血清IL-6与TNF-α在克罗恩病疾病评估中的应用

陈 丹， 陈 洋， 李 骥， 谭 蓓， 张鑫垚， 张 丽， 钱家鸣

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院 1.消化内科； 2.检验科，北京 100730

克罗恩病(Crohn’s disease，CD)是一种可累及全消化道的炎症性肠病,其发病率在我国呈上升趋势，临床上评估其疾病的活动度和预后至关重要。目前用于评估的指标有炎症指标、克罗恩病疾病活动指数(Crohn’s disease activity index，CDAI)、内镜直视肠黏膜病变、黏膜组织病理等方法。但内镜及黏膜组织病理评估有创，患者接受度低；炎症指标、CDAI更易获得。C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)是评估CD活动程度和疗效的经典炎症指标。但有时与CDAI、内镜或病理评估不一致。白介素6(interleukin-6，IL-6)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)在CD患者病变黏膜中明显升高，作为促炎因子参与CD黏膜损伤的发生[1]。近年来，血清IL-6、TNF-α的检测逐渐应用于临床，也有应用超敏C反应蛋白/白蛋白(high-sensitivity C-reactive protein/albumin，hsCRP/Alb)，它们是否能替代经典炎症指标，或作为CD生化评估的补充指标是临床医师关注的问题。本文旨在探究血清IL-6、TNF-α与经典炎症指标的相关性，及其在CD评估中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2017年4月至2018年3月在北京协和医院住院并确诊为CD的患者。CD的诊断标准参照我国《炎症性肠病诊断与治疗的共识意见(2018年，北京)》[2]。且住院期间同一天内完成血清IL-6、TNF-α、hsCRP和ESR检查。排除标准：不能确诊CD者；此次住院期间未完成血清IL-6、TNF-α、hsCRP或ESR中任何一项检查或以上检查未在同一天内完成者。经病案科住院资料数据库检索，该时间段内我院共计121例住院CD患者，其中70例因未查IL-6或TNF-α予以排除，最终纳入51例CD患者。本研究经北京协和医院伦理委员会批准(S-K726)。

1.2 研究方法

1.2.1 回顾性总结患者基本情况：包括性别、年龄、蒙特利尔分型、CDAI、8周内英夫利西暴露比例、消化道内镜完成情况。蒙特利尔分型[3]根据诊断年龄分为A1(≤16岁)、A2(17～40岁)、A3(≥40岁)；根据病变累及部位分为L1(仅累及回肠)、L2(仅累及结直肠)、L3(累及回肠和结直肠)、L4(累及空肠及其以上部位消化道)，其中L4可以与L1～L3同时存在或单独存在；根据疾病行为分为B1(非狭窄非穿通型)、B2(狭窄型)、B3(穿通型)、p(肛周病变)，其中p可以和B1～B3同时存在。疾病活动度通过CDAI评估，CADI总分≤149分定义为缓解期，总分≥150分定义为活动期，其中150～220分为轻度活动期，221～450分为中度活动期，451～1 100分为重度活动期。对于完善消化道内镜评估的患者，黏膜愈合定义为消化道内镜下未见黏膜溃疡、糜烂或充血等表现；对于未完善消化道内镜评估的患者，根据手术病理、小肠CT成像等影像学检查辅助评估是否达黏膜愈合。

1.2.2 分组：将CD患者分为疾病活动期组和缓解期组，或黏膜愈合组和黏膜未愈合组进行分析。

1.2.3 血清IL-6和TNF-α水平检测：应用西门子全自动化学发光免疫分析仪(IMMULITE 1000)行化学发光法测定，IL-6测定试剂盒(编号LK6P1)和TNF-α测定试剂盒(LKNF1)均购自英国西门子医学诊断产品有限公司。采用常规方法测定ESR和hsCRP，均由我院检验科完成。

