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慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系统常见病,是一种具有不完全可逆性气流受限、呈进行性发展与肺对有害颗粒和气体的炎症反应有关的慢性炎症性疾病,由于气流受限是不完全可逆的,最终多发展为肺心病。COPD在全球患病率及死亡率呈明显上升趋势,严重影响患者的劳动能力和生活质量,目前是世界疾病经济负担的第五位及死亡原因的第四位,据世界卫生组织预测,到2020年将成为死亡原因的第三位。2006年GOLD指出COPD是可预防、可治疗伴有显著肺外效应的疾病。COPD确切发病机制不清楚,涉及细胞分子生物学机制、蛋白酶—抗蛋白酶系统、氧化应激的作用等。COPD气道炎症是通过各种细胞产生的多种细胞因子及炎症介质介导且相互作用的一种慢性炎症。白介素-8(IL-8)是研究最早的细胞因子,在COPD发病机制中起着重要作用。IL-8是中性粒细胞(PMN)的重要趋化因子,可诱导其形态变化,使细胞内Ca2+一过性升高,促进脱颗粒、溶酶体酶释放、生物活性物质形成和呼吸爆发,形成超氧化物,从而促进炎症反应。辅助性T淋巴细胞1(TH1)主要分泌白介素-2(IL-2)、γ-干扰素(IFN-γ),它主要介导细胞免疫应答,在抗感染、器官移植、排斥反应和自身免疫疾病的诱导过程中起重要作用,辅助性T淋巴细胞2(TH2)主要分泌白介素-4(IL-4),主要介导体液免疫应答,辅助抗体产生,在过敏反应中起主导作用,促进活化的B细胞分泌IgG和IgE抗体。TH1和TH2细胞所诱导的免疫反应能互相调节或产生交叉调节作用,IFN-γ可抑制TH2细胞增殖,而IL-4可下调IFN-γ应答反应。为探索COPD的发病机制,在此实验中,我们检测了COPD急性发作期和缓解期患者外周血中IL-8、γ-干扰素和白介素-4的血清浓度值,试图探索COPD患者急性发作期和缓解期的免疫学机制,为COPD急性发作期的合理治疗提供理论依据。一、对象COPD组选择由2005年8月至2006年3月在我院住院的COPD急性发作期患者32例和对照组20例健康体检者。二、仪器、试剂(一)芬兰Labsysbens Mk3型酶标仪。(二)IL-8采用上海卓康生物科技有限公司试剂盒(三)IFN-γ,IL-4北京晶美生物技术公司试剂盒,操作按试剂盒说明书进行。(四)日本产REPI-SPIROLAB肺功能仪。三、方法(一)标本采集入院后空腹抽取静脉血6毫升,注入试管中,离心2500rpm,15℃~20℃,10~20min,吸取血清放入ependoff管中,-70℃低温保存以备统一检测。COPD缓解期再予空腹抽取静脉血6毫升,立即同上述方法离心血清,放于-70℃冰箱保存,以待检测IL-8,IFN-γ,IL-4。(二)实验方法采用双抗体夹心免疫吸附法(ELISA)结果1.IL-8(pg/ml):COPD急性期(245.19±82.23),缓解期(103.66±33.12)较对照组(32.95±10.02)显著增高,且COPD急性期和缓解期的IL-8相比差异亦有统计学意义(p<0.01)。2.IL-4(pg/ml):COPD急性发作期(80.95±13.67)比缓解期(25.56±8.6)和对照组(51.46±10.20)显著升高(P<0.01)。3.IFN-γ(pg/ml):COPD急性发作期(22.36±4.46)较缓解期(16.76±4.04)、对照组(17.62±4.78)高,但无统计学意义。4.COPD急性发作期IL-8(245.19±82.23)与FEV1(1263±461)呈负相关(r=-0.76,P<0.01)COPD的主要病理基础是气道的慢性非特异性炎症,主要特点是管腔内以中性粒细胞聚集为主,管壁以T淋巴细胞浸润为主,IL-8作为一种中性粒细胞和T淋巴细胞的趋化因子,在炎症反应中发挥重要的调节作用。在肺部,其主要来源于肺泡巨噬细胞,气道上皮细胞,淋巴细胞和聚集的中性粒细胞,IL-8可耐受血清和渗出液中肽酶的降解,存在时间长,因而能在局部累积,在反应中发挥持续效应,放大了炎症反应。本研究显示,COPD急性发作期血清IL-8水平高于对照组,这表明在COPD急性发作期存在IL-8的过量产生,过量表达。COPD急性发作期患者血清IL-8水平高于治疗后(p<0.01),经抗炎治疗后,气道炎症得到控制,血清IL-8水平较治疗前明显降低,提示IL-8直接参与COPD的气道炎症反应过程,而本结果表明治疗后血清IL-8水平较正常对照组高且有显著差异,这可能与COPD缓解期仍有25%的细菌感染率有关。治疗前FEV1下降,缓解期FEV1升高,与IL-8呈负相关,说明IL-8与气流受限有关。Th2细胞刺激体液免疫,分泌的IL-4能促进B细胞的增殖和诱导抗体的产生,尤其是IgE的产生,TH1细胞主要分泌IFN-γ,IL-2和肿瘤死因子-α(TNF-α),THI有利于促进机体清除感染源,包括隐藏在细胞内的感染源,本组观察到IL-4水平治疗前明显高于对照组,IFN-γ水平治疗前有高于对照组的趋势,使IFN-γ/IL-4比值较对照组减低,机体表现为TH2优势状态趋势,缓解期时IFN-γ水平低于对照组,IL-4水平明显低于对照组,IFN-γ/IL-4比值治疗后较对照组高,所以机体表现为TH1优势状态。治疗前表现为TH2优势状态,治疗后表现为TH1优势状态,说明COPD急性发作期治疗前后的TH1/TH2优势状态存在明显差异,这与IL-4,IFN-γ水平变化直接相关。结论1.COPD急性发作期、缓解期IL-8明显高与对照组,有统计学意义,提示IL-8参与COPD气道炎症的形成,急性期IL-8水平与FEV1负相关,提示IL-8参与COPD气道阻塞形成。2.COPD是由多种细胞因子参与的慢性气道炎症。3.COPD急性发作期表现为TH2优势状态,缓解期表现为TH1优势状态。所以治疗前IL-4水平增高及TH2状态趋势可能与COPD患者喘息发作有关,COPD患者急性发作期存在TH1/TH2细胞平衡紊乱。