担，需要更多研究来定义这种表型和机制，并且能早期从慢性气道炎症疾病中鉴别出哮喘+慢阻肺，给予相应治疗。

FeNO作为一种气道炎症生物标志物，是诊断哮喘和早期发现嗜酸细胞性气道炎症的有效工具，目前在哮喘、慢阻肺患者的监测、用药指导等方面应用取得了较好的效果。本研究提示FeNO水平与嗜酸性粒细胞呈正相关性。哮喘组FeNO水平最高，其次是哮喘+慢阻肺组，而慢阻肺组和健康对照组无明显差别，与部分研究结果一致[15]，但有研究结果提示哮喘组和哮喘+慢阻肺组无明显差异[16]，可能是因为哮喘+慢阻肺组的纳入诊断标准不同，但可以肯定的是FeNO在哮喘和哮喘+慢阻肺起到重要作用。多个研究表明FeNO水平对从慢阻肺中鉴别出哮喘+慢阻肺是有用的，以FeNO>35ppb是最佳的临界点[17]。本研究FeNO水平从慢阻肺中鉴别出哮喘+慢阻肺的敏感度是76%，特异度是96%，最佳界值是FeNO>33.5ppb。FeNO水平从哮喘中鉴别出哮喘+慢阻肺的敏感度是81%，特异度是74%，最佳界值是FeNO<44.0ppb。

本研究通过比较血清IL-17和FeNO对鉴别慢阻肺和哮喘+慢阻肺的诊断价值差异无统计学差异，说明二者对该两种疾病的鉴别能力无明显区别；用IL-17和FeNO联合鉴别哮喘+慢阻肺和慢阻肺，较单独用FeNO鉴别无明显提高。还发现血清IL-17与FeNO存在正相关性，但在各组内相关性无统计学差异。研究表明，IL-17可加剧IFN-γ诱导产生的NOS2，从而促进NO产生[18]，哮喘患者血清IL-17与FeNO呈正相关[19]，慢阻肺稳定期和急性加重期呼出气冷凝液IL-17与FENO有显著正相关性[20]。本研究还需要扩大样本量以及更多临床试验来得出更全面客观的结论。

综上所述，本研究血清IL-17、FeNO在哮喘、慢阻肺和哮喘+慢阻肺患者中表达存在统计学差异，血清IL-17与哮喘、慢阻肺和哮喘+慢阻肺气流受限有关，血清IL-17与FeNO存在相关性，其中血清IL-17>184.85ng/ml或FeNO>33.5ppb鉴别哮喘+慢阻肺和慢阻肺以及FeNO<44.0ppb鉴别哮喘+慢阻肺和哮喘均有一定参考价值。本研究仍存在一些不足，样本量较少，且目前临床上对IL-17和FeNO的相关性研究也较少，二者对于哮喘+慢阻肺的鉴别诊断意义还需要大样本、多中心的前瞻性临床试验和基础研究来进一步完善，其次FeNO和IL-17均易受激素和其他免疫疾病影响，临床上再结合病史、症状和肺功能检测将有助于提高哮喘+慢阻肺的诊断率。