小劑量紅霉素對肺間質纖維化血清TGF-β、IL-13的影響

朱曉穎，王 燕，閆 歡，郭美南，胡志東

（1.天津醫科大學研究生院，天津300070；2.天津醫科大學總醫院腫瘤科，天津300052；3.天津醫科大學總醫院免疫室，天津300052；4.天津醫科大學總醫院呼吸科，天津300052）

論著

小劑量紅霉素對肺間質纖維化血清TGF-β、IL-13的影響

朱曉穎1，王 燕2，閆 歡3，郭美南4，胡志東3

（1.天津醫科大學研究生院，天津300070；2.天津醫科大學總醫院腫瘤科，天津300052；3.天津醫科大學總醫院免疫室，天津300052；4.天津醫科大學總醫院呼吸科，天津300052）

目的：探討小劑量紅霉素對特發性肺間質纖維化血清轉化生長因子β（TGF-β）、白介素13（IL-13）的影響。方法：將39例特發性肺纖維化患者隨機分為常規治療組（A組）和小劑量紅霉素治療組（B組），采用雙抗體夾心ABC-ELISA法對肺間質纖維化兩組及健康對照組（C組）血清TGF-β、IL-13進行測定。結果：A、B兩組血清TGF-β及IL-13水平均明顯高于C組（P<0.05，P<0.05）。治療后B組動脈血氧飽和度明顯高于A組，差異有顯著性（P<0.05）；B組血清TGF-β、IL-13水平均低于A組，但差異無顯著性（P>0.05）。血清TGF-β、IL-13水平與血氧分壓、血氧飽和度、肺泡-動脈氧分壓差無直線相關關系。結論：細胞因子的紊亂與特發性肺間質纖維化有密切關系，紅霉素可影響特發性肺間質纖維化的炎癥反應，改善缺氧。

特發性肺間質纖維化；轉化生長因子β；白介素13；紅霉素

特發性肺間質纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis,IPF）是一種免疫介導的慢性炎癥性疾病，其特征是下呼吸道肺泡巨噬細胞和中性粒細胞聚集，肺實質損傷及肺泡壁纖維化。病情一般進行性發展，最終因呼吸衰竭導致死亡。但迄今對肺纖維化尚無一種令人滿意的治療方法。近年來研究發現紅霉素及大環內酯類抗生素具有抗炎和免疫調節功能，有望成為臨床治療肺間質纖維化的新途徑。紅霉素對IPF的治療國內報道甚少，本文通過觀察紅霉素對IPF血清轉化生長因子β（TGF-β）及白介素13（IL-13）的影響，探討其對特發性肺間質纖維化的治療作用。

1 對象與方法

1.1 對象 全部特發性肺間質纖維化病例均為2004年9月-2009年8月我院門診及住院病人，共39例。隨機分為兩組，常規糖皮質激素治療IPF組（A組）20例，男9例，女11例，平均年齡（67.10± 10.49）歲（47～86歲），病程3月～4年，有吸煙史者11例，占55%，中位吸煙年限21年，中位每日吸煙9支。小劑量紅霉素治療IPF組（B組）19例，男10例，女9例，平均年齡（63.10±12.27）歲（43～86歲），病程3月～6年，有吸煙史者6例，占31.57%，中位吸煙年限18年，中位每日吸煙8支。兩組一般狀況具有可比。健康對照組20例（C組），均為健康查體者，男12例，女8例，平均年齡（52.29±11.41）歲（33～79歲）。均填寫知情同意書，根據患者意愿可隨時退出本研究。IPF患者經病史、體檢、血氣分析、肺功能、胸部高分辨率CT（HRCT）及實驗室檢查均符合中華醫學會呼吸病學會制訂的特發性肺間質纖維化診斷和治療指南（草案）[1]診斷標準。排除標準：慢性心腦肺疾患、嚴重感染、肝腎功能障礙及血液系統疾病。

