外周血Th17/Treg失衡與老年穩定期COPD患者肺功能及急性加重的相關性

劉兆陽

(蚌埠醫學院第二附屬醫院呼吸科，安徽 蚌埠 233000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種臨床常見的慢性呼吸系統疾病，根據相關研究〔1〕數據，我國20歲及以上人群COPD發病率為8.6%，40歲以上人群發病率高達13.7%，患者數量高達近1億。年齡的增長是導致COPD高發的重要危險因素，特別是60歲以上老年人群COPD患病率風險極高，同時相關研究〔2〕已證實COPD可通過端粒/端粒酶、表觀遺傳改變、線粒體功能障礙等衰老調控機制加速患者機體的老化，因此，COPD是與老年人群具有密切關系的疾病，也是影響老年人群生活質量和預期壽命的重要因素。COPD的確切機制尚未明確，這也導致其治療手段十分有限，病程進展一般無法逆轉，只能通過對癥治療減少急性加重、延緩肺功能下降〔3〕。近年來，研究者發現了吸煙、氣道高反應性、空氣污染、生物燃料接觸、職業暴露、病原微生物感染、自主神經功能失衡、營養不良、氣候變化等多種因素可提升COPD的發生風險〔4〕，氧化應激、炎癥機制、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、細胞凋亡、自身免疫反應、定植微生物群變化、無效受損修復等機制均可能在COPD的發生和發展中扮演著重要角色〔5〕，但對其確切病理機制的了解仍然有限。免疫因素與慢性氣道炎癥的互相作用已成為COPD發病機制研究領域的熱點，其內容涵蓋了固有免疫、獲得性免疫、T細胞介導免疫失衡、自身免疫損害等多個方面，相關研究〔6〕結果顯示，COPD患者機體存在著巨噬細胞、樹突細胞、淋巴細胞、B細胞等多種免疫細胞功能及相關細胞因子表達水平的異常，這為闡明其免疫病理機制提供了新的思路。輔助性T細胞(Th)17和調節性T細胞(Treg)亞群在機體免疫平衡機制中發揮重要作用，COPD患者的氣道高炎性反應已被證實與Th17/Treg細胞功能失衡有關〔7〕，但外周血Th17/Treg功能指標是否與穩定期COPD(SCOPD)患者和COPD急性加重(AECOPD)患者的肺功能指標均具有密切的相關性，進而用于臨床病情評價和治療，仍存在較大爭議，不利于闡明COPD的病程變化機制和指導臨床診斷治療工作。本研究針對外周血Th17/Treg失衡與老年SCOPD患者肺功能及AECOPD的相關性進行分析。

1 資料與方法

1.1研究資料 選取2018年3月至2020年3月蚌鋒醫學院第二附屬醫院住院或門診就診的100例老年COPD患者，根據病情分為SCOPD組(58例，均為門診就診病例)和AECOPD組(42例，均為住院病例)，選取同期50名體檢者作為對照組，所有研究對象簽署知情同意書自愿參與本研究，研究方案經醫院醫學倫理委員會審核通過。

1.1.1納入標準 研究對象年齡均大于60歲。SCOPD、AECOPD的診斷標準依據慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)制訂的《慢性阻塞性肺疾病診斷、管理及預防全球策略(2017年版)》〔8〕，其中，COPD的診斷依據為①患者具有病史、危險因素接觸史及胸悶、氣喘、呼吸困難等癥狀；②吸入支氣管擴張劑之后，第一秒用力呼氣容積(FEV1)與用力肺活量(FVC)的百分比低于70%；③排除由支氣管哮喘、急性心衰等其他疾病所引起的呼吸氣流受限。穩定期COPD的診斷依據為：患者臨床癥狀及體征穩定或癥狀，可依靠常規藥物治療控制病情或病情基本恢復到急性加重前的狀態。AECOPD的診斷依據為：患者臨床癥狀變異超過日常變異范圍且呈持續惡化，可伴有痰量增多、膿性或黏液膿性痰、發熱等感染表現，需要改變原有藥物治療方案。COPD患者臨床資料完整。對照組均經臨床檢查排除肺部疾病。

