慢性阻塞性肺疾病合并肺部感染者Th17/Treg、IL-17 水平与肺功能及CAT评分的关系

宋伟伟 常双喜 禹彩霞 孙广信

(1河南省胸科医院呼吸及危重症监护室，河南 郑州 450000；2郑州市第一人民医院呼吸内科；3郑州人民医院重症医学科)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种慢性炎症性疾病，以小气道气流受限为主要特点，由于长期的免疫受损，容易并发肺部感染，进一步增加肺功能受损程度，严重影响患者的生活质量和活动耐力。临床中，应用COPD评估量表(CAT)可以为患者的临床症状及生存质量评估提供客观可靠参考〔1〕。在COPD进展过程中，气道炎症反应发挥重要作用，COPD患者合并肺部感染时，体内的炎症反应显著增加，研究显示〔2,3〕，辅助型 T 细胞17/调节型 T 细胞(Th17/Treg)免疫失衡，可诱发机体的炎症反应，导致多种感染性疾病的发生，Th17可通过分泌白细胞介素(IL)-17促进炎症因子的释放，从而加剧体内的炎症反应，在 Th17/Treg免疫失衡过程中，发挥关键作用，其血清水平可以反映 Th17/Treg免疫失衡的严重程度。那么COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17的水平变化对肺功能的影响到底如何，以及与CAT评分的相关性，尚未见报道，需进一步探讨。本实验旨在探讨Th17、Treg及其相关炎症因子对COPD并发肺部感染患者肺功能及生存质量的影响。

1 对象与方法

1.1对象 选取2018年3月至2019年3月在郑州市第一人民医院及郑州人民医院收治的单纯 COPD患者30例作为COPD组，COPD合并肺部感染患者34例作为感染组。患者均符合《COPD诊治指南(2013年修订版)》中的相关标准〔4〕，感染组患者均通过影像学和细菌学确诊为肺部感染。同期医院体检的健康志愿者32例作为对照组。3组性别、年龄、体重指数、吸烟指数无统计学差异(P>0.05)，可行组间比较。见表1。

研究对象对本研究知情同意。排除标准：①合并肺结核等其他肺部疾病者。②合并有恶性肿瘤或预计生存期不足3个月者。③合并有严重心、肝、肾、脑等重要脏器功能障碍者。④合并严重全身性疾病者。⑤合并自身免疫性疾病。⑥近期手术。⑦存在精神障碍或无法配合检查者。

1.2方法

1.2.1血清IL-17检测 研究对象均于清晨空腹抽取肘静脉血5 ml，肝素抗凝，采用离心机以3 000 r/min的转速离心10 min，提取上层血清，样本置于-80℃冰箱待测。采用酶联免疫吸附试验(ELISA) 测定血清IL-17水平，试剂盒购自上海生工生物工程有限公司，操作严格按试剂盒说明书进行。

表1 3组一般资料比较

1.2.2Th17、Treg检测 研究对象均于清晨空腹抽取肘静脉血5 ml，肝素钠抗凝，采用BD FACS Calibur型流式细胞仪检测外周血中 Th17细胞和Treg细胞的比例。

1.2.3肺功能检测 该项检查由受过专业培训的实验者进行，使用肺功能仪(比利时Medisoft-Hyp)对所有研究对象进行检测，指标包括：用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼气容积(FEV1)，并且计算FEV1/FVC。

1.2.4CAT评分 包括咳嗽、咳痰、睡眠、胸闷、情绪、精力六个主观方面及日常运动影响、运动耐力两个方面对患者症状进行评估，总分为40分。 其中0～10 分为轻微病情；11～20分为中度病情；21～30分为重度病情；31～40分非常严重，无法从事任何活动，生活完全无法自理。

1.3统计学分析 采用SPSS21.0软件进行t检验、F检验、χ2检验、Spearman检验。

2 结 果

2.13组外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平比较 3组外周血中Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平比较有统计学差异(P<0.05)，感染组外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于COPD组和对照组，且COPD组外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；感染组外周血中Treg细胞比例低于COPD组和对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，且COPD组外周血中Treg细胞比例低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.23组肺功能指标比较 3组FEV1、FVC、FEV1/FVC比较有统计学差异(P<0.05)，其中感染组的FEV1、FVC、FEV1/FVC明显低于COPD组和对照组，且COPD组的FEV1、FVC、FEV1/FVC显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

2.3COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平与肺功能及CAT评分的关系 经Spearman相关分析显示，COPD合并肺部感染患者Th17、Th17/Treg及IL-17 水平与肺功能指标FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈负相关(P<0.05)，而与CAT评分呈正相关(P<0.05)。Treg细胞比例与肺功能指标FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈正相关(P<0.05)，与CAT评分呈负相关(P<0.05)。见表3。

