慢性阻塞性肺疾病合并肺部感染者Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能及CAT評分的關系

宋偉偉 常雙喜 禹彩霞 孫廣信

(1河南省胸科醫院呼吸及危重癥監護室，河南 鄭州 450000；2鄭州市第一人民醫院呼吸內科；3鄭州人民醫院重癥醫學科)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種慢性炎癥性疾病，以小氣道氣流受限為主要特點，由于長期的免疫受損，容易并發肺部感染，進一步增加肺功能受損程度，嚴重影響患者的生活質量和活動耐力。臨床中，應用COPD評估量表(CAT)可以為患者的臨床癥狀及生存質量評估提供客觀可靠參考〔1〕。在COPD進展過程中，氣道炎癥反應發揮重要作用，COPD患者合并肺部感染時，體內的炎癥反應顯著增加，研究顯示〔2,3〕，輔助型 T 細胞17/調節型 T 細胞(Th17/Treg)免疫失衡，可誘發機體的炎癥反應，導致多種感染性疾病的發生，Th17可通過分泌白細胞介素(IL)-17促進炎癥因子的釋放，從而加劇體內的炎癥反應，在 Th17/Treg免疫失衡過程中，發揮關鍵作用，其血清水平可以反映 Th17/Treg免疫失衡的嚴重程度。那么COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17的水平變化對肺功能的影響到底如何，以及與CAT評分的相關性，尚未見報道，需進一步探討。本實驗旨在探討Th17、Treg及其相關炎癥因子對COPD并發肺部感染患者肺功能及生存質量的影響。

1 對象與方法

1.1對象 選取2018年3月至2019年3月在鄭州市第一人民醫院及鄭州人民醫院收治的單純 COPD患者30例作為COPD組，COPD合并肺部感染患者34例作為感染組?；颊呔稀禖OPD診治指南(2013年修訂版)》中的相關標準〔4〕，感染組患者均通過影像學和細菌學確診為肺部感染。同期醫院體檢的健康志愿者32例作為對照組。3組性別、年齡、體重指數、吸煙指數無統計學差異(P>0.05)，可行組間比較。見表1。

研究對象對本研究知情同意。排除標準：①合并肺結核等其他肺部疾病者。②合并有惡性腫瘤或預計生存期不足3個月者。③合并有嚴重心、肝、腎、腦等重要臟器功能障礙者。④合并嚴重全身性疾病者。⑤合并自身免疫性疾病。⑥近期手術。⑦存在精神障礙或無法配合檢查者。

1.2方法

1.2.1血清IL-17檢測 研究對象均于清晨空腹抽取肘靜脈血5 ml，肝素抗凝，采用離心機以3 000 r/min的轉速離心10 min，提取上層血清，樣本置于-80℃冰箱待測。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA) 測定血清IL-17水平，試劑盒購自上海生工生物工程有限公司，操作嚴格按試劑盒說明書進行。

表1 3組一般資料比較

1.2.2Th17、Treg檢測 研究對象均于清晨空腹抽取肘靜脈血5 ml，肝素鈉抗凝，采用BD FACS Calibur型流式細胞儀檢測外周血中 Th17細胞和Treg細胞的比例。

1.2.3肺功能檢測 該項檢查由受過專業培訓的實驗者進行，使用肺功能儀(比利時Medisoft-Hyp)對所有研究對象進行檢測，指標包括：用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼氣容積(FEV1)，并且計算FEV1/FVC。

1.2.4CAT評分 包括咳嗽、咳痰、睡眠、胸悶、情緒、精力六個主觀方面及日常運動影響、運動耐力兩個方面對患者癥狀進行評估，總分為40分。 其中0～10 分為輕微病情；11～20分為中度病情；21～30分為重度病情；31～40分非常嚴重，無法從事任何活動，生活完全無法自理。

1.3統計學分析 采用SPSS21.0軟件進行t檢驗、F檢驗、χ2檢驗、Spearman檢驗。

2 結 果

2.13組外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平比較 3組外周血中Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平比較有統計學差異(P<0.05)，感染組外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于COPD組和對照組，且COPD組外周血中Th17、Th17/Treg及IL-17水平高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；感染組外周血中Treg細胞比例低于COPD組和對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，且COPD組外周血中Treg細胞比例低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.23組肺功能指標比較 3組FEV1、FVC、FEV1/FVC比較有統計學差異(P<0.05)，其中感染組的FEV1、FVC、FEV1/FVC明顯低于COPD組和對照組，且COPD組的FEV1、FVC、FEV1/FVC顯著低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

2.3COPD合并肺部感染患者Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能及CAT評分的關系 經Spearman相關分析顯示，COPD合并肺部感染患者Th17、Th17/Treg及IL-17 水平與肺功能指標FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈負相關(P<0.05)，而與CAT評分呈正相關(P<0.05)。Treg細胞比例與肺功能指標FEV1、FVC、FEV1/FVC均呈正相關(P<0.05)，與CAT評分呈負相關(P<0.05)。見表3。

