吸烟对COPD患者瘦素、TNF-α、sICAM-1及肺功能的影响

滕飞 徐磊

(北华大学附属医院呼吸内科，吉林 吉林 132000)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特征是进行性气流受限，并与颗粒性污染物(包括香烟烟雾)的吸入导致的炎症反应有关。研究表明，COPD不仅是肺部疾病，也可能是全身炎症过程的结果〔1〕。流行病学显示COPD患者中吸烟者居多〔2〕，因此戒烟是降低COPD发生风险的最有效的干预措施。

瘦素是由脂肪细胞衍生的激素，是一种主要促炎性脂肪因子，支气管上皮细胞、肺泡Ⅱ型上皮细胞和巨噬细胞均可表达瘦素〔3〕。动物实验研究表明，小鼠暴露香烟烟雾，瘦素对气道固有和适应性免疫反应有不同的影响，在肺组织通过瘦素受体活化调节香烟烟雾诱导的炎症反应〔4〕。此外，COPD患者急性加重期间能量平衡暂时紊乱，与瘦素浓度升高和全身炎症反应有关〔5〕,且在COPD患者痰中可检测到瘦素，并与痰中炎症标志物C反应蛋白和肿瘤坏死因子(TNF)-α呈正相关〔6〕，提示瘦素参与COPD的炎症反应。本研究主要观察COPD患者戒烟后瘦素与炎症标志物TNF-α和可溶性细胞间黏附分子(sICAM)-1及患者肺功能的变化，以探讨香烟烟雾对COPD患者瘦素引起的炎症反应的作用。

1 对象和方法

1.1研究对象 2019年5月至2020年1月在北华大学附属医院呼吸内科按照《慢性阻塞性肺疾病诊断、处理和预防全球策略(2011 年修订版) 》的诊断标准〔7〕确定的COPD患者86例。排除标准：COPD合并严重并发症(肿瘤、心力衰竭、严重肾衰竭、肝脏疾病)及有其他肺病史的患者如支气管哮喘、肺结核、肺癌、支气管扩张和肺纤维化。所选患者均为男性，患者自愿签署知情同意书。按吸烟状况分为不吸烟组(30例)、吸烟组(30例)和戒烟组(戒烟至少2年或以上，26例)。数据收集时要求患者处于稳定期。

1.2患者一般情况 采集患者年龄、吸烟史、身高、体重〔计算体重指数(BMI)〕情况。

1.3肺功能测定 使用便携式肺功能仪由专人对研究对象进行肺功能测定，记录第1秒用力呼气容积(FEV1)和FEV1/用力肺活量(FVC)。

1.4样本采集及瘦素、sICAM-1和 TNF-α测定 早晨采集空腹患者血液于乙二胺四乙酸(EDTA)试管中，以1 000 r/min离心15 min，收集血浆储存于-70℃直至分析。按照文献方法〔8〕，痰诱导前让患者吸入沙丁胺醇200 μg，15 min后超声波雾化器吸入3%无菌高渗盐水，雾化时间5～10 min，诱导咳出痰，收集于无菌干燥培养皿中，挑选出黏液部分加入4倍体积的0.1%二硫苏糖醇(DTT)，37℃ 恒温培养 30 min，悬浮液涡旋振荡30 s，再用4倍体积的磷酸盐缓冲盐水稀释，然后以1 000 r/min离心10 min,收集上清液并储存在-70℃直至分析。按照特异性酶免疫分析酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定血浆和诱导痰中瘦素、sICAM-1和TNF-α。

1.5诱导痰中炎性细胞检测 诱导痰离心沉渣制备痰细胞学涂片2张，室温下自然风干,做苏木素-伊红(HE)染色。光学显微镜下行细胞计数及分类，每张片至少计数300个细胞,分类计数中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及嗜酸性粒细胞, 两张涂片取其平均数,得出各种细胞所占百分率。

1.6统计学处理 采用SPSS17.0软件进行方差分析、LSD法。

2 结 果

2.13组人口学特征及肺功能测定 3组年龄、体重及BMI无统计学差异(P>0.05)。吸烟组和戒烟组年吸烟数无统计学差异(P>0.05)，但两组肺功能明显低于不吸烟组(P<0.05)，见表1。

