吸煙對COPD穩定期患者血清IL-6、IL-18、CC16水平及營養狀況的影響

鐘萍，范賢明，蔣雪蓮，黃成亮，熊彬(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

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吸煙對COPD穩定期患者血清IL-6、IL-18、CC16水平及營養狀況的影響

鐘萍，范賢明，蔣雪蓮，黃成亮，熊彬
(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

目的 探討吸煙對慢性阻塞性肺疾病(COPD)穩定期患者血清IL-6、IL-18、Clara細胞分泌蛋白(CC16)水平及營養狀況的影響。方法 收集COPD穩定期患者200例(COPD組)和同期體檢健康者100例(對照組)的病史資料、微型營養評定(MNA)結果并對所有受試者行肺功能檢查；用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測受試者血清IL-6、IL-18、CC16水平。根據受試者的吸煙史，選取COPD組中吸煙者作為COPD吸煙亞組；對照組中吸煙者作為正常吸煙亞組，未吸煙者作為正常未吸煙亞組。在COPD吸煙亞組中根據吸煙指數(SI)進一步分為SI<400亞組與SI≥400亞組，對吸煙COPD穩定期患者的SI、MNA值與血清IL-6、IL-18、CC16進行Spearman相關性分析。結果 COPD組與對照組受試者性別構成比、年齡、吸煙指數等差異無統計學意義(P均>0.05)；COPD組第1秒用力呼氣容積(FEV1)、FEV1占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)%、CC16濃度、MNA值均低于對照組，而血清IL-6、IL-18水平均高于對照組，P均<0.01。與正常未吸煙亞組相比，正常吸煙亞組、COPD吸煙亞組血清IL-6、IL-18水平均升高，而CC16水平降低；COPD吸煙亞組血清IL-6、IL-18水平高于正常吸煙亞組，而CC16水平低于正常吸煙亞組，差異均有統計學意義(P均<0.05)。SI≥400亞組血清IL-6、IL-18水平高于SI<400亞組，而CC16水平及MNA值均低于SI<400亞組，以上差異均有統計學意義(P均<0.05)。相關性分析結果顯示，吸煙COPD穩定期患者的SI與血清IL-6、IL-18水平呈正相關(r分別為0.443、0.338，P均<0.01)，與CC16水平呈負相關(r=-0.423，P<0.01)；SI與MNA值呈負相關(r=-0.304，P<0.05)；MNA值與血清IL-6、IL-18水平均呈負相關(r分別為-0.485、-0.291，P均<0.05)，而與CC16水平無相關性(r=0.111，P=0.289)。結論 吸煙可致COPD穩定期患者血清IL-6、IL-18水平升高、CC16水平降低，能增加COPD患者發生營養不良的風險，且與吸煙量有正相關關系。

慢性阻塞性肺疾病，穩定期；吸煙；炎癥；營養狀況；白細胞介素16；白細胞介素18；Clara細胞分泌蛋白

慢性阻塞性肺疾病(COPD)與長期氣道或肺組織對有害氣體、有害顆粒等引起的異常慢性炎癥反應增強有關，而慢性炎癥是引起COPD發展過程中氣道高反應性和重建的基礎。既往研究發現長期煙霧暴露與肺功能改變間存在明確的劑量關系，約25%長期吸煙者發展為COPD[1]，且吸煙是增加COPD發病率和致死率的重要危險因素。COPD除了累及肺臟，亦可致全身系統性效應，如營養不良、骨質疏松癥、抑郁癥等，而持續低水平的全身炎癥反應被認為是引起肺外反應的關鍵機制。營養不良作為COPD的常見合并癥，已被視為除氣流受限之外致COPD急性加重及死亡的獨立危險因素[2]。炎癥細胞因子如TNF-α、IL-1等可通過泛素-蛋白酶體(UPP)途徑降解，介導骨骼肌耗損過程，參與COPD合并營養不良的發生發展，提示參與炎癥反應的炎性細胞因子可能對COPD患者的營養狀況產生負性影響[3]。目前，吸煙對COPD穩定期患者血清IL-6、IL-18、Clara細胞分泌蛋白(CC16)水平及營養狀況的影響少見報道。2014年7月～2016年7月，我們觀察了吸煙對COPD穩定期患者血清IL-6、IL-18、CC16水平及營養狀況的影響。現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取COPD穩定期患者200例(COPD組)，男119例、女81例，年齡(68.17±8.13)歲。均符合中華醫學會呼吸病學分會制定《COPD診治指南(2013年修訂版)》診斷標準。近4周內受試者呼吸系統癥狀咳嗽、咳痰、氣促等癥狀穩定或較輕，處于COPD的穩定期；近期未接受抗炎或營養支持治療。肺功能儀測定肺功能第1秒用力呼氣容積(FEV1)%為54.30[38.73,78.38]，第1秒用力呼氣容積占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)%為50.45[40.32,62.18]。同期體檢健康者100例(對照組)，男49例、女51例，年齡(67.58±7.58)歲。FEV1%為101.70[92.38,112.03]，FEV1/FVC%為80.87[75.42, 85.37]。對照組納入標準：受試者吸入支氣管舒張劑后行肺功能檢測示FEV1/FVC>70%；近4周無呼吸系統、全身炎癥性疾病及消耗性疾??；無感染性疾病的癥狀及體征。排除標準：患有支氣管擴張癥、活動性肺結核、哮喘等可引起氣喘或呼吸困難的疾病者；有全身其他系統性炎癥疾病、免疫缺陷性疾病及部分內分泌疾病患者；精神疾病、認知功能障礙不能交流者。將一生中連續或累計吸煙6個月或以上者定義為吸煙；嚴格依據此標準，選取COPD組中吸煙者作為COPD吸煙亞組；對照組中吸煙者作為正常吸煙亞組，未吸煙者作為正常未吸煙亞組。吸煙量用吸煙指數(SI)表示，SI=每日吸煙支數×吸煙年數，SI≤200為輕度吸煙，200

