肺結核患者血清與痰上清液中TNF-α、IL-4、IFN-γ、TGF-β的表達及意義

汪煉超, 李　莉

(湖北省浠水縣人民醫院, 1. 感染科; 2. 心電圖室, 湖北 浠水, 438200)

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肺結核患者血清與痰上清液中TNF-α、IL-4、IFN-γ、TGF-β的表達及意義

汪煉超1, 李莉2

(湖北省浠水縣人民醫院, 1. 感染科; 2. 心電圖室, 湖北 浠水, 438200)

摘要:目的探討肺結核患者血清與痰上清液中白介素4(IL-4)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、γ干擾素(IFN-γ)、轉化生長因子β(TGF-β)的表達及臨床意義。方法40例肺結核患者空腹抽取外周靜脈血、采集痰上清液，酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測兩者中的IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平，聚合酶鏈式反應法(PCR)檢測結核菌的感染程度。結果肺結核患者痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平顯著高于血清中(P<0.01)；痰菌量4+的痰上清液中的IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的水平顯著高于痰菌量+～3+的(P<0.05)；痰上清液中IL-4水平與TNF-α水平呈正相關(r=0.543，P<0.05)，血清中IFN-γ與TGF-β呈正相關(r=1.137，P<0.05)。結論肺結核患者痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β表達水平明顯高于外周血，隨著痰菌量的增多，痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的表達水平不同程度升高。

關鍵詞:肺結核; 細胞因子; 血清; 痰上清液

結核病是由結核分枝桿菌感染引起的，為免疫相關性傳染病，在疾病的發生發展過程中很多細胞因子參與其中，近年來肺結核的發病率呈現升高的趨勢，嚴重危害人類健康。研究[1-2]表明，白介素4(IL-4)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、γ干擾素(IFN-γ)、轉化生長因子β(TGF-β)的水平與肺結核病情密切相關。因此，了解肺結核患者上述細胞因子的分布特點及與感染痰菌量的關系，進而為結核病的治療提供更準確的客觀依據。本研究對40例肺結核患者血清與痰上清液中相關細胞因子水平進行分析，現報告如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2014年6月—2015年6月湖北省浠水縣人民醫院住院部收治的肺結核患者40例，其中男23例，女17例；年齡28～70歲，中位年齡51歲。入選患者均符合《臨床診療指南·結核病分冊》中的結核病診斷標準[3]，均經實驗室痰涂片或胸片檢查確診。排除標準: ① 嚴重肝腎疾病、心臟病、腫瘤、精神疾病的患者; ② 3個月內使用過免疫抑制或增強劑的藥物的患者; ③ 嚴重肺部或其他細菌、真菌感染的患者。

1.2方法

40例患者入院7 d內空腹抽取外周靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min，取上清液-70 ℃保存待測。同一時間采集痰液標本，患者通過自然咳嗽法留取痰液≥1 mL，加入4倍體積0.1%二硫蘇糖醇有效溶解痰液，后加入4倍體積磷酸鹽緩沖液，3 000 r/min離心10 min，取上清液-30 ℃保存待測。保存的血清標本和痰上清液，采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平，試劑盒采用美國R&D公司生產的試劑盒，嚴格按照說明書方法操作。痰菌量采用聚合酶鏈式反應法(PCR)檢測結核菌的感染程度，40條結核菌即可為+，以此類推80條結核菌為2+，120條即為3+，大于等于160條均為4+。

1.3觀察指標

觀察血清和痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的水平，并分析其相關性。

1.4統計學處理

采用SPSS15.0軟件，計量資料采用均數±標準差表示，比較采用獨立樣本t檢驗，相關性采用雙變量直線相關性分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1痰上清液與血清中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平比較

肺結核患者痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平顯著高于血清(P<0.01)，見表1。

表1　痰上清液與血清中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平比較　pg/mL

與痰上清比較, **P<0.01。

2.2痰上清液及血清中TNF-α、IL-4、IFN-γ、TGF-β的相互關系

經直線相關分析，痰上清液中IL-4水平與TNF-α水平呈直線正相關(r=0.543，P<0.05)；其他細胞因子之間無明顯相關性(P>0.05)。血清中IFN-γ與TGF-β呈直線正相關(r=1.137，P<0.05)；其他細胞因子之間無明顯相關性(P>0.05)。痰上清液與血清中TNF-α、IL-4、IFN-γ、TGF-β水平無明顯相關性(P>0.05)。

