肺結核患者細胞因子與病情嚴重程度的相關性研究

董海平 鄺小佳 肖芃 劉志輝 李德憲 勞穗華 蔡紹曦

肺結核患者細胞因子與病情嚴重程度的相關性研究

董海平1鄺小佳1肖芃1劉志輝1李德憲1勞穗華1蔡紹曦2

目的 探討血漿Th1和Th2細胞因子在肺結核不同臨床表型的表達并探討其意義。方法 應用液相芯片(Luminex)技術檢測165例肺結核患者外周血中IFN-γ、IL-2、IL-10、IL-12(P40)、IL-12(P70)、 IL-13、IL-5、IL-6和TNF-α細胞因子的表達。據肺部病灶范圍、肺部空洞不同臨床表型進行分組分析。據病灶范圍可分為≤2組、3-4組和≥5組；肺部空洞可分為空洞組和無空洞組。組間差異采用單因素方差檢驗，多重比較采用Dunnet或LSD分析。結果 不同受累范圍的患者IL-6 和TNF-α組間比較有統計學差異(P<0.05)。在病灶多的組IL-5有升高趨勢，IL-12P40有下降趨勢。然而，結核患者中無空洞組和有空洞組測量的9種細胞因子均無統計學差異(P>0.05)。結論 病灶范圍較廣的臨床表型的肺結核與Th1/Th2平衡向Th2偏移有一定關系，但有無合并肺部空洞可能與Th1/Th2免疫紊亂無明顯相關性。

肺結核;細胞因子;Th1/Th2

WHO估算我國2014年的新發肺結核人數為93萬，次于印度(220萬)和印度尼西亞(100萬)，而位居全球第三位[1]。肺結核疫情嚴重，需深入加強相關研究。結核病的發生、發展和預后，不僅與導致結核病的病原體——結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)的數量和毒力有關，與宿主的細胞免疫功能也有著密切的聯系。超過90%的人口感染MTB后長期處于潛伏感染狀態，終身不發病。然而，約5%-10%的潛伏感染者因各種原因導致免疫力低下后，可進展為活動性結核病，大多數為肺結核[2-3]。

資料與方法

一、研究對象

入選廣州市胸科醫院自2013年2月至2015年2月符合《肺結核診斷和治療指南》[5]的診斷標準的165例住院結核病患者。納入病例排除了糖尿病、艾滋病、甲狀腺功能亢進等其他自身免疫性疾病，抗結核治療前未使用免疫調節劑，標本收集在抗結核治療前完成。本研究經廣州市胸科醫院倫理委員會批準通過，研究對象均簽署知情同意書。

入組的肺結核患者依據肺部病灶所占的范圍、肺部有無空洞進行分組。

1 根據影像學肺部病灶所占的范圍分組：1-2個肺野組(60例)，年齡15-87歲，平均(36±19)歲，男45，女15；3-4個肺野組(40例) 年齡16-88歲，平均(37±20)歲，男26，女14；和5-6個肺野組(65例)，年齡15-84歲，平均(49±22)歲，男46，女19。

2 根據肺部有無空洞和空洞分組：無空洞組有96例，年齡15-88歲，平均(42±22)歲，男62，女34；有空洞組為69人15-87歲，平均(40±20)歲，男52，女17。

二、研究方法

患者入院一周內完成性別、年齡、有無結核病史及治療、痰找抗酸桿菌指標；胸片(或)胸部CT(協助判斷肺部病灶的范圍及有無合并空洞)。

納入研究的對象均為住院患者，用真空采血針取患者晨起空腹3mL靜脈全血，淋巴細胞分離液密度梯度離心法分離，吸出血漿層，放置于-80℃冰箱，保存至同批測定。應用 Luminex xMAP檢測結核患者血漿中IFN-γ, IL-2, IL-10, IL-12(P40), IL-12(P70), IL-13, IL-5, IL-6, TNF-α細胞因子。

三、統計學處理

所有數據采用SPSS21.0軟件對數據進行處理，計量采用單因素方差檢驗，多資料以均數標準差(Mean ±SD) 表示，組間差異多重比較采用Dunnet或LSD分析，以P<0.05作為顯著性檢驗的標準。

結 果

一、肺結核病灶范圍與細胞免疫功能指標陽性表達率的關系

不同受累范圍的分組有統計學意義的指標：IL-6：三組間有統計學差異(F=6.781，P=0.001)，多重比較發現≥5組高于≤2組和3-4組 (P<0.05)。TNF-α：三組間有統計學差異(F=7.764，P<0.001)，多重比較發現≤2組高于≥5組和3-4組，P<0.05。(見表1)。

表1 不同受累范圍的結核病人9個細胞因子的描述與比較(pg/mL)

*P<0.05;avs≤2組P<0.05;bvs3-4組;cvs≥5組;P<0.05

二、肺結核空洞與細胞免疫功能指標陽性表達率的關系

結核患者中無空洞組和有空洞組檢測的9個細胞因子均無統計學差異，P>0.05，(見表2)。

討 論

結核病的免疫機制非常復雜，目前國內外多項研究顯示多種細胞因子在結核病的發生、發展過程中起重要作用。MTB屬于胞內寄生菌，清除結核分枝桿菌的保護性免疫是細胞免疫為主[6]。Th1型細胞因子可激活單核巨噬細胞并增強其吞噬功能，促進抗原遞呈與T細胞的活化，從而增強機體的細胞免疫功能，加強對病原體的清除能力，對MTB感染起到保護性免疫應答作用，并有利于疾病的控制。而主要介導體液免疫的Th2型細胞因子與之相反，可抑制單核細胞和T細胞向病灶聚集，遏制結核結節的形成[7]，從而減弱機體的免疫應答，導致發病及病情加重。一般來講，Th1型細胞因子主要有IFN-γ、IL-2、TNF-α，IL_12P40、IL-12P70等促進細胞免疫，Th2型細胞因子主要有IL-5 、IL-6、IL-10、IL-13等主要參與體液免疫反應[8-9]。據研究報道，結核病患者和結核病小鼠體內均存在Thl反應低下、Th2反應增強的現象[10-11]。Th1/Th2免疫紊亂失衡及其動態演變貫穿于結核病全程，對其進展、惡化、控制和預防起著作用[12-13]。

