COPD患者外周血單個核細胞中TNF-α、IL-8和IL-10的測定及意義

王彥霞 陳瑩 李慶威 籍文強 靳萍奎 閆芳

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系統最常見的慢性炎性反應性疾病之一，由于其發病機制目前尚未完全明確，使其難以從根本上得到治療。本研究通過體外培養COPD患者外周血單個核細胞(PBMC)，檢測其分泌炎性因子腫瘤壞死因子(TNF)-α、白介素(IL)-8、IL-10的水平，以探討其在COPD炎性反應的作用，為COPD炎癥機制及其治療提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇我院2009年10月至2011年3月急診科和呼吸內科收住COPD急性加重期患者30例(急性加重期組)，男20例，女10例;平均年齡(58±12)歲。為急性加重期有患者均進行肺功能檢測。入選標準符合中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組2007年制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》的診斷標準［1］。COPD急性加重期患者行肺功能檢查，所有病例均進行常規體檢檢查及肺CT檢查等輔助檢查，并排除較嚴重心腦血管疾病、其他呼吸系統疾病、較嚴重的消化系統疾病、惡性腫瘤、腎病、糖尿病等內分泌代謝疾病以及重大手術和結締組織病等。將COPD急性加重期患者經過治療達到穩定期后作為治療后患者(治療后組)進行對比研究。另按年齡匹配入選了30例健康對照者為對照組，男18例，女12例;平均年齡(55±11)歲，均為我院同期健康體檢者，近2個月內無呼吸系統疾病史，經詢問病史、體格檢查、胸部X線片檢測均未發現異常。

1.2 方法 對照組和COPD患者于入院后第2天及治療后癥狀緩解后在無菌條件下，抽取肘靜脈血6 ml，置于肝素抗凝(25 U/ml)管中，輕輕混勻，立即進行下述實驗。COPD患者于同一天測定第1秒最大呼氣量占預計值百分比(FEV1/pre%)。

1.3 分離單個核細胞 用淋巴細胞分離液分離出每份血液中單個核細胞。0.4%胎盤藍染色，排除無活性的細胞，活細胞數＞90%可采用。用含10%小牛血清的RPM I 1640培養液調節細胞濃度均為2.0×106個/ml，備用。

1.4 細胞培養 取所有入選者各自等量的PBMC體外培養8 h，上述每例細胞均設定3個復孔，在37℃，5%CO2飽和濕度條件下孵育相應時間。提取細胞上清液，封裝后置-20℃冰箱保存，留待測定。

1.5 TNF-α、IL-8、IL-10的測定 用酶聯免疫吸附法，采用雙抗夾心 ELASE檢測試劑盒(TNF-α、IL-8、IL-10)，試劑盒均購自深圳晶美公司，按照試劑盒說明書操作，每例測試結果取其平均值。

1.6 肺功能測定 觀察第1秒用力呼吸量占預計值的百分比(FEV1/pre%)。用德國耶格公司最新高級組合式、模塊化的Master Screen Diff usion肺功能儀進行檢測。

1.7 統計學分析應用SPSS 13.0統計軟件，計量資料以±s表示，應用t檢驗或t＇檢驗，相關性采用 Pearson相關分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組PBMC分泌TNF-α、IL-8和IL-10比較 急性加重期組患者PBMC分泌TNF-α和IL-8明顯高于治療后組及對照組(P＜0.05);治療后組明顯高于對照組(P＜0.05);急性加重期組PBMC分泌IL-10明顯低于治療后組及對照組(P＜0.05);治療后組明顯低于對照組(P＜0.05)。見表1。

表1 3組細胞分泌炎性因子水平及COPD肺功能比較 n=30，±s

表1 3組細胞分泌炎性因子水平及COPD肺功能比較 n=30，±s

注：與治療后組比較，*P ＜0.05;與對照組比較，#P ＜0.05;※：未測

組別 TNF-α(pg/ml) IL-8(pg/ml) IL-10(pg/ml)FEV1/pre%急性加重期組 77±6*# 34±6*# 38±5*# 39±5*治療后組 69±5# 30±6# 46±7# 47±5對照組 57±8 19±5 50±5※

2.2 COPD患者PBMC分泌炎性因子與肺功能相關性 急性加重期組 TNF-α、IL-8與 FEV1/pre%呈明顯負相關(r=-0.389，P=0.034;r=-0.513，P=0.004);IL-10與FEV1/pre%呈明顯正相關(r=0.471，P=0.009)。COPD治療后患者TNF-a、IL-8與FEV1/pre%呈明顯負相關(r=-0.470，P=0.009;r=-0.495，P=0.005);IL-10與FEV1/pre%呈明顯正相關(r=0.386，P=0.035)。

3 討論

研究表明，在COPD發展的不同階段，患者外周血、誘導痰中及肺泡灌洗液中炎性因子 TNF-α和 IL-8水平有明顯差異［2-4］，本實驗從另一方面證明，COPD急性加重期患者PBMC分泌TNF-α和IL-8明顯高于治療后組和對照組，可見不論來自于何處的炎性介質均參與了COPD的炎性反應。

