類風濕關節炎合并肺間質病變的臨床特點及與白介素33及其受體人基質裂解素2的相關性研究

王 燕，馮 欣，高 薇，張丹丹，董爭爭

類風濕關節炎 (rheumatoid arthritis，RA)是以對稱性多關節炎為主要臨床表現的異質性、系統性、自身免疫性疾病，可反復遷延多年，最終導致關節畸變及功能喪失。然而，RA病變并非只局限于關節，也呈現關節外的系統性多臟器受累，產生一系列病理生理變化，其中侵犯肺致肺間質病變 (interstitial lung disease，ILD)是其中嚴重的臨床類型之一。因其累及肺臟早期無明顯的臨床癥狀及體征常不能及時診斷［1］，到晚期出現ILD預后極差且不可逆［2－3］，相當一部分患者因呼吸衰竭而死亡。所以對類風濕關節炎合并肺間質病變(RA－ILD)患者早期發現早期干預意義重大［4］，本研究對RA－ILD的臨床特點及與血清白介素33(interleukin－33，IL－33)及其受體人基質裂解素 2(human stromelysin－2，ST2)的相關性進行探討，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2012年3—7月在遼寧醫學院第一附屬醫院風濕免疫科門診及病房就診初診為RA患者114人，其中RA－ILD患者21例，均以肺部高分辨率 CT(HRCT)確診［5－6］;男4例，女17例;年齡44～77歲，平均年齡為 (61±11)歲;病程16周～30年，平均病程 (10±6)年。未出現ILD的RA患者93例，其中男13例，女80例;年齡23～74歲，平均年齡為 (48±10)歲;病程8周～20年，平均病程 (5±4)年。RA患者均符合1987年美國風濕病學會(ACR)的分類診斷標準［7］。RA－ILD患者的診斷參照2000年美國胸科協會/歐洲呼吸協會 (ATS/ERS)提出的特發性肺間質纖維化 (IPF)的臨床診斷標準［8］。同時選取30例健康志愿者為對照組，均為我院體檢中心健康體檢者;男11例，女19例;年齡21～60歲，平均年齡為 (47±6)歲。嚴格遵循赫爾辛基宣言中人體醫學研究的倫理準則，所選患者自愿簽署知情同意書，有以下情況者除外:曾患肺結核或有結核感染者、支氣管擴張、支氣管哮喘、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺源性心臟病、結節病、肺部腫瘤患者等呼吸系統疾病者;慢性心、肝、腎功能不全者以及其他結締組織病患者;妊娠及準備妊娠者，精神病患者，急性感染、栓塞、控制不良的糖尿病、消化性潰瘍、嚴重骨質疏松患者，長期吸煙者。

1.2 研究方法

1.2.1 觀察指標 一般情況:性別、年齡、晨僵時間、壓痛關節數、腫脹關節數，手X線分期，關節功能分級，其中手X線分期如下:Ⅰ期 (早期)關節周圍軟組織腫脹影、關節端骨質疏松;Ⅱ期 (中期)可有輕度的軟骨破壞，關節間隙變窄;Ⅲ期 (嚴重期)關節面出現蟲蝕樣改變、關節畸形;Ⅳ期 (終末期)纖維性和骨性強直。關節功能分級如下:Ⅰ級能照常進行日常生活和各項工作;Ⅱ級可進行一般的日常生活和某種職業工作，但參與其他項目活動受限;Ⅲ級可進行一般的日常生活，但參與某種職業工作或其他項目受限;Ⅳ級日常生活的自理和參與工作的能力均受限。實驗室檢查指標有:紅細胞沉降率 (ESR)、C－反應蛋白 (CRP)、類風濕因子(RF)、抗環瓜氨酸多肽抗體 (ACPA)、血清免疫球蛋白組合(IgG、IgA、IgM)、多普勒超聲估測肺動脈收縮壓，血氣分析測定動脈血pH、動脈血氧分壓 (PaO2)和動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)。肺功能檢測肺活量 (VC)、用力肺活量(FVC)、最大呼氣中段流量 (MMF)和一氧化碳彌散量(DLCO)等指標，放射學檢查包括雙手X線片和肺HRCT掃描，RA活動度評估采用疾病活動性評分 (disease activity score 28，DAS28)，計算公式如下:DAS28=〔0.56×(關節觸痛數)+0.28×(腫脹關節數)+0.7×ln(ESR)〕×1.08+0.16。其中DAS28值＞5.1表示疾病活動;DAS28值＜3.2表示疾病活動度低;DAS28值＜2.6表示疾病緩解。