表2 3组外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平及肺功能指标比较

表3 外周血Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平与肺功能指标及CAT评分的相关性分析

3 讨 论

COPD是一种炎症因子介导的全身炎症反应性疾病，主要累及小气道和肺组织，特征是持续气流受限。 目前，COPD 的发病率居高不下，患者病程较长，病情容易迁延，特别是进展为COPD急性加重期，住院率及死亡率显著增加，不仅影响患者的生存质量，同时给家庭及社会带来沉重的经济负担〔5〕。目前研究认为肺部感染是诱发COPD急性加重期的一个重要因素，COPD 并发肺部感染后，患者的肺功能会受到进一步损伤，降低患者生存质量，严重影响预后〔6〕。COPD的发病机制目前仍未完全阐明，但多数学者认为，炎症因子介导的相关炎症反应在 COPD的发生、发展中扮演重要的作用〔7,8〕。

Th17 与 Treg是近年来发现的一类淋巴细胞亚群，两者均是由幼稚型T细胞分化而来，但功能上表现为相互拮抗作用〔9〕。Th17可以防御细菌感染、诱导炎症反应、调控自身免疫性疾病，IL-17是其特征性分泌的炎症因子， 研究发现， IL-17的水平升高，可促使上皮细胞及巨噬细胞释放大量的炎症因子和趋化因子，诱导和活化中性粒细胞，进而增加机体的炎症反应，Treg则可抑制炎症因子介导的炎性反应，有效地保持机体免疫的稳定性，维持免疫监视作用〔10〕。Th17/Treg失衡状态在COPD、哮喘等多种肺部疾病的发生和发展过程中发挥重要的调控作用〔11,12〕。本研究结果表明COPD合并肺部感染患者体内存在明显的Th17/Treg失衡状况，使得 Th17 及 Treg 细胞含量在 COPD合并肺部感染患者中存在显著地差异，Th17 细胞及其特异性炎症因子 IL-17，在COPD合并肺部感染患者中高表达，参与了COPD的炎症反应过程，同时引起机体全身炎症反应，从而引起机体病理性免疫应答反应，促使Treg 细胞含量减少。Eustace等〔13〕研究发现，IL-17 作为重要的致炎因子，在 COPD 患者炎症反应的过程中，扮演着重要的角色，并且全程参与，随着 COPD 病变程度的加重，IL-17 水平也随之升高。本研究同时发现，与对照组相比，COPD合并感染组及单纯COPD组的肺功能明显受损，相关肺功能指标： FEV1、FVC、FEV1/FVC 均明显下降，且合并感染组下降更加明显，同时相关性分析显示，COPD 合并感染组患者Th17、Th17/Treg 及 IL-17 水 平 随 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明显升高，呈显著负相关；而Treg 细胞含量随 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明显下降，呈显著正相关，可能的机制是Th17及特征性炎性因子IL-17的高表达和 Treg低表达，导 致了Th17/Treg比例失衡，引起IL-17、TNF-α等炎症因子水平上升，从而导致活化中性粒细胞在小气道内聚集，促使气道分泌物增加，加重不可逆的气流受限，从而影响肺部换气功能，最终引起肺功能损伤〔14〕。

CAT评分是反映急性加重期或稳定期的COPD患者咳嗽咳痰、胸闷气喘、睡眠精力等主要症状的量表，对于COPD患者临床症状、严重程度及生存质量有很好的评估价值，Mackay 等〔15〕研究发现，CAT评分对COPD急性加重期有较好的预测价值。本研究提示血清Th17、IL-17水平与COPD合并肺部感染患者健康状况、生存质量密切联系，并且Th17、Th17/Treg及IL-17水平增加对COPD合并肺部感染患者的生存质量可能造成不良影响。王红等〔16〕研究同样发现，COPD急性加重期患者中存在 Th17/Treg 细胞失衡，且失衡情状况越严重，患者生活质量、营养状况越差。因此可推测Th17、Treg及IL-17可能通过引起COPD合并肺部感染全身炎症反应，促使机体分解代谢增强，从而导致营养不良状况的发生，最终对COPD合并肺部感染患者临床症状和生存质量造成负面影响。因此，检测Th17、Treg及IL-17水平对COPD并发肺部感染患者的病情程度、疗效及评估预后有一定的预测价值。

综上所述，COPD合并肺部感染患者呼吸道慢性炎症的发生、发展过程中，Th17/Treg细胞免疫失衡及IL-17的高表达可能持续存在，且严重损害了患者的肺功能，同时与COPD合并肺部感染患者的疾病程度、生存质量密切相关。临床检测Th17、Treg及IL-17水平对了解患者病情严重程度、判断疾病预后情况均有一定的指导意义。当然，本研究也存在一定的缺陷，如缺乏COPD合并肺部感染患者，治疗前后炎症因子表达的数据，且研究的样本量偏小，待于进一步完善。