炎性細胞因子與心力衰竭的相關性研究

田帥 李海濱 張素華

慢性心力衰竭(CHF)是多數心血管疾病的終末轉歸，免疫系統激活和炎癥細胞因子的表達失衡在慢性心力衰竭的發生發展有著密切關系。炎性細胞因子可介導多種免疫反應，影響心肌細胞的收縮性、誘導心肌肥大，以及促進心肌細胞的凋亡和間質纖維化，在慢性心力衰竭的發展中起重要的作用。本文測定心力衰竭患者血清中炎性細胞因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-10(IL-10)水平的變化，探討細胞炎性因子與心力衰竭的相關性及意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2011年1月至2012年10月我院住院的慢性心力衰竭患者78例，男53例，女25例;年齡56～87歲，平均年齡(67±8)歲。其中高血壓性心臟病14例，冠心病38例，冠心病合并高血壓病16例，擴張型心肌病10例。按照NYHA分級標準，心功能Ⅱ級25例，Ⅲ級34例，Ⅳ級19例。根據病史、臨床表現、實驗室檢查、心電圖、胸片及超聲心動圖檢查確診CHF，除外糖尿病、甲亢、嚴重感染等疾病。健康對照者23例，選自同期我院體檢健康人群，男16例，女7例;年齡46～74歲，平均年齡(61±6)歲;經體檢和實驗室檢查排除心、肝、腎、內分泌疾病。

1.2 方法

1.2.1 標本采集:受試者空腹12 h，于次日清晨抽取靜脈血3 ml，離心10 min，分離血清，放置于-20℃冰箱待測。

1.2.2 TNF-α測定:采用放射免疫法測定。試劑盒由中國原子能研究所提供。批內變異系數＜5%，批間變異系數＜10%，嚴格按說明書操作。

1.2.3 血漿IL-6、IL-10測定:采用酶聯免疫吸附檢測法(ELISA)測定，具體操作嚴格按說明書進行。

1.2.4 超聲心動圖檢查:患者入選后，于住院1周內行超聲心動圖檢查。儀器為美國ATL公司生產的HDI3000心臟超聲診斷儀，探頭頻率2.5～3.5 MHz。探頭置于心尖搏動最強點，顯示出標準的心尖四腔心切面，以心電圖觸發確定室收縮及舒張末期，測定左心室舒張末期和收縮末期內徑(Dd和DS)，室間隔舒張末期和收縮末期內徑(IVSd和IVSs)，左心室后壁舒張末期和收縮末期厚度(PWd和PWs)，測定射血分數。

1.3 統計學分析 應用SPSS17.0統計軟件，計量資料以±s表示，多組間的比較采用方差分析，細胞因子與LVEF的相互關系采用直線相關分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

心功能Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級患者的LVEF顯著低于對照組，且NYHA心功能分級越高，降低越顯著，差異有統計學意義(P＜0.05)。心功能Ⅳ級患者的TNF-α、IL-6、IL-10水平顯著高于心功能Ⅱ級、Ⅲ級和對照組，差異有統計學意義(P＜0.05);心功能Ⅲ級患者的TNF-α、IL-6、IL-10水平顯著高于心功能Ⅱ級患者和對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)。CHF組血清TNF-α、IL-6和IL-10水平與LVEF呈負相關(r 1=-0.755，r 2=-0.751，P ＜0.01)。CHF組血清 IL-10水平與LVEF呈正相關(r=0.476，P＜0.01)。見表1。

表1 不同級別心衰患者各項指標比較±s

表1 不同級別心衰患者各項指標比較±s

注:與對照組比較，*P＜0.05;與Ⅱ級組比較，#P＜0.05;與Ⅲ級組比較，△P＜0.05

組別 LVEF(%) TNF-α(ng/L) IL-6(ng/L) IL-10(ng/L)59.1±2.7 167±35 133±80 12.2±4.1 CHF組(n=78) 40.0±6.5 388±156 346±84 8.5±2.5Ⅱ級組(n=25) 45.7±3.4* 209±38* 248±30* 10.1±2.2*Ⅲ級組(n=34) 40.4±4.2*# 409±69*# 358±36*# 8.2±2.4*#Ⅳ級組(n=19) 31.8±4.1*#△ 586±81*#△ 452±30*#△ 6.7±1.5*#△對照組(n=23)

3 討論

心力衰竭時，內源性免疫應答作為心臟的內源性應急反應，通過心肌組織中TOLL樣受體介導，激活核轉錄因子 NF-κB，促使致炎細胞因子腫瘤壞死因子TNF-α、白細胞介素 IL-1、IL-6產生，引起心肌損害。致炎細胞因子TNF-α、IL-1、IL-6和抗炎細胞因子IL-10檢測可作為心力衰竭病理生理狀態和預后評價的標記物。

