COPD急性加重期患者治療前后血清IL-17 Th17 Treg細(xì)胞變化及其與肺功能的相關(guān)性研究

伍桂雄， 朱水泉， 董樹(shù)烽， 沙雯雯

(廣西壯族自治區(qū)梧州市人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科， 廣西 梧州 543002)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是臨床常見(jiàn)病、多發(fā)病，以氣流受限為臨床特征，以反復(fù)咳嗽、氣促、呼吸困難、肺功能進(jìn)行性降低為主要臨床表現(xiàn)。研究認(rèn)為，COPD發(fā)生發(fā)展與環(huán)境污染、煙霧等有害氣體吸入及遺傳易感性等多種因素存在關(guān)聯(lián)，隨著近年環(huán)境惡化加劇，COPD的發(fā)病率呈逐年增高趨勢(shì)[1]。研究發(fā)現(xiàn)[2]，COPD患者體內(nèi)普遍存在免疫失衡，細(xì)胞因子、趨化因子大量產(chǎn)生使機(jī)體免疫耐受遭到破壞，免疫效應(yīng)細(xì)胞激活；近年多項(xiàng)研究顯示[3]，T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)在COPD發(fā)生發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。CD4細(xì)胞發(fā)生活化后可產(chǎn)生多種生物學(xué)功能不同的效應(yīng)性T細(xì)胞，如Th1、Th17細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)等。其中Th17細(xì)胞主要是特異性分泌白細(xì)胞介素-17(IL-17)等炎性細(xì)胞因子而介導(dǎo)自身免疫應(yīng)答，Treg細(xì)胞則能夠表達(dá)抑炎性細(xì)胞因子而對(duì)自身免疫應(yīng)答產(chǎn)生抑制作用，使得機(jī)體獲得免疫耐受。Th17/Treg平衡在維持機(jī)體免疫耐受及正常免疫反應(yīng)中有著重要意義[4]。本研究探討了COPD急性加重期(AECOPD)患者治療前后血清Th17/Treg細(xì)胞及IL-17等細(xì)胞因子變化及與肺功能的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象：收集2017年6月至2019年5月我院收治的AECOPD患者300例，均符合AECOPD診斷標(biāo)準(zhǔn)，其中男187例，女113例；年齡55～84(67.1±7.9)歲；體質(zhì)量指數(shù)(23.6±2.4)kg/m2；吸煙106例；根據(jù)預(yù)后進(jìn)行分組：好轉(zhuǎn)組288例，死亡組12例；排除伴其他呼吸系統(tǒng)疾病、心力衰竭、免疫系統(tǒng)疾病、全身感染性疾病及精神、認(rèn)知障礙者。另收集同期健康體檢者100例(對(duì)照組)，均無(wú)呼吸系統(tǒng)疾病、全身感染性疾病等，其中男64例，女36例；年齡50～80(64.2±8.1)歲；體質(zhì)量指數(shù)(23.8±2.6)kg/m2；吸煙37例。兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)及吸煙比例均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。本研究通過(guò)倫理委員會(huì)審核，所有受試者均對(duì)研究充分知情，并簽署知情同意書(shū)。

1.2研究方法:所有患者均于入院次日及經(jīng)住院規(guī)范治療、癥狀緩解后(出院前1d)復(fù)診檢測(cè)血清Th17/Treg細(xì)胞、IL-17及肺功能。健康體檢者于入組后清晨8時(shí)采血檢測(cè)。

1.2.1標(biāo)本采集:采集清晨空腹(禁食≥8h)肘靜脈血5mL，室溫環(huán)境下靜置30min后，離心(3000r/min)10min，留取血清并編號(hào)，待測(cè)。

1.2.2血清Th17/Treg細(xì)胞及IL-17測(cè)定:采用BD FACSVia流式細(xì)胞儀檢測(cè)血清Th17、IL-17及Treg細(xì)胞水平；試劑盒均為BD公司產(chǎn)品，所有檢測(cè)操作嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.2.3肺功能測(cè)定:采用Care Fusion Germany 234 GmbH公司Master Screen 型肺功能儀對(duì)患者進(jìn)行肺功能測(cè)定，檢測(cè)指標(biāo)包括第1秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC。

