COPD患者急性發作期血清TNF-α和IL-8水平檢測及臨床意義

葉先智

(武漢市第三醫院關山光谷院區,湖北武漢 430074）

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是一種慢性氣道炎癥疾病,患者氣流受限不完全可逆,呈進行性發展,近年來其發病率、病死率呈上升趨勢,世界銀行/世界衛生組織公布,至2020年COPD將位居世界疾病經濟負擔的第5位[1],其發病機制復雜,多數研究普遍認為針對氧化應激所激發的細胞因子在COPD的發病機制中起著重要作用[2]。近年來隨著分子生物學的發展,TNF-α和IL-8對COPD的發生和發展的作用影響日益受到關注。本研究通過測定COPD患者急性發作期血清TNF-α、IL-8表達水平及其肺功能指標FEV1%,旨在探討其與COPD發病及發展過程的關系,以便為臨床治療COPD提供有效治療手段。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2009年2月至2011年2月本院收治住院的COPD急性發作期患者85例,均符合《慢性阻塞性肺病診治指南》診斷標準[1]。其中男45例,女40例,平均年齡(65.5±8.9）歲。選擇年齡、性別匹配的45例本院健康體檢者為對照組,經體格檢查排除其他感染性疾病、外傷、腫瘤及自身免疫性疾病,其中男24例,女21例,平均年齡(63.7±9.1）歲。2組年齡及性別比較差異均無統計學意義(P＜0.05）,具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 標本采集 對于COPD患者治療前采集空腹靜脈血3 ml,治療10-14天病情明顯緩解后再采集靜脈血3 ml,對照組采集空腹靜脈血3 ml,室溫靜置30 min,3 000 r/min離心10 min分離血清,于-20℃冰箱封存,在一周內完成檢測。采用ELISA雙抗體夾心法(試劑購自晶美生物工程有限公司）測定血清TNF-α水平和IL-8,具體操作方法按試劑盒說明書進行。

1.2.2 肺功能測定 實驗組和對照組測定肺功能第1秒用力呼氣容積占預計值的百分比(FEV l%預計值）。肺功能用日本捷斯特公司生產的H1801肺功能儀測定。

1.3 統計學處理所有數據采用SPSS17.0統計軟件進行統計學處理,計量資料采用均數±標準差(ˉx±s）表示,用配對t檢驗作COPD組治療前后比較,COPD組治療后與對照組比較用t'檢驗,兩個變量的相關性分析采用直線相關分析。

2 結果

2.1 COPD患者治療前后、對照組血清IL-8、TNF-α水平比較COPD組治療前血清中TNF-α和IL-8水平顯著高于治療后,差異有統計學意義(P＜0.05）,COPD組治療后血清中TNF-α和IL-8水平顯著高于對照組,差異有統計學意義(P＜0.05）,見表1。

表1 COPD患者治療前后、對照組血清 TNF-α、IL-8水平及FEV1%預計值比較(±s）

表1 COPD患者治療前后、對照組血清 TNF-α、IL-8水平及FEV1%預計值比較(±s）

注:*與治療后比較P＜0.05,**與對照組比較P＜0.05.

組別 例數 TNF-α(pg/ml） IL-8(pg/ml） FEV1%COPD組治療前 85 1811.21±390.4*751.45±189.8*35.81±15.21 COPD組治療后 85 522.03±123.6**283.14±100.2**75.41±11.26對照組 45 29.67±16.1 31.89±18.8 85.33±12.46

2.2 FEV1%預計值與TNF-α、IL-8水平的相關系數COPD組治療前FEV1%預計值與其血清中TNF-α、IL-8水平呈直線負相關(r=-0.79,-0.61,P＜0.05）,見表 2。

表2 FEV1%預計值與TNF-α、IL-8水平的相關系數

3 討論

近年來,隨著人口老化、吸煙人群增多、空氣污染加重,COPD的發病率在逐年增長,其死亡率高,給家庭和社會帶來的經濟負擔沉重,已成為一個重要的公共衛生問題[3]。COPD主要以氣道、肺實質肺血管的慢性炎癥為病理特征,表現為慢性咳嗽、咳痰、呼吸困難及肺功能受損。近年研究發現多種細胞因子和炎癥細胞與該病發生、發展密切相關。呼吸道感染常誘發COPD急性發作,而急性感染的特征是炎性因子的表達,如TNFα、IL-8的表達[4]。