1.2 血清IL-6、IL-18、CC16水平檢測 抽取受試者清晨空腹肘靜脈血5 mL，離心10 min(3 000 r/min)，收集血清置于EP管中，放入-70 ℃冰箱保存待測。采用ELISA法檢測血清IL-6、IL-18、CC16水平，嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.3 微型營養評定(MNA)值計算 MNA由4部分組成，具體18項：①整體評價：包括體指數(BMI)、上臂肌圍(MAC)、小腿周徑、近3個月體減少4項；②總體評價：包括服藥情況、活動能力、精神心里問題等6項；③飲食評價：主要是進食食物種類、飲食量、攝食行為等6項；④自身評價：包括自身營養及健康狀況評價2項。上述各項分值相加為MNA值。

1.4 統計學方法 采用SPSS22.0統計軟件。計量資料采用四分位數間距表示，組間比較采用秩和檢驗;對吸煙COPD穩定期患者的SI、MNA值與血清IL-6、IL-18、CC16進行Spearman相關性分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 COPD患者血清IL-6、IL-18、CC16水平及MNA值的變化 與對照組比較，COPD組血清IL-6、IL-18水平升高，而CC16水平及MNA值降低，差異有統計學意義(P均<0.01)，見表1。

表1 COPD組與對照組血清IL-6、IL-18、CC16水平及MNA值比較[M(P25，P75)]

注：與對照組比較，※P<0.01。

2.2 三個亞組間血清IL-6、IL-18、CC16水平及SI比較 COPD吸煙亞組與正常吸煙亞組間SI無統計學差異(P>0.05)。與正常未吸煙亞組相比，正常吸煙亞組、COPD吸煙亞組血清IL-6、IL-18水平均升高(P均<0.05)，而CC16水平降低(P均<0.05)；COPD吸煙亞組血清IL-6、IL-18水平高于正常吸煙亞組(P均<0.05)，而CC16水平低于正常吸煙亞組(P<0.05)，見表2。

表2 三個亞組間血清IL-6、IL-18、CC16水平與SI比較[M(P25，P75)]

注：與正常未吸煙亞組比較，※P<0.05；與正常吸煙亞組比較，△P<0.05。

2.3 不同SI的COPD患者血清IL-6、IL-18、CC16水平及MNA值比較 SI≥400亞組血清IL-6、IL-18水平高于SI<400亞組(P均<0.05)，而CC16水平及MNA值均低于SI<400亞組(P均<0.05)，見表3。

表3 兩亞組間血清IL-6、IL-18、CC16水平及MNA值比較[M(P25，P75)]

注：與SI<400亞組比較，※P<0.05。

2.4 COPD患者血清IL-6、IL-18、CC16水平與SI、MNA值的相關性 吸煙COPD穩定期患者的SI與血清IL-6、IL-18水平呈正相關(r分別為0.443、0.338，P均<0.01)，與CC16水平呈負相關(r=-0.423，P<0.01)；SI與MNA值呈負相關(r=-0.304，P<0.05)；MNA值與血清IL-6、IL-18水平均呈負相關(r分別為-0.485、-0.291，P均<0.05)，而與CC16水平無關(r=0.111，P=0.289)。

