哮喘兒童急性發(fā)作期外周血細胞因子IL-10 IL-12 TNF-ɑ TGF-β水平分析

梅淑芬 金海麗 詹璐 邵征洋

支氣管哮喘（以下簡稱哮喘）是兒童時期最常見的慢性氣道疾病。近年來我國兒童哮喘的患病率呈逐漸上升趨勢［1-3］。哮喘嚴重影響兒童的身心健康，給家庭造成較大的困擾，也給社會帶來沉重的負擔。目前我國兒童哮喘的控制水平并不理想［4］。哮喘是一種由多種細胞、細胞因子所導致的氣道慢性炎癥性疾病，目前其確切的致病機制不明。為探尋哮喘的發(fā)病機制，作者研究哮喘兒童急性發(fā)作期外周血中白介素 -10（IL-10）、白介素 -12（IL-12）、腫瘤壞死因子 -ɑ（TNF-ɑ）、轉化生長因子-β（TGF-β）四種細胞因子水平，并比較不同程度的臨床表現(xiàn)及免疫球蛋白E（IgE）、嗜酸性粒細胞（EO）、C反應蛋白（CRP）正常和升高組中上述細胞因子的結果，以探究四種細胞因子與過敏、感染等因素的相關性。研究結果如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年12月1日至2019年12月31日期間在本院住院的哮喘急性發(fā)作期兒童共78例，設為哮喘組。其中男45例，女33例；年齡1～11歲，平均（4.8±2.1）歲。對照組為45例同期在本院體檢的健康兒童，其中男27例，女18例；年齡2～12歲，平均（5.3±2.5）歲。兩組患兒在年齡分布和性別構成上比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。所有入組的哮喘兒童均符合全國兒科哮喘防治協(xié)作組《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南（2016年版）》的診斷標準［5］。本研究通過浙江省中西醫(yī)結合醫(yī)院倫理委員會批準，患兒家長均簽署知情同意書。哮喘兒童臨床分度標準：根據(jù)急性發(fā)作嚴重度分級標準，分為輕、中度和重、危重度［5］。實驗室數(shù)據(jù)依據(jù)浙江省中西醫(yī)結合醫(yī)院實驗室參考標準：EO＜6%為正常，≥6%為升高；IgE＜100IU/ml為正常，≥100IU/ml為升高；CRP＜3.3mg/L為正常，≥3.3mg/L為升高。根據(jù)以上標準，哮喘兒童分為臨床輕、中度組27例，重、危重度組51例；EO正常組47例，EO升高組31例；IgE正常組34例，IgE升高組44例；CRP正常組39例，CRP升高組39例。排除標準：（1）患有先天性心臟病、結核感染、支氣管異物等患者；（2）存在風濕性關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等其他風濕性疾病，病毒性肝炎、糖尿病等影響免疫系統(tǒng)的患者；（3）入院前1個月內使用激素、免疫抑制劑或免疫調節(jié)藥物治療者。

1.2 方法 分別采集兩組兒童的外周靜脈血標本，提取血清，并保存于-70℃冰箱。哮喘組外周血為患兒急性發(fā)作期治療前的靜脈血標本。采用美國eBioscience 公司生產(chǎn)的酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）試劑盒，嚴格按照說明書操作分別檢測兩組兒童外周血清中四種細胞因子IL-10、IL-12、TNF-ɑ、TGF-β濃度，并由專人從患兒的住院記錄中收集一般資料、臨床表現(xiàn)、實驗室數(shù)據(jù)等資料并進行比較分析，同時哮喘組根據(jù)臨床分度、IgE、EO和CRP的正常與升高分組比較外周血清中四種細胞因子水平。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以n表示，采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組兒童外周血清四種細胞因子水平比較 見表1。

表1 兩組兒童外周血清四種細胞因子水平比較［pg/ml，］

表1 兩組兒童外周血清四種細胞因子水平比較［pg/ml，］

組別 n IL-12 TNF-ɑ IL-10 TGF-β哮喘組 78 9.3±4.2 13.2±6.4 14.2±6.5 374.9±307.9對照組 45 9.6±4.2 11.6±5.1 7.0±3.3 66.9±34.2 t值 -0.393 1.467 6.876 6.672 P值 0.693 0.129 0.000 0.000

2.2 哮喘不同發(fā)作程度兒童外周血四種細胞因子檢測結果 見表2。

表2 哮喘不同發(fā)作程度兒童外周血四種細胞因子檢測結果［pg/ml，］

表2 哮喘不同發(fā)作程度兒童外周血四種細胞因子檢測結果［pg/ml，］

組別 n IL-12 TNF-ɑ IL-10 TGF-β輕、中度 27 7.1±2.2 9.1±2.9 12.5±6.4 365.7±317.5重、危重 51 10.5±4.5 15.4±6.6 15.1±6.5 379.7±305.9 t值 3.698 4.675 1.694 0.191 P值 0.033 0.000 0.419 0.899

2.3 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同EO分組間的結果比較 見表3。

表3 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同EO分組間的結果比較

表3 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同EO分組間的結果比較

組別 n EO 值（%） IL-12（pg/ml） TNF-ɑ（pg/ml）IL-10（pg/ml）TGF-β（pg/ml）EO%正常 47 2.7±0.8 8.7±3.6 13.1±6.7 14.5±5.8 348.8±296.9 EO%升高 31 8.4±2.5 10.3±4.9 13.5±5.9 13.7±7.5 414.4±324.8 t值 1.666 0.287 -0.534 0.920 P值 0.107 0.288 0.132 0.482

