COPD急性加重期患者治疗前后血清IL-17 Th17 Treg细胞变化及其与肺功能的相关性研究

伍桂雄， 朱水泉， 董树烽， 沙雯雯

(广西壮族自治区梧州市人民医院呼吸内科， 广西 梧州 543002)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是临床常见病、多发病，以气流受限为临床特征，以反复咳嗽、气促、呼吸困难、肺功能进行性降低为主要临床表现。研究认为，COPD发生发展与环境污染、烟雾等有害气体吸入及遗传易感性等多种因素存在关联，随着近年环境恶化加剧，COPD的发病率呈逐年增高趋势[1]。研究发现[2]，COPD患者体内普遍存在免疫失衡，细胞因子、趋化因子大量产生使机体免疫耐受遭到破坏，免疫效应细胞激活；近年多项研究显示[3]，T细胞介导的免疫应答反应在COPD发生发展中起到至关重要的作用。CD4细胞发生活化后可产生多种生物学功能不同的效应性T细胞，如Th1、Th17细胞、调节性T细胞(Treg)等。其中Th17细胞主要是特异性分泌白细胞介素-17(IL-17)等炎性细胞因子而介导自身免疫应答，Treg细胞则能够表达抑炎性细胞因子而对自身免疫应答产生抑制作用，使得机体获得免疫耐受。Th17/Treg平衡在维持机体免疫耐受及正常免疫反应中有着重要意义[4]。本研究探讨了COPD急性加重期(AECOPD)患者治疗前后血清Th17/Treg细胞及IL-17等细胞因子变化及与肺功能的相关性，现报道如下。

1 对象与方法

1.1研究对象：收集2017年6月至2019年5月我院收治的AECOPD患者300例，均符合AECOPD诊断标准，其中男187例，女113例；年龄55～84(67.1±7.9)岁；体质量指数(23.6±2.4)kg/m2；吸烟106例；根据预后进行分组：好转组288例，死亡组12例；排除伴其他呼吸系统疾病、心力衰竭、免疫系统疾病、全身感染性疾病及精神、认知障碍者。另收集同期健康体检者100例(对照组)，均无呼吸系统疾病、全身感染性疾病等，其中男64例，女36例；年龄50～80(64.2±8.1)岁；体质量指数(23.8±2.6)kg/m2；吸烟37例。两组性别、年龄、体质量指数及吸烟比例均无统计学差异(P>0.05)。本研究通过伦理委员会审核，所有受试者均对研究充分知情，并签署知情同意书。

1.2研究方法:所有患者均于入院次日及经住院规范治疗、症状缓解后(出院前1d)复诊检测血清Th17/Treg细胞、IL-17及肺功能。健康体检者于入组后清晨8时采血检测。

1.2.1标本采集:采集清晨空腹(禁食≥8h)肘静脉血5mL，室温环境下静置30min后，离心(3000r/min)10min，留取血清并编号，待测。

1.2.2血清Th17/Treg细胞及IL-17测定:采用BD FACSVia流式细胞仪检测血清Th17、IL-17及Treg细胞水平；试剂盒均为BD公司产品，所有检测操作严格按试剂盒说明书进行。

1.2.3肺功能测定:采用Care Fusion Germany 234 GmbH公司Master Screen 型肺功能仪对患者进行肺功能测定，检测指标包括第1秒用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC。

2 结 果

2.1AECOPD组治疗前后及对照组血清Th17、Treg细胞、IL-17水平比较：AECOPD组治疗前后及对照组血清Th17、Treg细胞、Th17/Treg比值、IL-17水平比较均有统计学差异(P<0.05)。AECOPD组治疗前血清Th17、Th17/Treg比值及IL-17水平均明显高于对照组(P<0.05)，Treg细胞水平明显低于对照组(P<0.05)；AECOPD组治疗后血清Th17、Th17/Treg比值及IL-17水平相比治疗前明显降低(P<0.05)，Treg细胞水平相比治疗前明显升高(P<0.05)，但与对照组相比仍有明显差异(P<0.05)。见表1。

表1 AECOPD组治疗前后及对照组血清Th17 Treg细胞 IL-17水平比较

表2 AECOPD组治疗前后及对照组肺功能指标比较

2.2AECOPD组治疗前后及对照组肺功能指标比较：AECOPD组治疗前后及对照组FEV1、FVC、FEV1/FVC水平比较均有统计学差异(P<0.05)。AECOPD组治疗前FEV1、FVC、FEV1/FVC均明显低于对照组(P<0.05)，；AECOPD组治疗后FEV1、FVC、FEV1/FVC相比治疗前均明显提高(P<0.05)，但仍明显低于对照组(P<0.05)。见表2。

2.3相关性分析：AECOPD患者治疗前后血清Th17、IL-17、Th17/Treg比值均与FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈负相关(P<0.05)，Treg细胞与FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈正相关(P<0.05)。见表3、4。