本研究結果顯示,COPD急性發作期患者治療前血清 TNFα、IL-8水平顯著高于治療后(P＜0.05）,經抗炎等治療后,氣道炎癥得到控制,血清TNFα、IL-8水平較治療前明顯降低,提示TNFα、IL-8直接參與COPD的氣道炎癥反應過程,故測定血清TNFα、IL-8水平可間接反映COPD病情的嚴重程度,可作為監測病情、觀察療效、判斷預后的重要指標。本研究還顯示,治療后血清TNFα、IL-8水平較對照組高且有顯著性差異,這是因為COPD穩定期仍有25%的細菌感染率[5],這些細菌或其內毒素即為TNFα、IL-8分泌的誘生劑。

感染等多種因素可刺激單核細胞、巨噬細胞激活分泌TNF-α,其能誘導肺內皮細胞活化、白細胞遷移、粒細胞脫顆粒和毛細血管滲漏,是一種具有多種免疫功能的調節因子,并且能在短時間水平急劇升高迅速引起肺組織損傷及全身炎癥反應綜合征[6]。本研究還分析了COPD患者血清TNF-α水平與肺功能的關系,結果發現隨著血清中的TNF-α水平逐漸升高,肺功能指標FEV1%降低,兩者之間存在著負相關(r=-0.79,P＜0.05）。提示 TNF-α水平在COPD患者的肺功能惡化過程中起著非常重要的作用,它不僅與COPD的發病過程有關,并對肺功能產生重要影響。這與Mehmrt K的研究[7]認為TNF-α是影響COPD患者肺功能的關鍵因子的結論相符。推測TNFα影響COPD患者肺功能的機理是:TNF-α作為感染炎癥及免疫應答體系中的重要介質,可促進炎癥細胞黏附、游走和浸潤,并釋放大量活性氧自由基、蛋白水解酶、脂類介質及細胞因子[8];也可以直接作用于血管內皮細胞,影響其通透性,導致毛細血管滲漏,這些共同作用引起嚴重肺損傷[9]。同時,TNFα能進一步誘導黏附因子(ICAM-1、IL-6、IL-2、IL-8）等的合成與釋放,促進炎癥反應、血管生成和組織纖維增生,造成氣道重塑狹窄以加強肺損傷作用,導致肺功能降低[10]。

IL-8是一種多細胞源性的細胞因子,它的主要生物學功能就是趨化炎性細胞尤其是中性粒細胞到達炎癥部位,誘導中性粒細胞激活。在COPD發病過程中,IL-8在中性粒細胞所致炎癥中起了相當重要的作用,IL-8水平與氣流阻塞程度、氣道的炎癥相匹配[11],雖然IL-8對中性粒細胞的趨化和誘導脫顆粒作用有助于殺傷病原微生物及控制感染,但IL-8持續高表達則可誘導大量氧自由基、組胺、花生四烯酸等系列炎癥介質釋放,加重氣道炎癥[12]。本研究中COPD患者急性發作期治療前血清IL-8水平顯著高于治療后(P＜0.05）,與上述說法一致。本研究還表明血清IL-8水平與肺功能參數FEV1%呈負相關(r=-0.61,P＜0.05）,為進一步說明其參與COPD發生發展過程,其水平升高與COPD急性發作及肺功能密切相關這一結論提供理論依據。

綜上所述,IL-8、TNF-α都參與了COPD急性發作的病理過程,與氣道、肺部炎癥密切相關,三者均可作為COPD急性加重的重要指標。

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