3 討論

COPD是由多種炎性細胞和炎性因子參與的慢性氣道炎癥性疾病，發病機制復雜。炎性細胞因子的高表達不僅引起與COPD相關的呼吸系統癥狀及體征，還參與COPD患者全身肺外效應的發生發展。排除性別及年齡的影響，本研究發現COPD患者血清IL-6、IL-18水平顯著高于正常者，而CC16、MNA值則低于正常者，提示COPD穩定期患者存在持續低水平的炎癥反應和氣道損傷；且與正常人相比，COPD患者存在營養不良的風險，這可能與COPD患者長期缺氧、高代謝、全身骨骼肌萎縮、炎癥因子作用等有關。

香煙煙霧能刺激肺內巨噬細胞、內皮細胞等迅速活化并分泌大量IL-6，促進中性粒細胞介導的氧化反應，減緩中性粒細胞凋亡，促使過多的中性粒細胞聚集在炎癥部位加重炎癥反應。有證據表明IL-18可調節COPD的諸多關鍵病理性改變，而IL-18在香煙誘導的肺氣腫和炎癥反應的發病機理中起關鍵作用[5]。香煙暴露后IL-18釋放增多，通過激活ATP-p2x7途徑加重損傷肺組織及炎癥反應[6]。本研究發現COPD吸煙者、正常吸煙者血清IL-6、IL-18水平均顯著高于正常未吸煙人群；而COPD吸煙者血清IL-6、IL-18水平又高于正常吸煙者，提示吸煙可通過刺激機體IL-6、IL-18高表達，進而加重全身慢性炎癥反應，這可能是吸煙引起COPD的機制之一。此與既往研究結果一致[7，8]。

Obase等[9]研究發現，吸煙可能與營養不良有關。本研究結果顯示,在COPD穩定期患者中吸煙量越大，血清IL-6及IL-18水平越高，而MNA值隨吸煙量的增加逐漸降低，提示吸煙與COPD患者全身炎癥反應及肺組織損傷的嚴重程度間存在量效關系，并且吸煙可能影響COPD穩定期患者的營養狀況。此可能與香煙煙霧所致COPD患者低氧血癥有關，雖然缺氧導致COPD患者發生營養不良的機制尚未完全闡明，但既往有研究表明，缺氧能刺激機體內的炎性細胞因子，如IL-6、TNF-α等大量釋放，加強胰島素及生長激素抵抗，引起機體內代謝紊亂、交感神經興奮，從而影響能量代謝，導致營養不良[10]。

進一步研究發現，在COPD穩定期吸煙患者中SI與IL-6、IL-18水平呈正相關，與MNA值呈負相關；而血清IL-6、IL-18水平與MNA值呈負相關，進一步表明吸煙不僅促使COPD穩定期患者發生全身性炎癥反應，還與COPD患者合并營養不良有關，而吸煙所引起的炎性因子水平升高可能參與COPD患者合并營養不良。既往已證實IL-6可通過抑制患者食欲、機體產熱增加、增加靜息能量消耗及誘導脂肪細胞凋亡等方式引起COPD患者體質量下降。Petersen 等[11]研究表明IL-18可能參與COPD相關肌肉萎縮的發病機制，而肌肉萎縮是導致營養不良的重要因素。推測吸煙所致的IL-6、IL-18高表達是導致COPD的原因，亦是參與COPD患者發生營養不良的重要因素。

既往有研究發現，CC16可通過減少肺部NF-κB的活化從而減輕香煙煙霧對肺組織或氣道的損傷，證實CC16缺陷是增加肺部炎癥和損傷的原因，可能亦是吸煙參與COPD的發病機制[12]。本實驗發現COPD吸煙者血清CC16水平低于正常吸煙和正常未吸煙人群；在正常人群中，吸煙者血清CC16水平低于未吸煙者；而在COPD穩定期吸煙者中隨著吸煙量的增大，血清CC16水平降低，提示吸煙是引起支氣管上皮細胞損傷的主要因素。既往對吸煙COPD患者及香煙煙霧暴露的猴和小鼠研究結果顯示，氣道上皮的CC16表達顯著降低，進一步證實吸煙對Clara細胞具有直接損傷作用[13]。本研究發現，盡管吸煙能促使COPD患者CC16水平升高，但CC16與COPD患者的營養狀況無明顯相關性，可能原因是CC16主要反映末端細支氣管無纖毛上皮細胞的完整性，而COPD發生營養不良主要與能量耗損增加、攝入減少、肌肉萎縮、炎性細胞因子作用等綜合因素密切相關，故即使吸煙能直接損害末端細支氣管無纖毛細胞，主要是對COPD患者的肺功能損害顯著，而對COPD患者營養狀況不會產生明顯影響。本實驗病例數有限，還需收集更多病例并多次追蹤隨訪進一步深入探索CC16與COPD營養狀況的關系。

