血清細胞因子水平檢測在COPD急性加重期和穩定期的臨床價值研究

王志英　樊國平　陳富元

[摘要] 目的 探討血清炎性指標水平和T細胞亞群水平變化在判斷慢性阻塞性肺疾病（COPD）病情嚴重程度中的臨床價值。 方法 選擇2018年3月～2019年3月我院呼吸內科收治的COPD患者86例做為研究對象。依照COPD不同病程分為穩定期組（n=32）和急性期組（n=54）。檢測86例急性期和穩定期COPD患者血清中的TNF-α、IL-6、IL-1β、CD4+和CD8+水平。檢測其肺功能，并對血清TNF-α、IL-6、IL-1β、CD4+、CD8+與肺功能指標（FEV1%、FEV1/FVC%）進行相關性分析。 結果 穩定期患者血清中TNF-α、IL-6和IL-1β的水平均較急性期患者明顯下降，差異有統計學意義（P<0.05）;穩定期患者血清中CD8+較急性期患者降低，差異有統計學意義（P<0.05）;穩定期患者血清中CD4+、CD4+/CD8+均較急性期患者明顯升高，差異有統計學意義（P<0.05）。急性期組COPD患者血清CD4+數量、CD4+/CD8+與FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相關（P<0.05）;IL-1β、IL-6、TNF-α水平及CD8+數量與FEV1%、FEV1/FVC%均呈負相關（P<0.05）。 結論 血清IL-1β、IL-6、TNF-α、CD4+和CD8+在COPD發病進程中起著重要作用，上述指標與肺功能均存在一定的相關性，血清炎性指標水平和T細胞亞群可以為病情嚴重程度的判斷提供參考價值。

[關鍵詞] 慢性阻塞性肺疾病;細胞因子;腫瘤壞死因子-α;白介素

[中圖分類號] R563 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] B ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2020）21-0153-04

Clinical values of evaluating serum levels of cytokines in COPD from acute exacerbation to stable phase

WANG Zhiying ? FAN Guoping ? CHEN Fuyuan

Department of Clinical Laboratory， the Fifth People's Hospital of Jingdezhen City in Jiangxi Province， Jingdezhen ? 333000， China

[Abstract] Objective To investigate clinical values of serum indices of inflammation and T-lymphocyte subset in evaluating the degree of severity of chronic obstructive pulmonary disease（COPD）. Methods Eighty-six COPD patients admitted in the Department of Respiratory Medicine at our hospital from March 2018 to March 2019 were selected as subjects. They were divided into the stable-phrase group（n=32） and the acute-phase group（n=54） according to the course of COPD. Serum levels of tumor necrosis factor-α（TNF-α）， interlukin-6（IL-6）， IL-1β， CD4+ and CD8+ in the 86 COPD patients at the two phases were detected. A general pulmonary function test was performed in all patients. A correlation analysis between serum levels of TNF-α， IL-6， IL-1β， CD4+ and CD8+ and indices of pulmonary function incorporating forced expiratory volume in 1 second（FEV1%） and FEV1/forced vital capacity（FVC%） ratio was conducted. Results Serum levels of TNF-α， IL-6 and IL-1β in the stable-phrase group decreased compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. So did the level of CD8+ in the stable-phrase group compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. However， the level of CD4+ and CD4+/CD8+ ratio in the stable-phrase group increased compared with the acute-phase group， with statistically significant differences（P<0.05）. Serum amount of CD4+ and CD4+/CD8+ ratio were positively correlated with both FEV1% and FEV1/FVC% ratio in the acute-phase group（P<0.05）. Besides， serum levels of IL-1β， IL-6 and TNF-α and serum amount of CD8+ were negatively correlated with FEV1% and FEV1/FVC% ratio in the acute-phase group（P<0.05）. Conclusion Serum IL-1β， IL-6， TNF-α， CD4+ and CD8+ are critical in the onset and pathogenesis of COPD， which are correlated with pulmonary function at the acute phase. Therefore， serum indices of inflammation and T-lymphocyte subset can provide a significant reference for determining the degree of severity of COPD.