2 结果

2.1 患者基本情况51例CD患者中,男36例，女15例；年龄(32.0±13.2)岁(14～66岁)；缓解期患者21例(41.2%)，活动期患者30例(58.8%)。39例患者完成病变部位消化道内镜评估，根据内镜结果判断为黏膜愈合8例，未达黏膜愈合31例；12例未行消化道内镜评估的患者，经手术大体病理、影像学是否存在肠瘘等指标辅助判断均未达黏膜愈合。综上，黏膜愈合的患者8例，未达黏膜愈合的患者43例；5例(9.8%)患者在距离检测血清TNF-α 8周内有英夫利西暴露(见表1)。

表1 51例CD患者临床特征[n(%)]Tab 1 Clinical characteristics of 51 patients with CD [n(%)]

2.2 血清IL-6、TNF-α、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb及CDAI相关性分析51例CD患者行Pearson相关性分析显示，IL-6与hsCRP、ESR、hsCRP/Alb、CDAI呈正相关(P<0.05)。hsCRP(r=0.593，P=0.000)、ESR(r=0.559，P=0.000)、hsCRP/Alb(r=0.626，P=0.000)均与CDAI呈较强正相关。46例未暴露于英夫利西的CD患者行Pearson相关性分析显示,TNF-α与CDAI呈弱负相关(r=-0.352，P=0.016)(见表2)。

2.3 血清IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb判断CD患者疾病活动期或黏膜未愈合的价值根据CDAI，将51例CD患者分为疾病活动期组和缓解期组，血清IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb在疾病活动期患者中水平显著高于疾病缓解期(见表3)。当设定血清IL-6临界值为7.50 pg/ml(≥7.50 pg/ml)，hsCRP临界值为6.71 mg/L(≥6.71 mg/L)，ESR临界值为10.50 mm/h(≥10.5 mm/h)，hsCRP/Alb临界值为0.175(≥0.175)时，判断疾病活动期的ROC曲线下面积(areas under theROCcurve，AUC)(95%CI)分别为0.851(0.744～0.985)、0.825(0.706～0.945)、0.810(0.692～0.928)、0.834(0.720～0.948)(P均<0.01)。且在hsCRP<6.71 mg/L的24例CD患者中，7例根据CDAI判断处于疾病活动期，其中4例(57.14%)患者IL-6 ≥7.50 pg/ml(见表4、图1)。

表2 IL-6、TNF-α、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb及CDAI相关性分析Tab 2 Correlation analysis of IL-6, TNF-α, hsCRP, ESR, hsCRP/Alb and CDAI

注：IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb及CDAI之间相关性分析纳入51例CD患者；TNF-α与IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb、CDAI之间相关性分析纳入46例未暴露于英夫利西的CD患者。

表3 比较CD缓解期和活动期患者血清IL-6、hsCRP、ESR和hsCRP/Alb水平Tab 3 Comparison of levels of serum IL-6, hsCRP, ESR and hsCRP/Alb between CD patients in remission stage and active stage

表4 IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb判断疾病活动期价值Tab 4 The values of IL-6, hsCRP, ESR and hsCRP/Alb in assessing the disease activity

hsCRP、hsCRP/Alb在黏膜愈合组患者中显著低于黏膜未愈合组(P<0.05)。而IL-6与ESR在以上两组患者中差异无统计学意义(见表5)。当设定血清IL-6临界值为3.70 pg/ml (≥3.70 pg/ml)，hsCRP临界值为1.43 mg/L(≥1.43 mg/L)， hsCRP/Alb为0.035(≥0.035)，CADI临界值为151分(≥151分)时，判断黏膜未愈合的AUC(95%CI)分别为0.727(0.523～0.931)、0.833(0.668～0.998)、0.839(0.680～0.998)和0.884(0.785～0.983)(P均<0.05)。而ESR判断黏膜未愈合差异无统计学意义(P>0.05)(见表6、图2)。