綜上所述，吸煙不僅加重COPD穩定期患者全身慢性炎癥性反應及肺組織損傷，還增加了COPD患者發生營養不良的風險，而IL-6、IL-18高表達與COPD患者營養不良相關；吸煙量是影響COPD穩定期患者全身炎癥反應及營養狀況的重要因素。

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Effects of smoking on serum levels of IL-6, IL-18, CC16, and nutritional status in stable chronic obstructive pulmonary disease patients

ZHONGPing,FANXianming,JIANGXuelian,HUANGChengliang,XIONGBin

(TheAffiliatedHospitalofXinanMedicalUniversity,Luzhou646000,China)

Objective To explore the effects of smoking on the serum levels of interleukin-6 (IL-6), IL-18, Clara cell secretory protein 16 (CC16), and nutritional status in stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients. Methods Data of 200 patients (COPD group) and 100 healthy persons (control group) were collected, and the results of Mini Nutritional Assessment (MNA) were performed, the lung function for all subjects were tested. The serum levels of IL-6, IL-18, and CC16 in the two groups were detected by ELISA. According to the smoking history, smokers in the COPD group were selected as the COPD smoking subgroup, and the control group were divided into the normal smoking subgroup and nonsmoking subgroup. According to the smoking index (SI), the COPD smoking subgroup was further divided into SI <400 subgroup and SI ≥ 400 subgroup. Spearman correlation analysis was applied to analyze the correlations of SI and MNA with the serum levels of IL-6, IL-18, and CC16 in patients with stable phase of smoking COPD.Results There were no significant differences in age, gender, and smoking index between the COPD group and the control group (allP>0.05). Compared with the control group, the forced expiratory volume in one second (FEV1)%, FEV1/forced vital capacity (FVC)%, serum CC16 level, and the MNA values were decreased and the serum IL-6 and IL-18 levels were increased significantly in the COPD group (allP<0.01). Compared with the normal nonsmoking subgroup, the serum levels of IL-6 and IL-18 were increased significantly and the serum CC16 level was decreased in the COPD and the normal smoking subgroups. Compared with the normal smoking subgroup, the serum levels of IL-6 and IL-18 were increased significantly and the serum CC16 level was decreased in the COPD smoking subgroup (allP<0.05). Compared with the SI <400 subgroup, the serum levels of IL-6 and IL-18 were increased significantly and the serum CC16 level and the MNA values were decreased in the SI ≥ 400 subgroup (allP<0.05). Correlation analysis showed that SI in patients with stable phase of smoking COPD was positively correlated with the serum levels of IL-6 and IL-18 (r=0.443, 0.338; bothP<0.01), and negatively correlated with the serum CC16 level (r=-0.423,P<0.01). SI was negatively correlated with the MNA values (r=-0.304,P<0.05); the MNA values were negatively correlated with the serum levels of IL-6 and IL-18 (r=-0.485, -0.291; bothP<0.05), but were not correlated with the serum CC16 level (r=0.111,P=0.289). Conclusions Smoking could increase the serum levels of IL-6 and IL-18 and decrease the serum CC16 level in stable COPD patients, and smoking could increase the risk of malnutrition in COPD patients which has a positive correlation with smoking capacity.

chronic obstructive pulmonary disease, stable phose; smoking; inflammation; nutriture; interleukin-6; interleukin-18; Clara cell secretory protein 16

四川省科學技術廳-瀘州市人民政府-瀘州醫學院聯合科研專項資金計劃項目(14ZC0048)；四川省教育廳重點項目(16ZA0198)。

鐘萍(1989-)，女，醫學碩士，醫師，主要研究方向為間質性肺疾病的診斷及治療。E-mail：zp1019smile@163.com

范賢明(1969-)，男，醫學博士，主任醫師，主要研究方向為間質性肺疾病的診斷及治療。E-mail：fxm129@163.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.25.008

R563

A

1002-266X(2017)25-0027-04

2017-03-12)