2.3痰菌量與痰上清液和血清中相關細胞因子的關系

痰菌量4+的患者19例(47.50%)，痰菌量+～3+的患者21例(52.50%)。在不同菌量的患者中，痰菌量4+的痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的水平顯著高于痰菌量+～3+痰上的清液(P<0.05)；血清中相關細胞因子在不同的痰菌量中差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

表2　痰菌量與痰上清液及血清中相關細胞因子的關系±s)　pg/mL

與+～3+比較, *P<0.05。

3討論

肺結核的發生與免疫反應密切相關，T淋巴細胞、巨噬細胞介導的免疫反應及產生的多種細胞因子均參與結核病的免疫應答及免疫發病過程[4-5]。TNF-α主要由T淋巴細胞、單核細胞、巨噬細胞合成，可以限制結核菌的擴散和肉芽腫的形成，激活其他細胞因子，導致炎癥細胞聚集，增強巨噬細胞的吞噬作用。在肺結核小鼠模型中，TNF-α可以有效防止肉芽腫潛伏性感染，防止病原菌的進一步擴散[6]。IL-4是Th2型細胞因子，是參與結核病免疫病理反應的主要細胞因子，主要表現為負向作用[7-8]。在肺結核患者體內發生局部免疫斗爭時，一方面TNF-α促進結核肉芽腫的形成、限制結核菌擴散；另一方面，IL-4調節、抑制免疫反應，減少肺部過度的損傷[9]。局部結核病灶中TGF-β過度表達與TNF-α協同參與組織損傷、纖維化形成的病理生理過程[10]。結核感染早期IFN-γ發揮抗感染作用，而TGF-β抑制INF-γ的產生和活化，促進了結核分枝桿菌的生長與繁殖。相關研究[11]顯示，結核患者痰液中IFN-γ水平明顯高于健康對照值，推測肺部結核感染導致了肺組織局部病灶內IFN-γ、IL-4、IFN-γ、TGF-β水平聚集，進而高于血清中的水平。本研究中，痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β水平顯著高于血清(P<0.01)，痰上清液中IL-4水平與TNF-α水平呈直線正相關(r=0.543，P<0.05)，血清中IFN-γ與TGF-β呈直線正相關(r=1.137，P<0.05)，與余美玲等[12]研究一致。

研究[13]表明，肺結核患者感染結核菌量與相關細胞因子的表達水平密切相關，痰菌量多的患者肺隔室化時，局部病灶內結核抗原負荷增加，使巨噬細胞、淋巴細胞等聚集、趨化，結核抗原刺激IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β細胞因子的表達，進而使得痰上清液中各細胞因子水平均有不同程度的升高，而血清中細胞因子的水平卻相對較低。本研究結果顯示，在不同菌量的肺結核患者中，痰上清液中的IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的水平有明顯差異，隨著痰菌量增多，其痰上清液中的細胞因子分泌水平均有不同程度的升高；血清中相關細胞因子在不同的痰菌量中差異無統計學意義(P>0.05)。

綜上所述，肺結核患者痰上清液中細胞因子的表達水平高于血清，隨著痰菌量的增多，痰上清液中IL-4、TNF-α、IFN-γ、TGF-β的表達水平不同程度的升高。

參考文獻

[1]Sharma S, Sharma M, Bose M. Mycobacterium tuberculosis infection of human monocyte-derived macrophages leads to apoptosis of T cells[J]. Immunol Cell Biol, 2009, 87(3): 226-234.

[2]陸恩詞, 朱穎蔚, 端木和運, 等. 糖尿病患者肺結核感染外周血Th1/Th2細胞因子的測定與臨床意義[J]. 中華醫院感染學雜志, 2015, 25(20): 4624-4626.

[3]中華醫學會. 臨床診療指南·結核病分冊[M]. 北京: 人民衛生出版社. 2005: 121.

