外周血Th17/Treg失衡与老年稳定期COPD患者肺功能及急性加重的相关性

刘兆阳

(蚌埠医学院第二附属医院呼吸科，安徽 蚌埠 233000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种临床常见的慢性呼吸系统疾病，根据相关研究〔1〕数据，我国20岁及以上人群COPD发病率为8.6%，40岁以上人群发病率高达13.7%，患者数量高达近1亿。年龄的增长是导致COPD高发的重要危险因素，特别是60岁以上老年人群COPD患病率风险极高，同时相关研究〔2〕已证实COPD可通过端粒/端粒酶、表观遗传改变、线粒体功能障碍等衰老调控机制加速患者机体的老化，因此，COPD是与老年人群具有密切关系的疾病，也是影响老年人群生活质量和预期寿命的重要因素。COPD的确切机制尚未明确，这也导致其治疗手段十分有限，病程进展一般无法逆转，只能通过对症治疗减少急性加重、延缓肺功能下降〔3〕。近年来，研究者发现了吸烟、气道高反应性、空气污染、生物燃料接触、职业暴露、病原微生物感染、自主神经功能失衡、营养不良、气候变化等多种因素可提升COPD的发生风险〔4〕，氧化应激、炎症机制、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、细胞凋亡、自身免疫反应、定植微生物群变化、无效受损修复等机制均可能在COPD的发生和发展中扮演着重要角色〔5〕，但对其确切病理机制的了解仍然有限。免疫因素与慢性气道炎症的互相作用已成为COPD发病机制研究领域的热点，其内容涵盖了固有免疫、获得性免疫、T细胞介导免疫失衡、自身免疫损害等多个方面，相关研究〔6〕结果显示，COPD患者机体存在着巨噬细胞、树突细胞、淋巴细胞、B细胞等多种免疫细胞功能及相关细胞因子表达水平的异常，这为阐明其免疫病理机制提供了新的思路。辅助性T细胞(Th)17和调节性T细胞(Treg)亚群在机体免疫平衡机制中发挥重要作用，COPD患者的气道高炎性反应已被证实与Th17/Treg细胞功能失衡有关〔7〕，但外周血Th17/Treg功能指标是否与稳定期COPD(SCOPD)患者和COPD急性加重(AECOPD)患者的肺功能指标均具有密切的相关性，进而用于临床病情评价和治疗，仍存在较大争议，不利于阐明COPD的病程变化机制和指导临床诊断治疗工作。本研究针对外周血Th17/Treg失衡与老年SCOPD患者肺功能及AECOPD的相关性进行分析。

1 资料与方法

1.1研究资料 选取2018年3月至2020年3月蚌锋医学院第二附属医院住院或门诊就诊的100例老年COPD患者，根据病情分为SCOPD组(58例，均为门诊就诊病例)和AECOPD组(42例，均为住院病例)，选取同期50名体检者作为对照组，所有研究对象签署知情同意书自愿参与本研究，研究方案经医院医学伦理委员会审核通过。

1.1.1纳入标准 研究对象年龄均大于60岁。SCOPD、AECOPD的诊断标准依据慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)制订的《慢性阻塞性肺疾病诊断、管理及预防全球策略(2017年版)》〔8〕，其中，COPD的诊断依据为①患者具有病史、危险因素接触史及胸闷、气喘、呼吸困难等症状；②吸入支气管扩张剂之后，第一秒用力呼气容积(FEV1)与用力肺活量(FVC)的百分比低于70%；③排除由支气管哮喘、急性心衰等其他疾病所引起的呼吸气流受限。稳定期COPD的诊断依据为：患者临床症状及体征稳定或症状，可依靠常规药物治疗控制病情或病情基本恢复到急性加重前的状态。AECOPD的诊断依据为：患者临床症状变异超过日常变异范围且呈持续恶化，可伴有痰量增多、脓性或黏液脓性痰、发热等感染表现，需要改变原有药物治疗方案。COPD患者临床资料完整。对照组均经临床检查排除肺部疾病。

1.1.2排除标准 合并恶性肿瘤、急性脑卒中、急性冠状动脉综合征、免疫功能缺陷、血液系统疾病、肝肾功能不全的患者；具有肺部胸廓外伤、畸形或手术史的患者；入组前1个月内有免疫抑制剂应用史或外科手术史的患者。