1.2.2 血清細胞因子測定 所有參加試驗者均清晨空腹抽血5 ml，離心半徑13.5 cm，3 000 r/min離心5 min分離血清后置于－20℃冰箱凍存，酶聯免疫吸附實驗 (ELISA)法測定血清細胞因子IL－33及ST2，測定方法按照試劑盒內說明進行，如下:(1)準備試劑，樣品和標準品;(2)加入準備好的樣品和標準品，生物素標記二抗和酶標試劑，37℃反應60 min;(3)洗板5次，加入顯色液A、B，37℃顯色10 min;(4)加終止液;(5)使用酶標儀 (450 nm)檢測OD值，建立標準曲線，根據標準曲線計算樣本IL－33及ST2濃度。正常血清標本IL－33濃度預期平均值為5～2 000 ng/L;ST2的濃度預期平均值為20～6 000 ng/L。

1.3 統計學方法 采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析;計量資料以 (±s)表示，兩組間比較采用兩組獨立樣本的t檢驗，多組間比較采用方差分析;兩指標間的相關性采用Pearson分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況及實驗室檢查結果 RA－ILD在RA患者中的發生率為18.4%(21/114)，兩組患者平均年齡、病程、晨僵時間、壓痛關節數、腫脹關節數、關節功能分級、手X線分期差異均有統計學意義 (P＜0.01，見表1)。主要實驗室檢查指標兩組相比，CRP、ERS、RF、ACPA、DAS28評分差異有統計學意義 (P＜0.05)，而IgG、IgA、IgM差異無統計學意義 (P＞0.05，見表2)。RA－ILD患者中16例出現呼吸系統癥狀，主要呼吸系統表現有咳嗽 (13例)、咳痰 (6例)、胸悶 (8例)、氣短 (9例)、胸痛 (5例)、Velcro啰音 (8例)、活動后呼吸困難 (7例)。

2.2 肺功能檢查及動脈血氣分析 由于考慮到具體患者年齡、體質量、身高等的差異，統計中所采用的數據是實際值與預計值的比值，以百分比的形式表示。肺功能檢查顯示，兩組患者VC、FVC、MMF和DLCO間差異均有統計學意義 (P＜0.01，見表3)。RA－ILD患者主要表現為彌散功能下降 (17/21)、限制性通氣障礙 (13/21)、氣道功能受損 (9/21)、混合性肺功能障礙 (4/21)。動脈血氣分析顯示，兩組患者 pH和PaCO2間差異無統計學意義 (P＞0.05)，而PaO2間差異有統計學意義 (P＜0.01，見表3)。

表1 兩組患者一般情況比較Table1 Comparison of general characteristics between two groups

表2 兩組患者實驗室檢查指標比較 (±s)Table2 Comparison of laboratory characteristics between two groups

表2 兩組患者實驗室檢查指標比較 (±s)Table2 Comparison of laboratory characteristics between two groups

注:ESR=紅細胞沉降率，CRP=C－反應蛋白，RF=類風濕因子，ACPA=抗環瓜氨酸多肽抗體，Ig=免疫球蛋白，DAS28=疾病活動度評分

組別 例數 ESR(mm/h)CRP(mg/L) RF(IU/L)ACPA(RU/ml)IgG(g/L) IgA(g/L) IgM(g/L) DAS28(分)RA－ILD組 21 70±16 50±21 360±223 158±101 19.8±8.2 4.32±1.6 1.69±0.7 5.8±1.0 RA組 93 41±15 31±17 177±215 109±90 15.7±6.5 3.78±1.1 1.87±0.8 5.2±0.9 t 值7.90 4.30 3.50 2.20 1.85 1.86 0.95 2.70 P值 0.000 0.000 0.000 0.029 0.066 0.066 0.343 0.008

