呼出气冷凝物中IL-25、IL-33在慢性肺疾病中的表达特点及作用初探

尹利剑 河南省商丘市第三人民医院 476000

呼吸道和肺泡上皮细胞是建立与外界空气直接交流的主要组织器官，因此在呼吸系统疾病生理病理研究中有着举足轻重的地位。现有的研究证实，空气污染、过敏源刺激、尼古丁暴露、烟雾或微生物病原体等均是造成呼吸道上皮细胞损害的重要致病因素，也是包括哮喘、慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD)以及特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)等具有反复性和持续性症状慢性肺疾病的共同原因[1-4]。呼出气冷凝物(Exhaled breath condensate，EBC)为非侵入性呼吸道样本获取检测手段，具有可重复性，相比直接获取局部组织标本安全性更高。近年的临床研究普遍已证实，白细胞介素-25(Interleukin-25，IL-25)、白细胞介素-33(Interleukin-33，IL-33)与哮喘、COPD患者呼吸道上皮细胞损伤的发生、炎症反应及肺功能状态密切相关[5-6]，通过观察其水平的变化可以为判断疾病进展提供帮助。但目前尚无对特发性肺纤维化相似研究，因此本研究则观察了包括健康者、哮喘、COPD以及IPF在内患者的肺功能及IL-25、IL-33表达特点，旨在探索EBC中IL-25、IL-33对于IPF临床诊疗的价值。报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 以2018年10月—2019年10月我院收治的113例慢性肺疾病患者作为研究对象进行回顾性分析，其中哮喘40例，慢性阻塞性肺疾病45例，特发性肺纤维化28例，患者年龄18～80岁，同时选取同期体检的健康者35例作为健康组。经本院医学伦理委员会批准，并在患者知情同意的前提下接受EBC检查和肺功能检测。排除合并有严重心、肾功能不全，肺结核、肺气肿等其他肺疾病患者，以及有EBC检查、肺功能检测禁忌者。

1.2 方法 (1)收集患者人口学特征信息和吸烟史。(2)EBC检查方法：用德国Eric Jaeger公司生产的Eco Screen冷凝器及其配套EBC收集管为收集器，经口收集EBC约400μl，于-80℃下冷冻备检。IL-25、IL-33检测方法均采用酶联免疫吸附试验，试剂盒由阿拉丁试剂公司提供。(3)肺弥散功能检查：采用波兰Cracow公司生产的Lungtest 1000系统，依照《肺功能检查指南——肺弥散功能检查》[7]进行检测，获取DLco值及DLco预计值(DLco%pred)。由于本研究为回顾性分析，而该检查目前并不作为哮喘和COPD的常规检查项目，因此仅IPF患者具有DLco值和DLco检查结果。(3)肺活量检测：采用多功能肺功能检测仪器收集患者第1秒用力呼气容积(FEV1)、FEV1占预测值百分比(FEV1%Pred)、用力肺活量(Forced vital capacity，FVC)、用力肺活量占预测值百分比及FEV1与FVC比值(FEV1/FVC)。

2 结果

2.1 各组临床资料比较 (1)与健康组比较，哮喘组、COPD组和IPF组FEV1、FEV1%Pred、FVC、FEV1/FVC水平均明显下降，差异均具有统计学意义(P<0.05)，见表1。(2)EBC检查结果显示哮喘组、COPD组和IPF组的IL-33水平均比健康组高，差异具有统计学意义(P<0.05)，而三组间两两比较差异无统计学意义(P>0.05)，见图1；哮喘组IL-25水平高于健康组，COPD组与IPF组IL-25水平均低于哮喘组，差异具有统计学意义(P<0.05)，但COPD组和IPF组与健康组相比差异无统计学意义(P>0.05)，见图2。

2.2 EBC中IL-33、IL-25与各组临床因子的相关性分析 经Spearman相关性分析，仅IPF组患者EBC中IL-33与病程呈负相关，与DLco%pred呈正相关(P均<0.05)，见图3、图4。哮喘组、COPD组患者IL-25、IL-33水平与其他临床因子并无相关性(P>0.05)。

