李 峰 朱薇薇 劉愛香 王 峻 畢玫榮 郭愛麗
(濟(jì)南市中心醫(yī)院兒科,山東 濟(jì)南 250013)
小兒哮喘(asthma)是世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅公眾健康的一種慢性非特異性氣道炎癥性疾病[1],涉及多種細(xì)胞如T淋巴細(xì)胞、嗜酸性細(xì)胞(EOS)、肥大細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等相互作用的結(jié)果。哮喘的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜,是多重因素作用的結(jié)果。炎性介質(zhì)在哮喘發(fā)病機(jī)制及防治中起著尤為重要的作用。本課題擬通過檢測哮喘患兒血漿及誘導(dǎo)痰液白細(xì)胞介素5(IL-5)、嗜酸粒細(xì)胞陽離子蛋白(ECP)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素8(IL-8)表達(dá)水平,探討誘導(dǎo)痰液IL-5、ECP、TNF-α、IL-8與哮喘發(fā)病的關(guān)系及其臨床意義進(jìn)行研究。
哮喘組:依據(jù)全國兒童哮喘防治協(xié)作組制定標(biāo)準(zhǔn)[2],選自2009年11月至2010年10月在我院診治的哮喘急性期患兒36例,男19例,女17例;年齡7~12歲。采集誘導(dǎo)痰前2周內(nèi)均未曾使用過糖皮質(zhì)激素及免疫增強(qiáng)或抑制劑藥物。入院后立即采集血清及誘導(dǎo)痰檢測誘導(dǎo)痰中IL-5、ECP、TNF-α及IL-8的水平。正常對照組26例,男15例,女11例;年齡7~12歲;為本科門診健康兒童,無過敏史、寄生蟲感染史、喘息病史及慢性呼吸道疾病。
患兒組及對照組患兒均于清晨空腹?fàn)顟B(tài)下抽取靜脈血2mL,注入預(yù)冷的含50μL 10%草酸鈉(EDTA-2Na)的試管中,充分混勻后于4℃下離心20min,吸取血漿后置-20℃冰箱內(nèi)保存,同時(shí)采集誘導(dǎo)痰液于4℃下離心20min,吸取血漿后置-20℃冰箱內(nèi)保存,待測IL-5、ECP、TNF-α、IL-8。IL-5、IL-8、TNF-α、ECP濃度的測定采用ELISA法(IL-5、ECP、TNF-α、IL-8試劑盒購于廈門慧萊生物科技有限公司,IL-8試劑盒靈敏度50ng/L;TNF-α試劑盒靈敏度20ng/L;IL-5試劑盒靈敏度1ng/L;ECP試劑盒靈敏度100ng/L)。嚴(yán)格按說明書操作。
①哮喘患兒急性期外周血漿IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平高于對照組(P<0.05);②哮喘患兒急性期誘導(dǎo)痰液IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平顯著高于對照組(P<0.01);③哮喘患兒急性期誘導(dǎo)痰液IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平顯著高于血漿中的濃度(P<0.01)。④喘患兒急性期血漿及誘導(dǎo)痰液炎性標(biāo)志物具有正相關(guān)性。見表1~表3和圖1~圖8。
圖1 正常組血清和誘導(dǎo)痰IL-5的相關(guān)性,r=0.789,P<0.01
圖2 哮喘急性期血清和誘導(dǎo)痰IL-5的相關(guān)性,r=0.998,P<0.01
圖3 正常組血清和誘導(dǎo)痰IL-8的相關(guān)性,r=0.04,P<0.01
圖4 哮喘急性期血清和誘導(dǎo)痰IL-8的相關(guān)性,r=0.995,P<0.01
圖5 正常組血清和誘導(dǎo)痰ECP的相關(guān)性,r=0.516,P<0.01
圖6 哮喘急性期血清和誘導(dǎo)痰ECP的相關(guān)性,r=0.932,P<0.01
圖7 正常組血清和誘導(dǎo)痰TNF-α的相關(guān)性,r=0.839,P<0.01
圖8 哮喘急性期血清和誘導(dǎo)痰TNF-α的相關(guān)性,r=0.982,P<0.01
表1 哮喘患兒與正常兒童血漿IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
表1 哮喘患兒與正常兒童血漿IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