1.2 方法 全部患者常規應用糖皮質激素治療及對癥處理，B組在此基礎上加用小劑量紅霉素0.25 g 1次/d治療1月后取血。3組均于清晨空腹取肘正中靜脈血，送實驗室分離血清置-30℃冰箱內保存待檢。采用雙抗體夾心ABC-ELISA法測定血清IL-13、TGF-β水平，試劑盒購于天津市帥天有限公司，操作按說明書進行。同時測定血常規、動脈血氣分析、血沉（ESR）、乳酸脫氫酶(LDH)、風濕抗體及肺功能。

2 結果

2.1 一般情況 兩組血白細胞、中性粒細胞、平均血氧分壓（PaO2）及平均肺泡—動脈氧分壓差（AaDO2）均無顯著性差異（P>0.05），B組平均血氧飽和度（SaO2）明顯高于A組，差異有顯著性（P<0.05），見表1。

表1 A組與B組血細胞及血氣分析指標比較（±s）Tab 1 Com parison of serum indices of blood cells and blood gas analysisbetween Group A and Group B（±s）

表1 A組與B組血細胞及血氣分析指標比較（±s）Tab 1 Com parison of serum indices of blood cells and blood gas analysisbetween Group A and Group B（±s）

組別 白細胞/ (109/L) AaDO2/ mmHg A組 8.73±3.07 72.85±8.23 60.83±13.14 89.75±6.09 82.21±57.95 B組 8.45±3.19 73.28±7.54 64.16±11.75 91.35±5.11 82.21±57.95 t 0.257 0.149 0.724 0.775 0.290 P >0.05 >0.05 >0.05 <0.05 >0.05中性粒細胞/% PaO2/ mmHg SaO2/ mmHg

2.2 肺間質纖維化患者A組與B組血清ESR、CRP、LDH水平比較 肺間質纖維化患者B組ESR明顯低于A組，差異有顯著性（P<0.05）；血清CRP、LDH兩組水平無顯著性差異（P>0.05），見表2。

2.3 3組血清TGF-β、IL-13水平的比較 特發性肺間質纖維化A組和B組血清IL-13、TGF-β水平均明顯高于C組，有顯著性差異（P<0.05，P<0.001）。B組血清IL-13、TGF-β水平均低于A組，但無顯著性差異（P>0.05），見表3。

表2 A組與B組血清ESR、CRP、LDH水平比較（±s）Tab 2 Com parison of serum ESR,CRP,LDH levels between Group A and Group B（±s）

表2 A組與B組血清ESR、CRP、LDH水平比較（±s）Tab 2 Com parison of serum ESR,CRP,LDH levels between Group A and Group B（±s）

組別 ESR/(mm/h) CRP/(mg/L) LDH/(mmol/L) A組 57.0±24.46 3.50±3.0 290.0±53.03 B組 22.33±32.65 3.85±5.27 288.5±2.12 t 1.651 0.091 0.028 P <0.05 >0.05 >0.05

表3 各組血清TGF-β、IL-13水平比較（±s）Tab 3 Comparison of serum levels of TGF-β，IL-βin different groups（±s）

表3 各組血清TGF-β、IL-13水平比較（±s）Tab 3 Comparison of serum levels of TGF-β，IL-βin different groups（±s）

組別 TGF-β/（ng/mL） IL-13/（pg/mL）A組 58.01±43.24 25.12±17.55 B組 47.48±35.28 20.43±20.32 C組 15.54±19.30 13.64±0.69 F 9.826 3.547 P <0.001 <0.05

2.4 血清TGF-β、IL-13水平與各因素的相關性分析 肺間質纖維化患者血清TGF-β、IL-13水平與PaO2、SaO2、AaDO2無相關。

3 討論

近年來IPF發病率呈逐漸上升的趨勢，IPF在美國發病率為14～27.9例/10萬；在歐洲為1.25～23.4例/10萬，且發病率隨年齡增長而增加[2]。IPF的確切發病機制目前尚不清楚。隨著細胞和分子生物學研究不斷深入，人們對肺纖維化的發生、發展有了一些新的認識。傳統以糖皮質激素和免疫抑制劑為主要治療藥物，但療效并不確切，且毒副作用明顯，死亡率較高。因此，國內外藥物研究機構一直熱衷于尋找防治肺纖維化的有效藥物。

