黄 超 王昊辰 李丽蕊 崔紫阳 戈艳蕾 李立群 白杰宇 王红阳
华北理工大学,①附属医院 河北唐山 063000
COPD患者血清IL-17与8-iso-PGF2α水平变化及临床意义
黄 超 王昊辰 李丽蕊 崔紫阳 戈艳蕾①李立群①白杰宇 王红阳①
华北理工大学,①附属医院 河北唐山 063000
①目的 探讨白介素-17(IL-17)与8-异前列腺素(8-iso-PGF2α)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者血清中水平变化及临床意义。②方法 选择COPD患者80例作为观察组,按病情严重程度分为A、B、C、D 4期各20例;同期选取健康体检者30例作为对照组。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定各组血清中IL-17、8-iso-PGF2α水平。③结果 观察组血清IL-17、8-iso-PGF2α水平均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),且均随疾病加重而增高;观察组患者血清IL-17、8-iso-PGF2α水平呈正相关(r=0.675,P<0.05)。④结论 血清IL-17、8-iso-PGF2α参与COPD发病且与疾病严重程度有关。
慢性阻塞性肺疾病 白介素-17 8-异前列腺素F2α
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见的呼吸系统疾病,其特征为持续存在的呼吸系统症状和气流受限,发病机制复杂,已证实与炎症及氧化应激有关[1]。白介素-17(IL-17)是近年来新发现的细胞因子,是很多炎症反应的起始因。8-异前列腺素F2α(8-iso-PGF2α)是前列腺素的异构体,主要由氧自由基催化细胞膜脂质的花生四烯酸过氧化而产生。本研究旨在通过检测血清中二者变化,探讨其在COPD患者疾病进程中的作用,从而更好地指导临床。
1.1研究对象 选取2014年12月~2015年12月就诊于我院并诊断为COPD患者80例为观察组。纳入标准:①年龄40~90岁;②COPD诊断明确;③患者已签署知情同意书。排除标准:①诊断不明确;②年龄>90岁的患者;③有其他慢性肺部疾病如支气管哮喘、支气管扩张、间质性肺疾病等;④影像学证实存在肺炎或身体其他(除外呼吸系统)部位存在有感染;⑤入组前2周内发生过加重或感染;⑥有心、肝、肾和造血系统等脏器严重疾患;⑦合并难治性重度高血压患者;⑧曾做过器官移植者;⑨恶性肿瘤患者;⑩结缔组织疾病者。
选取同期健康体检者30例为对照组,对照组符合:①签署知情同意书;②年龄≥40岁;③无呼吸系统疾病及其他系统疾病;④血常规、生化、凝血、X线胸片、血气分析及肺功能结果无异常。
1.2COPD严重程度分期标准 依据2017 COPD诊断、处理和预防全球策略(GOLD)综合评估分为A-D共4期,病情进行性加重。
1.3观察指标
1.3.1一般人口学资料 整理入组研究对象的年龄、性别、身高、体质量,计算体质量指数[BMI(kg/m2)=体质量(kg)/身高2(m2)]。
1.3.2标本采集和测定 清晨取空腹静脉血6mL,加乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝,3000r/min离心20分钟,将血浆与红细胞迅速小心地分离,样本收集后,按一次量分装,冻存于-80℃冰箱。采用酶联免疫吸附(ELISA)方法测定血清中IL-17、8-iso-PGF2α浓度。
2.1人口学资料比较 对照组与观察组性别、年龄及BMI之间差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。
表1 两组性别、年龄及BMI的比较
表2 两组不同疾病严重程度IL-17与8-iso-PGF2α水平比较
注:与对照组相比,P均<0.05
2.2观察组不同疾病严重程度与对照组IL-17、8-iso-PGF2α水平比较及相关性分析 观察组IL-17、8-iso-PGF2α水平均高于对照组,且随病情加重而增高,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组IL-17与8-iso-PGF2α水平呈正相关(r=0.675,P<0.05),见表2。
COPD是一种具有高发病率和高病死率,但是可以预防和治疗的慢性呼吸系统疾病,呈进行性发展,主要累及肺脏,也可引起全身症状,最终引起劳动能力丧失,生活质量下降,发病率逐年上升。COPD主要临床表现为持续性呼吸系统症状和气流受限,已有研究表明COPD与氧化应激和炎症反应有关,但具体发病机制尚不明确。
有研究表明,COPD与炎症反应有关,既有肺部的局限性炎症也有全身性炎症,以血清中各种炎症指标升高为特点,COPD患者的气道、肺实质以及肺血管中都存在慢性炎症。2017年GOLD报告提出气道和肺泡异常通常与显著暴露于毒性颗粒和气体有关。香烟烟雾、有害颗粒等引起炎症细胞活化,释放多种炎症介质,作用于肺组织,导致其结构破坏,肺内结构重塑,同时炎症因子可以促进中性粒细胞等炎症细胞的趋化、黏附、聚集、激活,释放炎症介质,进一步放大炎症反应,对气道和肺组织造成损伤,最终出现组织病理解剖结构方式变化,导致疾病的发生[2~5]。