n IL-5 ECP TNF-α IL-8哮喘急 36 27.56±20.02 4589±3068 409.8±325.9 1273±975.2性期組正常組 26 16.58±4.166 2945±599.2 234.4±86.59867.4±305.0 t =3.203 t=3.138 t=3.092 t=2.353 P=0.003 P=0.003 P=0.004 P=0.023
表2 哮喘患兒與正常兒童誘導(dǎo)痰IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
表2 哮喘患兒與正常兒童誘導(dǎo)痰IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
n IL-5 ECP TNF-α IL-8
表3 哮喘患兒血漿與誘導(dǎo)痰液IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
表3 哮喘患兒血漿與誘導(dǎo)痰液IL-5、ECP、TNF-α、IL-8水平比較(±s)
n IL-5 ECP TNF-α IL-8哮喘組血漿 3627.56±20.024589±3068 409.8±325.9 1273±975.2誘導(dǎo)痰 3655.16±38.699179±5372 809.0±546.72572.6±1866.8 t=3.801 t=4.451 t=3.762 t=3.702 P=0.000 P=0.000 P=0.000 P=0.001
支氣管哮喘是由多種細(xì)胞如嗜酸性細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞以及氣道上皮細(xì)胞等和細(xì)胞組分共同參與的氣道慢性炎癥性疾患。這些細(xì)胞相互作用,活化并分泌多種細(xì)胞因子導(dǎo)致黏膜上皮損傷、炎癥和氣道高反應(yīng)性。目前,在哮喘發(fā)病機(jī)制、病情估評及治療效果研究中,大量的研究針對氣道高反應(yīng)性的監(jiān)測,如峰流速監(jiān)測、氣道激發(fā)試驗(yàn)和肺功能監(jiān)測。它們不能直接反映氣道炎癥的真實(shí)情況。以支氣管肺泡灌洗和支氣管黏膜活檢為代表的直接法,具有一定的危險(xiǎn)性并受病情限制,不能作為常規(guī)臨床檢測手段。近年來,隨著痰液誘導(dǎo)方法的建立,痰液分析已廣泛應(yīng)用于哮喘氣道炎癥研究中,具有無創(chuàng)傷、不受病情限制的優(yōu)點(diǎn),且痰液是來源于外周氣道至中央氣道的分泌物,具有更為集中的細(xì)胞和生化物質(zhì)成分,能夠反映氣道分泌物自然狀態(tài)下的濃度[3]。本研究通過對哮喘患兒血漿及誘導(dǎo)痰中IL-5、ECP、TNF-α、IL-8的對比觀察,顯示兩種標(biāo)本檢測結(jié)果具有正相關(guān)性,可作為監(jiān)測哮喘炎癥的生化指標(biāo)。但其誘導(dǎo)痰中的濃度明顯高于其外周血漿中的濃度。提示檢測誘導(dǎo)痰液炎性標(biāo)志物比檢測其血清標(biāo)志物更敏感、特異,且減輕患兒痛苦,更易被患兒及家長接受。
TNF-α主要由單核-巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生,目前認(rèn)為[4]TNF-α是哮喘發(fā)作時(shí)氣道炎性反應(yīng)過程中的重要啟動因子,是氣道痙攣的強(qiáng)有力的刺激因子,可誘導(dǎo)炎癥有關(guān)的細(xì)胞因子、受體和某些酶的基因表達(dá),誘使單核一巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞聚集到損傷組織而被激活而釋放大量的TNF-α。
IL-5主要來源于活化的CD4T淋巴細(xì)胞(Th2)。IL-5近年來被認(rèn)為是調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞功能最重要的細(xì)胞因子,是嗜酸性粒細(xì)胞活化、成熟、趨化、存活和募集至氣道不可缺少的細(xì)胞因子[5,6],也是使氣道炎癥持續(xù)存在的關(guān)鍵細(xì)胞因子[7]。
ECP為嗜酸性粒細(xì)胞活化后產(chǎn)生的毒性蛋白,ECP水平與被激活的嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)目有關(guān),是嗜酸性粒細(xì)胞的激活標(biāo)志。嗜酸性粒細(xì)胞在氣道黏膜內(nèi)的聚集和激活能直接促發(fā)氣道炎性反應(yīng)。激活的嗜酸性粒細(xì)胞可表達(dá)各種細(xì)胞因子受體,釋放ECP等炎性介質(zhì)而發(fā)揮致炎作用。因此,ECP有可能成為臨床上反映哮喘氣道嗜酸粒細(xì)胞炎癥的客觀指標(biāo)。