表3 AECOPD患者治疗前血清Th17 Treg细胞 IL-17水平与肺功能的相关性

表4 AECOPD患者治疗后血清Th17 Treg细胞 IL-17水平与肺功能的相关性

2.4AECOPD患者好转组与死亡组血清Th17、Treg细胞、IL-17水平比较：AECOPD患者死亡组与好转组性别、年龄、吸烟等一般情况比较无统计学差异(P>0.05)，见表5。死亡组血清Th17、Th17/Treg及IL-17水平明显高于好转组(P<0.05)，Treg细胞水平明显低于好转组(P<0.05)。见表6。

表5 AECOPD患者好转组与死亡组一般资料比较

表6 AECOPD患者好转组与死亡组血清Th17 Treg细胞 IL-17水平比较

2.5血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平对AECOPD患者预后的预测效能：ROC曲线显示,血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平预测AECOPD患者死亡的曲线下面积分别为0.840(95%CI：0.738～0.942)、0.812(95%CI：0.695～0.928)、0.975(95%CI：0.000～1.000)、0.880(95%CI：0.791～0.968)，截断值分别为6.65%、1.74%、3.89、49.58ng/L，灵敏度分别为82.1%、62.3%、94.2%、83.1%，特异度分别为78.6%、94.2%、100%、80.5%。应用Z检验分析显示，Th17/Treg诊断的曲线下面积明显高于Th17、Treg、IL-17的曲线下面积，差异均有统计学意义(Z=2.262、2.687、2.154，P<0.05)，见图1。

图1 血清Th17、Th17/Treg及IL-17水平预测AECOPD患者死亡的ROC曲线

3 讨 论

COPD属于慢性气道炎症疾病，病情呈进行性加重，肺功能进行性减低，随着病情进展，还可累及呼吸系统之外的机体重要器官及系统，致使全身性炎症反应、血管内皮出现损伤、凝血功能障碍等多种问题[5]。COPD病死率及死亡率均较高，但其发病机制仍为完全阐明。有研究表明[6]，机体免疫紊乱，特别是T淋巴细胞表达失衡是COPD的重要发病机制。在COPD病程发展中，Treg发挥着至关重要的作用，正常状态下，Th细胞处在平衡状态，机体有着良好的免疫监视及免疫防御功能，一旦Th平衡遭到破坏，导致Th1/Th2失衡及Th17细胞过度表达，从而诱发COPD[7]。故研究COPD患者血清Th17/Treg表达及相关的免疫应答变化对于疾病诊治、预后判断有着重要意义。

COPD发生发展过程中的免疫学机制已得到公认，关于COPD患者自身免疫应答参与的炎症反应的研究报道较多[8]。气道受外界刺激出现损伤后，受损上皮细胞没有全部被巨噬细胞吞噬，作为一种自身抗原，导致机体免疫应答，引发或加重气道炎性损伤。CD8+、CD4+等多种免疫细胞参与了该过程，研究认为，周围微环境是决定初始T细胞分化方向的重要因素。当周围环境炎症细胞因子如IL-6、IL-1β等过度表达时，会诱导初始T细胞分化为Th17细胞；而仅存在TGF-β过度表达时，初始T细胞倾向于分化为Treg细胞。Th17/Treg比值大小与炎症反应严重程度呈正相关。Th17主要分泌IL-17而发挥相应效应。研究发现，血清Th17及IL-17水平自身免疫性疾病或炎症性疾病患者中表达明显增高，且随着疾病程度加重而增高，推测Th17细胞活化是诱导炎症性疾病发生发展的关键环节。

以往研究显示，AECOPD患者经规范治疗肺组织炎症控制后，仍存在不同程度的全身炎症反应。本研究显示，AECOPD患者治疗后Th17、Th17/Treg比值、IL-17虽明显降低，但仍明显低于对照组，也提示AECOPD患者经住院治疗症状缓解后仍存在明显免疫紊乱及炎性反应，因此，AECOPD患者即便症状得到缓解仍需继续进行抗炎治疗。相关性分析显示，AECOPD患者治疗前后血清Th17、IL-17、Th17/Treg比值均与FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈负相关，Treg细胞与FEV1、FVC、FEV1/FVC水平呈正相关，与汪露等[9]报道一致，表明血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17与AECOPD患者肺功能密切相关，可作为判断疾病严重程度及预后的有效治疗，并有望成为新的治疗靶点。本研究还发现，AECOPD患者死亡组与好转组血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平比较有统计学差异；进一步分析显示，血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平预测AECOPD患者死亡的ROC曲线下面积分别为0.840、0.812、0.975、0.880；表明血清Th17、Treg、Th17/Treg及IL-17水平与AECOPD患者预后密切相关，对死亡的预测有较高应用价值，尤以Th17/Treg诊断价值最高。

综上所述，AECOPD患者血清Th17、IL-17表达明显增高，Treg表达明显降低。血清IL-17、Th17、Treg与患者肺功能及病情严重程度密切相关，对于预后的判断有重要价值。