人类IL-17是由激活的CD4T细胞亚群即Thl7细胞产生的,由155个氨基酸所构成的具有独特结构的同型二聚体,由A至F共6个成员组成,具有强大的致炎性,是炎症反应的微调因子,多项研究[6~8]表明其能刺激肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-8 等因子产生,导致中性粒细胞增殖、成熟和趋化,在气道内聚集和激活,刺激炎症组织,导致组织浸润和损害,从而参与COPD病理、生理过程。本研究结果与此一致,COPD组患者血清IL-17水平升高,与对照组比较差异有统计学意义,作为一种新发现的细胞因子,有必要对其在炎症反应中的调节机制进一步研究,为开发有关治疗药物提供新的研究思路与方向。
氧化应激是指在遭受各种有害刺激时,机体或细胞内自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡,导致活性氧在机体或细胞内蓄积引起细胞毒性反应,从而导致组织损伤的过程。异构前列腺素(iso-prostaglandin,iso-PG)是一簇类似于前列腺素的化合物,是花生四烯酸发生过氧化反应,经过氧自由基催化形成。含有顺式侧链的8异前列腺素是异构前列腺素主要成分。当氧化应激程度增加时8-iso-PGF2α大量生成,具有强大的生物作用[9]:①刺激血管内皮细胞的分化、内皮素-1的表达;②选择性收缩血管;③促进血小板黏附、聚集和变形;④在炎症反应早期促使单核细胞黏附于微血管内皮细胞,导致内皮受损。由于8-iso-PGF2a在体内生成且结构稳定,特异性强,能灵敏反映体内氧化应激水平及疾病严重程度,故被认为是评价体内氧化应激水平的金标准[10~13]。本研究结果提示患者血清中8-iso-PGF2a水平明显升高,其差异有统计学意义,且随疾病严重程度增加而增加,其作为评价体内氧化应激水平金标准,水平升高说明COPD患者存在氧化-抗氧化机制失衡,与既往研究结果一致。
8-iso-PGF2a与IL-17呈正相关,COPD氧化应激与炎症反应之间的关系已被许多研究证实,炎症反应可以导致氧化应激失衡,而氧化应激失衡也可以导致炎症反应水平进一步加重,二者相互促进,共同作用于机体[14~16]。COPD炎症反应过程中大量炎症细胞活化,产生大量活性氧、活性氮自由基,自由基可以消除病原菌,但是如果多余的自由基不能清除,则会造成机体氧化-抗氧化失衡,损伤正常细胞和组织。而氧自由基的释放又导致炎症细胞的浸润和炎症因子的释放,促进中性粒细胞在肺内大量的聚集、滞留,使炎症反应加重还可使中性粒细胞变形能力减弱,使中性粒细胞在肺微循环中滞留活化时间延长,导致炎症反应时间延长。氧化应激与炎症因子协同作用于COPD,氧化应激和气道炎症共同形成了一个恶性循环,导致其急性加重,对COPD的病理进程起了重要作用[17]。
综上所述,COPD发病机制复杂,多种机制共同参与,本研究结果与既往文献报道一致,证实炎症反应及氧化应激共同参与COPD发病,二者形成互相影响、互相促进,但本研究也有不足之处,在以后研究中需扩大样本量和更深入探索以获取更进一步结果。
[1] 蔡柏蔷.慢性阻塞性肺疾病诊断、处理和预防全球策略(2017 GOLD报告)解读[J].国际呼吸杂志,2017,37(1):6-17
[2] Wong H,Zou S,Li J,et al.Lily bulb nectar produces expectorant and anti-tussive activities,and suppresses cigarette smoke-induced inflammatory response in the respiratory tract in mice[J].Chinese Medicine,2015,6(2):136-146
[3] Yamaya M,Nishimura H,Nadine LK,et al.Ambroxol inhibits rhinovirus infection in primary cultures of human tracheal epithelial cells[J].Arch Pharm Res,2014,37(4):520-529
[4] Rennard SI.The role of free radical oxidation and endothelial dysfunction in the onset and progression of chronic obstructive pulmonary disease[J].Ter Arkh,2011,83(3):74-77
[5] Rossi FF,Pedone C,Antonelli Incalzi R.Chronic obstructive pulmonary disease and cardiovascular disease:role of the systemic inflammation[J].Recenti Prog Med,2011,102(3):109-113
[6] Wrodycki W.Usefulness of plasma procalcitonin (PCT) estimation to diagnose patients in departments of infectious diseases[J].Przeglad Epidemiologiczny,2002,57(1):211-219
[7] 赵宁宁,朱述阳,陈 碧,等.慢性阻塞性肺疾病患者血清IL-17、IL-23 水平变化及意义[J].山东医药 ,2012,52(30):57-58
[8] 丁国正,熊 伟,胡杰贵,等.AECOPD与哮喘急性发作患者血清MMP-9TIMP-1、IL-17水平的研究[J].临床肺科杂志,2012,17(4):614-615