1.1.2排除標準 合并惡性腫瘤、急性腦卒中、急性冠狀動脈綜合征、免疫功能缺陷、血液系統疾病、肝腎功能不全的患者；具有肺部胸廓外傷、畸形或手術史的患者；入組前1個月內有免疫抑制劑應用史或外科手術史的患者。

1.2觀察指標

1.2.1基線資料及臨床特征 通過查閱住院病歷、門診病歷、體檢資料對3組年齡、性別、體重指數(BMI)、基礎疾病、吸煙指數等基線資料進行對比，對兩組COPD患者的病程、改良英國醫學研究學會呼吸困難指數(mMRC)分級、COPD評估測試(CAT)評分、BODE指數評分、6 min步行距離(6MWD)、動脈血氧分壓(PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)進行對比。

1.2.2外周血Th17/Treg功能指標 采集3組空腹外周靜脈血3 ml，AECOPD組均于入院次日采血，SCOPD組于門診就診當日，對照組于體檢當日采血，血樣加入淋巴細胞分離液后分離淋巴細胞，采用密度梯度離心法得到外周血單個核淋巴細胞(PBMCs)，采用FACS Calibur流式細胞儀(美國BD公司)對外周血Th17比例、Treg比例、Th17/Treg比值進行檢測和對比。

1.2.3肺功能指標 采用肺功能檢測儀(德國格萊特肺功能有限公司)對3組肺功能指標進行檢測，COPD患者均于入院當日檢測，對照組于體檢當日檢測，檢測指標包括FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1占預計值百分比(FEV1/Pred)。

1.3統計學方法 采用SPSS23.0軟件進行單因素方差分析(ANOVA法)、LSD法、獨立樣本t檢驗、χ2檢驗或Fisher精確檢驗、Pearson相關分析、Logistic多元回歸分析。

2 結 果

2.13組基線資料及臨床特征比較 3組基線資料差異均無統計學意義(P>0.05)，AECOPD組mMRC分級、CAT評分、BODE指數評分、PaCO2均顯著高于SCOPD組，6MWD和PaO2均顯著低于SCOPD組(P<0.05)，兩組病程差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 3組基線資料及臨床特征比較

2.23組外周血Th17/Treg功能指標及肺功能指標水平比較 3組外周血Th17/Treg功能指標及肺功能指標的差異均有統計學意義(P<0.05)，對照組、SCOPD組、AECOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值依次升高，外周血Treg比例、FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1/Pred依次降低，各組差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 3組外周血Th17/Treg功能指標及肺功能指標水平比較

2.3外周血Th17/Treg功能指標與肺功能指標相關性 SCOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值與肺功能指標呈負相關(P<0.05)，外周血Treg比例與肺功能指標呈正相關(P<0.05)。AECOPD組外周血Th17比例、Th17/Treg比值與FEV1/FVC呈負相關(P<0.05)，外周血Treg比例與FEV1/FVC呈正相關(P<0.05)，患者的外周血Th17/Treg功能指標與其他肺功能指標均無相關性(P>0.05)。見表3。

表3 外周血Th17/Treg功能指標與肺功能指標相關性(r/P值)

2.4外周血Th17/Treg功能指標與AECOPD的相關性 剔除對照組數據后，將上述AECOPD組與SCOPD組患者之間有統計學差異的指標作為自變量納入Logistic多元回歸模型進行分析，結果顯示，AECOPD發生與外周血Th17/Treg比值、FEV1/FVC、mMRC分級、CAT評分具有獨立相關性(P<0.05)，其中，外周血Th17/Treg比值、mMRC分級、CAT評分為危險因素，FEV1/FVC為保護因素。見表4。