2 結(jié) 果

2.1AECOPD組治療前后及對(duì)照組血清Th17、Treg細(xì)胞、IL-17水平比較：AECOPD組治療前后及對(duì)照組血清Th17、Treg細(xì)胞、Th17/Treg比值、IL-17水平比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。AECOPD組治療前血清Th17、Th17/Treg比值及IL-17水平均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，Treg細(xì)胞水平明顯低于對(duì)照組(P<0.05)；AECOPD組治療后血清Th17、Th17/Treg比值及IL-17水平相比治療前明顯降低(P<0.05)，Treg細(xì)胞水平相比治療前明顯升高(P<0.05)，但與對(duì)照組相比仍有明顯差異(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 AECOPD組治療前后及對(duì)照組血清Th17 Treg細(xì)胞 IL-17水平比較

表2 AECOPD組治療前后及對(duì)照組肺功能指標(biāo)比較

2.2AECOPD組治療前后及對(duì)照組肺功能指標(biāo)比較：AECOPD組治療前后及對(duì)照組FEV1、FVC、FEV1/FVC水平比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。AECOPD組治療前FEV1、FVC、FEV1/FVC均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)，；AECOPD組治療后FEV1、FVC、FEV1/FVC相比治療前均明顯提高(P<0.05)，但仍明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表2。

2.3相關(guān)性分析：AECOPD患者治療前后血清Th17、IL-17、Th17/Treg比值均與FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，Treg細(xì)胞與FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈正相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表3、4。

表3 AECOPD患者治療前血清Th17 Treg細(xì)胞 IL-17水平與肺功能的相關(guān)性

表4 AECOPD患者治療后血清Th17 Treg細(xì)胞 IL-17水平與肺功能的相關(guān)性

2.4AECOPD患者好轉(zhuǎn)組與死亡組血清Th17、Treg細(xì)胞、IL-17水平比較：AECOPD患者死亡組與好轉(zhuǎn)組性別、年齡、吸煙等一般情況比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見(jiàn)表5。死亡組血清Th17、Th17/Treg及IL-17水平明顯高于好轉(zhuǎn)組(P<0.05)，Treg細(xì)胞水平明顯低于好轉(zhuǎn)組(P<0.05)。見(jiàn)表6。

表5 AECOPD患者好轉(zhuǎn)組與死亡組一般資料比較

表6 AECOPD患者好轉(zhuǎn)組與死亡組血清Th17 Treg細(xì)胞 IL-17水平比較

2.5血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平對(duì)AECOPD患者預(yù)后的預(yù)測(cè)效能：ROC曲線顯示,血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平預(yù)測(cè)AECOPD患者死亡的曲線下面積分別為0.840(95%CI：0.738～0.942)、0.812(95%CI：0.695～0.928)、0.975(95%CI：0.000～1.000)、0.880(95%CI：0.791～0.968)，截?cái)嘀捣謩e為6.65%、1.74%、3.89、49.58ng/L，靈敏度分別為82.1%、62.3%、94.2%、83.1%，特異度分別為78.6%、94.2%、100%、80.5%。應(yīng)用Z檢驗(yàn)分析顯示，Th17/Treg診斷的曲線下面積明顯高于Th17、Treg、IL-17的曲線下面積，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.262、2.687、2.154，P<0.05)，見(jiàn)圖1。