[4]陳廷, 董海新, 陳新科, 等. 肺結核患者外周血CD4～+T淋巴細胞凋亡與細胞因子相關性及臨床意義研究[J]. 中國病原生物學雜志, 2012, 7(2): 98-100.

[5]Saraogi G K, Sharma B, Joshi B, et al. Mannosylated gelatin nanoparticles bearing isoniazid for effective management of tuberculosis[J]. J Drug Target, 2011, 19(3): 219-227.

[6]牛堅, 王月, 李克清, 等. T細胞免疫球蛋白及黏蛋白家族-3對干擾素-γ活化的小鼠肝Kupffer細胞分泌炎性細胞因子的調節作用及機制[J]. 中華實驗和臨床感染病雜志(電子版), 2015, 9(5): 703-707.

[7]Lindenstrm T, Knudsen N P, Agger E M, et al. Control of chronic mycobacterium tuberculosis infection by CD4 KLRG1-IL-2-secreting central memory cells[J]. J Immunol, 2013, 190(12): 6311-6319.

[8]張孝俠, 趙長峰. 肺結核患者血清IL-4、IL-6和TGF-β測定及其臨床意義[J]. 中國病原生物學雜志, 2012, 7(3): 195-196.

[9]曾誼, 王新寧, 宋梅梅, 等. 肺結核患者支氣管肺泡灌洗液細胞因子的水平及其動態變化[J]. 臨床肺科雜志, 2015, 20(7): 1231-1234.

[10]朱曉燕, 陳慧, 徐俊馳, 等. 肺結核患者外周血sIL-2R、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α的檢測意義[J]. 臨床肺科雜志, 2015, 20(9): 1564-1566.

[11]曾汝良, 江振友. TNF-α, IFN-γ, IL-4, IL-10, IL-17在結核病患者血清中的表達及臨床意義[J]. 中國醫師雜志, 2014, 16(11): 1530-1532.

[12]余美玲, 郭卉欣, 王云霞, 等. 肺結核患者體內結核病相關免疫細胞因子的動態變化[J]. 中華結核和呼吸雜志, 2015, 38(8): 584-588.

[13]Ni Cheallaigh C, Keane J, Lavelle E C, et al. Autophagy in the immune response to tuberculosis: clinical perspectives[J]. Clin Exp Immunol, 2011, 164(3): 291-300.

Expression levels and significance of TNF-α, IL-4, IFN-γ and TGF-βin serum and sputum supernatant in patients with pulmonary tuberculosis

WANG Lianchao1, LI Li2

(1.DepartmentofInfectiousDisease; 2.ElectrocardiogramRoom,ThePeople′sHospitalofXishuiCounty,Xishui,Hubei, 438200)

ABSTRACT:ObjectiveTo investigate the expression levels and significance of tumor necrosis factor-α (TNF-α)、interleukin-4 (IL-4)、interferon-γ (IFN-γ) and transfer growth factor β (TGF-β) in serum and sputum supernatant of patients with pulmonary tuberculosis (TB). MethodsA total of 40 TB patients were enrolled in this study. Their blood samples and sputum supernatant were collected, and expression levels of TNF-α、IL-4、IFN-γ and TGF-β were measured by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The degrees of TB infection were detected by polymerase chain reaction (PCR). ResultsThe levels of IL-4, TNF-α, IFN-γ and TGF-β were significantly higher in sputum supernatants than those in serum (P<0.01). The levels of IL-4、TNF-α、IFN-γ and TGF-β in sputum supernatant of patients with bacteria amount (4+) were significantly higher than those with bacteria amount (+～3+) (P<0.05). The level of IL-4 was positively correlated with TNF-α in sputum supernatant (r=0.543, P<0.05), and the level of IFN-γ was positively correlated with TGF-β in serum (r=1.137, P<0.05). ConclusionThe levels of IL-4, TNF-α, TGF-β and IFN-γ in sputum supernatant are significantly higher than those in serum. With the increasing of the number of TB in sputum, the secretions of the related cytokines increase in varying degrees.

KEYWORDS:pulmonary tuberculosis; cytokines; serum; sputum supernatant

中圖分類號:R 521

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2016)09-047-03

DOI:10.7619/jcmp.201609013

基金項目:中國高校醫學期刊臨床專項資金(11524380)

收稿日期:2015-10-17