老年支氣管哮喘患者誘導痰中TGF-β1及IL-17水平的測定及其臨床意義

甘 兵 陳正賢

(廣東醫科大學附屬第三醫院 佛山市順德龍江醫院呼吸內科，廣東 佛山 528318)

有學者研究發現，白細胞介素(IL)-17可通過多種途徑參與哮喘的發病和調節，IL-17與呼吸道慢性炎癥性疾病的關系密切，支氣管哮喘患者體內IL-17可誘導多種細胞分泌細胞因子以及炎癥介質，進而參與哮喘的發生發展過程〔1〕。轉化生長因子(TGF)-β1是一種多功能的調節細胞生長、分化的細胞因子，在支氣管哮喘中可由多種活化的細胞產生，被認為具有促纖維化和抗炎雙重作用〔2〕。相關研究表明，TGF-β1作為生長因子在支氣管哮喘氣道重塑的形成中扮演重要角色，同時IL-17還可以誘導TGF-β1的表達，IL-17與TGF-β1支氣管哮喘中密切相關〔3〕。本研究旨在探討老年支氣管哮喘患者誘導痰中TGF-β1及IL-17的表達及其臨床意義，以為臨床診療提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對象 選取2015年10月至2017年6月在廣東醫科大學附屬第三醫院呼吸內科及中山大學附屬第六醫院呼吸內科門診及住院的60例老年支氣管哮喘患者(觀察組)，均符合中華醫學會支氣管哮喘防治指南的診斷及分類標準〔4〕。其中男37例，女23例，年齡60～85歲，平均(64.5±2.09)歲；輕度患者28例，男16例，女12例，年齡60～83歲，平均(63.1±2.21)歲；中重度患者32例，男21例，女11例，年齡61～85歲，平均(65.3±1.98)歲；另外選取同時期的老年健康志愿者26例作為對照組，其中男17例，女9例，年齡60～84歲，平均(64.7±1.75)歲。受試者均排除急性感染，未用過糖皮質激素，無過敏性及免疫相關的疾病，無肝、腎、內分泌與全身性疾病。觀察組和對照組的性別、年齡等臨床資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經過醫院倫理委員會審核認證。患者及其家屬對本研究內容知情同意，并簽字。

1.2研究方法 (1)第1秒用力呼氣容積(FEV1)：治療前采用意大利科時邁肺功能診斷系統檢測肺功能。患者重復測定3次，取最佳FEV1值，計算FEV1占預計值百分比(FEV1%)用于結果分析。(2)標本采集：治療前誘導痰的收集和處理，以3.5%高滲生理鹽水50 ml霧化吸入行痰誘導，誘導前吸入沙丁胺醇200 μg。誘導前、后及誘導過程中監測肺通氣功能FEV1及FEV1%。其中部分重度哮喘發作期患者并已進行機械通氣者經氣管取痰。對于FEV1%<40%者且有痰的受試者進行自發咯痰方法取痰標本。收集的痰標本均在1 h內處理，處理前保存于4℃冰箱。以4倍痰液體積的1%二硫蘇糖醇(DTT)處理痰液，上清液保存于-20℃冰箱。離心沉淀制成細胞懸浮液并以蘇木精-伊紅染色及椎蟲藍染色進行細胞分類計數和細胞活力測定。(3)細胞因子測定：采用酶聯免疫吸附試驗法(ELISA)測定誘導痰中IL-17及TGF-β1水平，試劑盒由武漢博士德公司提供，嚴格按說明書進行操作。(4)支氣管哮喘患者常規治療方法：均常規予吸氧、靜脈滴注氨茶堿、霧化吸入(復方異丙托溴銨)、止咳(復方甲氧膠囊)、化痰(氨溴索片)等治療，于治療3個月后再次檢測誘導痰中IL-17、TGF-β1水平及FEV1%。

2 結 果

2.1觀察組與對照組誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 觀察組誘導痰中IL-17、TGF-β1水平明顯高于對照組，FEV1%明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.2不同嚴重程度老年支氣管哮喘患者誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 哮喘中重度組誘導痰中IL-17、TGF-β1水平明顯高于哮喘輕度組，FEV1%明顯低于哮喘輕度組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同嚴重程度支氣管哮喘患者誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.3觀察組常規治療治療3個月后誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較 治療后觀察組誘導痰中IL-17、TGF-β1水平明顯低于治療前，FEV1%明顯高于治療前，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 觀察組常規治療治療3個月后誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比較

2.4老年支氣管哮喘患者誘導痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平的相關性分析 支氣管哮喘患者誘導痰中IL-17與TGF-β1水平呈正相關(r=0.963，P=0.000)，IL-17與FEV1%呈負相關(r=-0.976，P=0.000)。

3 討 論

支氣管哮喘是由多種炎癥細胞介導的慢性氣道炎癥，在哮喘急性發作、加重或惡化時，氣道內炎癥細胞的數量、組成會發生明顯改變。成熟T淋巴細胞分為CD4+和CD8+兩類，CD4+輔助性T淋巴細胞Th按其分泌的細胞因子譜不同，分為Th1和Th2兩個亞群：哮喘發作時，Th1/Th2的比例失衡，最終導致呼吸道炎癥的發生〔5〕。近年來發現IL-17可通過多種途徑參與哮喘的發病和調節，IL-17作為一種前炎性細胞因子，具有促進多種細胞釋放炎性因子、促進細胞增殖及抑制腫瘤細胞生長等多種生物學活性，同時與呼吸道慢性炎癥性疾病的關系密切。哮喘患者體內IL-17可誘導上皮細胞、內皮細胞、成纖維細胞等細胞分泌IL-6、IL-8、粒細胞集落刺激因子及前列腺素E2，并增加細胞間黏附因子的表達，進而參與哮喘的發生發展過程〔6〕。