表2 3組外周血Th17、Treg、Th17/Treg 及IL-17 水平及肺功能指標比較

表3 外周血Th17、Treg、Th17/Treg、IL-17 水平與肺功能指標及CAT評分的相關性分析

3 討 論

COPD是一種炎癥因子介導的全身炎癥反應性疾病，主要累及小氣道和肺組織，特征是持續氣流受限。 目前，COPD 的發病率居高不下，患者病程較長，病情容易遷延，特別是進展為COPD急性加重期，住院率及死亡率顯著增加，不僅影響患者的生存質量，同時給家庭及社會帶來沉重的經濟負擔〔5〕。目前研究認為肺部感染是誘發COPD急性加重期的一個重要因素，COPD 并發肺部感染后，患者的肺功能會受到進一步損傷，降低患者生存質量，嚴重影響預后〔6〕。COPD的發病機制目前仍未完全闡明，但多數學者認為，炎癥因子介導的相關炎癥反應在 COPD的發生、發展中扮演重要的作用〔7,8〕。

Th17 與 Treg是近年來發現的一類淋巴細胞亞群，兩者均是由幼稚型T細胞分化而來，但功能上表現為相互拮抗作用〔9〕。Th17可以防御細菌感染、誘導炎癥反應、調控自身免疫性疾病，IL-17是其特征性分泌的炎癥因子， 研究發現， IL-17的水平升高，可促使上皮細胞及巨噬細胞釋放大量的炎癥因子和趨化因子，誘導和活化中性粒細胞，進而增加機體的炎癥反應，Treg則可抑制炎癥因子介導的炎性反應，有效地保持機體免疫的穩定性，維持免疫監視作用〔10〕。Th17/Treg失衡狀態在COPD、哮喘等多種肺部疾病的發生和發展過程中發揮重要的調控作用〔11,12〕。本研究結果表明COPD合并肺部感染患者體內存在明顯的Th17/Treg失衡狀況，使得 Th17 及 Treg 細胞含量在 COPD合并肺部感染患者中存在顯著地差異，Th17 細胞及其特異性炎癥因子 IL-17，在COPD合并肺部感染患者中高表達，參與了COPD的炎癥反應過程，同時引起機體全身炎癥反應，從而引起機體病理性免疫應答反應，促使Treg 細胞含量減少。Eustace等〔13〕研究發現，IL-17 作為重要的致炎因子，在 COPD 患者炎癥反應的過程中，扮演著重要的角色，并且全程參與，隨著 COPD 病變程度的加重，IL-17 水平也隨之升高。本研究同時發現，與對照組相比，COPD合并感染組及單純COPD組的肺功能明顯受損，相關肺功能指標： FEV1、FVC、FEV1/FVC 均明顯下降，且合并感染組下降更加明顯，同時相關性分析顯示，COPD 合并感染組患者Th17、Th17/Treg 及 IL-17 水 平 隨 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明顯升高，呈顯著負相關；而Treg 細胞含量隨 FEV1、FVC、FEV1/FVC 的下降而明顯下降，呈顯著正相關，可能的機制是Th17及特征性炎性因子IL-17的高表達和 Treg低表達，導 致了Th17/Treg比例失衡，引起IL-17、TNF-α等炎癥因子水平上升，從而導致活化中性粒細胞在小氣道內聚集，促使氣道分泌物增加，加重不可逆的氣流受限，從而影響肺部換氣功能，最終引起肺功能損傷〔14〕。

CAT評分是反映急性加重期或穩定期的COPD患者咳嗽咳痰、胸悶氣喘、睡眠精力等主要癥狀的量表，對于COPD患者臨床癥狀、嚴重程度及生存質量有很好的評估價值，Mackay 等〔15〕研究發現，CAT評分對COPD急性加重期有較好的預測價值。本研究提示血清Th17、IL-17水平與COPD合并肺部感染患者健康狀況、生存質量密切聯系，并且Th17、Th17/Treg及IL-17水平增加對COPD合并肺部感染患者的生存質量可能造成不良影響。王紅等〔16〕研究同樣發現，COPD急性加重期患者中存在 Th17/Treg 細胞失衡，且失衡情狀況越嚴重，患者生活質量、營養狀況越差。因此可推測Th17、Treg及IL-17可能通過引起COPD合并肺部感染全身炎癥反應，促使機體分解代謝增強，從而導致營養不良狀況的發生，最終對COPD合并肺部感染患者臨床癥狀和生存質量造成負面影響。因此，檢測Th17、Treg及IL-17水平對COPD并發肺部感染患者的病情程度、療效及評估預后有一定的預測價值。

綜上所述，COPD合并肺部感染患者呼吸道慢性炎癥的發生、發展過程中，Th17/Treg細胞免疫失衡及IL-17的高表達可能持續存在，且嚴重損害了患者的肺功能，同時與COPD合并肺部感染患者的疾病程度、生存質量密切相關。臨床檢測Th17、Treg及IL-17水平對了解患者病情嚴重程度、判斷疾病預后情況均有一定的指導意義。當然，本研究也存在一定的缺陷，如缺乏COPD合并肺部感染患者，治療前后炎癥因子表達的數據，且研究的樣本量偏小，待于進一步完善。