慢性阻塞性肺疾病并骨质疏松患者Th17及Treg相关细胞因子水平的变化

云宝 郑林鑫 麦玉梅 李伟峰

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种以气道炎症反应为核心，存在持续呼吸、气流受限的的慢性气道疾病[1-2]，除肺部表现外，常继发多种肺外并发症，包括骨质疏松、肌肉萎缩等，考虑可能与免疫紊乱导致的炎症反应失衡相关[3-4]。研究发现COPD及骨质疏松患者均存在辅助性T细胞17(Th17)及调节性T细胞(Treg)比率的失衡[5-6]，但目前较少有研究关注的Th17及Treg细胞在COPD并骨质疏松患者中表达情况。本研究通过检测Th17、Treg相关细胞因子IL-17A、IL-10水平，旨在探讨Th17及Treg细胞在COPD并骨质疏松发病中的作用。

资料与方法

一、研究对象

选择2019年6月～2021年12月在我院就诊的76例稳定期COPD患者(COPD组)及同期38例健康体检者(对照组)为研究对象。所有COPD患者均是在我院通过肺功能诊断，男性55例，占比72.3%，女性21例，占比27.7%，年龄52～70岁，平均(62.7±7.6)岁，纳入标准：①年龄大于18岁；②符合慢性阻塞性肺疾病诊断标准[7]。排除标准：① 伴有糖尿病者；② 伴风湿免疫性疾病者；③ 伴恶性肿瘤者；④伴神经肌肉疾病者。COPD患者根据骨密度结果分为骨质疏松组(n=31)和非骨质疏松组(n=45)，骨质疏松组患者均符合骨质疏松症诊断标准[8]。对照组男性27例，占比71.1%，女性11例，占比28.9%，年龄50～68岁，平均(59.5±9.8)岁。COPD组、对照组年龄及性别差异无统计学意义。本研究已通过医院伦理委员会审核并批准(202204)。

二、 肺功能检查及分级

所有研究对象入组前常规进行肺功能检查，由一名具有肺功能操作资质的呼吸专科医生进行，肺功能仪由德国耶格公司提供，操作严格按照规范及说明书要求进行。COPD患者根据FEV1下降情况分为GOLD 1～4级，FEV1≥80%为GOLD 1级，50%≤FEV1<80%为GOLD 2级，30%≤FEV1<50%为GOLD 3级，FEV1<30%为GOLD 4级[7]。

三、骨密度检测

所有研究对象入组前常规使用双能X射线骨密度仪进行骨密度(bone mineral density, BMD)测定，仪器由美国NORLAND公司提供，测量部位为腰椎(L1～L4)及右侧股骨颈，腰椎L1～L4 平均的BMD为腰椎BMD，采用T值表示骨密度水平，根据世界卫生组织的诊断标准：T≤-2.5为骨质疏松，T>-2.5为非骨质疏松[8]。

四、标本收集及指标检测

抽取研究对象入组当天外周静脉血4mL，室温下转速3500r/min，离心10 mim后留取上层血清于-80℃冰箱中保存备用。IL-17A及IL-10检测采用酶联免疫吸附测定法，严格按照试剂盒说明书的操作步骤进行。IL-17A及IL-10酶联免疫试剂盒由武汉华美生物工程有限公司提供。

五、统计学分析

结 果

一、肺功能及BMD测定结果

COPD组患者肺功能指标FEV1(%)及FEV1/FVC(%)显著低于健康对照组，COPD患者骨质疏松组FEV1(%)、FEV1/FVC(%)水平显著低于非骨质疏松症组(P<0.05)(见表1、2)。COPD患者骨质疏松组股骨颈及腰椎BMD显著低于非骨质疏松症组，COPD骨质疏松组患者股骨颈及腰椎BMD随肺功能的下降而逐渐减低(均P<0.05)(见表2、3)。

表2 COPD骨质疏松、非骨质疏松组IL-17A、IL-10水平及肺功能指标比较

二、血清IL-17A、IL-10水平

与对照组相比，COPD组患者IL-17A明显升高，但IL-10显著降低(P<0.05)。与COPD非骨质疏松组患者相比，骨质疏松组血清IL-17A水平明显升高，但IL-10水平显著降低(P<0.05)。COPD骨质疏松组患者血清IL-17A水平随肺功能的下降而逐渐升高，但IL-10水平逐渐降低，上述差异均有统计学意义(见表1、2、3)。

三、COPD组BMD与IL-17A、IL-10水平及肺功能指标相关性

腰椎BMD、股骨颈BMD与血清IL-17A水平均呈负相关(r=- 0.663、- 0.716)，但与IL-10水平(r=0.583、0.609)及FEV1(%)(r=0.473、0.427)均呈正相关，上述差异均有统计学意义(见图1)。

表3 COPD骨质疏松组各肺功能分级间IL-17A、IL-10水平及骨密度比较

图1 COPD组患者IL-17A、IL-10水平、肺功能与骨密度相关性

讨 论

COPD是临床常见疾病之一，具有较高的发病率、致残率及死亡率，严重危害人类的健康，也是导致我国居民死亡的第五大病因[9]。目前COPD发病机制尚未完全明确，考虑可能与有害气体或颗粒导致的异常炎症反应相关[7]，研究发现Th17和Treg细胞介导的促炎和抗炎免疫反应失衡与COPD炎症发生发展密切相关[5]，门翔等[10]报道Th17相关细胞因子IL-17A随着COPD严重程度的增加而升高，而Treg相关细胞因子IL-10逐渐下降，与本研究结果基本一致。骨质疏松是COPD患者常见的合并症之一，文献报道约14%～66.6%(平均37.62%)的COPD患者继发骨质疏松[11]，本研究结果显示41%的COPD患者合并骨质疏松，均提示有很高的患病率，但在临床实践中该合并症常被忽视或诊断不足[7]。骨质疏松病因及发病机制复杂，但主要表现为骨吸收和骨形成失衡，研究发现Th17和Treg细胞在维持骨稳态，尤其是破骨细胞分化中起着至关重要的作用[6,12]。李沁等[13]报道骨质疏松患者经双磷酸盐治疗后Th17细胞表达下降，而Treg细胞表达升高，进一步证实Th17及Treg细胞参与骨代谢过程。

以往研究已证实Th17及Treg细胞均参与COPD及骨质疏松的发生及发展，但目前较少有研究关注Th17及Treg细胞在COPD并骨质疏松患者中的表达情况及作用，本研究发现COPD并骨质疏松患者血清IL-17A水平明显升高且与BMD呈正相关，而IL-10明显下降及与BMD呈负相关。IL-17A是一种主要Th17细胞产生的促炎细胞因子，介导组织炎症反应的发生，而IL-10是一种主要由Treg细胞产生的抗炎细胞因子，可有助于缓解炎症反应的程度[14-15]。实验研究发现相比暴露于烟雾的野生型小鼠，IL-17A缺失型小鼠肺气肿减轻及骨量丢失减少，检测破骨细胞数量减少及RANKL表达降低[16]。临床研究方面，秦础强等[17]报道COPD并骨质疏松患者经抗骨质疏松治疗后IL-17水平升高。目前IL-10在COPD并骨质疏松中研究较少，对绝经后骨质疏松患者研究发现IL-10明显下降且与BMD呈正相关[18]，这与本研究的结果相一致。

综上所述，COPD并骨质疏松患者IL-17A、IL-10表达异常且与BMD相关，提示IL-17A及IL-10表达失衡可能是本病发生及发展的机制之一。本研究不足之处主要是单中心且纳入病例数相对较少，希望未来能够多中心及更大样本量来验证。