近年研究發現，以紅霉素及其新衍生物阿奇霉素、克拉霉素等為代表的大環內酯類抗生素具有抗炎、免疫調節作用，且已有動物實驗證實其具有抗肺纖維化作用，對肺纖維化治療作用是通過抑制中性粒細胞功能實現。臨床試驗研究顯示阿奇霉素在肺間質纖維化這類疾病的治療效果可以達到口服激素的目的，且不良反應少，證實了小劑量阿奇霉素治療肺間質纖維化是安全有效的，且可以長期使用。但大環內酯類抗生素抗肺間質纖維化的確切機制尚未澄清[3]。

體外研究表明,大環內酯類抗生素對宿主防御反應的主要目標即是巨噬細胞以及白細胞（尤其是中性粒細胞），可促進巨噬細胞和中性粒細胞的凋亡[4]。紅霉素能抑制中性粒細胞對趨化因子的反應,抑制中性粒細胞在肺上皮細胞的粘附,減少中性粒細胞肺泡內聚集,因而減輕肺損傷的發生[5]。肺間質纖維化早期的病變基礎是肺泡炎，中性粒細胞遷徙及在肺泡腔內聚集是肺泡炎形成的啟動環節。資料表明小劑量紅霉素口服,血清內的紅霉素濃度低于治療病原菌所必需的最小濃度,但中性粒細胞和巨噬細胞內濃度是血清的10～20倍。因此有人認為紅霉素可能作用于細胞內信號傳導,直接或間接降低細胞趨化性,抑制肺泡炎的形成。已有人試圖應用紅霉素治療肺間質纖維化。

關于IPF的發病機制，目前國內外大部分學者達成的共識是以肺泡上皮細胞損傷，主要是Ⅱ型上皮細胞損傷為起因引起的一系列反應，其中，TGF-β是目前已知的對膠原合成最直接和有效的刺激劑，亦是啟動肺纖維化發生和進展的最重要因子[6]。TGF-β是一種多功能介質，主要來源于巨噬細胞、上皮細胞和成纖維細胞，是一組多功能的調節細胞生長和分化的細胞因子，其中TGF-β1與肺纖維化關系最為密切。TGF-β可以促進肺泡上皮細胞凋亡、上皮間質轉化、上皮細胞遷移、膠原合成、成纖維細胞增殖及轉化為肌成纖維細胞[7]。有研究表明浸潤的巨噬細胞是TGF-β1主要來源并且觸動了百草枯所致肺間質纖維化的進程，在百草枯中毒的起始階段到纖維化進展階段，TGF-β1表達可在大部分浸潤的巨噬細胞中見到，提示在巨噬細胞中可能存在TGF-β1自身誘導[8]。IPF的主要組織病理學特征之一是成纖維細胞灶的形成，局部肺間質纖維化區域的TGF-β1可激活成纖維細胞轉化為肌成纖維細胞，誘導成纖維細胞的細胞外基質大量產生，從而促進肺間質纖維化形成[9]。因而推測在IPF患者中TGF-β水平升高是導致肺纖維化遷延不愈的主要原因，通過抑制TGF-β與其效應細胞受體結合，將可減少肺纖維化的進程。紅霉素具有抗菌以外的抗炎作用，能夠抑制各種細胞因子表達和炎癥反應。本文結果顯示肺間質纖維化患者血清TGF-β水平明顯高于對照組，與文獻報道一致，應用紅霉素治療后血清TGF-β有所下降，提示其可能機制是通過抑制巨噬細胞,阻斷了TGF-β形成的惡性循環,從而使肺泡炎及纖維化的程度減輕。但這種下降無顯著性差異，可能與例數少有關。

IL-13主要由具有活性的中性粒細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞產生，具有致炎和免疫調節的作用，它在IPF的發生、發展中發揮主要的促纖維化作用，表現在體內外促進巨噬細胞的激活作用。Kumar等[10]通過實驗證明IL-13能直接刺激成纖維細胞活化、增殖，直接參與氣道重塑，還能通過刺激轉化生長因子產生TGF-β1，間接參與呼吸道重塑過程。IL-13可能在慢性肺纖維化發生中起重要作用，誘導Ⅱ型肺泡上皮細胞增生，使表面活性物質增多、沉積。本文結果顯示肺間質纖維化患者血清IL-13水平明顯高于對照組，且紅霉素治療后有所下降，證實紅霉素可通過直接或間接降低IL-13水平來改善肺間質纖維化程度。因例數較少這種差異尚無顯著性。經紅霉素治療后肺間質纖維化患者缺氧顯著改善，SaO2提高，癥狀好轉，無明顯不良反應。

