吸煙對COPD患者瘦素、TNF-α、sICAM-1及肺功能的影響

滕飛 徐磊

(北華大學附屬醫院呼吸內科，吉林 吉林 132000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特征是進行性氣流受限，并與顆粒性污染物(包括香煙煙霧)的吸入導致的炎癥反應有關。研究表明，COPD不僅是肺部疾病，也可能是全身炎癥過程的結果〔1〕。流行病學顯示COPD患者中吸煙者居多〔2〕，因此戒煙是降低COPD發生風險的最有效的干預措施。

瘦素是由脂肪細胞衍生的激素，是一種主要促炎性脂肪因子，支氣管上皮細胞、肺泡Ⅱ型上皮細胞和巨噬細胞均可表達瘦素〔3〕。動物實驗研究表明，小鼠暴露香煙煙霧，瘦素對氣道固有和適應性免疫反應有不同的影響，在肺組織通過瘦素受體活化調節香煙煙霧誘導的炎癥反應〔4〕。此外，COPD患者急性加重期間能量平衡暫時紊亂，與瘦素濃度升高和全身炎癥反應有關〔5〕,且在COPD患者痰中可檢測到瘦素，并與痰中炎癥標志物C反應蛋白和腫瘤壞死因子(TNF)-α呈正相關〔6〕，提示瘦素參與COPD的炎癥反應。本研究主要觀察COPD患者戒煙后瘦素與炎癥標志物TNF-α和可溶性細胞間黏附分子(sICAM)-1及患者肺功能的變化，以探討香煙煙霧對COPD患者瘦素引起的炎癥反應的作用。

1 對象和方法

1.1研究對象 2019年5月至2020年1月在北華大學附屬醫院呼吸內科按照《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理和預防全球策略(2011 年修訂版) 》的診斷標準〔7〕確定的COPD患者86例。排除標準：COPD合并嚴重并發癥(腫瘤、心力衰竭、嚴重腎衰竭、肝臟疾病)及有其他肺病史的患者如支氣管哮喘、肺結核、肺癌、支氣管擴張和肺纖維化。所選患者均為男性，患者自愿簽署知情同意書。按吸煙狀況分為不吸煙組(30例)、吸煙組(30例)和戒煙組(戒煙至少2年或以上，26例)。數據收集時要求患者處于穩定期。

1.2患者一般情況 采集患者年齡、吸煙史、身高、體重〔計算體重指數(BMI)〕情況。

1.3肺功能測定 使用便攜式肺功能儀由專人對研究對象進行肺功能測定，記錄第1秒用力呼氣容積(FEV1)和FEV1/用力肺活量(FVC)。

1.4樣本采集及瘦素、sICAM-1和 TNF-α測定 早晨采集空腹患者血液于乙二胺四乙酸(EDTA)試管中，以1 000 r/min離心15 min，收集血漿儲存于-70℃直至分析。按照文獻方法〔8〕，痰誘導前讓患者吸入沙丁胺醇200 μg，15 min后超聲波霧化器吸入3%無菌高滲鹽水，霧化時間5～10 min，誘導咳出痰，收集于無菌干燥培養皿中，挑選出黏液部分加入4倍體積的0.1%二硫蘇糖醇(DTT)，37℃ 恒溫培養 30 min，懸浮液渦旋振蕩30 s，再用4倍體積的磷酸鹽緩沖鹽水稀釋，然后以1 000 r/min離心10 min,收集上清液并儲存在-70℃直至分析。按照特異性酶免疫分析酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒測定血漿和誘導痰中瘦素、sICAM-1和TNF-α。

1.5誘導痰中炎性細胞檢測 誘導痰離心沉渣制備痰細胞學涂片2張，室溫下自然風干,做蘇木素-伊紅(HE)染色。光學顯微鏡下行細胞計數及分類，每張片至少計數300個細胞,分類計數中性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞及嗜酸性粒細胞, 兩張涂片取其平均數,得出各種細胞所占百分率。

1.6統計學處理 采用SPSS17.0軟件進行方差分析、LSD法。

2 結 果

2.13組人口學特征及肺功能測定 3組年齡、體重及BMI無統計學差異(P>0.05)。吸煙組和戒煙組年吸煙數無統計學差異(P>0.05)，但兩組肺功能明顯低于不吸煙組(P<0.05)，見表1。

