IFN-γ、IL-32、IL-1β在慢性阻塞性肺疾病中的临床意义①

范春红 李时悦 李明 胡文龙 黄继康 杨绮莎

(1.佛山市顺德区桂洲医院 广东佛山 528305; 2.广州医学院第一附属医院呼吸内科 广东佛山 510120)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种具有气流受限特征的肺部疾病。目前研究显示,中国40岁以上人群COPD患病率为8.2%,其中部分病例急性加重,肺组织功能损害严重,即形成慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD),病情恶化,严重AECOPD的住院病死率高达11%[1]。目前普遍认为AECOPD的发病机制主要与肺部炎症反应等因素有关,参与肺部炎症形成的细胞因子有TNF-α和IL-8等,但IFN-γ、IL-32、IL-1β反馈环在其中的作用目前尚无相关报道。因此本研究通过检测IFN-γ、IL-32和IL-1β在AECOPD患者、COPD稳定期患者及正常人血清中的浓度水平,以探讨IFN-γ、IL-32、IL-1β反馈环在慢性阻塞性肺疾病中的作用。

1 对象与方法

1.1 对象

1.1.1 对象 选择2010年1月至2011年2月我院呼吸内科住院的AECOPD患者及同期门诊体检证实的健康志愿者及COPD稳定组。按2007年中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组修订的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》中COPD及急性加重期的诊断标准分为3组人群,健康对照组30人(男17例,女13例),为健康志愿者,年龄58～88岁,平均(74.63±8.85)岁;吸烟者16例,非吸烟者14例。COPD稳定期组50例(男36例,女14例),年龄59～88岁,平均(73.84±5.81)岁;吸烟者35例,非吸烟者l5例。AECOPD组50例(男28例,女22例),年龄57～85岁,平均(73.42±6.21)岁;吸烟者36例,非吸烟者14例。3组在性别、年龄、吸烟情况等一般资料差异无统计学意义(P＞0.05),具可比性。

1.1.2 剔除标准 (1)采血前1周使用过免疫激活或者抑制类药物患者。(2)胸片提示合并肺炎者。(3)经检查证实由结核、真菌、肿瘤、支气管扩张症等因素所致的慢性喘息者。(4)在发病前1月有急性感染。(5)不愿意配合实验者,中途放弃者。

1.2 细胞因子检测

抽取外周静脉血2mL,高速离心分离血清,于-80℃保存待测。采用ELISA法检测IFN-γ、IL-32、IL-1β的浓度(IFN-γ、IL-1 β ELISA试剂盒,晶美公司分装代理购买;IL-32 ELISA试剂盒,上海亚培生物科技有限公司分装代理购买),实验操作严格按照试剂说明书进行,并收集数据。

1.3 统计方法

所有数据采用spss13.0统计软件进行统计处理。实验数据用均数±标准差(±s)表示,各组间不同指标间差异采用单因素方差分析,两两比较,方差齐时采用LSD法,不齐时采用Dunnett's T3法。

2 结果

从表1、2可见:(1)AECOPD组IFN-γ的浓度水平较健康对照组和COPD稳定组均显著升高(P＜0.01);COPD稳定组较健康对照组的IFN-γ水平无显著性差异(P＞0.05)。(2)AECOPD组IL-32的浓度水平较健康对照组和COPD稳定组均显著升高(P＜0.01);COPD稳定组较健康对照组的IL-32的浓度水平显著升高(P＜0.05)。(3)AECOPD组IL-1β的浓度水平较健康对照组和COPD稳定组均显著升高(P＜0.01);COPD稳定组较健康对照组的IL-1β的浓度水平显著升高(P＜0.01)。

3 讨论

研究表明,AECOPD的发病与各种细胞产生的细胞因子及炎症介质介导的气道及肺部炎症反应等因素有关[2]。在生理状态下,机体通过一个复杂的免疫分子网络来调控细胞因子的活性,使其活化水平维持在适度状态。一旦调控网络失衡,细胞因子活化过度可导致炎症损伤。目前研究认为,在此调节网络中,IFN-γ由Thl细胞所分泌的特征性细胞因子,IFN-γ能诱导上皮细胞和单核细胞产生IL-32[3],IL-32可通过caspase-1依赖途径诱导IL-1β产生[4],而IL-1β能促进T细胞分泌IFN-γ[5],进而增强3个细胞因子在体内的活化水平,从而形成IFN-γ、IL-32、IL-1β正反馈环路,不断放大炎症反应,加重损伤。