IL-8是一種多功能的細(xì)胞因子,是由單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞等分泌,可作用于氣道內(nèi)各種炎癥細(xì)胞,在哮喘氣道炎癥形成中占有重要的地位。它可作為中性粒細(xì)胞趨化劑和誘導(dǎo)劑,也對嗜酸性粒細(xì)胞和T細(xì)胞有趨化作用,屬趨化性細(xì)胞因子的一員。IL一8趨化嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞在氣道黏膜積聚,可激活ECP及中性粒細(xì)胞,可使中性粒細(xì)胞和嗜堿細(xì)胞脫顆粒,促其釋放花生四烯酸代謝產(chǎn)物前列腺素(PG)、白三烯B4(LTB4)等,引起支氣管平滑肌痙攣,導(dǎo)致遲發(fā)型哮喘。
隨著對支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制研究的不斷深入,在如何評價(jià)氣道炎癥程度以指導(dǎo)哮喘的臨床防治方面,研究較為深入的是某些細(xì)胞因子、黏附分子和嗜酸性細(xì)胞顆粒相關(guān)蛋白等,但迄今尚未找到一種較為可靠的指標(biāo)。綜合IL-5、ECP、TNF-α、IL-8這4種炎性因子,既有較為穩(wěn)定的IL-5、TNF-α,又有較為特異敏感的ECP、IL-8,可以較為系統(tǒng)反映哮喘氣道炎癥的真實(shí)水平。
目前,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[8,9]血漿及誘導(dǎo)痰炎性因子具有相關(guān)性。本研究通過對血漿及誘導(dǎo)痰IL-5、ECP、TNF-α、IL-8進(jìn)行一系列研究與臨床觀察,發(fā)現(xiàn)二者具有正相關(guān)性。這將有助于進(jìn)一步闡明哮喘的病因,并為該病診療及轉(zhuǎn)歸的監(jiān)測提供新的理論根據(jù)和途徑。從而,痰液分析有可能成為一種實(shí)用而直接的非侵入性的監(jiān)測哮喘氣道炎癥的較好方法。
[1]陳育智.《兒童哮喘管理和預(yù)防指南》介紹[J].實(shí)用兒科臨床雜志,2003,18(10):765-768.
[2]全國兒科哮喘防治協(xié)作組.兒童哮喘防治常規(guī)(試行)[J].中華兒科雜志,1998,36(12):747-751.
[3]Fahy JV,Wong H,Uu J,el a1.Conlparison of samples collected by sputum induction and bronchoscopy from asthmatic and healthy subjects[J].Am J Respir Crit Care Med,1995,152(1):53-58.
[4]張?jiān)品?馬青山,成煥吉,等.兒童哮喘外周血噬酸細(xì)胞陽離子蛋白、內(nèi)皮素和腫瘤壞死因子的水平變化及臨床意義[J].臨床兒科雜志,2002,20(3):150-151.
[5]Sur S,Gleich GJ,Swanson MC,et a1.EOS inophilic in fl ammation is associated With elevation of interleukin 5 in the airways of patients With spontaneous sym ptomatic asthma[J].J Allergy Clin Immunol,1995,96(5 Pt 1):661-668.
[6]Hamelmann E,Gelfand EW.Role of IL-5 in the development of allergen-induced airway hyperresponsiveness[J].Int Arch Allergy Immunol,1999,120(1):8-16.
[7]Shi H,Oin S,Huang G,et a1.Infiltration of eosinophils into the asthmatic airways caused by interleukin 5[J].Am J Respir Cell Mol Biol,1997,16(3):220-224.
[8]魯正榮,王曉蕾,艾濤,等.誘導(dǎo)痰IL-5水平與兒童哮喘發(fā)作嚴(yán)重程度的關(guān)系[J].小兒急救醫(yī)學(xué),2003,10(6):358-360.
[9]Schwede F,Maronde E,Genieser H,et al.Cyclic nucleotide analogs as biochemical tools and prospective drugs[J].Pharmacol Ther,2000,87(2/3):199-226.