大環內酯類藥物除具有較強的抑菌作用和較廣泛的抗菌譜，還具有較好的免疫調節作用，尤其對中性粒細胞浸潤為主的炎癥反應具有較好的治療作用，且其在肺組織濃度較高。近年研究發現，大環內酯類藥物的免疫調節作用最早是用于支氣管囊性纖維化以及彌漫性泛細支氣管炎的治療，研究發現，其不僅可以預防上述兩種疾病的急性加重還可以改善患者的肺功能[11]。

綜上所述，紅霉素及大環內酯的抗炎活性和免疫調節功能已被大量的臨床研究和動物模型實驗所證實,抗炎和免疫調節機制的研究取得了一定進展,但由于肺間質纖維化是一個多因素參與的極為復雜的病理過程,迄今為止,大環內酯類抗生素的抗炎作用靶點還未找到,準確的作用機制尚待澄清。中華醫學會2002年特發性肺間質纖維化治療指南建議，可使用小劑量紅霉素(0.25 g/d)長期口服治療。近年來有研究發現阿奇霉素可通過殺滅潛在的支原體感染而發揮抗纖維化作用[12]，同時抑制肺泡炎性階段巨噬細胞分泌膠原酶。其作用于細胞內信號轉導，直接或間接降低細胞趨化性，抑制肺泡炎的形成，從而起到抗炎和抗纖維化的作用。新的大環內酯類藥物的用法有待進一步研究，最佳藥物劑量、療程等尚待進一步闡明。

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(2014-08-13收稿)

Effect of small-dose erythrom ycin on serum TGF-βand IL-13 in patients w ith idiopathic pulmonary fibrosis

ZHUXiao-ying1，WANGYan2，YANHuan3，GUOMei-nan4，HU Zhi-dong3
(1.Graduate School，Tianjin MedicalUniversity，Tianjin 300070，China；2.DepartmentofOncology，General Hospital，Tianjin MedicalU-niversity，Tianjin 300052，China；3.Laboratory of Immunology，General Hospital，Tianjin Medical University，Tianjin 300052，China；4. DepartmentofRespiratory，GeneralHospital，Tianjin MedicalUniversity，Tianjin 300052，China)

Objective：To investigate the effect of small-dose erythromycin on serum TGF-βand IL-13 in patients with idiopathic pulmonary fibrosis.Methods:Thirty-nine patientswith idiopathic pulmonary fibrosiswere random ly divided into two groups,conventional glucocorticoid treatmentwasused in 20 cases(Group A)and small-dose erythromycinwasadministrated in another19 cases(Group B). Serum transforming growth factor-β(TGF-β)and interleukin-13(IL-13)were detected in Group A and B and healthy controls(Group C) by doubleantibody sandwich ABC-ELISA.Results:Serum TGF-βand IL-13 levelsofboth Group A and Group Bwere significantlyhigher than those of control(P<0.001,P<0.05,respectively).The average levelof SaO2in Group Bwas significantly higher than that in Group A after treatmentofsmall-dose erythromycin.No linear correlation was found between serum levelof TGF-βand IL-13 and PO2,SaO2,and AaDO2.Conclusion:Disorderof cytokines isassociated with idiopathic pulmonary fibrosis,and small-dose erythromycin treatment could mitigate inflammation in idiopathic pulmonary fibrosis.

idiopathic pulmonary fibrosis；transforming growth factor-β；IL-13；erythromycin

R563

A

1006-8147（2015）01-0055-04

天津醫科大學科研基金資助項目(2003KY63)

朱曉穎(1981-)，女，碩士在讀，研究方向：呼吸系統疾病；

王燕，E-mail：wangyan5701@sohu.com。