表1 IFN-γ、IL-32和IL-1β在4组人群治疗前的浓度(±s)(ng/L)

表1 IFN-γ、IL-32和IL-1β在4组人群治疗前的浓度(±s)(ng/L)

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本研究结果显示,ARCOPD组较COPD稳定组、健康对照组IFN-γ、IL-1β和IL-32的浓度水平间均有显著性升高(P均＜0.05)。IFN-γ是一种调节细胞功能的小分子多肽,是Th1细胞的特征性细胞因子。在COPD急性加重期,IFN-γ的浓度水平明显升高,IFN-γ呈过度活化状态,导致了Thl、Th2的平衡状态被打破,引起异常的免疫应答和炎症反应[6]。同时,过度活化的IFN-γ可激活中性粒细胞,促进释放炎症蛋白和炎症介质和促进炎性细胞渗出,导致炎症反应,引起COPD急性加重。

IL-32是一种编码炎症性细胞因子,IL-32可通过激活NF-κ B、p38MAPK磷酸化和caspase-1依赖途径诱导其他细胞因子和趋化因子的产生,参与到炎症反应过程[7,8]。IL-32过度活化,可诱导IL-1β,IL-6,IL-8、MIP-2、TNF-α等细胞因子和趋化因子的产生,参与到COPD的特异性免疫应答和炎症反应,这提示IL-32与COPD患者肺部炎症反应有关。且随着COPD患者病情的急性加重,血清IL-32水平明显升高,IL-32可能参与了COPD患者急性加重的炎症反应。

IL-1β是一种参与免疫反应、炎症、发热、急性期蛋白质合成等宿主防御反应的细胞因子。在COPD急性加重期,当呼吸道受到病毒或细菌等感染时,它们所含的某些抗原成分或代谢产物如脂多糖、内毒素可以激活局部的肺泡巨噬细胞产生IL-1β等炎性因子[9],这些炎性因子回吸收入血从而造成血中IL-1β浓度的升高。过量产生的IL-1β能促进T细胞分泌IL-2、IFN-γ和促进肺泡巨噬细胞和支气管上皮细胞产生IL-6、IL-8,在肺内可引起以粒细胞、巨噬细胞浸润为特征的肺部炎症,从而加重肺功能的损伤。以上都提示IFN-γ、IL-32、IL-1β可能参与了COPD患者急性加重的炎症反应。

表2 IFN-γ、IL-32和IL-1β在3组人群的浓度两两比较结果

另外,本实验研究结果显示,COPD稳定组较健康对照组的IFN-γ水平无显著性差异,P＞0.05。考虑可能的原因为:在COPD稳定期气道和肺部的炎症反应相对较小,IFN-γ的浓度水平接近正常。张秋爱[10]亦在慢性阻塞性肺病炎性细胞因子的检测及临床意义一文的研究结果显示,COPD稳定期IFN-γ水平与正常对照组比较差异无统计学意义,P＞0.05,与本研究结果一致。但在许多其他相关的研究中,研究结果与本研究结果不同,如王燕[11]等发现COPD稳定期血清IFN-γ水平明显低于对照组,P＜0.05。而杨凯[12]等的研究结果显示:COPD稳定期IFN-γ水平显著高于正常对照组,差异有统计学意义,P＜0.05。综上,COPD稳定组较健康对照组的IFN-γ水平的差异变化存在争议,还需进一步研究。

综上所述,IFN-γ、IL-32、IL-1β可能参与了COPD患者急性加重的炎症反应,3个指标的浓度水平可以作为临床判断AECOPD患者发生的指标之一。在AECOPD的治疗过程中,如通过各种治疗手段来抑制IFN-γ、IL-32、IL-1β的产生,尽量减少IFN-γ、IL-32、IL-1β的浓度水平,使它们的病理性作用难以发挥,以减轻COPD患者的气道炎症反应,缓解患者症状,缩短病程,可能为临床治疗提供一个新的途径。

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