TGF-β1是一種多功能的調節細胞生長、分化的細胞因子，在哮喘中可由多種活化的細胞產生，被認為具有促纖維化和抗炎雙重作用〔7〕。研究表明，TGF-β1作為一種促纖維化生長因子，可促進肌成纖維細胞增殖并產生大量細胞外基質，在哮喘氣道重塑的形成中扮演重要角色〔8〕。目前關于TGF-β1在哮喘患者中的表達水平及意義各研究結果不一，但作為一種抗炎細胞因子，TGF-β1可以通過調控和抑制T淋巴細胞、B淋巴細胞的增殖而阻礙Th2細胞功能和細胞因子的生成；同時它又是一種促進炎癥發展的細胞因子，可誘導大量炎性細胞趨化；隨著支氣管哮喘的反復發作，一部分患者將出現不可逆的氣道受限，患者氣道中TGF-β1的表達較無氣道受限患者明顯增高〔9〕。通常TGF-β1發揮著負反饋作用來抑制炎癥細胞的活化，哮喘患者TGF-β1水平增高可代償性抑制氣道炎癥細胞的活化和氣道高反應性，又參與了氣道損傷的修復過程;但如果TGF-β1持續增高，可引起氣道纖維化和氣道重建，反而加重氣道炎癥反應〔10〕。

Daneshmandi等〔11〕研究發現，TGF-β1作為Th17細胞分化的關鍵因子，通過間接效應阻滯先天免疫系統細胞產生的干擾素(IFN)-γ和IL-4以及直接作用于原始T細胞前體來促進Th17細胞增殖，且其可不依賴IL-23而誘導IL-17的表達，并且IFN-γ非但不能抑制TGF-β1對Th17細胞促生成作用，反而在IFN-γ存在時TGF-β1誘導IL-17的表達作用更強。許多文獻均表明隨著哮喘氣道炎癥未有效控制轉為慢性氣道炎癥，出現氣道重塑，氣流受限，各種細胞因子及環境刺激因素反復作用于哮喘患者的氣道上皮細胞及肺泡巨噬細胞，使之分泌內皮素及基質金屬蛋白酶并持續活化TGF-β1，產生IL-17，共同作用于上皮下成纖維細胞和平滑肌細胞，使之增殖而引起氣道重塑〔12,13〕。

本研究結果提示IL-17及TGF-β1可能參與哮喘發病，其水平的升高與哮喘的炎癥反應及氣道損傷的修復有關，在慢性持續期氣道壁有可能因炎癥和損傷而出現黏膜的重建和纖維化，造成TGF-β1的持續分泌，使之維持在較高水平，從而發揮促纖維化作用。在生理情況下，Th17細胞的這些功能能夠及時、有效地阻止外來有害病原、微生物的入侵，避免機體受到傷害；而在某些病理狀態下，Th17細胞的過度表達，則會導致炎性反應被放大，導致自身免疫性疾病〔14〕。有研究顯示〔15〕，IL-17可誘導TGF-β1的表達，從而促進氣道平滑肌細胞、肌成纖維細胞增殖，參與氣道的重塑，另外TGF-β1有可能通過促進Th17細胞的分化，分泌IL-17而發揮促炎反應，這表明IL-17與TGF-β1密切相關。本研究也顯示IL-17與TGF-β1關系密切，可能相互作用，互為促進，進一步說明哮喘的發病是多種細胞及多種細胞因子網絡相互作用的結果。本研究說明治療后老年支氣管哮喘患者的肺功能明顯好轉，且誘導痰中IL-17、TGF-β1水平降低，這進一步說明了IL-17、TGF-β1的表達水平與支氣管哮喘密切相關。

Agache等〔16〕研究發現，以分泌IL-17為主的CD4+T細胞亞群-Th17細胞分泌的IL-17是促炎因子，它可以作用于肺成纖維細胞、氣道上皮細胞、氣道平滑肌細胞及其他炎癥細胞，刺激這些細胞分泌IL-6、IL-8、G-CSF、MMP等促進中性粒細胞和嗜酸粒細胞的募集與活化，導致組織及氣道炎癥的發生從而加重哮喘病人的臨床癥狀。FEV1是氣流受限的重要指標，本研究結果顯示IL-17與氣道阻塞嚴重度相關，提示IL-17參與的氣道炎癥可能為氣道痙攣、氣道重塑的重要環節。已有研究證明哮喘患者痰液中IL-17水平與氣道高反應性呈正相關，與PC20 FEV1(使FEV1降低20%所需激發物的累積劑量)呈負相關〔17〕。與此報道相似，本研究發現哮喘患者誘導痰中IL-17及TGF-β1水平與FEV1%呈負相關，表明隨著全身炎癥的加重，哮喘氣道阻塞程度亦加重。

由于IL-17及TGF-β1水平能在一定程度上反映老年支氣管哮喘嚴重程度，作為老年支氣管哮喘患者急性發作期診斷指標，觀察IL-17及TGF-β1水平的變化可為探討老年支氣管哮喘患者急性發作提供有益的途徑，對判斷患者哮喘嚴重度及炎癥控制情況、指導治療以及了解預后等均有重要價值，也可能會為老年支氣管哮喘患者的監測和個體化治療提供新的靶點。