表1 3組人口學特征及肺功能測定

2.23組血漿和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比較 吸煙組和戒煙組血漿瘦素低于不吸煙組，而TNF-α和sICAM-1含量高于不吸煙組，差異有統計學意義(P<0.05)；而兩組瘦素、TNF-α和sICAM-1無統計學差異(P>0.05)。與不吸煙組相比，吸煙組和戒煙組痰中瘦素、TNF-α和sICAM-1含量增加，戒煙組增加顯著更多(P<0.05)，見表2。

表2 3組血漿和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比較

2.33組誘導細胞總數及分類比較 吸煙組痰中細胞總數和中性粒細胞比例高于不吸煙和戒煙組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 3組誘導細胞總數及分類比較

3 討 論

吸煙可引起COPD患者氣流受限〔9〕，其原因主要有香煙中的尼古丁可興奮迷走神經的興奮，使氣道平滑肌張力升高，而且香煙煙霧直接作用于支氣管黏膜，使腺體增生，管腔結構發生變化，黏液潴留，內膜發生炎癥，本研究證實了吸煙對肺功能有明顯影響，累積吸煙與肺功能下降存在關系〔10〕。

COPD被認為是具有全身和呼吸道炎癥反應的一種肺部疾病。瘦素是促炎性脂肪因子，參與類風濕關節炎等不同炎癥性疾病〔11〕。Vernooy等〔12〕發現COPD患者支氣管上皮細胞及肺泡巨噬細胞表達瘦素增加,且將主支氣管上皮細胞暴露于香煙煙霧中后,發現其瘦素及瘦素受體表達增加。本研究支持香煙煙霧可降低瘦素水平〔13〕的觀點，分析其原因可能為香煙煙霧能夠改變下丘腦瘦素受體的敏感性，調節瘦素的合成；煙霧成分可增加血漿兒茶酚胺濃度,兒茶酚胺促進脂類分解進而通過cAMP依賴途徑來降低瘦素水平〔14〕。肺泡巨噬細胞被香煙中煙焦油、亞硝胺等有害物質可激活后，可分泌白細胞介素(IL)-2、IL-8、TNF-α、IL-1等100 余種細胞因子〔15〕，其中TNF-α是一種促炎細胞因子，其在肺中產生多效性作用。血漿sICAM-1可被認為是炎癥的標志，其水平與TNF-α呈正相關〔16〕。本研究結果說明吸煙是COPD患者炎性反應的一個危險因素。

戒煙會增加呼吸道系統中性粒細胞在宿主防御機制中的作用。有研究表明，香煙煙霧可能影響瘦素/瘦素受體介導的嗜中性粒細胞活化，COPD戒煙者痰中瘦素和其受體的表達高于吸煙者〔17〕，表明瘦素及其受體強烈參與嗜中性粒細胞的激活，戒煙改善了炎癥細胞的功能和活性。在香煙煙霧刺激下，TNF-α是巨噬細胞釋放的重要炎癥因子。TNF-α可誘導上皮細胞ICAM-1表達上調, 本研究中戒煙COPD患者痰中瘦素和TNF-α、sICAM-1水平高于目前吸煙COPD患者，但兩組差異不大，這可能是由于氣道中香煙煙霧對氣道系統的直接作用導致瘦素及炎癥因子出現差異，但也表明這種脂肪因子在COPD局部炎癥反應中具有特殊作用，在COPD炎癥環境中瘦素與TNF-α水平更多地參與肺部局部炎癥反應，其瘦素含量增高也可能是TNF-α增加瘦素表達水平〔18〕或與戒煙后患者的食欲增加能力有關。根據文獻報道,在吸煙者的中央氣道壁，T淋巴細胞和巨噬細胞是主要的炎癥浸潤細胞，中性粒細胞較少出現在氣道壁,而主要是在氣道腔內(痰液或支氣管肺泡灌洗液)數量增加〔19〕。本試驗結果說明中性粒細胞在氣道腔內聚集、活化是COPD重要的氣道炎癥標志。

綜上，吸煙是COPD炎癥反應的危險因素，戒煙能減少有害氣體對呼吸道的刺激，降低體內炎性因子水平，有利于COPD 患者臨床癥狀和肺功能的改善〔20〕，因此戒煙是防治 COPD 的重要措施。