老年支气管哮喘患者诱导痰中TGF-β1及IL-17水平的测定及其临床意义

甘 兵 陈正贤

(广东医科大学附属第三医院 佛山市顺德龙江医院呼吸内科，广东 佛山 528318)

有学者研究发现，白细胞介素(IL)-17可通过多种途径参与哮喘的发病和调节，IL-17与呼吸道慢性炎症性疾病的关系密切，支气管哮喘患者体内IL-17可诱导多种细胞分泌细胞因子以及炎症介质，进而参与哮喘的发生发展过程〔1〕。转化生长因子(TGF)-β1是一种多功能的调节细胞生长、分化的细胞因子，在支气管哮喘中可由多种活化的细胞产生，被认为具有促纤维化和抗炎双重作用〔2〕。相关研究表明，TGF-β1作为生长因子在支气管哮喘气道重塑的形成中扮演重要角色，同时IL-17还可以诱导TGF-β1的表达，IL-17与TGF-β1支气管哮喘中密切相关〔3〕。本研究旨在探讨老年支气管哮喘患者诱导痰中TGF-β1及IL-17的表达及其临床意义，以为临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1研究对象 选取2015年10月至2017年6月在广东医科大学附属第三医院呼吸内科及中山大学附属第六医院呼吸内科门诊及住院的60例老年支气管哮喘患者(观察组)，均符合中华医学会支气管哮喘防治指南的诊断及分类标准〔4〕。其中男37例，女23例，年龄60～85岁，平均(64.5±2.09)岁；轻度患者28例，男16例，女12例，年龄60～83岁，平均(63.1±2.21)岁；中重度患者32例，男21例，女11例，年龄61～85岁，平均(65.3±1.98)岁；另外选取同时期的老年健康志愿者26例作为对照组，其中男17例，女9例，年龄60～84岁，平均(64.7±1.75)岁。受试者均排除急性感染，未用过糖皮质激素，无过敏性及免疫相关的疾病，无肝、肾、内分泌与全身性疾病。观察组和对照组的性别、年龄等临床资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经过医院伦理委员会审核认证。患者及其家属对本研究内容知情同意，并签字。

1.2研究方法 (1)第1秒用力呼气容积(FEV1)：治疗前采用意大利科时迈肺功能诊断系统检测肺功能。患者重复测定3次，取最佳FEV1值，计算FEV1占预计值百分比(FEV1%)用于结果分析。(2)标本采集：治疗前诱导痰的收集和处理，以3.5%高渗生理盐水50 ml雾化吸入行痰诱导，诱导前吸入沙丁胺醇200 μg。诱导前、后及诱导过程中监测肺通气功能FEV1及FEV1%。其中部分重度哮喘发作期患者并已进行机械通气者经气管取痰。对于FEV1%<40%者且有痰的受试者进行自发咯痰方法取痰标本。收集的痰标本均在1 h内处理，处理前保存于4℃冰箱。以4倍痰液体积的1%二硫苏糖醇(DTT)处理痰液，上清液保存于-20℃冰箱。离心沉淀制成细胞悬浮液并以苏木精-伊红染色及椎虫蓝染色进行细胞分类计数和细胞活力测定。(3)细胞因子测定：采用酶联免疫吸附试验法(ELISA)测定诱导痰中IL-17及TGF-β1水平，试剂盒由武汉博士德公司提供，严格按说明书进行操作。(4)支气管哮喘患者常规治疗方法：均常规予吸氧、静脉滴注氨茶碱、雾化吸入(复方异丙托溴铵)、止咳(复方甲氧胶囊)、化痰(氨溴索片)等治疗，于治疗3个月后再次检测诱导痰中IL-17、TGF-β1水平及FEV1%。

2 结 果

2.1观察组与对照组诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较 观察组诱导痰中IL-17、TGF-β1水平明显高于对照组，FEV1%明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较

2.2不同严重程度老年支气管哮喘患者诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较 哮喘中重度组诱导痰中IL-17、TGF-β1水平明显高于哮喘轻度组，FEV1%明显低于哮喘轻度组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 不同严重程度支气管哮喘患者诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较

2.3观察组常规治疗治疗3个月后诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较 治疗后观察组诱导痰中IL-17、TGF-β1水平明显低于治疗前，FEV1%明显高于治疗前，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 观察组常规治疗治疗3个月后诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平比较

2.4老年支气管哮喘患者诱导痰中IL-17、TGF-β1及FEV1%水平的相关性分析 支气管哮喘患者诱导痰中IL-17与TGF-β1水平呈正相关(r=0.963，P=0.000)，IL-17与FEV1%呈负相关(r=-0.976，P=0.000)。

3 讨 论

支气管哮喘是由多种炎症细胞介导的慢性气道炎症，在哮喘急性发作、加重或恶化时，气道内炎症细胞的数量、组成会发生明显改变。成熟T淋巴细胞分为CD4+和CD8+两类，CD4+辅助性T淋巴细胞Th按其分泌的细胞因子谱不同，分为Th1和Th2两个亚群：哮喘发作时，Th1/Th2的比例失衡，最终导致呼吸道炎症的发生〔5〕。近年来发现IL-17可通过多种途径参与哮喘的发病和调节，IL-17作为一种前炎性细胞因子，具有促进多种细胞释放炎性因子、促进细胞增殖及抑制肿瘤细胞生长等多种生物学活性，同时与呼吸道慢性炎症性疾病的关系密切。哮喘患者体内IL-17可诱导上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞等细胞分泌IL-6、IL-8、粒细胞集落刺激因子及前列腺素E2，并增加细胞间黏附因子的表达，进而参与哮喘的发生发展过程〔6〕。

