痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平与慢阻肺稳定期患者肺功能的相关性研究
2021-10-29孔田甜穆清爽
杨 珊,史 轲，孔田甜,穆清爽
（新疆医科大学第二附属医院1教学科研管理办公室，2老年病干部病房，乌鲁木齐 830000）
慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）稳定期患者经治疗后仍伴低氧血症，肺功能康复效果往往达不到预期，甚至出现肺功能损伤加重情况[1]。白细胞介素（Interleukin）是白细胞或免疫细胞间相互作用的淋巴因子，能够与血细胞生长因子相互协调，相互作用，共同参与免疫功能的调节[2]。作为常见细胞因子IL-8、IL-17不仅与免疫细胞调节有关，还能进一步加重炎症反应程度，不利于患者预后[3]。研究表明IL-8、IL-17具有传递信息、激活或调节免疫细胞的作用，可活化、增殖T淋巴细胞及B淋巴细胞，进而引发炎症反应[4]。分泌型免疫球蛋白A（Secretory Immunoglobulin A，SIgA）作为黏膜免疫中的主要抗体，对多种内源共生菌及外源入侵的病原体都有抵抗作用[5]。有报道显示，SIgA可活化嗜酸性粒细胞，并诱导其降解并产生过氧化物，进而调节体内与粘膜嗜酸性粒细胞有关的疾病及一些过敏性疾病[6]。因慢阻肺患者肺功能损伤与炎症、免疫等有关，结合IL-8、IL-17、SIgA在机体中的作用机制，推测这三者对COPD稳定期患者肺功能损伤有影响。本研究重点分析痰液中IL-8、IL-17、SIgA的表达与肺功能损伤加重的关系，以指导未来COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险早期评估与干预。现报道示下。
1 资料与方法
1.1 一般资料选取2019年1月-2020年12月新疆医科大学第二附属医院门诊收治的63例COPD稳定期患者为研究对象，其中男性36例，女性27例；年龄52～69岁，平均年龄（57.32±2.03）岁；COPD病程3～15年，平均病程（9.23±2.06）年。本次研究设计内容经新疆医科大学第二附属医院伦理委员会批准同意实施，患者及家属均知晓本次研究内容，签署知情同意书。
1.2 纳入与排除标准[7]纳入标准：(1)COPD符合《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）》内相关诊断标准；(2)稳定期患者。排除标准：(1)合并重要脏器功能相关疾病；(2)合并恶性肿瘤；(3)合并严重传染性疾病或感染性疾病；(4)合并免疫系统性疾病。
1.3 方法
1.3.1 随访方法 设计COPD患者随访记录表，内容包括随访方式、症状、体征、生活方式指导、服药依从性、药物不良反应等，全部患者均接受为期1年随访。
1.3.2 肺功能损伤评估及分组方法 采用肺功能仪（德国耶格，MasterScreen型）检测患者1s用力呼气容积(Forced expiratory volume in one second，FEV1)和用力肺活量（Forced vital capacity，FVC），并计算FEV1/FVC及FEV1占预计值百分比（FEV1%）。COPD患者需符合充分使用支气管扩张剂后FEV1/FVC<70%；并在此基础上根据FEV1%值确定肺功能下降程度，分别为轻度（≥80%）、中度（30%-80%）和重度（<30%）[8]。将肺功能中、重度下降的患者纳入中、重度损伤组，轻度肺功能下降患者纳入轻度损伤组。
1.3.3 实验室指标检测方法（1）在患者于首次接受治疗当天早晨采集晨起空腹状态下5 mL外周肘静脉血，使用TD5A自动脱盖离心机（长沙英泰仪器有限公司）以3 000 r/min离心10 min取血清，使用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清高迁移率族蛋白BI（High mobility group protein，HMGBI）、缺氧诱导因子-1α（Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）水平，ELISA检测试剂盒由合肥莱尔生物科技有限公司提供。（2）在患者于我院首次接受治疗当天早晨，指导患者留取痰液标本，经高渗盐水诱导后，采用ELISA检测痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平，IL-8、IL-17试剂盒由上海康朗生物科技有限公司提供，SIgA试剂盒由上海晶抗生物工程有限公司提供。
1.4 统计学处理采用SPSS24.0软件进行数据处理，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验，计数资料以例（%）表示，采用χ2检验，相关性采用双变量Pearson直线相关性检验；相关影响因素分析采用Logistic回归分析检验。绘制受试者工作曲线（ROC），检验痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重的价值，以曲线下面积（AUC）评价，AUC≤0.50：无预测价值，0.50
2 结果
2.1 肺功能损伤发生情况全部63例COPD稳定期患者，肺功能中、重度损伤15例，占23.81%（15/63），轻度损伤48例，占76.19%（48/63）。
2.2 中、重度损伤组与轻度损伤组基线资料、实验室指标的比较中、重度损伤组血清HMGBI、HIF-1α及痰液中IL-8、IL-17水平均高于轻度损伤组，且SIgA水平低于轻度损伤组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。
表1 中、重度损伤组与轻度损伤组基线资料、实验室指标比较
2.3 COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平间相关性分析采用双变量Pearson直线相关性分析结果显示，COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17间呈正相关（r>0，P<0.05），IL-8、IL-17分别与SIgA间呈负相关（r<0，P<0.05），见表2。
表2 COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平间相关性分析
2.4 各实验室指标对COPD稳定期患者肺功能损伤加重影响的二元Logistic回归分析将COPD稳定期患者血清HMGBI、HIF-1α及痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平分别作为协变量，肺功能损伤程度作为因变量（1=中、重度损伤，0=轻度损伤），血清HMGBI、HIF-1α及痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平异常表达均是COPD稳定期患者肺功能损伤加重的影响因素（P<0.05），见表3。