1.2观察指标

1.2.1基线资料及临床特征 通过查阅住院病历、门诊病历、体检资料对3组年龄、性别、体重指数(BMI)、基础疾病、吸烟指数等基线资料进行对比，对两组COPD患者的病程、改良英国医学研究学会呼吸困难指数(mMRC)分级、COPD评估测试(CAT)评分、BODE指数评分、6 min步行距离(6MWD)、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)进行对比。

1.2.2外周血Th17/Treg功能指标 采集3组空腹外周静脉血3 ml，AECOPD组均于入院次日采血，SCOPD组于门诊就诊当日，对照组于体检当日采血，血样加入淋巴细胞分离液后分离淋巴细胞，采用密度梯度离心法得到外周血单个核淋巴细胞(PBMCs)，采用FACS Calibur流式细胞仪(美国BD公司)对外周血Th17比例、Treg比例、Th17/Treg比值进行检测和对比。

1.2.3肺功能指标 采用肺功能检测仪(德国格莱特肺功能有限公司)对3组肺功能指标进行检测，COPD患者均于入院当日检测，对照组于体检当日检测，检测指标包括FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比(FEV1/Pred)。

1.3统计学方法 采用SPSS23.0软件进行单因素方差分析(ANOVA法)、LSD法、独立样本t检验、χ2检验或Fisher精确检验、Pearson相关分析、Logistic多元回归分析。

2 结 果

2.13组基线资料及临床特征比较 3组基线资料差异均无统计学意义(P>0.05)，AECOPD组mMRC分级、CAT评分、BODE指数评分、PaCO2均显著高于SCOPD组，6MWD和PaO2均显著低于SCOPD组(P<0.05)，两组病程差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 3组基线资料及临床特征比较

2.23组外周血Th17/Treg功能指标及肺功能指标水平比较 3组外周血Th17/Treg功能指标及肺功能指标的差异均有统计学意义(P<0.05)，对照组、SCOPD组、AECOPD组外周血Th17比例、Th17/Treg比值依次升高，外周血Treg比例、FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1/Pred依次降低，各组差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 3组外周血Th17/Treg功能指标及肺功能指标水平比较

2.3外周血Th17/Treg功能指标与肺功能指标相关性 SCOPD组外周血Th17比例、Th17/Treg比值与肺功能指标呈负相关(P<0.05)，外周血Treg比例与肺功能指标呈正相关(P<0.05)。AECOPD组外周血Th17比例、Th17/Treg比值与FEV1/FVC呈负相关(P<0.05)，外周血Treg比例与FEV1/FVC呈正相关(P<0.05)，患者的外周血Th17/Treg功能指标与其他肺功能指标均无相关性(P>0.05)。见表3。

表3 外周血Th17/Treg功能指标与肺功能指标相关性(r/P值)

2.4外周血Th17/Treg功能指标与AECOPD的相关性 剔除对照组数据后，将上述AECOPD组与SCOPD组患者之间有统计学差异的指标作为自变量纳入Logistic多元回归模型进行分析，结果显示，AECOPD发生与外周血Th17/Treg比值、FEV1/FVC、mMRC分级、CAT评分具有独立相关性(P<0.05)，其中，外周血Th17/Treg比值、mMRC分级、CAT评分为危险因素，FEV1/FVC为保护因素。见表4。

