胸部惡性腫瘤患者外周血IL-6、IL-10、TGF-β1水平與放射性肺損傷的相關性研究

楊宏山 李俊 賈曉艷 王星 劉萍 敖雯 余軍林

放射治療是治療肺癌和食管癌的重要方式，但它可導致放射性肺損傷(radiation induced lung injury,RILI)，產生放射性肺炎，并最終導致放射性纖維化，可嚴重降低患者的生活質量。迄今為止，只有少數藥物可以有效控制輻射誘導的肺纖維化[1-2]，因此，早期識別放射性肺損傷有利于及時調整腫瘤照射劑量，對提高患者的生活質量具有重要意義。

近年來研究發現，一些細胞因子參與了放射性肺損傷的發生過程[3]。陳建江等[4]發現，腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)與胸部惡性腫瘤患者的放射性損傷有關，Chang等[5]發現，白介素-17(interleukin-17)在炎癥性疾病及機體的防御反應中發揮著重要的作用，且與腫瘤放射性損傷有關，除此之外，沙莎等[6]發現，放療前血漿 IL-6 水平升高是RILI 發生的高危因素。然而，關于胸部惡性腫瘤放射治療前后的外周血IL-6、IL-10、TGF-β1水平與放射性肺損傷的關系研究仍處于探索階段，本研究著重以胸部惡性腫瘤患者為對象，分析放射治療前后的細胞因子(IL-6、IL-10、TGF-β1)與RILI的相關性。

資料與方法

一、一般資料

本研究選擇2019年12 月～2021 年5月在武漢科技大學附屬孝感醫院接受放療的 60例胸部惡性腫瘤患者，其中肺癌39例，食管癌21例。本研究經我院醫學倫理委員會批準和通過(倫研批第SK2019023號)，患者知情并簽署同意書。

二、 納入和排除標準

納入標準 (1)病理證實是食管癌和肺癌患者；(2)接受了胸部常規放療；(3)預期生存時間超過6個月；(4)未合并其他惡性腫瘤；(5)KPS評分≥80分。

排除標準：(1)遠處轉移 (2)資料不完整(3)未規律放療 (4)合并放療禁忌證

三、 治療方法

全部患者給予單純放療或者同步放化療。采用三維適形調強放療，要求95%的計劃靶區均達到處方劑量，雙肺的V20低于28%，V30低于20%，對于同步放化療者，雙肺V20低于27%，脊髓的受量低于40Gy，心臟的受量V40低于40%。 放療劑量DT=1.8～2.0Gy/次，每周進行5次，連續 6～7 周?；煵捎煤K類藥物為主的化療方案。放射治療至15～20次及放射結束后1月時行胸部CT明確是否存在放射性肺炎。

四、樣本采集及檢測

早晨空腹采集患者于放療前、放療結束時、放療結束后1月時外周血5 mL,離心機轉速為3 000 r/min，離心15 min后取上層血清，-80℃低溫冰箱保存，利用酶聯免疫吸附法(ELISA 法)對IL-6、IL-10、TGF-β濃度值進行測定。試劑盒購自上海聯科生物有限公司。IL-6、IL-10、TGF-β的倍增值為放療結束測量值/放療前測量值。

五、統計學方法

結 果

一、 兩組臨床特征差異

患者的性別、年齡、吸煙史、是否化療、放療劑量及病理類型在非RILI組和RILI組間無差異(P>0.05)(見表1)。

表1 兩組臨床特征差異比較[n(%)]

二、 兩組在放療不同時期外周血IL-6、IL-10、TGF-β1水平的差異

兩組在放療不同時期外周血IL-6、IL-10、TGF-β1水平存在差異。結果(如表2)所示，放療結束時IL-6水平在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的IL-6水平升高(P<0.001)；放療結束時及放療結束1月時IL-10水平在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的IL-10水平升高(均P<0.001)；放療結束時及放療結束1月時TGF-β1水平在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的TGF-β1水平升高(P=0.003,P=0.037)。

表2 兩組在放療不同時期中的外周血IL-6、IL-10及TGF-β1水平比較

不同時期外周血IL-6、IL-10水平存在差異。結果(如表3)所示，放療前與放療結束時期及放療結束1月時IL-6水平之間存在差異(均P<0.001)；放療前與放療結束時及放療結束1月時期的IL-10水平之間都存在差異(均P<0.05)；不同時期外周血的TGF-β1水平無統計學差異(P=0.146)。

表3 不同放療時期外周血IL-6、IL-10及TGF-β1水平比較

三、放療結束時3個細胞因子倍增值與RILI的相關性

放療結束時IL-6倍增值在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的倍增值升高(<0.001)；.放療結束時IL-10倍增值在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的倍增值升高(P=0.016)；放療結束TGF-β1水平在RILI組及非RILI組間存在差異，且RILI組的倍增值升高(P=0.025)。

