支氣管哮喘患者呼出氣冷凝液中白細胞介素-13和轉化生長因子β1的檢測及其意義

顧 鵬, 陳金亮, 陳建榮, 沈君華

(江蘇省南通市第一人民醫院, 1. 急診內科; 2. 呼吸內科, 江蘇 南通, 226001)

支氣管哮喘患者呼出氣冷凝液中白細胞介素-13和轉化生長因子β1的檢測及其意義

顧 鵬1, 陳金亮2, 陳建榮1, 沈君華1

(江蘇省南通市第一人民醫院, 1. 急診內科; 2. 呼吸內科, 江蘇 南通, 226001)

支氣管哮喘; 白細胞介素-13; 轉化生長因子β1; 呼出氣冷凝液

支氣管哮喘是一種常見的慢性氣道炎癥，參與的炎性細胞包括肥大細胞、淋巴細胞以及嗜酸性粒細胞等[1]。氣道炎癥、氣道重塑是哮喘最具特征的病理改變[2], 其過程有許多細胞因子參與，如白細胞介素-13(IL-13)、轉化生長因子β1(TGF-β1)等既參與氣道重塑，也參與炎癥反應過程[3]。呼出氣冷凝液(EBC)作為一種可以檢測呼吸系統疾病生物代謝指標的新標本已應用于臨床[4]。本研究檢測EBC中的IL-13、TGF-β1的變化，觀察其在哮喘患者體內的變化以及與病情嚴重程度的關系，現報告如下。

1 資料與方法

選擇2014年2月—2016年7月本院急診科及呼吸科住收治的支氣管哮喘患者60例。哮喘病情分期及診斷標準均參照中華醫學會呼吸病分會2008年哮喘防治指南[5]。排除其他慢性的肺部疾病; 測試前1月內有呼吸道感染; 測試前1月內使用茶堿類、激素、抗氧化藥物; 不能配合完成者[6]。同期選擇60例健康體檢者作為對照組。哮喘組中男38例，女22例，年齡(54.7±13.9)歲，吸煙15例; 對照組中男41例，女19例，年齡(52.5±11.2)歲，吸煙17例。

EBC標本的收集采用HAAK EK20 EcoScreen收集器(德國JAEGER公司)[7]。收集患者標本前需將收集器預冷20 min, 測試者漱口清潔口腔后，通過咬口器呼吸20 min,可以采集到1～3 mL的EBC, 置于-70 ℃低溫冰箱內保存。研究對象均于入院后清晨空腹抽靜脈血4 mL, 4 000 r/min離心10 min, 得到血清，然后同樣保存于-70 ℃低溫冰箱待測[8]。

支氣管哮喘患者急性發作期(入院24 h內)檢測其EBC及血清中IL-13和TGF-β1水平，患者經治療好轉后(緩解期)再次檢測，同時檢測血嗜酸性粒細胞計數、動脈血氣、肺功能及血清IgE等指標。采用夾心酶聯免疫吸附法(ELISA法)測定血清和EBC中IL-13和TGF-β1的水平，所有檢測購步驟均嚴格按照試劑盒(上海船夫生物科技有限公司)說明書操作。

2 結 果

哮喘組中哮喘急性發作期患者的IL-13、TGF-β1水平依次為(19.77±7.91) pg/mL、(43.72±18.51) ng/mL, 哮喘緩解期患者依次為(12.65±5.78) pg/mL、(21.65±7.43) ng/mL, 對照組患者依次為(7.88±3.70) pg/mL、(14.90±6.94) ng/mL, 兩兩比較差異有統計學意義(P<0.05)。支氣管哮喘患者在急性發作期和緩解期臨床指標的比較見表1。支氣管哮喘患者急性發作期EBC中IL-13和TGF-β1濃度水平與血氣分析、肺功能和血嗜酸性粒細胞計數的關系見表2。結果顯示，支氣管哮喘患者急性發作期EBC中IL-13和TGF-β1濃度與PEF呈負相關，與血IgE和血嗜酸性粒細胞計數呈正相關, EBC中IL-13水平則與第1秒用力呼氣容積(FEV1)占預計值的百分比呈負相關(P<0.05)。