TNF-α主要是由單核-巨噬細胞產生的炎性因子，直接激活炎性細胞，使其釋放更多的氧和氮基團，使炎癥持續存在。在COPD慢性炎性中TNF-α除上述作用外，還可促進炎性細胞黏附、游走和浸潤，迅速引起肺損傷［5］;并能誘導氣道上皮細胞和中性粒細胞生成 IL-8。TNF-α和IL-8是構成 COPD氣道炎性反應復雜細胞因子網絡的重要成分，加速局部炎性反應的發生發展，最終導致氣道結構的重構和氣流阻塞的形成。研究提示，COPD急性加重期外周血中TNF-α、IL-8水平及中性粒細胞釋放O2H量與其肺功能有明顯相關性［6］。本研究也證明，COPD急性加重期期的患者PBMC分泌TNF-α、IL-8與FEV1/pre%呈負相關，經過治療后患者達到穩定期后，其肺功能指標較前有所好轉，同樣與TNF-α、IL-8水平有明顯負相關，提示IL-8和TNF-α均與肺組織損壞程度有關。炎性細胞活性越強，其分泌的炎性因子水平就越高，破壞肺組織程度將更嚴重。

IL-10的主要生物功能是抑制和終止炎性反應，阻止炎性因子的分泌，調節 T、B、NK等細胞的分化和增殖。許多組織和細胞都可產生 IL-10。IL-10可使炎性因子TNF-α的mRNA降解;降低 IL-6和 IL-8自身的 mRNA 的穩定性［7］，抑制 IL-8、TNF-a的表達［8］，從而在轉錄、轉錄后兩個水平影響炎性因子的合成，參與COPD炎性反應。另外，IL-10可使Th1細胞亞群的增殖分化減弱，促進Th2細胞的大量增及其自分泌大量的IL-10，再對Th1細胞的增殖和活化產生進一步的抑制作用［8］。實驗證實，COPD患者氣道炎性反應程度不同，外周血中IL-10濃度也有所不同［9］。本實驗從細胞水平上探討，IL-10含量在COPD不同階段有所不同，并與其相應階段的肺功能指標呈正相關，推測氣道炎性反應越重，IL-10的濃度越低，促進Th2細胞增殖作用減低，對Th1細胞的抑制作用減弱，不足以阻止COPD的炎性反應持續發展。IL-10水平降低及其調控分泌的促炎性細胞因子的增加可能是COPD患者氣道炎癥持續存在并導致氣道重構、氣流受限、肺組織破壞及肺氣腫等病理過程的重要機制之一。

總之，COPD患者PBMC分泌的炎性介質參與了其炎性反應，促炎因子失控性分泌，抗炎因子分泌不足是COPD發生發展的重要因素之一，而且，炎性因子水平與肺功能有明顯相關性，表明PBMC分泌炎性因子水平高低可以反應肺組織損害的嚴重程度。有效地抑制促炎因子分泌、提升抗炎因子水平是阻止COPD炎性反應、減輕肺組織損壞、改善肺功能、提高COPD患者生存質量的重要措施之一。

1 中華醫學會呼吸病學會分會慢性阻塞性肺疾病學組.慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)中華結核和呼吸雜志，2007，30：8-17.

2 宋華.COPD患者治療前后血清IL-10、IL-18和TNF-α檢測的臨床意義.放射免疫學雜志，2009，22：338-340.

3 程艷慧，張勇，何東初.COPD患者血清IL-4、IL-8、TNF-α、CC16水平變化與氣道炎癥損傷的探討.臨床肺科雜，2010，15：661-663.

4 姚海燕，吳大瑋.慢性阻塞性肺疾病患者誘導痰IL-8、TNF-α水平和炎癥細胞的分布.中國老年學雜志，2007，27：1366-1369.

5 Hackett TL，Holloway R，Holqate ST，et al.Dynamics of pro-inflammatoury and anti-inflammatory cytokine release during acute inflammatory in chronic obstructive pulmonary disease an ex vivo study.Respire Res，2008，9：47.

6 葉勝蘭，李承紅.COPD急性發作期患者血清 IL-2、IL-8、CRP水平變化及與肺功能的相關性分析.內科急危重癥雜志，2010，16：34-35.

7 Horwitz DA，Zheng SG，Gray JD，et al.The role of the combination of IL-2 and TGF-beta or IL-10 in the generation and function of CD4+，CD25+and CD8+regulatory T cell subsets.Leukoc Biol，2003，74：471-478.

8 O＇Donnell R，Breen D，Wilson S，et al.Inflammatory cells in the airways in COPD.Thorax，2006，61：448-454.

9 李之茂，歐立文，曹愛國，等.IL-8和IL-10在慢性阻塞性肺病中的表達及阿奇霉素對其的影響.南華大學學報(醫學版)，2007，35：401-403.