2.4 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同IgE分組間的結果比較 見表4。

2.5 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同CRP分組間的結果比較 見表5。

表4 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同IgE分組間的結果比較

表4 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同IgE分組間的結果比較

組別 n IgE 值（IU/ml） IL-12（pg/ml）TNF-ɑ（pg/ml）IL-10（pg/ml） TGF-β（pg/ml）IgE 正常 34 61.3±17.8 9.2±4.1 12.9±5.6 13.9±7.2 372.1±305.7 IgE 升高 44 356.2±275.3 9.4±4.3 13.5±6.9 14.3±6.1 377.0±313.2 t值 0.244 0.444 0.256 0.070 P值 0.891 0.134 0.203 0.600

表5 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同CRP分組間的結果比較

表5 哮喘兒童發(fā)作期外周血細胞因子在不同CRP分組間的結果比較

組別 n CRP值（mg/L）IL-12（pg/ml）TNF-ɑ（pg/ml）IL-10（pg/ml） TGF-β（pg/ml）CRP正常 39 1.8±0.9 9.6±4.3 12.9±5.9 13.5±7.1 394.4±309.4 CRP升高 39 14.2±6.3 9.1±4.1 13.5±6.8 14.9±5.8 355.3±309.3 t值 -0.504 0.404 0.977 -0.557 P值 0.980 0.242 0.120 0.757

3 討論

支氣管哮喘是以T淋巴細胞、EO和肥大細胞等多種炎癥細胞和一系列細胞因子參與為特征的氣道慢性炎癥性疾病，但其確切的發(fā)病機制仍不明確。其中Thl/Th2失衡，Thl細胞的表達缺失和Th2細胞的表達增多已被證實在哮喘患者氣道炎癥方面具有重要的作用［6］。Th1細胞主要分泌干擾素-γ（IFN-γ）、IL-12、TNF-ɑ、白介素-2（IL-2）等細胞因子，在活化巨噬細胞、阻止細胞內微生物感染、抗腫瘤反應等方面發(fā)揮著重要作用，同時與組織損傷、自身免疫病的發(fā)生發(fā)展密切相關［7-8］。Th2細胞分泌白介素-4（IL-4）、白介素 -5（IL-5）、白介素 -13（IL-13）等細胞因子［8］，在促進體液免疫應答，清除蠕蟲感染等方面發(fā)揮作用，同時也可介導IgE的生成，與EO炎癥及變態(tài)反應密切相關，在哮喘及自身免疫病的發(fā)病中有重要作用［7］。接觸過敏原以及細菌、病毒感染常是哮喘急性發(fā)作的重要誘因，具有過敏體質的個體血清中存在IgE抗體，在個體接觸特異性變應原后由IgE交聯(lián)產(chǎn)生一系列過敏反應。而外周血EO是過敏反應的主要效應細胞，可釋放多種炎性介質，引起炎癥反應和損傷。CRP是一種急性時相反應蛋白，感染性炎癥性疾病均可以升高。研究發(fā)現(xiàn)僅在過敏原存在的情況下，CD4+T細胞并不能導致Th1/Th2細胞失衡，而在巨噬細胞共同培養(yǎng)的條件下，出現(xiàn)T細胞分化失衡，Th2優(yōu)勢顯著，說明巨噬細胞在哮喘的發(fā)生中發(fā)揮著重要作用［9］。

根據(jù)活化后細胞表面標志和細胞因子表達的不同，巨噬細胞可分為M1型巨噬細胞和M2型巨噬細胞。M1型或M2型極化是指巨噬細胞向M1型或M2型巨噬細胞分化的過程。在不同的機體環(huán)境中巨噬細胞可極化為不同的表型。M1型巨噬細胞，主要發(fā)生在Th1細胞的免疫應答中，分泌白介素-1（IL-1）、白介素-6（IL-6）、IL-12、TNF-α等特異性細胞因子。有研究發(fā)現(xiàn)，重度哮喘患者表達M1型誘導因子（TNF-α、INF-γ、脂多糖等）顯著增加［10］，M1型巨噬細胞在重度哮喘或糖皮質激素抵抗型哮喘的發(fā)病中發(fā)揮著重要作用，但具體機制不明。本資料中臨床重及危重度患者外周血中IL-12、TNF-α濃度顯著升高，可能與M1型巨噬細胞有關。M2型巨噬細胞，主要參與Th2細胞免疫應答，分泌IL-4、IL-10、TGF-β等特異性細胞因子。哮喘患者Th2優(yōu)勢顯著，巨噬細胞以M2型極化為主，本資料中哮喘急性發(fā)作期患兒較正常健康兒童外周血清中細胞因子IL-10和TGF-β顯著升高符合M2型極化的細胞因子改變。

本資料在對哮喘組患兒根據(jù)臨床分度、IgE、EO和CRP的正常與否進行分組比較外周血細胞因子水平，發(fā)現(xiàn)臨床重及危重度患者外周血中IL-12、TNF-α濃度升高更為顯著，而所測四種細胞因子濃度在IgE、EO和CRP水平正常和升高組中比較結果無統(tǒng)計學差異，提示哮喘兒童急性發(fā)作期外周血存在細胞因子表達異常，細胞因子異常表達的水平與臨床表現(xiàn)的嚴重程度有關，與IgE、EO等過敏性指標、CRP等感染性炎癥指標的正常或升高無明確的相關性，這可能與個體存在不同的哮喘表型，包括EO型哮喘和非EO型哮喘有關。兒童哮喘發(fā)作所存在的免疫異常，除過敏、感染等相關因素，可能存在其他免疫機制改變，比如巨噬細胞的極化失衡，但目前巨噬細胞參與哮喘發(fā)病的具體機制并不明確，未來需要更大量的樣本研究巨噬細胞表面分子表達及炎性相關基因來探尋巨噬細胞極化和哮喘之間的關系。