[Key words] Chronic obstructive pulmonary disease; Cytokines; Tumor necrosis factor-α; Interlukin

慢性阻塞性肺病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種由肺部慢性炎癥導致支氣管與肺泡受損、重塑，致使肺功能喪失，最后因心肺衰竭而致命，甚至可合并全身器官炎癥而導致多重共病的慢性疾病。2012年世界衛生組織（WHO）公布COPD已是全球第三大死因，全球約310萬人因罹患COPD而死亡，而WHO更預估未來10年內COPD的死亡率會上升30%[1]。COPD病理變化主要發生于呼吸道、肺實質以及肺部血管，可發現特定免疫細胞出現與增加的慢性炎癥病理變化，反復發作的炎癥反應造成的傷害與后續修復會改變呼吸道的結構，增高呼吸道敏感性[2]。本研究旨在比較COPD患者不同病程時血清白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的水平以及T淋巴細胞亞群數量（CD4+、CD8+、CD4+/CD8+），探討COPD病程中血清細胞因子的作用，現報道如下。

1 對象與方法

1.1研究對象

選擇2018年3月～2019年3月我院呼吸內科收治的COPD患者86例作為研究對象，男47例，女39例，年齡45～78歲，平均（69.89±7.47）歲。納入標準：①符合GOLD2017診療指南[3];②近30 d無急性呼吸道感染史，無急性哮喘史;③同意配合檢測并簽署知情同意書。排除標準：①免疫系統功能紊亂者;②塵肺病或既往實施過肺葉切除手術者;③食管癌或肺癌患者。依照COPD不同病程分為穩定期組（n=32）和急性期組（n=54）。穩定期組：男18例，女14例，年齡44～76歲，平均（70.23±7.92）歲;急性期組：男29例，女25例，年齡43～77歲，平均（69.52±7.13）歲。兩組基線資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

采集研究對象的2份空腹肘靜脈血標本，每份3 mL。其中1份在25℃室溫下靜置30 min，后使用高速離心機以35 000 r/min離心10 min，去上清液儲存于-20℃冰箱備檢，7 d內完成;另1份不離心，用于檢測T淋巴細胞亞群。以ELISA reader檢測OD450 nm吸光值，血清上清液中IL-6、TNF-α及IL-1β濃度以內插標準曲線求得。試劑盒均購自杭州聯科生物技術股份有限公司，操作嚴格按說明書步驟執行。采用COULTER EPICS XL/XLMCL流式細胞儀檢測靜脈血CD4+、CD8+數量，并計算CD4+/CD8+。試劑盒由艾森生物（杭州）有限公司提供，操作嚴格按說明書步驟執行。采用日本捷斯特CHEST HI-801型肺功能儀對第1 秒用力呼氣容積（FEV1）、用力肺活量（FVC）進行測量，并根據測量數據計算FEV1/FVC%以及FEV1占預計值百分比（FEV1%）。

1.3 觀察指標

（1）肺功能指標：兩組患者的FEV1%、FEV1/FVC%;（2）炎性指標：兩組患者的血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平;（3）T淋巴細胞亞群：兩組患者的血清CD4+、CD8+和CD4+/CD8+。

1.4 統計學分析

采用SPSS22.0統計學軟件包進行統計學分析，計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗，肺功能指標、炎癥因子等計量資料呈正態分布，以（x±s）表示，采用t檢驗;運用Pearson相關系數法分析血清炎性指標、T淋巴細胞亞群與肺功能指標的相關性，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者FEV1%、FEV1/FVC%比較

穩定期組患者FEV1%、FEV1/FVC均較急性期組明顯提高，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.2 兩組患者血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平比較

穩定期患者血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平均較急性期組明顯下降，差異顯著（P<0.05），見表2。

2.3 兩組患者血清CD4+、CD8+和CD4+/CD8+比較

穩定期組患者血清中CD4+較急性期組升高、CD4+/CD8+均較急性期組明顯提高，差異有統計學意義（P<0.05）;穩定期組患者血清中CD8+較急性期組降低，差異有統計學意義（P<0.05），見表3。

2.4 急性期組COPD患者血清炎性指標、T淋巴細胞亞群與肺功能指標的相關性分析

急性期組COPD患者血清CD4+、CD4+/CD8+與FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相關（P<0.05）;IL-1β、IL-6、TNF-α水平及CD8+數量與FEV1%、FEV1/FVC%均呈負相關（P<0.05），見表4。