表1 哮喘患者急性發作期和緩解期血氣分析指標、肺功能、血IgE和血嗜酸性粒細胞計數的比較

與緩解期組比較, *P<0.05。

表2 支氣管哮喘急性發作期患者血氣分析、肺功能和血嗜酸性粒細胞計數與IL-13和TGF-β1濃度的關系

3 討 論

慢性氣道炎癥作為支氣管哮喘的本質，它決定了氣道高反應性和疾病嚴重的程度[9]。EBC是包括呼吸道黏膜分泌的液體和揮發性物質的混合物，可以反映人體內的各種生理和病理改變[10]。

本研究發現，哮喘患者IL-13水平在急性發作期較緩解期高，同時也顯著高于正常對照組，究其原因為IL-13是一種由 CD4、CD8T細胞產生的多效能細胞因子，主要是由活化的Th2細胞釋放的，許多研究[11]認為其是支氣管哮喘發病的關鍵細胞因子，是哮喘發病的中心環節之一，它可以激活嗜酸性粒細胞，促進IgE分泌，形成氣道高反應性; 此外IL-13可直接刺激成纖維細胞活化增殖，在氣道重塑的病理過程中起重要作用，同時IL-13還可通過促進支氣管上皮細胞生成TGF-β1、誘導支氣管平滑肌細胞分泌血管內皮生長因子(VEGF)來參與氣道重塑。

本研究中哮喘患者TGF-β1水平在急性發作期較緩解期高，同時也顯著高于正常對照組。TGF-β1屬于超基因家族，具有多種生物學作用，是一種強力的致纖維化作用的細胞因子，氣道內的嗜酸性粒細胞和成纖維細胞都能分泌TGF-β1、TGF-β1同時具有抗炎和促進炎癥作用，在氣道炎癥高反應方面發揮著重要作用: 一方面它通過抑制 Th2 細胞活化以及IL-13等細胞因子的產生來抑制氣道炎癥反應，同時它又通過延長Th2細胞的存活期而增加IL-13的生成，并且其對 IL-13 的抑制作用遠遠小于增加作用。另外TGF-β1可以誘導中性粒細胞、巨噬細胞、嗜酸性粒細胞等炎性細胞趨化，從而對炎性細胞具有促進作用。TGF-β1同時會刺激氣道平滑肌細胞分裂、增殖，導致氣道平滑肌增生和肥大，在氣道重塑發揮了重要作用。

作者發現，哮喘緩解期IL-13 和TGF-β1水平仍然高于正常對照組。考慮為哮喘本身是一個慢性的氣道炎癥與氣道重塑過程，支氣管哮喘患者在緩解期仍然存在著氣道炎癥與氣道重塑，所以哮喘患者在緩解期其IL-13 和TGF-β1水平仍然會高于正常對照組。支氣管哮喘屬于Ⅰ型變態反應性疾病, IgE是參與支氣管哮喘變態反應的主要抗體。作者發現急性發作期哮喘患者呼出氣冷凝液中IL-13和TGF-β1水平與患者血嗜酸性粒細胞計數及血清IgE呈正相關，究其原因為IL-13與TGF-β1可以通過多種途徑激活嗜酸性粒細胞，促進大量IgE分泌并釋放，同時可減少嗜酸性粒細胞得凋亡時間，使得哮喘炎癥持續存在，并進一步誘導小氣道的重塑及氣道高反應性。同時，哮喘緩解期患者的肺功能、血氣分析、血IgE和血嗜酸性粒細胞計數較急性發作期顯著改善(P<0.05); IL-13水平與PEF、FEV1占預計值的百分比呈負相關, TGF-β1水平與PEF呈負相關，說明哮喘患者EBC中IL-13和TGF-β1水平與其哮喘發作的嚴重程度密切相關。

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R 562.2

A

1672-2353(2017)23-215-02

10.7619/jcmp.201723088

2017-06-23

江蘇省南通市衛生局青年基金項目(WQ2015003)

陳金亮