表4 放療結束時兩組中的3個細胞因子倍增值的比較

四、放療結束時3個細胞因子倍增值與發生RILI的ROC曲線

IL-6、IL-10、TGF-β1倍增值診斷RILI的AUC分別為0.930、0.900、0.903。根據最佳截斷值分析，當IL-6倍增值大于1.01時，則診斷RILI的敏感性為92.3%，特異性為91.5%；當IL-10倍增值大于1.22時， 則診斷RILI的敏感性為84.6% 特異性為87.2%；當TGF-β1倍增值大于1.03時，則診斷RILI 敏感性為84.6% 特異性為95.7%(圖1)。

五、放療結束時3個細胞因子倍增值間的相關性

放療結束時IL-6倍增值與IL-10倍增值無相關性(r=0.248,P=0.056，圖2A)，與TGF-β1倍增值存在正相關(r=0.355,P=0.005,圖2B),IL-10倍增值與TGF-β1倍增值無相關性(r=0.234,P=0.071,圖2C)。

圖2 放療結束時3個細胞因子倍增值間的相關性

討 論

放射性肺損傷(RILI),包括急性放射性肺炎和慢性輻射引起的肺纖維化，是肺癌和食管癌放射治療的副作用之一[7]。其發生嚴重限制了臨床有效放射治療劑量的應用并降低了患者的生存質量。目前，RILI 沒有有效的治療方法。 RILI 與慢性炎癥有關，這種損傷因趨化因子和促炎細胞因子的刺激而持續存在[8-9]，這種現象提示細胞因子參與了因放療而引起的肺部急、慢性炎癥。進一步研究發現，引起放射性肺損傷的細胞因子主要包括白細胞介素 、轉化生長因子等[3,10]。IL-6主要由單核巨噬細胞、Ⅱ型肺泡細胞、T 淋巴細胞及成纖維細胞等合成釋放的具有多種生物學活性的細胞因子。當機體受到放射性損傷時，IL-6 可誘導肺內的成纖維細胞分化及增生，從而引起機體的炎癥反應[11]。陳茜等[12]人發現，發生RILI的食管鱗癌患者外周血中IL-6水平明顯高于非RILI，可作為RILI發生的風險預測因子，并且這種現象在陳安艷[13]等及趙若妃等[14]人的研究中被觀察到。在本研究中，我們同樣發現了肺癌及食管癌患者的外周血IL-6水平與RILI存在相關性，且在發生RILI的癌癥患者中升高，除此之外，放療結束后IL-6的倍增值能較好的預測RILI的發生率，具有高的敏感性和特異性。IL-10主要由單核巨噬細胞、B淋巴細胞、調節性T細胞產生的一種抗炎細胞因子，在抑制免疫反應及炎癥反應中起關鍵作用[15-16]。然而，一些研究發現，IL-10具有促進免疫應答的功能[17]。常曉龍等[18]發現，發生急性放射性肺炎患者的IL-10水平升高，這與本研究的結果相一致，且與分級成正相關，但在陳安艷等[13]的研究中，IL-10水平并無差異，這種差異可能與樣本量相關，仍需進一步的大樣本數據進行研究。轉化生長因子(TGF-β1)主要由肺泡巨噬細胞產生并釋放的一種有效的促進肺纖維化的細胞因子[19-20]。有研究表明，RILI的發生往往伴隨著TGF-β1表達增加及信號通路激活[21],激活后的 TGF-β1可促進成纖維細胞增生而抑制上皮細胞增生，最終導致不可逆的肺纖維化[22]。伍萬春等[23]人的研究表明，TGF-β1不僅與RILI相關，而且可作為發生RILI的預測因子。本研究中的RILI患者中TGF-β1明顯升高，且RILI相關，可作為胸部腫瘤放療過程中發生RILI的有效預測指標。三種細胞因子倍增值間存在相關性，且都能較好的預測RILI的發生(AUC均大于或等于0.900)。在不同的試劑，不同的儀器檢測的情況下，細胞因子水平波動較大，不同研究之間比較可能存在偏差，而細胞因子的倍增值相對準確，且具有更高的穩定性和臨床應用價值。

總而言之，本次研究發現了發生RILI的肺癌及食管癌患者外周血IL-6、IL-10、TGF-β1水平升高，且與RILI存在相關性，三種因子的倍增值在預測RILI上具有較高的準確度，可作為發生RILI的風險預測因子，但是，本研究也存在一定的局限性，第一，樣本量有限，第二，回顧性研究，不可控制因素存在，如患者感染，有待下一步大樣本的前瞻性研究進行驗證。