表2 有無空洞的結核病人

本研究可提示細胞因子與不同臨床表型有一定的關系。隨病灶范圍增多Th2型細胞因子IL-6水平顯著升高、TNF-α水平明顯下降。IL-6代表著炎癥反應和細胞免疫抑制，其濃度與疾病的炎癥反應呈正相關[14-15]。與本研究結果一致，隨著病灶增多，疾病炎癥反應明顯，Th2型細胞因子IL-6明顯升高，可通過抑制TNF-α、IL-18的產生促進MTB的生長，從而使MTB不能及時清除使病灶增多，病情加重，但IL-6也可增加MTB感染早期的IFN-γ的量而增強機體的抵抗力。在本研究中隨著病灶增多組IL-6升高，其中 5-6個肺野組年齡比其他組偏大，考慮老年人免疫力下降增加炎癥因子釋放。

TNF-α是Th1型細胞因子，TNF分為TNF-α和TNF-β，兩者同為重要的免疫調節因子和前炎癥因子，發揮類似生物效應調節機體免疫反應[16]。在病灶少組比病灶多組水平顯著升高，考慮其可能參與機體結核性肉芽腫的形成，在機體抵抗MTB感染中發揮重要作用[17]。在結核病患者中，TNF-α協同IFN-γ募集淋巴細胞及巨噬細胞到達結核病灶，使炎性反應局部化從而抵抗結核分枝桿菌。本研究發現TNFα隨著病灶越多越低，提示機體調動免疫力使病變向局限方向發展從而使病灶局限。

總之，隨病灶增多，病情加重，表現為Th2型細胞因子上升為主，免疫反應向Th2方向漂移，提示Th1/Th2免疫的平衡紊亂是疾病進展的原因之一。

細胞因子在空洞組和無空洞組均無明顯差異，與國外文獻報道相符[18-19]。國內相關研究與此相符，如陳興年[20]研究非結核分枝桿菌肺病有無空洞組細胞因子無明顯差異；張麗欣等[21]研究是肺結核有無空洞外周血細胞因子IL-4、TNF-α無差異。這提示肺結核有無空洞與細胞免疫無明顯相關性。

綜上所述，Th1/Th2免疫平衡向Th2偏移與肺結核的嚴重程度有一定的關系，可作為病情的判斷指標，與不同病灶范圍的臨床表型的肺結核有關，但有無合并空洞可能與無Th1/Th2免疫平衡無明顯相關性。以上提示機體是一個復雜的免疫調節網絡，隨著病情的加重細胞因子亦有所變化，然而，其作用是復雜的和多面的，在機體不同的狀態所起的作用也不盡相同，并且能被多種物質調節，目前其機制尚未徹底明確，隨著研究的深入，將進一步闡明相關免疫機制，將有助于對病情嚴重性的判斷及進行特異性免疫治療。

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Significance of plasma cytokines expression in the different clinical phenotypes of TB patients

DONGHai-ping,KUANGXiao-jia,XIAOPeng,LIUZhi-hui,LIDe-xian,LAOSui-hua,CAIShao-xi

GuangzhouChestHospital,Guangzhou,Guangdong510095,China

Objective To discuss the expression and the significance of Th1 cells and Th2 cells cytokines of plasma in different clinical phenotype of tuberculosis of TB patients. Methods The peripheral blood plasma cytokines expression were detected by liquid phase chip (Luminex) technology in 165 pulmonary tuberculosis (TB) patients which included the expression of cytokines of IFN-γ, IL-2, IL-10, IL-12 (P40), IL-12 (P70), IL-13, IL-5, IL-6 and TNF-α. According to the scopes of pulmonary lesions and the cavities of pulmonary in different clinical phenotype, patients were divided into different groups. They were divided into 1-2 sets, 3-4 sets and 5-6 sets of lung field groups, according to the scopes of lesions of the pulmonary. And they were divided into the no cavity group and the cavity group. Results The levels of IL-6 and TNF-α were significantly different among the difference scope of lesions groups (P<0.05). With the increasing of lesions group, IL-5 and IL-12 p40 had a downward trend. However, there was no statistical difference in the nine cytokines between the no cavity group and the cavity group (P>0.05). Conclusion With the more scopes of lesions of pulmonary tuberculosis patients, Th1/Th2 balance has certain relation with the deviation of Th2 cytokines, but the cavities of pulmonary TB patients might have no obvious correlation with Th1/Th2 balance.

pulmonary tuberculosis; plasma cytokines; Th1/Th2

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.05.003

廣東省醫學科學技術研究基金(No A2016383)

1. 510095 廣東 廣州，廣州市胸科醫院 2. 510515 廣東 廣州，南方醫科大學南方醫院呼吸科

蔡紹曦，E-mail：707368541@qq.com

2016-09-26]