TGF-β1是一种多功能的调节细胞生长、分化的细胞因子，在哮喘中可由多种活化的细胞产生，被认为具有促纤维化和抗炎双重作用〔7〕。研究表明，TGF-β1作为一种促纤维化生长因子，可促进肌成纤维细胞增殖并产生大量细胞外基质，在哮喘气道重塑的形成中扮演重要角色〔8〕。目前关于TGF-β1在哮喘患者中的表达水平及意义各研究结果不一，但作为一种抗炎细胞因子，TGF-β1可以通过调控和抑制T淋巴细胞、B淋巴细胞的增殖而阻碍Th2细胞功能和细胞因子的生成；同时它又是一种促进炎症发展的细胞因子，可诱导大量炎性细胞趋化；随着支气管哮喘的反复发作，一部分患者将出现不可逆的气道受限，患者气道中TGF-β1的表达较无气道受限患者明显增高〔9〕。通常TGF-β1发挥着负反馈作用来抑制炎症细胞的活化，哮喘患者TGF-β1水平增高可代偿性抑制气道炎症细胞的活化和气道高反应性，又参与了气道损伤的修复过程;但如果TGF-β1持续增高，可引起气道纤维化和气道重建，反而加重气道炎症反应〔10〕。

Daneshmandi等〔11〕研究发现，TGF-β1作为Th17细胞分化的关键因子，通过间接效应阻滞先天免疫系统细胞产生的干扰素(IFN)-γ和IL-4以及直接作用于原始T细胞前体来促进Th17细胞增殖，且其可不依赖IL-23而诱导IL-17的表达，并且IFN-γ非但不能抑制TGF-β1对Th17细胞促生成作用，反而在IFN-γ存在时TGF-β1诱导IL-17的表达作用更强。许多文献均表明随着哮喘气道炎症未有效控制转为慢性气道炎症，出现气道重塑，气流受限，各种细胞因子及环境刺激因素反复作用于哮喘患者的气道上皮细胞及肺泡巨噬细胞，使之分泌内皮素及基质金属蛋白酶并持续活化TGF-β1，产生IL-17，共同作用于上皮下成纤维细胞和平滑肌细胞，使之增殖而引起气道重塑〔12,13〕。

本研究结果提示IL-17及TGF-β1可能参与哮喘发病，其水平的升高与哮喘的炎症反应及气道损伤的修复有关，在慢性持续期气道壁有可能因炎症和损伤而出现黏膜的重建和纤维化，造成TGF-β1的持续分泌，使之维持在较高水平，从而发挥促纤维化作用。在生理情况下，Th17细胞的这些功能能够及时、有效地阻止外来有害病原、微生物的入侵，避免机体受到伤害；而在某些病理状态下，Th17细胞的过度表达，则会导致炎性反应被放大，导致自身免疫性疾病〔14〕。有研究显示〔15〕，IL-17可诱导TGF-β1的表达，从而促进气道平滑肌细胞、肌成纤维细胞增殖，参与气道的重塑，另外TGF-β1有可能通过促进Th17细胞的分化，分泌IL-17而发挥促炎反应，这表明IL-17与TGF-β1密切相关。本研究也显示IL-17与TGF-β1关系密切，可能相互作用，互为促进，进一步说明哮喘的发病是多种细胞及多种细胞因子网络相互作用的结果。本研究说明治疗后老年支气管哮喘患者的肺功能明显好转，且诱导痰中IL-17、TGF-β1水平降低，这进一步说明了IL-17、TGF-β1的表达水平与支气管哮喘密切相关。

Agache等〔16〕研究发现，以分泌IL-17为主的CD4+T细胞亚群-Th17细胞分泌的IL-17是促炎因子，它可以作用于肺成纤维细胞、气道上皮细胞、气道平滑肌细胞及其他炎症细胞，刺激这些细胞分泌IL-6、IL-8、G-CSF、MMP等促进中性粒细胞和嗜酸粒细胞的募集与活化，导致组织及气道炎症的发生从而加重哮喘病人的临床症状。FEV1是气流受限的重要指标，本研究结果显示IL-17与气道阻塞严重度相关，提示IL-17参与的气道炎症可能为气道痉挛、气道重塑的重要环节。已有研究证明哮喘患者痰液中IL-17水平与气道高反应性呈正相关，与PC20 FEV1(使FEV1降低20%所需激发物的累积剂量)呈负相关〔17〕。与此报道相似，本研究发现哮喘患者诱导痰中IL-17及TGF-β1水平与FEV1%呈负相关，表明随着全身炎症的加重，哮喘气道阻塞程度亦加重。

由于IL-17及TGF-β1水平能在一定程度上反映老年支气管哮喘严重程度，作为老年支气管哮喘患者急性发作期诊断指标，观察IL-17及TGF-β1水平的变化可为探讨老年支气管哮喘患者急性发作提供有益的途径，对判断患者哮喘严重度及炎症控制情况、指导治疗以及了解预后等均有重要价值，也可能会为老年支气管哮喘患者的监测和个体化治疗提供新的靶点。