IL—17、IL—5、IL—4、IL—33等细胞因子在哮喘发病机制中的作用

陈旭央等

[摘要] 目的 探讨白细胞介素-17（IL-17）、白细胞介素-33（IL-33）、白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-5（IL-5）等细胞因子在哮喘发病机制中的作用。 方法 选择浙江省乐清市人民医院2011年2月～2014年8月收治的82例哮喘患者作为研究对象，根据患者的临床表现分为急性发作组（45例）、缓解期组（37例），并选取同期健康人群40例作为对照组，比较三组患者相关指标的差异及其相关性。 结果 缓解期组呼气流量峰值（PEF）、第1秒用力呼气量（FEV1）、第1秒用力呼气量/用力肺活量（FEV1/FVC）、哮喘控制测试评分（ACT）均显著高于急性发作组（P < 0.01）。急性发作组IL-17、IL-5、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE值均显著高于缓解期组、对照组，IL-2显著低于缓解期组、对照组（P < 0.05）；缓解期组IL-17、IL-5、IL-4、IL-8、IFN-γ、IgE值显著高于对照组，IL-2显著低于对照组（P < 0.05）。三组CD3+、CD4+、CD4+/CD8+测定值比较差异有高度统计学意义（P < 0.01），急性发作组CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于缓解期组、对照组（P < 0.05）；缓解期组患者的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于对照组（P < 0.05）。 结论 哮喘患者的T细胞亚群、细胞因子与健康人群存在显著差异，急性发作期患者与缓解期患者的T细胞亚群、细胞因子、肺功能指标差异显著，提示免疫功能紊乱、炎症介质分泌增加与哮喘发作关系密切。

[关键词] 白细胞介素-17；白细胞介素-33；白细胞介素-4；白细胞介素-5；哮喘；细胞因子；发病机制

[中图分类号] R562 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2015）05（b）-0098-05

Effects of IL-17， IL-5， IL-4， IL-33 and other cytokines in the pathogenesis of asthma

CHEN Xuyang ZHANG Bing HU Liman

Department of Pediatrics， Yueqing People's Hospital， Zhejiang Province， Yueqing 325600， China

[Abstract] Objective To study the effect of interleukin-17 （IL-17）， interleukin-33 （IL-33）， interleukin-4 （IL-4）， interleukin-5 （IL-5） and other cytokines in the pathogenesis of asthma. Methods 82 cases of patients with asthma admitted to Yueqing People's Hospital from February 2011 to August 2014 were selected as the research objects， they were divided into acute group （45 cases） and remission group （37 cases） according to the clinical manifestations， 40 cases of healthy people at the same period were selected as control group， the differences and correlation of the related indexes among the three groups were compared. Results The asthma patients peak expiratory flow （PEF）， the first second forced expiratory volume （FEV1）， the first second forced expiratory volume/forced vital capacity （FEV1/FVC）， asthma control test scores （ACT） of remission group were all significantly higher than those of acute group （P < 0.01）. The levels of IL-17， IL-5， IL-4， IL-6， IL-8， IFN-γ， IgE in acute group were significantly higher than those of remission group and the control group， IL-2 was significantly lower than those of remission group and control group （P < 0.05）； the levels of IL-17， IL-5， IL 4， IL-8， IFN-γ， IgE in remission group were all significantly higher than those of control group， IL-2 was significantly lower than that of control group （P < 0.05）. The levels of CD3+， CD4+， CD4+/CD8+ among the three groups had highly statistically significant differences （P < 0.01）， the levels of CD3+， CD4+， CD4+/CD8+ in acute group were significantly higher than those of remission group and control group （P < 0.05）； the levels of CD3+， CD4+， CD4+/CD8+ in remission group were significantly higher than those of control group （P < 0.05）. Conclusion There are significant differences in asthma T cell subsets and cytokines between asthma patients and healthy people， and there are significant differences in asthma T cell subsets， cytokines and lung function between acute patients and remission patients， which indicates that immune dysfunction， increased secretion of inflammatory mediators is closely associated with asthma.endprint

[Key words] Interleukin-17； Interleukin-33； Interleukin-4； Interleukin-5； Asthma； Cytokines； Pathogenesis