表3 兩組患者肺功能及血氣分析結果比較 (±s)Table3 Comparison of pulmonary function and blood gas analysis Results between two groups

表3 兩組患者肺功能及血氣分析結果比較 (±s)Table3 Comparison of pulmonary function and blood gas analysis Results between two groups

注:VC=肺活量，FVC=用力肺活量，FEV1=第1秒呼氣容積，MMF=最大呼氣中段流量，DLCO=一氧化碳彌散量，PaO2=動脈血氧分壓，PaCO2=動脈血二氧化碳分壓

組別 例數 VC(%) FVC(%) FEV1(%) MMF(%) DLCO(%) pH PaCO2(mm Hg)PaO2(mm Hg)RA－ILD 21 75±11 83±10 90±10 73±10 56±11 7.4 ±0.2 42±4 72±10 RA 93 95±18 95±18 92±8 90±17 86±18 7.3 ±0.3 41±4 86±8 t 值4.68 2.84 0.79 4.34 7.44 1.45 1.72 7.38 P值 0.000 0.005 0.433 0.000 0.000 0.149 0.089 0.000

2.3 肺部HRCT表現 RA－ILD患者肺部損害HRCT表現主要有磨玻璃影 (6例)、小葉間隔增厚 (11例)、小葉內間質增厚 (5例)、葉間胸膜肥厚 (7例)、血管支氣管壁增厚 (7例)、肺實質帶 (2例)、馬賽克征 (6例)、小結節影 (5例)、肺氣腫 (2例)、斑片狀陰影 (4例)、蜂窩樣改變 (3例)、肺動脈高壓 (2例)、胸膜病變 (8例)，病變多分布于雙肺中、下野，晚期有廣泛肺纖維化。

2.4 血清細胞因子變化 3組血清IL－33及ST2水平間差異均有統計學意義 (P＜0.01)，兩兩間差異亦有統計學意義 (P＜0.01，見表 4)。相關性分析顯示，IL－33水平與 RF、ACPA滴度呈正相關 (r值分別為0.817、0.550，P＜0.01，見圖1、2);與 DLCO水平呈負相關 (r=－0.801，P＜0.01，見圖3)，與ESR、CRP、DAS28等活動性指標無相關性。

表4 3組血清IL－33及ST2水平比較 (±s，ng/L)Table4 Comparison of serum levels of IL－33 and ST2 in three groups

表4 3組血清IL－33及ST2水平比較 (±s，ng/L)Table4 Comparison of serum levels of IL－33 and ST2 in three groups

注:IL－33=白介素33;ST2=人基質裂解素2

組別 例數IL－33 ST2 RA－ILD組21 751±46 3 336±203 RA組 93 427±41 1 570±151對照組 30 193±40 749±161 F 值16.31 14.97 P值0.000 0.000

圖1 血清IL－33與RF相關性分析Figure1 Correlations between serum IL－33 levels and RF

圖2 血清IL－33與ACPA相關性分析Figure2 Correlations between serums IL－33 levels and ACPA

圖3 血清IL－33與DLCO相關性分析Figure3 Correlations between serum IL－33 levels and DLCO

3 討論

本研究顯示RA－ILD易發生于年齡偏大、病程較長、關節功能評價及手X線分期較差的RA患者;RA－ILD組DAS28評分及ACPA較RA組升高，表明RA患者發生ILD很大程度上與RA疾病活動度相關，疾病活動度越高者越易出現ILD。另外RA－ILD患者可出現明顯的低氧血癥及肺功能損害，本研究患者中有彌散功能者下降者占80%以上，主要由肺間質纖維組織增生彌散距離增加所致。限制性通氣功能障礙者占60%以上，由肺順應性降低、肺活量和肺總量減少引起。有些患者無呼吸道癥狀而肺功能已經表現異常，提示RA－ILD患者肺功能異常早于臨床癥狀出現，有助于早期ILD的發現。而本研究所做的ELISA法測定IL－33水平發現，RA、RA－ILD組均高于對照組，且RA－ILD組高于RA組。提示IL－33可能對RA的發病機制有重要作用，且可能與RA－ILD發病相關;本研究同時發現IL－33水平與 RF、ACPA水平及肺功能指標具有相關性，由于RF和ACPA是RA的診斷和判斷預后的重要指標，這提示IL－33水平增高可能是RA預后不良的標志，所以臨床工作的醫務工作者注重對患者的一般狀況、疾病活動度及實驗室檢查的綜合性分析評估，對早期發現早期預防RA－ILD意義重大。

