血清白细胞介素-10、白细胞介素-17、白细胞介素-23检测对慢性阻塞性肺疾病合并侵袭性肺曲霉菌感染的诊断及预后评估价值

胡传玺,刘灵燕,李 漫

(上海交通大学医学院附属第九人民医院检验科,上海 201999)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种以气流受限为特征的肺部疾病,主要为不完全可逆和进行性发展方向,包括慢性支气管炎和肺气肿[1-3]。临床以慢性咳嗽、咳痰、呼吸困难、喘息、胸闷等为主要表现,随着病情发展气流受阻加重,可累及骨骼肌肉、心脏,从而发展为肺心病,最终引起呼吸衰竭[4-5]。侵袭性肺曲霉菌(Invasive pulmonary aspergillosis,IPA)感染起病隐匿且病情发展迅速,因其缺乏典型特征表现以及有效早期诊断方法,IPA确诊和治疗较困难、病死率高、预后差[6-8]。近年来,COPD合并IPA感染发病率逐渐上升且病死率较高[9-10],因此早期诊断给予有效治疗对患者预后具有重要意义。本研究旨在探讨血清白细胞介素(Interleukin,IL)-10、IL-17、IL-23对COPD合并IPA感染的诊断及预后价值,以期为临床诊治提供一定参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年6月至2021年6月上海交通大学医学院附属第九人民医院90例因COPD急性加重住院患者,通过肺部分泌物培养实验结果筛查其IPA感染情况,根据有无合并IPA感染分为感染组(n=41)和无感染组(n=49)。感染组男22例,女19例;年龄45～80岁,平均(62.50±4.25)岁;COPD病程5～15年,平均(10.47±0.94)年;高血压25例,糖尿病7例,冠心病6例;抗生素使用时间10～25 d,平均(17.49±2.24)d。无感染组28例,女21例;年龄46～82岁,平均(63.89±4.16)岁;COPD病程6～17年,平均(10.89±0.42)年;高血压28例,糖尿病6例,冠心病4例;抗生素使用时间12～27 d,平均(18.59±2.15)d。两组一般资料比较无统计学差异(均P>0.05),具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 检测方法: COPD患者因急性加重住院,入院当日采集患者清晨空腹静脉血5 ml,离心后取上层血清待检。采用酶联免疫吸附法检测血清IL-10、IL-17、IL-23,仪器为日立N7600全自动生化分析仪,试剂盒购自美国强生公司。操作步骤:分别设空白孔、标准孔、待测样品孔。空白孔加样品稀释液100 μl,余孔分别加标准品或待测。样品100 μl,注意不要有气泡,加样将样品加于酶标板孔底部,尽量不触及孔壁,轻轻晃动混匀,酶标板加上盖或覆膜,防止试剂蒸发,37 ℃反应120 min,弃去液体洗涤。每孔加生物素标记抗体工作液100 μl,37 ℃,60 min。配制方法:取1 μl生物素标记抗体加99 μl生物素标记抗体稀释液的比例配制,轻轻混匀,在使用前1 h内配制,现配现用,不得过夜。温育60 min后,弃去孔内液体,甩干,洗板3次,每次浸泡1～2 min,350 μl/每孔,甩干。每孔加辣根过氧化物酶标记亲和素工作液,同生物素标记抗体工作液。100 μl,37 ℃,60 min。温育60 min后,弃去孔内液体,甩干,洗板5次,每次浸泡1～2 min,350 μl/每孔,甩干。依序每孔加底物溶液90 μl,37 ℃避光显色,30 min内,此时肉眼可见标准品的前3～4孔有明显的梯度蓝色,后3～4孔梯度不明显,即可终止。依序每孔加终止溶液50 μl,终止反应,此时蓝色立转黄色。终止液的加入顺序应尽量与底物液的加入顺序相同。为了保证实验结果的准确性,底物反应时间到后应尽快加入终止液。用酶联仪在450 nm波长依序测量各孔的光密度。在加终止液后15 min以内进行检测。

1.2.2 治疗方法:感染患者给予注射用伏立康唑(批号201803),静脉滴注,首日4 mg/(kg·d),每12 h1次,之后2 mg/(kg·d),每12 h1次,直至患者无发热、痰色转白。观察期1个月,统计患者死亡情况。

2 结 果

2.1 两组血清IL-10、IL-17、IL-23水平比较 感染组血清IL-10水平低于无感染组(P<0.05),IL-17、IL-23水平高于无感染组(均P<0.05),见表1。

表1 两组血清IL-10、IL-17、IL-23水平比较

2.2 血清IL-10、IL-17、IL-23对COPD合并IPA感染的诊断价值 血清IL-10、IL-17、IL-23以及联合诊断 ROC曲线下面积(AUC)分别为0.692、0.685、0.762、0.822,敏感度、特异度分别为66.45%、45.24%,70.50%、52.60%,78.05%、71.43%,83.50%、75.30%。见表2(图1)。