表5 比较CD黏膜愈合组和黏膜未愈合组患者血清IL-6、hsCRP、ESR和hsCRP/Alb水平Tab 5 Comparison of serum levels of IL-6, hsCRP, ESR and hsCRP/Alb between CD patients with mucosal healing and without reaching mucosal healing

表6 IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb、CDAI判断黏膜未愈合价值Tab 6 The values of IL-6, hsCRP, ESR, hsCRP/Alb and CDAI in assessing the mucosal healing

图1 IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb判断疾病活动期ROC曲线分析；图2 IL-6、hsCRP、ESR、hsCRP/Alb、CDAI
判断黏膜未愈合ROC曲线分析
Fig 1ROCanalysis values of IL-6, hsCRP, ESR and hsCRP/Alb in assessing the disease activity； Fig 2ROCanalysis values of IL-6, hsCRP, ESR, hsCRP/Alb and CDAI in assessing the mucosal healing

2.4 血清TNF-α判断CD患者疾病缓解期及黏膜愈合的价值51例CD患者中，5例于8周内应用英夫利西且均处于缓解期，其中3例达黏膜愈合。血清TNF-α在英夫利西暴露组显著高于未暴露组[(242.00±136.05)pg/mlvs(38.37±35.18)pg/ml，P=0.028]。

在未暴露英夫利西的46例CD患者中，血清TNF-α在CD患者疾病活动期水平(30.82±24.75)pg/ml与缓解期(52.53±46.92)pg/ml比较，差异无统计学意义(P=0.100)。当设定血清TNF-α临界值为36.80 pg/ml(≥36.80 pg/ml)时，其判断未暴露于英夫利西的CD患者疾病缓解期的灵敏性为0.625,特异性为0.767,AUC(95%CI)为0.625(0.474～0.824)，P=0.099，约登指数为0.39。

在未暴露英夫利西的46例CD患者中，血清TNF-α在黏膜愈合组显著高于黏膜未愈合组[(68.78±60.10)pg/mlvs(34.66±30.03)pg/ml，P=0.039]。当设定血清TNF-α临界值为37.35 pg/ml(≥37.35 pg/ml)时，其判断未暴露于英夫利西的CD患者黏膜愈合的灵敏性为0.800,特异性为0.732,AUC(95%CI)为0.732(0.481～0.982)，P=0.094，约登指数为0.53。

3 讨论

CD是Th1细胞为主介导的免疫性肠病，细胞因子通过不同的机制参与其炎症的产生及持续，导致肠组织慢性损伤。本研究证实了血清IL-6与经典炎症指标、疾病活动度呈正相关，是判断疾病活动的良好指标，且其对判断黏膜是否愈合也有一定价值；还发现在未暴露于英夫利西的CD患者中，血清TNF-α与疾病活动度呈弱负相关，但应用血清TNF-α水平判断CD患者处于疾病活动期或缓解期、是否达到黏膜愈合的价值有限。

目前评估CD疾病活动度最常用的生化指标是CRP，它是在炎症状态下，肝细胞经IL-6、TNF-α或IL-1β刺激后产生的急性反应蛋白，其中以IL-6刺激生成为主[4]。已有较多研究表明，血清hsCRP与CD患者疾病活动度呈较强的正相关性[4-6]。本研究也证实hsCRP、hsCRP/Alb与疾病活动度呈正相关，在判断疾病活动度或黏膜是否愈合方面有一定的价值。但约1/3的活动期CD患者CRP正常，1/3的缓解期CD患者CRP升高[6]。故仍必须寻找其他生化指标辅助评估CD患者疾病状态。