RA－ILD發生率較高，且早期無明顯臨床癥狀及體征及易漏診，晚期預后極差［9］，逐漸成為近年來RA患者死亡的重要原因，因此尋找特異靈敏的診斷指標早期發現及治療RA－ILD越來越受到人們的關注。RA基本病理改變為滑膜炎，但其發病機制目前尚不清楚，研究表明，炎性細胞因子如腫瘤壞死因子－α(TNF－α)、白介素1(IL－1)、白介素15(IL－15)、白介素18(IL－18)、白介素6(IL－6)、白介素12(IL－12)和白介素17(IL－17)等在RA滑膜病變中起核心作用，被認為是介導RA發生發展、造成滑膜損害和組織破壞的主要因素［10］。ILD的發病機制尚未完全闡明，根據免疫效應細胞的比例不同，可將ILD的肺間質和肺泡炎分為中性細胞型肺泡炎和淋巴細胞型肺泡炎［11］，肺泡巨噬細胞等炎性細胞可釋放TNF－α、血小板衍生生長因子等細胞因子，均對肺纖維化的形成產生作用，最后導致廣泛肺纖維化，研究證明炎性細胞、免疫細胞、肺泡上皮細胞和成纖維細胞及其分泌的間質和細胞因子，在引起肺間質纖維化的發病上起重要作用。RA所致的間質相關性肺疾病發病機制亦成為近年來的研究熱點，其中以細胞因子的研究為著，如 IL－1、白介素 8(IL－8)、轉化生長因子－β1(TGF－βl)、TNF－α、胰島素樣生長因子－α (IGF－α)［12］，而細胞因子IL－33是Schmitz等［13］在2005年發現的IL－1家族中的細胞因子，隨后又發現其特異性受體為ST2。有研究發現，IL－33能使肥大細胞表達IL－1、IL－6、IL－13 等炎性因子［14－15］，在 RA 的發病過程中，滑膜肥大細胞能夠被抗關節自身抗體免疫復合物所激活，誘發超敏反應，分泌出TNF－α、IL－1等一系列效應因子，介導炎癥、滲出、趨化以及組織損傷過程，從而起到重要的調控作用。人們并不清楚體內IL－33的表達，目前研究證實IL－33表達同時存在于巨噬細胞、肥大細胞［15－16］、樹突狀細胞、皮膚角質細胞、上皮細胞等中［17］。也有研究證明IL－33在小鼠的胃、肺臟、脊髓、腦、皮膚有高表達，而在淋巴組織、脾臟、胰腺、腎臟和心臟中也有低表達，IL－33和其受體ST2發揮作用的方式應該是調節免疫應答，影響炎性反應。哮喘患者的血清IL－33表達升高，IL－33與ILD的發病機制相關性罕見報道;對于膜型ST2表達的細胞類型的研究僅限于變態反應和自身免疫相關的免疫細胞和炎性細胞，在肺臟等器官中的作用罕見研究。本研究適用于RA尤其早期合并ILD便于早期發現早期干預，預后良好。而本研究的局限性為病例數少可能存在有偏倚及誤差，且血清細胞因子檢查費用高，短期內得不到普及。但目前提倡對RA－ILD的早期診斷和早期強化治療，深入了解IL－33在RA和RA－ILD的作用機制對RA、RA－ILD的早期發現及早期預防可能有重要的意義;為尋找并干預調控靶點研究帶來新的突破，為RA－ILD細胞因子靶向治療變成現實奠定了基礎。

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