图1 血清IL-10、IL-17、IL-23诊断COPD合并IPA感染ROC曲线

表2 血清IL-10、IL-17、IL-23对COPD合并IPA感染的诊断价值

2.3 血清IL-10、IL-17、IL-23与COPD合并IPA感染患者预后的关系 41例COPD合并IPA感染患者中,6例死亡,死亡者血清IL-10明显低于存活者,血清IL-17、IL-23水平显著高于存活者(均P<0.05),但Cox回归分析显示仅IL-17为影响患者预后的独立因素(P<0.05)。见表3、4。

表3 COPD合并IPA感染患者预后的单因素分析

表4 预后的影响因素Cox回归分析

3 讨 论

COPD的临床表现一般为病程迁延不愈、反复发作,不仅对患者日常劳作、生活质量造成了严重影响,同时也带来巨大社会经济负担,其发病原因可能与遗传、环境、职业、生活方式等因素有关[11-12]。曲霉菌为人体深部组织机会性致病霉菌,肺是曲霉菌感染的好发器官[13],COPD患者多为老年人,老年患者免疫抵抗力低下,肺部功能下降,COPD反复发作可使小气道发生不同程度破坏,黏膜纤毛发生脱落破坏局部结构,进一步导致生理防御能力下降,另外老年人多伴有基础疾病,随着抗菌药物、糖皮质激素、机械通气等治疗开展患者易受IPA感染[14-16],从而对患者预后产生不良影响。

IL-10为多效性细胞因子,能在多种类型细胞中发挥免疫抑制、免疫刺激作用,可对单核细胞表面主要组织相容性抗原Ⅱ进行下调,从而使抗原呈递作用下降,并对炎性细胞激活、迁移、黏附具有抑制作用[17]。相关研究显示IL-10在COPD发生发展中发挥重要作用[18]。IL-17由Th17产生,能产生局部细胞因子并招募中性粒细胞到炎症部位,研究表明IL-17家族的细胞因子具有多种免疫调节功能,其显著作用为参与诱导和介导促炎反应[19]。IL-17可作用于各种细胞靶标从而导致细胞活化,当其对上皮细胞、成纤维细胞产生作用时,IL-17可引起细胞因子、酶的产生[20]。IL-23由IL-12p40亚基和IL-23p19亚基组成,其在1型极化T细胞免疫应答中发挥作用,相关研究显示IL-23在COPD炎性反应中发挥作用,分泌明显增加,并与病情密切相关[21]。本研究结果显示IPA感染组血清IL-10水平较无感染组低,而IL-17、IL-23较无感染组高,提示IL-10、IL-17、IL-23可能参与COPD合并IPA感染过程,分析原因可能是IL-10为Th2类细胞因子,对肥大细胞、嗜酸性粒细胞、B细胞等增殖、分化具有促进作用,可诱导产生特异性抗体并介导体液免疫,正常机体水平下T辅助细胞Th1、Th2细胞因子呈平衡状态,当平衡紊乱时机体免疫力下降,而IPA感染在免疫受损严重时更易发生,故IL-10水平呈下降状态。真菌感染中IL-17作为宿主主要作用为防御递质并对肺部微生物进行清除。IPA感染发生后大量曲霉孢子被吸入,菌丝侵袭肺组织引起广泛浸润性肺炎或局限性肉芽肿,Th17细胞通过分泌IL-17在内的多种细胞因子参与炎性反应,而IL-23对Th17细胞诱导分化具有强化和稳固作用,故曲霉菌感染性炎性反应可能存在IL-23/IL-17轴作用。而COPD合并IPA感染患者IL-17、IL-23水平上升的原因可能是Th17细胞免疫反应可造成免疫损伤,IL-17对中性粒细胞介导的曲霉孢子的清除、杀灭具有抵制作用,IL-17为Th17细胞分泌促炎因子,可通过上调炎性介质对Thl免疫反应进行抑制或促进Th2免疫反应,在IPA的发病过程中起到促炎作用,而高水平下的IL-23/IL-17依赖的炎症应答与肺曲霉的易感性相关。本研究结果显示血清IL-10、IL-17、IL-23联合诊断时ROC曲线下面积均大于单一指标、IL-10和IL-17联合、IL-10和IL-23联合诊断,将IL-10与IL-17、IL-23分别联合对COPD合并IPA感染进行诊断也体现出一定价值,但三项指标联合诊断价值更高。此外,本研究进一步分析患者预后,发现COPD合并IPA感染患者中,死亡者血清IL-10明显低于存活者,血清IL-17、IL-23水平显著高于存活者,提示血清IL-10、IL-17、IL-23与COPD合并IPA感染患者预后有一定关联,但Cox回归分析显示仅IL-17为影响患者预后的独立因素。

综上所述,血清IL-10、IL-17、IL-23在COPD合并IPA感染患者中表达异常,有助于其早期诊断,并可评估预后。由于本研究样本量较小、未进行长期随访,相关结论有待进一步论证。