IL-6主要为急性炎症部位的单核巨噬细胞或慢性炎症部位的T细胞分泌产生，被认为是炎症持续的标志[6]。CD的发病中，IL-6可激活NF-κB通路、增强上皮细胞通透性、导致肠黏膜微循环障碍等。已有研究[6-7]表明,活动期CD患者中血清IL-6显著升高，但其与疾病活动度的相关性结论尚不一致。本研究显示，CD患者血清IL-6水平与hsCRP、ESR、hsCRP/Alb呈正相关，当IL-6≥7.50 pg/ml时，判断疾病处于活动期的AUC(95%CI)可达0.851(0.744～0.985)，灵敏性及特异性均较高，为理想的判断疾病活动状态指标，不劣于hsCRP或hsCRP/Alb，而且在疾病处于活动期但hsCRP升高不明显的CD患者中，约1/2患者仍存在IL-6升高。目前有文献报道血清IL-6水平与CD内镜下严重指数(Crohn’s disease endoscopic index of severity, CDEIS)无相关性[6]，其判断黏膜是否愈合的价值尚不明确，本研究显示,当IL-6≥3.70 pg/ml，判断黏膜未愈合的AUC(95%CI)为0.727(0.523～0.931)，灵敏性及特异性分别为0.860、0.625，其升高对判断未达黏膜愈合具有一定价值，其AUC较hsCRP、hsCRP/Alb或CDAI判断黏膜未愈合AUC小，但差异无统计学意义，以上结论有待更多大样本研究的证实。

TNF-α主要由活化的单核细胞和巨噬细胞产生。在CD的发病过程中，TNF-α能趋化并活化中性粒细胞和单核细胞；促进微血栓形成，导致黏膜微循环障碍；破坏肠道黏膜屏障功能。TNF-α分子在体内以跨膜形式(transmembrane TNF-α，tmTNF-α)或游离形式(soluble TNF-α，sTNF-α)存在。

与Eder等[8]研究一致，本研究发现,英夫利西暴露组CD患者血清TNF-α水平显著高于未暴露组。抗TNF-α单抗治疗后，血清sTNF-α显著升高的患者较sTNF-α降低的患者更可能对抗TNF-α单抗长期有效[8]。英夫利西对tmTNF-α或sTNF-α均有很高的亲和力，但其发挥抗炎作用的关键是拮抗tmTNF-α，而不是中和循环血中的sTNF-α[9]。提示血清sTNF-α水平升高与病情缓解并不矛盾。文献报道的CD患者血清TNF-α水平与疾病活动度之间的相关性不一致，有研究[10]表明,CD患者血清TNF-α与CDAI有较弱的正相关性。也有研究[11]表明,少年CD患者血清TNF-α水平较正常人高，而成人CD患者血清TNF-α与正常人无差异；血清TNF-α水平与CDAI无相关性[6]。而本研究发现，在未暴露于英夫利西的CD患者中，血清TNF-α水平与CDAI呈较弱的负相关；在黏膜愈合组中显著高于黏膜未愈合组。虽然TNF-α被认为是炎症因子网络中的启动因子，但不同于tmTNF-α，目前逐渐增多的证据表明，血清sTNF-α具有免疫调节和抗炎作用[12]，也许可解释本研究发现的血清TNF-α水平与CDAI呈负相关，在黏膜愈合组显著升高的现象。由于血清TNF-α水平在不同发病年龄[11]、不同疾病累及部位[8]的患者中不同，且受是否暴露于抗TNF-α单抗的影响，可能造成不同研究的结果不同。

本研究仍存在一定局限性。首先，本研究为回顾性研究，部分资料不完备；其次，本研究为横断面研究，未纳入随访资料，上述生物标志物预测疾病复发的价值无法评价。

综上，CD患者血清IL-6水平与经典炎症指标及疾病活动度之间均具有良好的相关性，可作为经典炎症指标的补充指标用于协助判断CD疾病活动度。IL-6≥7.50 pg/ml对判断疾病处于活动期有较高的价值，IL-6≥3.70 pg/ml对判断未达黏膜愈合有一定价值。未暴露于英夫利西的CD患者中，血清TNF-α水平与疾病活动度呈较弱的负相关，但其用于判断疾病活动程度、黏膜是否愈合的价值非常有限，有待扩大样本量，根据年龄、疾病部位、药物暴露等因素分组分析以获得更准确的结论。