表1 各组临床资料比较

图1 健康组、哮喘组、COPD组和IPF组患者呼出气冷凝物中IL-33水平

图2 健康组、哮喘组、COPD组、IPF组患者呼出气冷凝物中IL-25水平

图3 IL-33水平与病程相关

3 讨论

IL-25、IL-33是白介素家族中的主要成员，也是上皮细胞衍生的细胞因子，生理学研究认为，一方面两者均参与与Th2细胞因子介导反应相关的免疫反应；另一方面，IL-33和IL-25均可为2型先天性淋巴细胞提供信号，并通过协调2型免疫应答引发并且放大炎症反应[8-9]。因此在炎性反应疾病中均可检出两者水平的增高。现有的研究已证实，在一些过敏性疾病中，如过敏性鼻炎、过敏性哮喘患者中，血清IL-25、IL-33的水平可明显增高[10-12]。COPD与哮喘均是以呼吸受限为主要表现的呼吸系统疾病，虽然在疾病性质上面存在较大的差异，但在病理改变上则存在一样的气道炎症改变。通过对两种疾病的研究发现，IL-25、IL-33在哮喘患者中的高表达来自上皮细胞和平滑肌细胞[13]，而对于慢性气道炎症的COPD患者来说，IL-25、IL-33则是发挥了对支气管上皮细胞和外周血单核细胞中IL-6和IL-8的诱导刺激作用实现参与气道炎症反应的效果[14]。IPF从病理表现上与哮喘和COPD有根本上的不同，主要以成纤维细胞灶和蜂窝囊肿为组织病理学改变，虽然现在对于该病的病因和病机尚不完全清楚，但通过研究患者的支气管肺泡灌洗液已证实存在炎症反应。有学者通过研究发现，IPF患者的肺组织或成纤维细胞灶中可检出IL-25、IL-33的高水平表达[15]，而通过对动物实施鼻内滴注IL-25可显著促进成纤维细胞的增殖、分化和活化，通过气管滴注IL-33则可诱导胶原蛋白沉积，并协同博来霉素加速肺纤维化的进程[16]。

图4 IL-33水平与DLco%pred相关

综合上述研究可见，目前临床对于哮喘、COPD以及IPF与IL-25、IL-33的研究基本以人外周血检验和动物模型肺组织病理学检测为主，虽然能够明确其相关性，但并不能为临床提供较高的辅助诊断价值，明确病理改变程度的检查手段依然需要支气管活检样本的组织病理学检验，这种有创的检验手段无疑给临床诊疗增加了更大的风险，也给患者组织造成了损伤。本研究将EBC检测作为主要手段，主要通过检测收集到的气道内衬液体和可挥发成分，发现其中所含抗氧化物、可溶性标记物等生化分子的变化，从而反应出气道内环境的改变特点。研究结果显示，哮喘、COPD和IPF三种慢性肺部疾病在肺功能的改变上具有一致性，呈现出通气功能的下降，这与气道炎症反应下的支气管痉挛、通气阻力增大有关，但其下降程度存在一定的差异，也反应出在气道炎症反应和炎症反应下病理改变的不同。在EBC检测的IL-25、IL-33的表达上，三种疾病患者的IL-33水平相比健康人群均有显著的增高，而在IL-25上COPD和IPF患者并未表现出与健康者的显著差异。这一结果提示EBC中IL-33在气道炎症反应疾病中的敏感性可能高于IL-25。经Spearman相关性研究，仅IPF患者EBC中IL-33水平与病程、DLco%pred具有相关性，推测EBC中IL-33可能是反应IPF病情严重的检测指标。

本研究作为该类检测项目的初探，单中心样本收集有较大的局限性。因此本研究结果目前仅可提示在哮喘、COPD以及IPF患者EBC中IL-25、IL-33表现出了与外周血较为相似的高表达特点，其中IL-33水平可能与IPF患者的病理改变程度有关。同时也证实，通过EBC检测IL-25、IL-33具有可行性，这为进一步研究其水平变化与气道损伤及炎症反应程度奠定了基础。