支气管哮喘作为我国儿童常见的慢性气道炎症性疾病，其近年来的发病率呈明显上升趋势，且哮喘病的治疗和预防费用较高，给社会和患者家庭造成了巨大的经济负担[1]。目前哮喘的发病机制仍不十分清楚，可由多种气道炎症细胞、肥大细胞、嗜酸细胞等结构细胞以及细胞组分参与形成慢性炎症疾病[2]。细胞因子以及T细胞亚群被认为在气道炎症的形成过程中起到重要作用，为此本研究通过对哮喘患者诱导痰中炎症介质白细胞介素（IL）-17、IL-33等的含量情况进行检测，分析诱导痰中IL-17、IL-33等含量与患者肺功能及病情的关系，探讨IL-17、IL-33等在哮喘发病机制中的作用。现将研究结果总结报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取浙江省乐清市人民医院（以下简称“我院”）2011年2月～2014年8月收治的82例哮喘患者作为研究对象，根据患者的临床表现分为急性发作组（45例）、缓解期组（37例），并选取同期健康人群40例作为对照组。急性发作组男27例，女18例；年龄1.5～10岁，平均（5.64±2.19）岁。缓解期组男23例，女14例；年龄2～11岁，平均（5.98±2.31）岁。对照组男25例，女15例；年龄2～12岁，平均（6.13±2.37）岁。三组研究对象的性别、年龄资料比较差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。

纳入标准：急性发作组和缓解期组患者的诊断均符合中华医学会呼吸学病组2008年制订的《支气管哮喘及防治指南》中的诊断标准；健康人群来自于到我院体检中心进行常规体检的健康人群。排除标准：合并严重的心、肝、肾疾病的患者；神经、精神性疾病致认知、交流障碍的患者；合并系统性红斑狼疮的患者；合并风湿或免疫性疾病的患者。

1.2 标本采集

对所有患儿进行诱导痰采集：首先嘱患儿使用氧气射流雾化吸入4.5%的生理盐水后，将患儿的鼻腔分泌物清除，并进行漱口、吞水以及反复深咳等动作，获得至少1 g以上的痰液量，并将无唾液成分的痰液置于离心管中，并加入2倍于痰液体积的0.1%二硫苏糖醇孵育后螺旋震荡15 s，之后将离心管置于37℃的恒温水浴震荡箱中进行震荡15 min。将离心管置于3500 r/min的离心机中离心20 min，取上清液置于-70℃的环境中冰冻待检测。将收集到的痰液标本置于低倍镜下进行观察，每低倍镜视野见到鳞状上皮细胞小于10个、白细胞数目大于25个且无痰液成分、痰液重量大于1 g的标本视为合格痰标本。

1.3 主要试剂与仪器

IL-17、IL-33、IL-5、IL-4、IL-2、IL-6、IL-8的检测试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司，IFN-γ的检测试剂盒购自北京原子高科核技术应用股份有限公司。T细胞亚群的检测试剂盒购自法国Besancon公司。具体仪器包括台式高速离心机、微量加样器、日本AS-407型肺功能检查仪、低温冰箱及酶标仪等。

1.4 检测方法

所有患者均于入组后第2天抽取清晨空腹肘静脉血3～4 mL，注入到不抗凝试管凝固后，以转速3000 r/min的速度离心15 min，提取血清置于-70℃的冰箱中保存备用。采用放射免疫法对入组患者的血清IL-17、IL-33、IL-5、IL-4、IL-2、IL-6、IL-8、γ-干扰素（IFN-γ）、免疫球蛋白E（IgE）进行检测。采用单克隆抗体间接免疫荧光法检测T细胞亚群：CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+细胞水平。检测方法严格按照试剂说明书进行，同时观察患者的肺功能变化。

1.5 观察指标

检测三组研究对象的静脉血IL-17、IL-33、IL-5、IL-4、IL-2、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE；T细胞亚群：CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+；检测急性发作组、缓解期组患者的肺功能指标：用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼气量（FEV1）、呼气流量峰值（PEF）、哮喘控制测试评分（ACT）。

1.6 统计学方法

统计分析在SPSS 17.0中进行。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，三组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同哮喘患者的肺功能及哮喘控制测试评分比较

缓解期组哮喘患者的PEF、FEV1、FEV1/FVC、ACT评分均显著高于急性发作组（P < 0.01）。见表1。

2.2 三组细胞因子及IgE、IFN-γ测定值比较

三组研究对象的IL-17、IL-5、IL-4、IL-2、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE值差异有统计学意义（P < 0.01或P < 0.05）；急性发作组IL-17、IL-5、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE值均显著高于缓解期组、对照组，IL-2显著低于缓解期组、对照组（P < 0.05）；缓解期组IL-17、IL-5、IL-4、IL-8、IFN-γ、IgE值显著高于对照组，IL-2显著低于对照组（P < 0.05）。见表2。

2.3 三组T细胞亚群结果比较

三组CD3+、CD4+、CD4+/CD8+测定值差异有高度统计学意义（P < 0.01），急性发作组的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于缓解期组、对照组（P < 0.05）；缓解期组CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于对照组（P < 0.05）；三组CD8+值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表3。endprint