表4 AECOPD相關因素的Logistic多元回歸分析

3 討 論

本研究結果可見，相對于正常人群，COPD患者表現為Th17/Treg細胞比值的上升，其原因是出現了Th17比例升高和Treg比例降低，且AECOPD患者的上述改變幅度要高于SCOPD患者，外周血Th17/Treg比值與COPD的急性加重具有獨立相關性。Th17和Treg是人體重要的兩個T淋巴細胞亞群，Th17/Treg功能失衡在自身免疫疾病和炎癥性疾病中發揮著關鍵性作用〔9〕。Th17的主要功能是誘導炎癥反應、分泌白細胞介素(IL)-17等促炎細胞因子，而Treg則可通過調節T細胞活性抑制炎癥的發展、分泌組織生長因子(TGF)-β、IL-10等抑炎細胞因子、維持外周免疫耐受，二者彼此拮抗又處于動態平衡〔10〕。而微小RNA等上游信息系統可對Th17/Treg平衡產生影響，進而引發相關疾病〔11〕。Th17/Treg失衡已被證實參與了COPD、支氣管哮喘、毛細支氣管炎、肺癌、肺纖維化等多種肺部疾病的免疫調節機制，在多種慢性通氣障礙性疾病中，Th17/Treg功能指標均被證實與患者的肺功能具有相關性〔12〕。然而，近年來針對COPD患者外周血Th17/Treg失衡狀態的研究結果存在一定爭議，有研究〔13，14〕結果顯示，與對照人群相比較，SCOPD及AECOPD患者表現為外周血Th17比例、Th17/Treg比值升高和Treg比例下降，且AECOPD患者上述改變更明顯，AECOPD患者外周血Th17比例與Treg比例呈負相關，這與本研究結果一致；但在另外的研究〔15〕中則報道，AECOPD患者外周血Treg比例高于對照人群，對照人群Treg比例高于SCOPD患者；還有的研究〔16〕報道了雖然AECOPD、SCOPD患者Th17/Treg比值均高于對照人群，但SCOPD患者的Treg比例要高于對照人群，這些研究結果與本研究結果存在一定分歧。分析其原因，可能與對照人群基線資料的異質性有關，也可能提示著SCOPD患者與AECOPD患者的Th17/Treg平衡狀態，特別Treg的變化趨勢可能存在差異，相關研究已證實了下呼吸道細菌定植等因素也會導致SCOPD患者外周血Treg比例升高〔17〕，因此，仍需要進一步的研究針對不同病程COPD患者外周血Th17/Treg平衡狀態開展討論和分析。

本研究結果提示了外周血Th17/Treg功能指標可能更適宜評價SCOPD患者的肺功能，這些指標雖然能夠提示AECOPD的發生風險，但并不能較好地反映AECOPD患者的肺功能損害程度。分析其原因，可能是SCOPD患者的肺功能損害主要源于有害因素暴露導致的慢性氣道炎癥，長期吸煙等有害刺激能夠活化Th17，使之在肺組織浸潤從而導致肺泡壁破壞和肺氣腫形成，Th17分泌的IL-17能夠促進中性粒細胞在氣道募集和激活，IL-21能夠提升CD8+T淋巴細胞數量并增強其細胞毒活性從而持續放大COPD的肺部連續炎癥，Th17及其細胞因子還可對Treg發揮細胞間調節作用從而使Th17/Treg失衡進一步加劇〔18，19〕；長期煙霧刺激還會導致肺部樹突細胞亞群失衡并在癥狀部位募集，通過與CD4+T淋巴細胞相互作用引起Th17/Treg失衡，介導肺泡彈性蛋白降解等COPD的免疫損害〔20〕。研究〔21〕結果顯示，COPD的Th17/Treg功能指標及其炎癥因子水平與SCOPD患者FEV1/FVC、FEV1/Pred等具有相關性，煙草等有害物質接觸能夠進一步加劇這一病理改變，這與本研究結果一致。與此不同的是，AECOPD的肺功能損害病理機制可能更為復雜，患者常合并有氣道病原微生物的急性感染，其肺功能損害不僅與發病前SCOPD期的肺功能基線狀態有關，還與感染引起的氣道或全身性炎癥反應有關。相關研究〔22〕結果顯示，與單純COPD患者相比較，合并肺部感染的COPD患者的Th17高表達和Treg低表達現象更加嚴重，其炎癥反應水平可進一步影響患者肺功能，因此，AECOPD患者的Th17/Treg功能指標可能受到感染等多種混雜因素的影響，無法準確地反映患者肺功能損害程度。

綜上，COPD患者存在明顯的外周血Th17/Treg失衡，主要表現為炎癥反應程度加劇，AECOPD患者的Th17/Treg失衡程度較高，SCOPD患者外周血Th17/Treg指標與其肺功能指標具有較好的相關性且與疾病的急性加重有關，臨床醫生應采用積極措施糾正患者的免疫失衡狀態，從而達到延緩肺功能下降、減少急性加重的目的。