COPD患者外周血单个核细胞中TNF-α、IL-8和IL-10的测定及意义

王彦霞 陈莹 李庆威 籍文强 靳萍奎 闫芳

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系统最常见的慢性炎性反应性疾病之一，由于其发病机制目前尚未完全明确，使其难以从根本上得到治疗。本研究通过体外培养COPD患者外周血单个核细胞(PBMC)，检测其分泌炎性因子肿瘤坏死因子(TNF)-α、白介素(IL)-8、IL-10的水平，以探讨其在COPD炎性反应的作用，为COPD炎症机制及其治疗提供理论基础。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择我院2009年10月至2011年3月急诊科和呼吸内科收住COPD急性加重期患者30例(急性加重期组)，男20例，女10例;平均年龄(58±12)岁。为急性加重期有患者均进行肺功能检测。入选标准符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组2007年制定的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》的诊断标准［1］。COPD急性加重期患者行肺功能检查，所有病例均进行常规体检检查及肺CT检查等辅助检查，并排除较严重心脑血管疾病、其他呼吸系统疾病、较严重的消化系统疾病、恶性肿瘤、肾病、糖尿病等内分泌代谢疾病以及重大手术和结缔组织病等。将COPD急性加重期患者经过治疗达到稳定期后作为治疗后患者(治疗后组)进行对比研究。另按年龄匹配入选了30例健康对照者为对照组，男18例，女12例;平均年龄(55±11)岁，均为我院同期健康体检者，近2个月内无呼吸系统疾病史，经询问病史、体格检查、胸部X线片检测均未发现异常。

1.2 方法 对照组和COPD患者于入院后第2天及治疗后症状缓解后在无菌条件下，抽取肘静脉血6 ml，置于肝素抗凝(25 U/ml)管中，轻轻混匀，立即进行下述实验。COPD患者于同一天测定第1秒最大呼气量占预计值百分比(FEV1/pre%)。

1.3 分离单个核细胞 用淋巴细胞分离液分离出每份血液中单个核细胞。0.4%胎盘蓝染色，排除无活性的细胞，活细胞数＞90%可采用。用含10%小牛血清的RPM I 1640培养液调节细胞浓度均为2.0×106个/ml，备用。

1.4 细胞培养 取所有入选者各自等量的PBMC体外培养8 h，上述每例细胞均设定3个复孔，在37℃，5%CO2饱和湿度条件下孵育相应时间。提取细胞上清液，封装后置-20℃冰箱保存，留待测定。

1.5 TNF-α、IL-8、IL-10的测定 用酶联免疫吸附法，采用双抗夹心 ELASE检测试剂盒(TNF-α、IL-8、IL-10)，试剂盒均购自深圳晶美公司，按照试剂盒说明书操作，每例测试结果取其平均值。

1.6 肺功能测定 观察第1秒用力呼吸量占预计值的百分比(FEV1/pre%)。用德国耶格公司最新高级组合式、模块化的Master Screen Diff usion肺功能仪进行检测。

1.7 统计学分析应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以±s表示，应用t检验或t＇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 结果

2.1 3组PBMC分泌TNF-α、IL-8和IL-10比较 急性加重期组患者PBMC分泌TNF-α和IL-8明显高于治疗后组及对照组(P＜0.05);治疗后组明显高于对照组(P＜0.05);急性加重期组PBMC分泌IL-10明显低于治疗后组及对照组(P＜0.05);治疗后组明显低于对照组(P＜0.05)。见表1。

表1 3组细胞分泌炎性因子水平及COPD肺功能比较 n=30，±s

表1 3组细胞分泌炎性因子水平及COPD肺功能比较 n=30，±s

注：与治疗后组比较，*P ＜0.05;与对照组比较，#P ＜0.05;※：未测

组别 TNF-α(pg/ml) IL-8(pg/ml) IL-10(pg/ml)FEV1/pre%急性加重期组 77±6*# 34±6*# 38±5*# 39±5*治疗后组 69±5# 30±6# 46±7# 47±5对照组 57±8 19±5 50±5※

2.2 COPD患者PBMC分泌炎性因子与肺功能相关性 急性加重期组 TNF-α、IL-8与 FEV1/pre%呈明显负相关(r=-0.389，P=0.034;r=-0.513，P=0.004);IL-10与FEV1/pre%呈明显正相关(r=0.471，P=0.009)。COPD治疗后患者TNF-a、IL-8与FEV1/pre%呈明显负相关(r=-0.470，P=0.009;r=-0.495，P=0.005);IL-10与FEV1/pre%呈明显正相关(r=0.386，P=0.035)。

3 讨论

研究表明，在COPD发展的不同阶段，患者外周血、诱导痰中及肺泡灌洗液中炎性因子 TNF-α和 IL-8水平有明显差异［2-4］，本实验从另一方面证明，COPD急性加重期患者PBMC分泌TNF-α和IL-8明显高于治疗后组和对照组，可见不论来自于何处的炎性介质均参与了COPD的炎性反应。