表3 各实验室指标对COPD稳定期患者肺功能损伤加重影响的二元Logistic回归分析
2.5 各实验室指标对COPD稳定期患者肺功能损伤加重影响的多元回归模型分析将COPD稳定期患者年龄、性别、病程等全部资料纳入并作为协变量，肺功能损伤程度情况作为因变量（1=中、重度损伤，0=轻度损伤），校正年龄、性别、病程等基线资料带来的影响后，建立多元回归模型行多因素分析结果显示；血清HMGBI、HIF-1α过表达及痰液中IL-8、IL-17过表达、SIgA低表达是COPD稳定期患者肺功能损伤加重的影响因素（OR>1，P<0.05），见表4。
表4 COPD稳定期患者发生肺功能损伤影响因素的多因素分析
2.6 痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险的效能分析将COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平分别作为检验变量，肺功能损伤程度情况作为状态变量（1=中、重度损伤，0=轻度损伤），绘制ROC曲线（见图1、2）结果显示，痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平单独及联合预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重的AUC均>0.80，预测价值较理想，且以联合预测效果最佳。各指标对应最佳阈值、特异度、灵敏度及约登指数见表5。
表5 各痰液指标预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险的效能分析结果
图1 痰液中IL-8、IL-17水平预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险的ROC曲线图
图2 痰液中SIgA水平预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险的ROC曲线图
3 讨论
作为呼吸系统常见重急症，COPD可导致患者无法进行理想的气体交换，引发多种生理功能及代谢紊乱，对患者的生命安全造成严重威胁。支气管扩张剂是治疗COPD稳定期常用手段，能够显著改善患者血流动力学及血气指标，减少并发症的发生。但有研究指出，COPD稳定期患者经治疗后仍有部分患者出现肺部弹性回缩力下降的情况，导致肺功能损伤加重[9]。
研究表明相较于其他呼吸系统疾病，COPD患者的肺功能较差，且肺换气功能受损严重，进而导致肺功能损伤逐渐加重[10]。本次研究表明COPD稳定期患者仍有肺功能损伤持续加重风险，故分析COPD稳定期患者肺功能损伤加重影响因素及可能的风险预测因子，指导早期干预，对改善患者预后意义重大。近年来，研究证实，氧化应激及炎症反应等均可加重COPD的病情发展[11-12]。HMGBI是一种广泛分布于真核细胞中的非组蛋白核蛋白，能够释放到细胞外，并介导炎症反应的发生，在多种疾病的发生、发展中具有重要作用[13]。HIF-1α是HIF-1的重要组成之一，能够促使多种炎症因子大量释放，进而加重全身炎症反应程度，最终引发氧化应激反应[14]。故推测HMGBI、HIF-1α可能参与了COPD稳定期肺功能损伤的发生与发展，且该推测也在本研究中被证实。但需要注意的是，HMGBI、HIF-1α可能受到患者其他基础性疾病的影响，对检测结果产生干扰，影响研究的可靠性，单独依靠上述因子来评估肺功能损伤进展风险的局限性大。
IL-8是主要的白细胞趋化因子，对中性粒细胞具有吸引作用，可以与中性粒细胞结合，引起中性粒细胞变异，产生大量弹性蛋白酶，加重组织损伤程度[15]。IL-17是一种主要由活化的T细胞产生的致炎细胞因子，可激活T细胞并刺激上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞产生多种细胞因子及化学增活素、细胞黏附分子1，进而促使炎症反应的发生、发展[16-17]。SIgA是肠道免疫屏障的主要组成之一，能够有效保护肠道免疫屏障[18]。本次研究显示痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平与COPD稳定期患者肺功能损伤加重的发生密切相关。究其原因，IL-8具有较为广泛的生物活性，对炎症细胞到达疾病病变部位具有一定的促进作用，进一步加重炎症反应程度，故导致COPD患者炎症反应程度加重，肺功能损伤加重[19]。IL-17已被研究证实能够引发大量基质金属蛋白酶分泌，进而降解胶原蛋白，诱发大量趋化因子及促炎因子产生，参与多种自身免疫性疾病的发生、发展[20]。同时，IL-17可激活机体组织中的巨噬细胞、中性粒细胞，进一步加重炎症反应发生程度，影响肺功能[21]。SIgA可显著降低病原微生物的黏附能力，利于促进病原微生物从机体内排出，减轻组织受损程度[22]。此外，SIgA还能降低促炎反应的细菌抗原水平，进一步减轻机体内炎症反应[23]。故SIgA的降低可能提示严重的炎症反应，患者肺损伤程度加重。
本次研究还发现痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平异常表达不仅是COPD稳定期患者肺功能损伤加重的影响因素，还可预测COPD稳定期患者肺功能损伤加重风险。上述结果证实，痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平与COPD稳定期患者肺功能损伤加重有关，可作为COPD稳定期患者肺功能损伤风险预测指标。此外，本研究还对COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平进行变量间的相关性分析，结果显示，COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17间呈正相关，IL-8、IL-17分别与SIgA间呈负相关，提示COPD稳定期患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA水平可相互影响，可能三者相互影响、相互作用，共同参与了COPD稳定期患者肺功能损伤加重的发生，但具体机制仍尚未明确，仍需要在未来进一步展开大样本、长时间的研究加以验证分析。综上所述，COPD稳定期患者肺功能损伤加重可能与痰液中IL-8、IL-17过表达及SIgA低表达有关，临床可考虑通过检测患者痰液中IL-8、IL-17、SIgA表达，来预测肺功能损伤加重风险，以指导早期干预。
