·论 著·
李小明
(北京燕化医院呼吸科,北京 102500)
[摘要] 目的探讨支气管哮喘患者体内炎性细胞和炎性因子(CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17)表达水平与肺功能的相关性。方法收集268例支气管哮喘患者,其中间歇-轻度142例,中重度126例,同时以60例健康体检者作为对照组。①测定所有入组者血液酸碱度(pH)、动脉血氧分压(arterial oxygen partial pressure,PaO2)、动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation,SaO2)和动脉血二氧化碳分压(arterial carbon dioxide pressure,PaCO2);②测定所有入组者肺活量(vital capacity,VC),1秒钟用力呼气容积与预计值的百分比(FEV1/Pre%)及呼气流量峰值(peak expiratory flow,PEF);③检测所有入组者外周血CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17的表达水平;④探讨患者CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17表达水平与肺功能的相关性。结果①中重度组和间歇-轻度组PaCO2较健康对照组明显偏高(P<0.05);中重度组与间歇-轻度组相比,pH值、PaO2、SaO2均明显偏低(P<0.05)。②与健康对照组相比,间歇-轻度组和中重度组肺功能指标明显偏低(P<0.05);中重度组与间歇-轻度组比较,肺功能指标显著降低(P<0.05)。③间歇-轻度组和中重度组Th17、CD8+T、IL-17水平显著高于健康对照组,CD4+T明显低于健康对照组(P<0.05);中重度组Th17、CD8+T、IL-17水平高于间歇-轻度组,CD4+T细胞水平低于间歇-轻度组(P<0.05)。④哮喘患者体内CD4+T细胞水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈正相关;Th17、CD8+T、IL-17水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈负相关。⑤中重度组与间歇-轻度组相比,CD4+T、CD8+T、Th17细胞及炎性因子IL-17水平与肺功能的相关性更高。结论CD4+T、CD8+T、Th17和IL-17表达水平可作为支气管哮喘病情变化的判断指标,临床诊治中应结合患者机体内环境的变化情况,制定科学合理的治疗方案。
[关键词]哮喘;呼吸功能试验;血气分析
doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2018.05.003
支气管哮喘是一种由多种细胞和因子参与的肺部免疫功能疾病[1-2],T淋巴细胞及其细胞亚群在哮喘疾病的发生机制中具有重要的作用[3-4]。有关支气管哮喘患者体内炎性细胞和炎性因子与肺功能的相关性研究鲜有报道。本研究通过检测支气管哮喘患者体内CD4+T、CD8+T、Th17、白细胞介素(interleukin,IL)17的表达水平,探讨CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17表达水平与肺功能的相关性,旨在为支气管哮喘的防治提供依据。
1.1一般资料 选择2013年9月—2016年12月北京燕化医院呼吸科收治的268例支气管哮喘患者。所有患者均符合中华医学会呼吸病学分会哮喘学组制定的《支气管哮喘防治指南》诊断标准[5],其中间歇状态和轻度持续患者142例,中重度持续患者126例。选择同期在我院进行体检的60例健康者作为对照组。排除合并其他肺部疾病者、近期使用糖皮质激素及其他免疫抑制剂者、妊娠期或哺乳期妇女以及依从性差的患者。所有入组者均对本研究知情并签署知情同意书。入组者性别构成、年龄及患者病程等差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。
1.2材料与试剂 所用CD4-FITC、CD8-FITC购于BD Bioscience公司;PE-IL-17及同型对照、破膜剂、离子霉素(Ion)、阻断剂莫能菌素(Mon)、刺激剂佛波酯、酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)试剂盒均购于美国eBio-science公司;RPMI 1640和胎牛血清购于美国Thermo公司。
1.3检测指标 应用丹麦雷度ABL800型血气分析仪检测所有入组者的血液酸碱度(pH)、动脉血氧分压(arterial oxygen partial pressure,PaO2)、动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation,SaO2)和动脉血二氧化碳分压(arterial carbon dioxide pressure,PaCO2);应用德国耶格Masterscreen肺功能仪测定所有入组者的肺活量(vital capacity,VC)、1秒钟用力呼气容积与预计值的百分比(FEV1/Pre%)及呼气流量峰值(peak expiratory flow,PEF)。
1.4血样采集 抽取所有研究对象1次清晨空腹外周静脉血5 mL,将所采集的血样进行抗凝处理后于37 ℃保存并送检,同时对患者给予吸氧、解痉、平喘、消炎等基础治疗。
1.5CD4+、CD8+T细胞测定 将CD4-FITC、CD8-FITC单克隆抗体20 μL加入100 μL外周血样,涡旋混合均匀,于25 ℃避光孵育15 min,加入2 mL PBS洗涤后,以2 000 r/min离心10 min,弃去上清液(重复2遍),加入多聚甲醛固定,制成单细胞悬液,应用Beckman Coulter流式细胞仪检测。
1.6Th17细胞测定 将外周血样处理得到单核细胞,加入CD4-FITC,避光孵育20 min,PBS洗涤后加入RPMI 1640培养液,37 ℃孵育18 h。将孵育后的细胞固定破膜,PBS洗涤(重复2遍)后将细胞平均分成2份,分别加入PE-IL-17单抗及同型对照,避光孵育30 min后应用Beckman Coulter流式细胞仪检测。
1.7IL-17测定 取外周血3 mL作为研究样本,以2 000 r/min离心10 min分离血浆后得到血清, ELISA检测各组血清中IL-17的表达水平。
1.8统计学方法 应用SPSS 19.0统计软件分析数据。计量资料比较分别采用配对t检验、F检验和SNK-q检验;计数资料比较采用χ2检验;相关性采用Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1动脉血气分析 间歇-轻度组血液pH值、PaO2、SaO2与健康对照组差异无统计学意义(P>0.05);中重度组和间歇-轻度组PaCO2较健康对照组明显偏高(P<0.05);中重度组与间歇-轻度组相比,pH值、PaO2、SaO2均明显偏低,PaCO2明显偏高(P<0.05)。见表2。