TNF-α主要是由单核-巨噬细胞产生的炎性因子，直接激活炎性细胞，使其释放更多的氧和氮基团，使炎症持续存在。在COPD慢性炎性中TNF-α除上述作用外，还可促进炎性细胞黏附、游走和浸润，迅速引起肺损伤［5］;并能诱导气道上皮细胞和中性粒细胞生成 IL-8。TNF-α和IL-8是构成 COPD气道炎性反应复杂细胞因子网络的重要成分，加速局部炎性反应的发生发展，最终导致气道结构的重构和气流阻塞的形成。研究提示，COPD急性加重期外周血中TNF-α、IL-8水平及中性粒细胞释放O2H量与其肺功能有明显相关性［6］。本研究也证明，COPD急性加重期期的患者PBMC分泌TNF-α、IL-8与FEV1/pre%呈负相关，经过治疗后患者达到稳定期后，其肺功能指标较前有所好转，同样与TNF-α、IL-8水平有明显负相关，提示IL-8和TNF-α均与肺组织损坏程度有关。炎性细胞活性越强，其分泌的炎性因子水平就越高，破坏肺组织程度将更严重。

IL-10的主要生物功能是抑制和终止炎性反应，阻止炎性因子的分泌，调节 T、B、NK等细胞的分化和增殖。许多组织和细胞都可产生 IL-10。IL-10可使炎性因子TNF-α的mRNA降解;降低 IL-6和 IL-8自身的 mRNA 的稳定性［7］，抑制 IL-8、TNF-a的表达［8］，从而在转录、转录后两个水平影响炎性因子的合成，参与COPD炎性反应。另外，IL-10可使Th1细胞亚群的增殖分化减弱，促进Th2细胞的大量增及其自分泌大量的IL-10，再对Th1细胞的增殖和活化产生进一步的抑制作用［8］。实验证实，COPD患者气道炎性反应程度不同，外周血中IL-10浓度也有所不同［9］。本实验从细胞水平上探讨，IL-10含量在COPD不同阶段有所不同，并与其相应阶段的肺功能指标呈正相关，推测气道炎性反应越重，IL-10的浓度越低，促进Th2细胞增殖作用减低，对Th1细胞的抑制作用减弱，不足以阻止COPD的炎性反应持续发展。IL-10水平降低及其调控分泌的促炎性细胞因子的增加可能是COPD患者气道炎症持续存在并导致气道重构、气流受限、肺组织破坏及肺气肿等病理过程的重要机制之一。

总之，COPD患者PBMC分泌的炎性介质参与了其炎性反应，促炎因子失控性分泌，抗炎因子分泌不足是COPD发生发展的重要因素之一，而且，炎性因子水平与肺功能有明显相关性，表明PBMC分泌炎性因子水平高低可以反应肺组织损害的严重程度。有效地抑制促炎因子分泌、提升抗炎因子水平是阻止COPD炎性反应、减轻肺组织损坏、改善肺功能、提高COPD患者生存质量的重要措施之一。

1 中华医学会呼吸病学会分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007年修订版)中华结核和呼吸杂志，2007，30：8-17.

2 宋华.COPD患者治疗前后血清IL-10、IL-18和TNF-α检测的临床意义.放射免疫学杂志，2009，22：338-340.

3 程艳慧，张勇，何东初.COPD患者血清IL-4、IL-8、TNF-α、CC16水平变化与气道炎症损伤的探讨.临床肺科杂，2010，15：661-663.

4 姚海燕，吴大玮.慢性阻塞性肺疾病患者诱导痰IL-8、TNF-α水平和炎症细胞的分布.中国老年学杂志，2007，27：1366-1369.

5 Hackett TL，Holloway R，Holqate ST，et al.Dynamics of pro-inflammatoury and anti-inflammatory cytokine release during acute inflammatory in chronic obstructive pulmonary disease an ex vivo study.Respire Res，2008，9：47.

6 叶胜兰，李承红.COPD急性发作期患者血清 IL-2、IL-8、CRP水平变化及与肺功能的相关性分析.内科急危重症杂志，2010，16：34-35.

7 Horwitz DA，Zheng SG，Gray JD，et al.The role of the combination of IL-2 and TGF-beta or IL-10 in the generation and function of CD4+，CD25+and CD8+regulatory T cell subsets.Leukoc Biol，2003，74：471-478.

8 O＇Donnell R，Breen D，Wilson S，et al.Inflammatory cells in the airways in COPD.Thorax，2006，61：448-454.

9 李之茂，欧立文，曹爱国，等.IL-8和IL-10在慢性阻塞性肺病中的表达及阿奇霉素对其的影响.南华大学学报(医学版)，2007，35：401-403.