3 討論

CD4+抗原分子量為62 kD，存在于周邊血液的胸腺細胞和誘導細胞T淋巴球群中。該抗原在單核球上的密度較低。CD4+淋巴細胞在調節免疫反應上發揮著核心作用[4]。在周邊血液中，CD4+淋巴球對T-T、T-B和T巨噬細胞的相互作用起誘導作用。CD4+抗原與目標細胞上的第Ⅱ類主要組織相容性復合體（MHC）抗原反應[5-6]。CD8+抗原分子量為68 kD，一般存在于約80%的胸腺細胞和約30%～35%的周邊血液T淋巴球以及一些自然殺傷細胞上[7]。CD8+淋巴球在通過抑制性和細胞毒性作用調節免疫反應上發揮著核心作用。CD8+抗原與目標細胞上的第I類主要組織相容性復合體（MHC）抗原反應[8]。曾文等[9]學者指出，T淋巴細胞亞群比例是維持機體免疫功能的關鍵指標，其中，外周血CD4+/CD8+比值是最常用也最重要的指標。本研究結果顯示，急性期外周血患者CD4+和CD8+比例失衡。費凡等[10]在檢索相關文獻后得出相同的結論。龍海等[11]在動物實驗中證實，肺部急性炎癥時，趨化因子及炎癥細胞因子形成復雜的網絡起著著傳遞、放大及維持的重要作用。IL-1、IL-6及TNF-α會增加血管通透性，因而導致紅、腫、熱、痛等炎癥反應，為炎癥反應之主要調節者，可持續刺激活化巨噬細胞以分泌更多的促炎癥的細胞激素。腫瘤壞死因子（TNF-α）是一種多功能細胞因子，是促進炎癥反應的細胞素，主要由單核球合成，其合成量多寡也與白血球表面抗原（Human leukocyte antigen，HLA）classⅡ基因型相關，當機體受到細菌、病毒或者結核菌等感染，便會由巨噬細胞和淋巴細胞產生產生腫瘤壞死因子（TNF），調節局部或全身的炎癥反應[12]。IL-1β已經被證實會透過NF-κB途徑參與促炎癥因子的產生，透過抑制NF-κB途徑發現可以降低炎癥產物的產生及減少炎癥反應[14]。王西鳳等[15]學者指出，IL-1β是肺部急性炎癥病理進展的介導因子。介白素-6（Interleukin-6，IL-6）在先前的文獻當中已被證實對于生物體的先天性免疫及后天免疫有著重要的影響[16-17]。

本研究結果顯示，急性期、穩定期患者的TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈遞減趨勢，表明上述因子在急性炎癥反應中起著直接的作用，血清炎癥因子水平與病情的嚴重程度密切相關。肺阻塞在肺功能的定義為完全可逆之呼氣氣流阻塞，而肺量計檢查是目前測量呼氣氣流阻塞最普遍、最客觀且再現性高的方法，也是肺阻塞臨床診斷的必要工具。吸入支氣管擴張劑后FEV1/FVC比值可反映持續性的呼氣氣流阻塞，因此目前所有的主診療指引建議應該要使用支氣管擴張劑試驗來診斷肺阻塞[19-20]。本研究中白介素和腫瘤壞死因子水平均與FEV1%、FEV1/FVC%呈負相關（P<0.05），提示白介素和腫瘤壞死因子與COPD患者的氣流受限存在關聯，影響肺功能。相關性分析示COPD患者CD8+與FEV1%、FEV1/FVC%均呈負相關（P<0.05）;血清CD4+、CD4+/CD8+與FEV1%、FEV1/FVC%均呈正相關（P<0.05），結果提示T細胞亞群參與COPD的發病，CD4+/CD8+、CD4+百分比的降低和CD8+百分比的升高表明病情可能處于急性期。

綜上所述，血清IL-1β、IL-6、TNF-α和CD4+、CD8+均參與了COPD的發生發展，上述指標與肺功能均存在一定的相關性，血清炎性指標水平和T細胞亞群可以為病情嚴重程度的判斷提供參考價值。

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（收稿日期：2019-10-24）