圖1 血清Th17、Th17/Treg及IL-17水平預(yù)測(cè)AECOPD患者死亡的ROC曲線

3 討 論

COPD屬于慢性氣道炎癥疾病，病情呈進(jìn)行性加重，肺功能進(jìn)行性減低，隨著病情進(jìn)展，還可累及呼吸系統(tǒng)之外的機(jī)體重要器官及系統(tǒng)，致使全身性炎癥反應(yīng)、血管內(nèi)皮出現(xiàn)損傷、凝血功能障礙等多種問(wèn)題[5]。COPD病死率及死亡率均較高，但其發(fā)病機(jī)制仍為完全闡明。有研究表明[6]，機(jī)體免疫紊亂，特別是T淋巴細(xì)胞表達(dá)失衡是COPD的重要發(fā)病機(jī)制。在COPD病程發(fā)展中，Treg發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，正常狀態(tài)下，Th細(xì)胞處在平衡狀態(tài)，機(jī)體有著良好的免疫監(jiān)視及免疫防御功能，一旦Th平衡遭到破壞，導(dǎo)致Th1/Th2失衡及Th17細(xì)胞過(guò)度表達(dá)，從而誘發(fā)COPD[7]。故研究COPD患者血清Th17/Treg表達(dá)及相關(guān)的免疫應(yīng)答變化對(duì)于疾病診治、預(yù)后判斷有著重要意義。

COPD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的免疫學(xué)機(jī)制已得到公認(rèn)，關(guān)于COPD患者自身免疫應(yīng)答參與的炎癥反應(yīng)的研究報(bào)道較多[8]。氣道受外界刺激出現(xiàn)損傷后，受損上皮細(xì)胞沒(méi)有全部被巨噬細(xì)胞吞噬，作為一種自身抗原，導(dǎo)致機(jī)體免疫應(yīng)答，引發(fā)或加重氣道炎性損傷。CD8+、CD4+等多種免疫細(xì)胞參與了該過(guò)程，研究認(rèn)為，周圍微環(huán)境是決定初始T細(xì)胞分化方向的重要因素。當(dāng)周圍環(huán)境炎癥細(xì)胞因子如IL-6、IL-1β等過(guò)度表達(dá)時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞；而僅存在TGF-β過(guò)度表達(dá)時(shí)，初始T細(xì)胞傾向于分化為Treg細(xì)胞。Th17/Treg比值大小與炎癥反應(yīng)嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。Th17主要分泌IL-17而發(fā)揮相應(yīng)效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，血清Th17及IL-17水平自身免疫性疾病或炎癥性疾病患者中表達(dá)明顯增高，且隨著疾病程度加重而增高，推測(cè)Th17細(xì)胞活化是誘導(dǎo)炎癥性疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

以往研究顯示，AECOPD患者經(jīng)規(guī)范治療肺組織炎癥控制后，仍存在不同程度的全身炎癥反應(yīng)。本研究顯示，AECOPD患者治療后Th17、Th17/Treg比值、IL-17雖明顯降低，但仍明顯低于對(duì)照組，也提示AECOPD患者經(jīng)住院治療癥狀緩解后仍存在明顯免疫紊亂及炎性反應(yīng)，因此，AECOPD患者即便癥狀得到緩解仍需繼續(xù)進(jìn)行抗炎治療。相關(guān)性分析顯示，AECOPD患者治療前后血清Th17、IL-17、Th17/Treg比值均與FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈負(fù)相關(guān)，Treg細(xì)胞與FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈正相關(guān)，與汪露等[9]報(bào)道一致，表明血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17與AECOPD患者肺功能密切相關(guān)，可作為判斷疾病嚴(yán)重程度及預(yù)后的有效治療，并有望成為新的治療靶點(diǎn)。本研究還發(fā)現(xiàn)，AECOPD患者死亡組與好轉(zhuǎn)組血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；進(jìn)一步分析顯示，血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平預(yù)測(cè)AECOPD患者死亡的ROC曲線下面積分別為0.840、0.812、0.975、0.880；表明血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平與AECOPD患者預(yù)后密切相關(guān)，對(duì)死亡的預(yù)測(cè)有較高應(yīng)用價(jià)值，尤以Th17/Treg診斷價(jià)值最高。

綜上所述，AECOPD患者血清Th17、IL-17表達(dá)明顯增高，Treg表達(dá)明顯降低。血清IL-17、Th17、Treg與患者肺功能及病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)，對(duì)于預(yù)后的判斷有重要價(jià)值。