血清白細胞介素-10、白細胞介素-17、白細胞介素-23檢測對慢性阻塞性肺疾病合并侵襲性肺曲霉菌感染的診斷及預后評估價值

胡傳璽,劉靈燕,李 漫

(上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院檢驗科,上海 201999)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以氣流受限為特征的肺部疾病,主要為不完全可逆和進行性發展方向,包括慢性支氣管炎和肺氣腫[1-3]。臨床以慢性咳嗽、咳痰、呼吸困難、喘息、胸悶等為主要表現,隨著病情發展氣流受阻加重,可累及骨骼肌肉、心臟,從而發展為肺心病,最終引起呼吸衰竭[4-5]。侵襲性肺曲霉菌(Invasive pulmonary aspergillosis,IPA)感染起病隱匿且病情發展迅速,因其缺乏典型特征表現以及有效早期診斷方法,IPA確診和治療較困難、病死率高、預后差[6-8]。近年來,COPD合并IPA感染發病率逐漸上升且病死率較高[9-10],因此早期診斷給予有效治療對患者預后具有重要意義。本研究旨在探討血清白細胞介素(Interleukin,IL)-10、IL-17、IL-23對COPD合并IPA感染的診斷及預后價值,以期為臨床診治提供一定參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年6月至2021年6月上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院90例因COPD急性加重住院患者,通過肺部分泌物培養實驗結果篩查其IPA感染情況,根據有無合并IPA感染分為感染組(n=41)和無感染組(n=49)。感染組男22例,女19例;年齡45～80歲,平均(62.50±4.25)歲;COPD病程5～15年,平均(10.47±0.94)年;高血壓25例,糖尿病7例,冠心病6例;抗生素使用時間10～25 d,平均(17.49±2.24)d。無感染組28例,女21例;年齡46～82歲,平均(63.89±4.16)歲;COPD病程6～17年,平均(10.89±0.42)年;高血壓28例,糖尿病6例,冠心病4例;抗生素使用時間12～27 d,平均(18.59±2.15)d。兩組一般資料比較無統計學差異(均P>0.05),具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 檢測方法: COPD患者因急性加重住院,入院當日采集患者清晨空腹靜脈血5 ml,離心后取上層血清待檢。采用酶聯免疫吸附法檢測血清IL-10、IL-17、IL-23,儀器為日立N7600全自動生化分析儀,試劑盒購自美國強生公司。操作步驟:分別設空白孔、標準孔、待測樣品孔。空白孔加樣品稀釋液100 μl,余孔分別加標準品或待測。樣品100 μl,注意不要有氣泡,加樣將樣品加于酶標板孔底部,盡量不觸及孔壁,輕輕晃動混勻,酶標板加上蓋或覆膜,防止試劑蒸發,37 ℃反應120 min,棄去液體洗滌。每孔加生物素標記抗體工作液100 μl,37 ℃,60 min。配制方法:取1 μl生物素標記抗體加99 μl生物素標記抗體稀釋液的比例配制,輕輕混勻,在使用前1 h內配制,現配現用,不得過夜。溫育60 min后,棄去孔內液體,甩干,洗板3次,每次浸泡1～2 min,350 μl/每孔,甩干。每孔加辣根過氧化物酶標記親和素工作液,同生物素標記抗體工作液。100 μl,37 ℃,60 min。溫育60 min后,棄去孔內液體,甩干,洗板5次,每次浸泡1～2 min,350 μl/每孔,甩干。依序每孔加底物溶液90 μl,37 ℃避光顯色,30 min內,此時肉眼可見標準品的前3～4孔有明顯的梯度藍色,后3～4孔梯度不明顯,即可終止。依序每孔加終止溶液50 μl,終止反應,此時藍色立轉黃色。終止液的加入順序應盡量與底物液的加入順序相同。為了保證實驗結果的準確性,底物反應時間到后應盡快加入終止液。用酶聯儀在450 nm波長依序測量各孔的光密度。在加終止液后15 min以內進行檢測。

1.2.2 治療方法:感染患者給予注射用伏立康唑(批號201803),靜脈滴注,首日4 mg/(kg·d),每12 h1次,之后2 mg/(kg·d),每12 h1次,直至患者無發熱、痰色轉白。觀察期1個月,統計患者死亡情況。

2 結 果

2.1 兩組血清IL-10、IL-17、IL-23水平比較 感染組血清IL-10水平低于無感染組(P<0.05),IL-17、IL-23水平高于無感染組(均P<0.05),見表1。

表1 兩組血清IL-10、IL-17、IL-23水平比較

2.2 血清IL-10、IL-17、IL-23對COPD合并IPA感染的診斷價值 血清IL-10、IL-17、IL-23以及聯合診斷 ROC曲線下面積(AUC)分別為0.692、0.685、0.762、0.822,敏感度、特異度分別為66.45%、45.24%,70.50%、52.60%,78.05%、71.43%,83.50%、75.30%。見表2(圖1)。