表4 AECOPD相关因素的Logistic多元回归分析

3 讨 论

本研究结果可见，相对于正常人群，COPD患者表现为Th17/Treg细胞比值的上升，其原因是出现了Th17比例升高和Treg比例降低，且AECOPD患者的上述改变幅度要高于SCOPD患者，外周血Th17/Treg比值与COPD的急性加重具有独立相关性。Th17和Treg是人体重要的两个T淋巴细胞亚群，Th17/Treg功能失衡在自身免疫疾病和炎症性疾病中发挥着关键性作用〔9〕。Th17的主要功能是诱导炎症反应、分泌白细胞介素(IL)-17等促炎细胞因子，而Treg则可通过调节T细胞活性抑制炎症的发展、分泌组织生长因子(TGF)-β、IL-10等抑炎细胞因子、维持外周免疫耐受，二者彼此拮抗又处于动态平衡〔10〕。而微小RNA等上游信息系统可对Th17/Treg平衡产生影响，进而引发相关疾病〔11〕。Th17/Treg失衡已被证实参与了COPD、支气管哮喘、毛细支气管炎、肺癌、肺纤维化等多种肺部疾病的免疫调节机制，在多种慢性通气障碍性疾病中，Th17/Treg功能指标均被证实与患者的肺功能具有相关性〔12〕。然而，近年来针对COPD患者外周血Th17/Treg失衡状态的研究结果存在一定争议，有研究〔13，14〕结果显示，与对照人群相比较，SCOPD及AECOPD患者表现为外周血Th17比例、Th17/Treg比值升高和Treg比例下降，且AECOPD患者上述改变更明显，AECOPD患者外周血Th17比例与Treg比例呈负相关，这与本研究结果一致；但在另外的研究〔15〕中则报道，AECOPD患者外周血Treg比例高于对照人群，对照人群Treg比例高于SCOPD患者；还有的研究〔16〕报道了虽然AECOPD、SCOPD患者Th17/Treg比值均高于对照人群，但SCOPD患者的Treg比例要高于对照人群，这些研究结果与本研究结果存在一定分歧。分析其原因，可能与对照人群基线资料的异质性有关，也可能提示着SCOPD患者与AECOPD患者的Th17/Treg平衡状态，特别Treg的变化趋势可能存在差异，相关研究已证实了下呼吸道细菌定植等因素也会导致SCOPD患者外周血Treg比例升高〔17〕，因此，仍需要进一步的研究针对不同病程COPD患者外周血Th17/Treg平衡状态开展讨论和分析。

本研究结果提示了外周血Th17/Treg功能指标可能更适宜评价SCOPD患者的肺功能，这些指标虽然能够提示AECOPD的发生风险，但并不能较好地反映AECOPD患者的肺功能损害程度。分析其原因，可能是SCOPD患者的肺功能损害主要源于有害因素暴露导致的慢性气道炎症，长期吸烟等有害刺激能够活化Th17，使之在肺组织浸润从而导致肺泡壁破坏和肺气肿形成，Th17分泌的IL-17能够促进中性粒细胞在气道募集和激活，IL-21能够提升CD8+T淋巴细胞数量并增强其细胞毒活性从而持续放大COPD的肺部连续炎症，Th17及其细胞因子还可对Treg发挥细胞间调节作用从而使Th17/Treg失衡进一步加剧〔18，19〕；长期烟雾刺激还会导致肺部树突细胞亚群失衡并在症状部位募集，通过与CD4+T淋巴细胞相互作用引起Th17/Treg失衡，介导肺泡弹性蛋白降解等COPD的免疫损害〔20〕。研究〔21〕结果显示，COPD的Th17/Treg功能指标及其炎症因子水平与SCOPD患者FEV1/FVC、FEV1/Pred等具有相关性，烟草等有害物质接触能够进一步加剧这一病理改变，这与本研究结果一致。与此不同的是，AECOPD的肺功能损害病理机制可能更为复杂，患者常合并有气道病原微生物的急性感染，其肺功能损害不仅与发病前SCOPD期的肺功能基线状态有关，还与感染引起的气道或全身性炎症反应有关。相关研究〔22〕结果显示，与单纯COPD患者相比较，合并肺部感染的COPD患者的Th17高表达和Treg低表达现象更加严重，其炎症反应水平可进一步影响患者肺功能，因此，AECOPD患者的Th17/Treg功能指标可能受到感染等多种混杂因素的影响，无法准确地反映患者肺功能损害程度。

综上，COPD患者存在明显的外周血Th17/Treg失衡，主要表现为炎症反应程度加剧，AECOPD患者的Th17/Treg失衡程度较高，SCOPD患者外周血Th17/Treg指标与其肺功能指标具有较好的相关性且与疾病的急性加重有关，临床医生应采用积极措施纠正患者的免疫失衡状态，从而达到延缓肺功能下降、减少急性加重的目的。