*P<0.05与健康对照组比较 #P<0.05与间歇-轻度组比较(SNK-q检验)
2.2肺功能指标比较 与健康对照组相比,间歇-轻度组和中重度组VC、FEV1/Pre及PEF值均明显偏低(P<0.05);中重度组与间歇-轻度组相比,VC、FEV1/Pre及PEF均降低(P<0.05)。见表3。
2.3CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平比较 间歇-轻度组和中重度组Th17、CD8+T细胞水平和IL-17水平均明显高于健康对照组,CD4+T细胞水平明显低于健康对照组(P<0.05);中重度组Th17、CD8+T细胞和IL-17水平均明显高于间歇-轻度组,CD4+T细胞水平低于间歇-轻度组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。
*P<0.05与对照组比较 #P<0.05与间歇-轻度组比较(SNK-q检验)
*P<0.05与对照组比较 #P<0.05与间歇-轻度组比较(SNK-q检验)
2.4间歇-轻度组CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平与肺功能的相关性分析 间歇-轻度组外周血CD4+T细胞水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈正相关(P<0.05);CD8+T、Th17细胞水平和IL-17水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈负相关(P<0.05)。见表5。
表5 间歇-轻度组CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平与肺功能的相关性分析
Table5Correlation between pulmonary functions and levels of CD4+T,CD8+T,Th17,IL-17in the intermittent-mild group
2.5中重度组CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平与肺功能的相关性分析 中重度组外周血CD4+T细胞水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈正相关(P<0.05);CD8+T、Th17细胞水平和IL-17水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈负相关(P<0.05)。见表6。
表6 中重度组CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平与肺功能的相关性分析
Table6Correlation between pulmonary function and levels of CD4+T,CD8+T,Th17,IL-17in the moderate to severe group
哮喘是一种由炎性细胞及炎症介质参与的免疫变态反应性疾病[6-7],其发病原因目前尚未明确,不同严重程度的患者其肺功能的损害程度存在一定的差异[8]。本研究结果显示,与健康对照组相比,间歇-轻度组和中重度组VC、FEV1/Pre及PEF值均明显偏低,中重度组与间歇-轻度组相比,VC、FEV1/Pre及PEF值均降低,差异均具有统计学意义(P<0.05)。说明哮喘病情越严重,气道阻塞程度也越严重,患者的肺功能越差。
动脉血气分析是判断哮喘病情程度最有效的检查方法,哮喘发作时伴随缺氧,导致PaO2和SaO2降低,代谢性酸中毒所致通气过度产生的呼吸性碱中毒,表现为PaCO2下降,pH值上升;重症哮喘患者的气道阻塞程度严重,可有缺氧及CO2潴留,引起PaCO2上升,表现为呼吸性酸中毒,如缺氧明显还可合并代谢性酸中毒[9-10]。 本研究间歇-轻度组血液pH值、PaO2、SaO2与健康对照组差异无统计学意义(P>0.05),可能是由于间歇-轻度组症状较轻,血气分析指标与健康对照组差异较小;中重度组和间歇-轻度组PaCO2值较健康对照组明显偏高(P<0.05);中重度组与间歇-轻度组相比,pH值、PaO2、SaO2均明显偏低(P<0.05)。与Nakamura等[11]研究结果一致。
近年来研究认为,T淋巴细胞主要功能是调节蛋白质抗原引起的免疫应答,与哮喘气道炎症反应密切相关[12-14],CD4+T和CD8+T比例失调可引起机体免疫系统的紊乱,在维持机体内环境稳定方面具有重要作用[4]。Th17细胞作为CD4+T淋巴细胞的新亚群,Tomasiak-Lozowska等[15]研究发现,Th17细胞其分泌的细胞因子IL-17可通过作用于多种细胞而引起局部炎症反应,加重哮喘患者的气道高反应性,可能是哮喘发病的重要免疫学机制。
T淋巴细胞的动态调节作用出现紊乱时,机体稳定的免疫内环境将被打破而导致机体发病[16]。安霞等[17]研究发现,Th17细胞分泌的IL-17炎性因子可对中性粒细胞进行趋化和活化,在气道重塑过程中发挥着重要作用。本研究结果显示,支气管哮喘患者体内炎性细胞CD4+T、CD8+T及Th17水平均存在异常,间歇-轻度组和中重度组Th17及CD8+T细胞水平明显高于健康对照组,CD4+T细胞水平明显低于健康对照组(P<0.05);支气管哮喘患者体内存在明显的炎症反应,患者外周血IL-17水平明显高于健康对照组(P<0.05);中重度组体内Th17、CD8+T、IL-17水平高于间歇-轻度组,CD4+T细胞水平低于间歇-轻度组(P<0.05)。表明随着哮喘病情的加重,Th17、CD4+T、CD8+T细胞及炎性因子IL-17的异常情况更加严重。
哮喘患者体内T细胞水平的高低可反映肺部变态反应的严重程度,患者的肺功能指标与T细胞水平存在一定的相关性[18-19]。本研究中,间歇-轻
度组和中重度组哮喘患者体内CD4+T细胞水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈正相关;Th17、CD8+T细胞水平和IL-17水平与VC、FEV1/Pre及PEF均呈负相关。提示哮喘患者体内炎性细胞及炎性因子水平的变化可在一定程度上反映肺功能的损伤程度。本研究的相关性分析还发现,中重度组与间歇-轻度组相比,CD4+T、CD8+T、Th17、IL-17水平与肺功能的相关系数(r)较大,提示中重度组患者体内各指标间的相关性更高。可能是由于中重度组患者的病情比间歇-轻度组患者更加严重,体内炎性细胞及炎性因子水平的异常程度和肺功能的下降程度更加剧烈,导致中重度组患者体内各指标之间具有更高的相关性。
综上所述,炎性细胞CD4+、CD8+T、Th17及炎性因子IL-17在支气管哮喘疾病的发生发展过程中具有重要的作用,可作为支气管哮喘病情变化的判断指标。临床诊治中应结合患者机体内环境的变化情况,制定科学合理的治疗方案。