圖1 血清IL-10、IL-17、IL-23診斷COPD合并IPA感染ROC曲線

表2 血清IL-10、IL-17、IL-23對COPD合并IPA感染的診斷價值

2.3 血清IL-10、IL-17、IL-23與COPD合并IPA感染患者預后的關系 41例COPD合并IPA感染患者中,6例死亡,死亡者血清IL-10明顯低于存活者,血清IL-17、IL-23水平顯著高于存活者(均P<0.05),但Cox回歸分析顯示僅IL-17為影響患者預后的獨立因素(P<0.05)。見表3、4。

表3 COPD合并IPA感染患者預后的單因素分析

表4 預后的影響因素Cox回歸分析

3 討 論

COPD的臨床表現一般為病程遷延不愈、反復發作,不僅對患者日常勞作、生活質量造成了嚴重影響,同時也帶來巨大社會經濟負擔,其發病原因可能與遺傳、環境、職業、生活方式等因素有關[11-12]。曲霉菌為人體深部組織機會性致病霉菌,肺是曲霉菌感染的好發器官[13],COPD患者多為老年人,老年患者免疫抵抗力低下,肺部功能下降,COPD反復發作可使小氣道發生不同程度破壞,黏膜纖毛發生脫落破壞局部結構,進一步導致生理防御能力下降,另外老年人多伴有基礎疾病,隨著抗菌藥物、糖皮質激素、機械通氣等治療開展患者易受IPA感染[14-16],從而對患者預后產生不良影響。

IL-10為多效性細胞因子,能在多種類型細胞中發揮免疫抑制、免疫刺激作用,可對單核細胞表面主要組織相容性抗原Ⅱ進行下調,從而使抗原呈遞作用下降,并對炎性細胞激活、遷移、黏附具有抑制作用[17]。相關研究顯示IL-10在COPD發生發展中發揮重要作用[18]。IL-17由Th17產生,能產生局部細胞因子并招募中性粒細胞到炎癥部位,研究表明IL-17家族的細胞因子具有多種免疫調節功能,其顯著作用為參與誘導和介導促炎反應[19]。IL-17可作用于各種細胞靶標從而導致細胞活化,當其對上皮細胞、成纖維細胞產生作用時,IL-17可引起細胞因子、酶的產生[20]。IL-23由IL-12p40亞基和IL-23p19亞基組成,其在1型極化T細胞免疫應答中發揮作用,相關研究顯示IL-23在COPD炎性反應中發揮作用,分泌明顯增加,并與病情密切相關[21]。本研究結果顯示IPA感染組血清IL-10水平較無感染組低,而IL-17、IL-23較無感染組高,提示IL-10、IL-17、IL-23可能參與COPD合并IPA感染過程,分析原因可能是IL-10為Th2類細胞因子,對肥大細胞、嗜酸性粒細胞、B細胞等增殖、分化具有促進作用,可誘導產生特異性抗體并介導體液免疫,正常機體水平下T輔助細胞Th1、Th2細胞因子呈平衡狀態,當平衡紊亂時機體免疫力下降,而IPA感染在免疫受損嚴重時更易發生,故IL-10水平呈下降狀態。真菌感染中IL-17作為宿主主要作用為防御遞質并對肺部微生物進行清除。IPA感染發生后大量曲霉孢子被吸入,菌絲侵襲肺組織引起廣泛浸潤性肺炎或局限性肉芽腫,Th17細胞通過分泌IL-17在內的多種細胞因子參與炎性反應,而IL-23對Th17細胞誘導分化具有強化和穩固作用,故曲霉菌感染性炎性反應可能存在IL-23/IL-17軸作用。而COPD合并IPA感染患者IL-17、IL-23水平上升的原因可能是Th17細胞免疫反應可造成免疫損傷,IL-17對中性粒細胞介導的曲霉孢子的清除、殺滅具有抵制作用,IL-17為Th17細胞分泌促炎因子,可通過上調炎性介質對Thl免疫反應進行抑制或促進Th2免疫反應,在IPA的發病過程中起到促炎作用,而高水平下的IL-23/IL-17依賴的炎癥應答與肺曲霉的易感性相關。本研究結果顯示血清IL-10、IL-17、IL-23聯合診斷時ROC曲線下面積均大于單一指標、IL-10和IL-17聯合、IL-10和IL-23聯合診斷,將IL-10與IL-17、IL-23分別聯合對COPD合并IPA感染進行診斷也體現出一定價值,但三項指標聯合診斷價值更高。此外,本研究進一步分析患者預后,發現COPD合并IPA感染患者中,死亡者血清IL-10明顯低于存活者,血清IL-17、IL-23水平顯著高于存活者,提示血清IL-10、IL-17、IL-23與COPD合并IPA感染患者預后有一定關聯,但Cox回歸分析顯示僅IL-17為影響患者預后的獨立因素。

綜上所述,血清IL-10、IL-17、IL-23在COPD合并IPA感染患者中表達異常,有助于其早期診斷,并可評估預后。由于本研究樣本量較小、未進行長期隨訪,相關結論有待進一步論證。