3 讨论

哮喘作为一种由多种炎症细胞（肥大细胞、嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞和中性粒细胞等）、结构细胞（气道上皮细胞和平滑肌细胞等）以及细胞组分共同参与的气道慢性变态反应性炎症，其发病机制尚未完全明了[3]。经典的免疫学说认为哮喘的发病与患者体内Th1、Th2细胞功能失衡密切相关[4-6]，主要表现为Th2细胞功能亢进，Th2细胞因子如IL-4、IL-5、IL-13分泌增加，然后IL-4、IL-5、IL-13促进lgE产生，刺激嗜酸性粒细胞增殖、活化，进而分泌多种炎症介质引起气道慢性炎症。然而Rincon等[7]研究针对Th1、Th2细胞功能失衡的治疗措施往往不能取得良好的疗效，因此猜测Th1、Th2细胞功能失衡还不足以解释哮喘发病机制的全部。

IL-33作为近年来发现的白细胞介素新成员，属于IL-1家族，通过作用于多种效应细胞的ST2L和IL-1受体结合蛋白复合体进而参与体内多种病理过程，如过敏、动脉粥样硬化、肥胖以及自身免疫等过程[8-10]。目前认为，IL-33可以通过细胞表面的模型受体ST2及其相关信号转导蛋白Acp复合物，将活化信号传到细胞内，从而激活核因子，调节Th2细胞，诱导相关效应因子的表达，而发挥免疫调节的功能。Hardman等[11]研究表明，哮喘小鼠肺组织中的IL-33基因以及蛋白质表达水平增加，并可聚集、活化Th2细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、肥大细胞以及树突细胞等，促进这些细胞释放细胞因子以及趋化因子，进而导致哮喘的发生。

IL-17是Th17细胞分泌的细胞因子，Th17细胞是一种不同于Th1和Th2的新型CD4+T细胞[12]。IL-17可通过动员中性粒细胞的细胞因子释放而在局部组织的炎症反应中发挥作用。Esnault等[13]研究表明，支气管成纤维细胞、上皮细胞、气道平滑肌细胞、静脉内皮细胞均可被IL-17诱导释放趋化因子、IL-6、IL-8、TNF-α等炎症细胞因子[14-15]。同时基础研究也发现[16-17]，IL-17或IL-17R基因敲除可影响免疫致敏以及进一步的哮喘表型，提示IL-17在抗原的免疫致敏阶段就开始对Th2细胞发挥了关键的辅助作用。IL-2又称为T细胞生长因子，由T细胞亚群中的Th1细胞产生，并在T细胞的生长、增殖与分化中起着重要的作用[18]。IL-2可以促进自然杀伤细胞的活性，从而提高机体的细胞免疫能力[19]。IL-6是一种糖蛋白，是由Th2细胞、巨噬细胞以及甲状腺细胞等多种细胞产生，具有抗病毒、抗感染以及促进B细胞分泌IgG抗体等多种生物活性作用[20]。上述细胞因子水平变化被认为是哮喘发作期以及缓解期存在导致免疫分子失衡以及哮喘反复发作的病理基础[21-22]。

本研究结果显示，缓解期组哮喘患者的PEF、FEV1、FEV1/FVC以及ACT评分均显著高于急性发作组患者，提示哮喘急性发作期患者的肺功能明显下降，症状缓解后其肺功能指标也相应的提升。另外，本研究中急性发作组、缓解期组、对照组三组研究对象的IL-17、IL-5、IL-4、IL-2、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE值差异均有统计学意义。急性发作组患者的IL-17、IL-5、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ、IgE值均显著高于缓解期组、对照组，IL-2显著低于缓解期组、对照组。缓解期组IL-17、IL-5、IL-4、IL-8、IFN-γ、IgE值显著高于对照组，IL-2显著低于对照组。提示，IL-17、IL-5、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ以及IgE参与了哮喘的发病，且在急性发作期的呼吸道炎症加重过程中发挥了重要的作用，证实了哮喘患者存在细胞因子网络失调[23]。在哮喘的发病过程中，T细胞亚群通过分泌多种细胞因子的相互作用参与机体的免疫调节作用[24-26]。本研究结果显示，缓解期组、急性发作组、对照组的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+测定值差异有统计学意义，急性发作组的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于缓解期组、对照组。缓解期组患者的CD3+、CD4+、CD4+/CD8+值显著高于对照组。但三组研究对象的CD8+值差异不显著。提示，哮喘患者存在T细胞亚群功能的失衡以及免疫功能紊乱等机体内环境的紊乱。

综上所述，哮喘患者的T细胞亚群、细胞因子与健康人群存在显著差异，急性发作期患者与缓解期患者的T细胞亚群、细胞因子、肺功能指标差异显著，提示免疫功能紊乱、炎症介质分泌增加与哮喘发作关系密切。

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（收稿日期：2015-01-22 本文编辑：张瑜杰）endprint