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LI Xiao-ming
(Department of Respiration,Beijing Yanhua Hospital,Beijing102500,China)
Abstract ObjectiveTo investigate the correlation between the level of inflammatory cells, inflammatory factors(CD4+T, CD8+T, Thl7, IL-17) and pulmonary functions of patients with bronchial asthma.MethodsTwo hundred and sixty-eight patients with bronchial asthma were enrolled in this study. One hundred and forty-two cases of moderate intermittent-mild, 126 cases of moderate to severe and 60 cases of healthy subjects were collected as control group. ①The blood pH (pH), arterial oxygen partial pressure(PaO2), arterial oxygen saturation(SaO2), and arterial carbon dioxide pressure(PaCO2) were measured. ②The vital capacity (VC), the forced expiratory volume in one second/predicted value%(FEV1/Pre%) and peak expiratory flow(PEF) were measured for all participants. ③The levels of CD4+T, CD8+T, Thl7, IL-17 in peripheral blood were detected. ④Correlation between the expression of CD4+T, CD8+T, Th17, IL-17 and pulmonary functions were explored.Results①The PaCO2value of the moderate to severe group and the intermittent-mild group were significantly higher than that of the healthy control group(P<0.05). The pH, PaO2and SaO2were significantly lower in the moderate to severe group than those in the intermittent-mild group(P<0.05). ②Compared with the control group, the pulmonary function indexes of the patients in the intermittent-mild group and the moderate to severe group were significantly lower than those in the control group(P<0.05). The pulmonary function indexes were significantly lower in the moderate to severe group than those in the intermittent-mild group(P<0.05). ③The levels of Th17, CD8+T, IL-17 in the intermittent-mild group and the moderate to severe group were significantly higher than those in control group. CD4+T cells were lower than those in control group. The levels of Th17, CD8+T, IL-17 in the moderate to severe group were significantly higher than those in intermittent-mild group, CD4+T cells were lower than those in the intermittent-mild group(P<0.05). ④CD4+T cell level was positively correlated with VC, FEV1/Pre and PEF in asthmatic patients. Th17, CD8+T and IL-17 levels were negatively correlated with VC, FEV1/Pre% and PEF. ⑤The correlation between CD4+T, CD8+T, Th17, IL-17 levels and pulmonary functions in the moderate and severe group were higher than those in the intermittent-mild group.ConclusionThe expression levels of CD4+T, CD8+T, Th17 and IL-17 could be used as indicators for the in vivo changes of bronchial asthma. In the clinical diagnosis and treatment, we should give a scientific and reasonable treatment plan combined with the changes of the in vivo environment of the patients.
[Key words]asthma; pulmonary function test; blood gas analysis
[收稿日期]2017-09-21;[修回日期]2017-10-28
[作者简介]李小明(1981-),男,河北唐山人,北京燕化医院主治医师,医学学士,从事呼吸系统疾病诊治研究。
[中图分类号]R562.25
[文献标志码]A
[文章编号]1007-3205(2018)05-0504-05
(本文编辑:刘斯静)