在各種因素刺激下，慢性心力衰竭患者的心肌細胞產生大量TNF-αmRNA及表達TNF-α。TNF-α在心肌細胞中有受體1和受體2，TNF-α通過受體1參與慢性心力衰竭的病理生理過程，而受體2具有保護心臟的作用［1］。TNF-α是炎性反應的重要因子之一，主要由致敏的單核/巨噬細胞及內皮細胞分泌，其致病機制是它能作用于多種細胞，作為重要的始發因子，不僅導致心臟結構發生重要變化，還能激發IL-1、IL-6、IL-8和 TNF-α 的產生［2，3］。研究發現，TNF-α 對心力衰竭的影響主要是通過升高一氧化氮(NO)降低心肌環磷酸腺苷(cAMP)，從而抑制心肌收縮力［3，4］。也有人認為TNF-α對心肌收縮力作用晚期，TNF-α主要依賴于NO引起肌絲對Ca2+致敏從而導致持續性心肌收縮障礙，促發心肌細胞凋亡，引起心臟重構［5］。本研究發現心功能Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級之間TNF-α含量依次逐漸升高，CHF心功能Ⅳ級組患者血清中TNF-α含量明顯高于心功能Ⅱ級組和Ⅲ級組(P＜0.05)，同時心功能Ⅱ、Ⅲ級組患者的TNF-α含量又明顯高于對照組(P＜0.05)，并與LVEF成負相關，表明TNF-α水平與CHF的發生發展密切相關，可以作為CHF患者心功能評價的參考指標。

IL-6 cDNA克隆由 Kishimoto等［6］從人 T細胞中獲得，單核巨噬細胞、血管平滑肌細胞、血管內皮細胞、成纖維細胞和心肌細胞等均可產生IL-6。IL-6可作為免疫異常的一種信息分子，它通過不同的致病方式參與心衰的發生與發展。其機制可能為:患者心肌缺血缺氧，激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統，去甲腎上腺素、血管緊張素Ⅱ增多，血管內皮細胞和平滑肌細胞增生，導致IL-6分泌增多［7］。IL-6通過與其受體IL-6 R結合，促進心肌細胞肥大和心肌缺血再灌注損傷，導致心肌細胞凋亡而進一步損害心功能［4］。IL-6還可誘導心肌細胞合成NO，抑制心臟乳頭肌的收縮功能，產生負性肌力作用，參與心衰的啟動和發展。另有研究表明，IL-6通過顯著增加心肌細胞心鈉肽和腦鈉肽基因表達促進慢性心力衰竭的發生［8］。本研究結果也證實CHF患者外周血中IL-6水平顯著增高并與LVEF成負相關，且IL-6的含量隨心衰的等級增加而增加。表明IL-6參與心力衰竭的發生和發展，其可作為心衰患者判斷病情嚴重程度指標之一。

白細胞介素-10(IL-10)是一種重要的抑炎性細胞因子，具有調節機體免疫功能和抑制炎癥發生的重要作用。有研究表明，IL-10主要是由激活的單核/巨噬細胞和淋巴細胞產生，它不僅可以減少促炎因子TNF-α、IL-1、IL-6的產生、抑制巨噬細胞合成和釋放NO和氧自由基，還可提高可溶性TNF受體的釋放，從而減弱TNF-α的活性［9］。因此IL-10作為一種抗炎性細胞因子，IL-10能夠抑制 TNF-α、IL-1、IL-6的表達，減輕炎性反應，有助于防止心室重構形成，對改善心衰預后有重要意義［10］。本研究結果顯示隨心力衰竭的加重血清IL-10水平隨之減低，且與LVEF呈正相關。但Yamaoka等［11］研究發現，心力衰竭患者血清IL-10水平明顯高于對照組，心衰越重升高越明顯。

綜上所述，心力衰竭患者的TNF-α、IL-6和IL-10的水平與心力衰竭的嚴重程度密切相關，三者共同參與了CHF的病理生理過程，炎性細胞因子水平的變化對于判斷CHF患者病情的穩定性及嚴重程度有一定的價值。

1 Higuchiy，Mctiernan CF，Frye CB，et al.Tumornecrosis factor receptors 1 and 2 differentially regulate survival，cardiac dysfunction，and remodeling in transgenicmicewith tumornecrosis factor-alpha induced cardiomyopathy.Circulation，2004，109:1892-1897.

2 黃國棟.B型鈉尿肽與TNF-α聯合檢測對充血性心力衰竭診斷價值的探討.中國實驗診斷學，2010，14:1214-1215.

3 Meldrunr DR.Tumor necrosis factor in the heart.Am J Physiol，1998，274:577-595.

4 Bryant D，Beckevel D，Richardson J.Cardiac failure in transgenic mice withmyocardial expression of tumor necrosis factor alpha.Circulation，1998，97:1375-1381.

5 陳紅，連溫林，陳力.腫瘤壞死因子和心臟疾病.中國藥理學通報，2001，17:380-382.

6 呂磊，徐軍.白細胞介素-6在心血管疾病中作用研究的進展.心血管康復醫學雜志，2009，18:510-512.

7 Lee DL，Sturgis LC，Labazj H，et al.Angiotensin II hypertension is attenuated in interleukin-6 knockout mice.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2006，290:935-940.

8 Tanaka T，Kanda T，Takahashi T，et al.Interleukin-6-induced reciprocal expression of SERCA and natriuretic peptides mRNA in cultured rat ventricular myocytes.J Int Med Res，2004，32:57-61.

9 梁道業，馬春林，王政林.阿托伐他汀對充血性心力衰竭的治療作用及對 TNF-α、IL-10 水平的影響.實用醫學雜志，2008，24:3046-3048.

10 Aukrust P，Ueland T，Lien E，et al.Cytokine network in congestive heart failure secondary to ischemic or idopathic dilated cardiomyopathy.Am J Cardiol，1999，83:376-382.

11 Yamaoka M，Yamaguchi S，Okuyama M，et al.Anti-inflammatory cytokine profile in human heart failure:behavior of interleukin-10in association with tumor necrosis factor-alpha.Jpn Circ J，1999，63:951-956.