[9] Van de Ree, Huisma M.Strong decrease of inter1eukin-6 high-dose atorvastatin in patients with type 2 diabetes mellitus[J].Atherosclerosis,2003,166:129-135
[10] 黄志勇,夏正远.冠状动脉搭桥患者围手术期血浆15-F2 tiso-prostane含量变化及临床意义[J].中国危重病急救医学,2004,16(3):165-168
[11] Basu S.Novel cyclooxygenase-catalyzed bioactive prostaglandin F2αfrom physiology to new principles in inflammation[J].Med Res Rev,2007,27:435-468
[12] 韩会宾,高东来,杨旭光.辛伐他汀联合不同沙坦类药物对血清8-异前列腺素F2a水平的影响[J].中国药物与临床,2014,14(6):798-800
[13] 孙 健,沈巨信,周国忠.COPD患者呼出气冷凝液中8-异前列腺素及白细胞介素6水平的差异及临床意义[J].中国呼吸与危重监护杂志,2010,9(2):137-140
[14] Hashimoto K,Takasaki W,Yamoto T,et al.Effect of glutathione(GSH) depletion on DNA damage and blood chemistry in aged and young rats[J].J Toxicol Sci,2008,33(4):421-429
[15] 庞 敏,王海龙,许建英,等.N-乙酰半胱氨酸对COPD大鼠Clara细胞及CC16的影响[J].中国病理生理杂志,2008,24(1):20-23
[16] Drost EM,Skwarski KM,Souleda J,et al.Osidative stress and airway inflammation in severe exacerbations of COPD[J].Thorax,2005,60:293-300
[17] Kirkham PA,Barnes PJ.Oxidative stress in COPD[J].Chest,2013,144:266-273
(2017-01-16 收稿)(库雪飞 编辑)
Thelevelchangeandclinicalsignificanceofseruminterleukin-17and8-iso-prostaglandin-F2αinpatientswithchronicobstructivepulmonarydisease
HUANG Chao,WANG Haochen,LI Lirui,et al
(North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,China)
ObjectiveTo explore the level change and clinical significance of interleukin-17(IL-17)and 8-iso-prostaglandin-F2α(8-iso-PGF2α) in the patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD).MethodsA total of 80 patients with COPD were selected as observation group.They were divided into A group,B group,C group and D group according to the severity of the disease.Selected 30 cases of healthy volunteers as control group.Determined the level of IL-17 and 8-iso-PGF2αby ELISA in all groups.ResultsThe serum IL-17 and 8-iso-PGF2αlevels in all kinds of COPD groups were higher than that of the control group,the difference was statistically significant(P<0.05), and increased with the aggravation of the disease.The serum IL-17 level was correlated positively with 8-iso-PGF2αin patients with COPD(r=0.675).ConclusionThe serum IL-17、8-iso-PGF2αare involved in the pathogenesis of COPD and related to the severity of the disease.
Chronic obstructive pulmonary disease. Interleukin-17.8-iso-prostaglandin-F2α
R 563
A
2095-2694(2017)05-352-04
华北理工大学大学生创新创业训练计划项目(编号:X2016253);河北省科技计划项目(编号:152777163)。
黄 超(1989-),女,硕士研究生。研究方向:呼吸内科。