表1 3组人口学特征及肺功能测定

2.23组血浆和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比较 吸烟组和戒烟组血浆瘦素低于不吸烟组，而TNF-α和sICAM-1含量高于不吸烟组，差异有统计学意义(P<0.05)；而两组瘦素、TNF-α和sICAM-1无统计学差异(P>0.05)。与不吸烟组相比，吸烟组和戒烟组痰中瘦素、TNF-α和sICAM-1含量增加，戒烟组增加显著更多(P<0.05)，见表2。

表2 3组血浆和痰中瘦素、sICAM-1和 TNF-α水平比较

2.33组诱导细胞总数及分类比较 吸烟组痰中细胞总数和中性粒细胞比例高于不吸烟和戒烟组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 3组诱导细胞总数及分类比较

3 讨 论

吸烟可引起COPD患者气流受限〔9〕，其原因主要有香烟中的尼古丁可兴奋迷走神经的兴奋，使气道平滑肌张力升高，而且香烟烟雾直接作用于支气管黏膜，使腺体增生，管腔结构发生变化，黏液潴留，内膜发生炎症，本研究证实了吸烟对肺功能有明显影响，累积吸烟与肺功能下降存在关系〔10〕。

COPD被认为是具有全身和呼吸道炎症反应的一种肺部疾病。瘦素是促炎性脂肪因子，参与类风湿关节炎等不同炎症性疾病〔11〕。Vernooy等〔12〕发现COPD患者支气管上皮细胞及肺泡巨噬细胞表达瘦素增加,且将主支气管上皮细胞暴露于香烟烟雾中后,发现其瘦素及瘦素受体表达增加。本研究支持香烟烟雾可降低瘦素水平〔13〕的观点，分析其原因可能为香烟烟雾能够改变下丘脑瘦素受体的敏感性，调节瘦素的合成；烟雾成分可增加血浆儿茶酚胺浓度,儿茶酚胺促进脂类分解进而通过cAMP依赖途径来降低瘦素水平〔14〕。肺泡巨噬细胞被香烟中烟焦油、亚硝胺等有害物质可激活后，可分泌白细胞介素(IL)-2、IL-8、TNF-α、IL-1等100 余种细胞因子〔15〕，其中TNF-α是一种促炎细胞因子，其在肺中产生多效性作用。血浆sICAM-1可被认为是炎症的标志，其水平与TNF-α呈正相关〔16〕。本研究结果说明吸烟是COPD患者炎性反应的一个危险因素。

戒烟会增加呼吸道系统中性粒细胞在宿主防御机制中的作用。有研究表明，香烟烟雾可能影响瘦素/瘦素受体介导的嗜中性粒细胞活化，COPD戒烟者痰中瘦素和其受体的表达高于吸烟者〔17〕，表明瘦素及其受体强烈参与嗜中性粒细胞的激活，戒烟改善了炎症细胞的功能和活性。在香烟烟雾刺激下，TNF-α是巨噬细胞释放的重要炎症因子。TNF-α可诱导上皮细胞ICAM-1表达上调, 本研究中戒烟COPD患者痰中瘦素和TNF-α、sICAM-1水平高于目前吸烟COPD患者，但两组差异不大，这可能是由于气道中香烟烟雾对气道系统的直接作用导致瘦素及炎症因子出现差异，但也表明这种脂肪因子在COPD局部炎症反应中具有特殊作用，在COPD炎症环境中瘦素与TNF-α水平更多地参与肺部局部炎症反应，其瘦素含量增高也可能是TNF-α增加瘦素表达水平〔18〕或与戒烟后患者的食欲增加能力有关。根据文献报道,在吸烟者的中央气道壁，T淋巴细胞和巨噬细胞是主要的炎症浸润细胞，中性粒细胞较少出现在气道壁,而主要是在气道腔内(痰液或支气管肺泡灌洗液)数量增加〔19〕。本试验结果说明中性粒细胞在气道腔内聚集、活化是COPD重要的气道炎症标志。

综上，吸烟是COPD炎症反应的危险因素，戒烟能减少有害气体对呼吸道的刺激，降低体内炎性因子水平，有利于COPD 患者临床症状和肺功能的改善〔20〕，因此戒烟是防治 COPD 的重要措施。