孫皎琳 曹 霞 李婷婷 紀(jì)文文 劉 佳 崔 晨 呂 琳 程 雪 石志紅

1西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 陜西 西安 710061；2武漢大學(xué)人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 湖北 武漢 430060

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是臨床上常見的呼吸系統(tǒng)慢性疾病，是一種可預(yù)防和治療的疾病，以持續(xù)性呼吸道癥狀以及氣流受限為主要特征，與有毒顆粒或氣體接觸導(dǎo)致的氣道和/或肺泡異常，引起氣道、肺組織及系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)密切相關(guān)［1］。COPD 發(fā)展的各個時期都存在著T 細(xì)胞亞群的失衡［2］。臨床上常用Th1/Th2 表示T 細(xì)胞亞群失衡的狀態(tài)，相較于直接測定Th1 和Th2 數(shù)量，對它們釋放的特征性細(xì)胞因子的檢測，能更好地反映其細(xì)胞的功能狀態(tài)和活化水平。干擾素（IFN）-γ、白細(xì)胞介素（IL）-2、IL-4、IL-13 是 常 見 的 炎 性 細(xì) 胞 因 子，IFN-γ、IL-2 為Th1細(xì)胞分泌的特征性細(xì)胞因子，IL-4、IL-13 為Th2 細(xì)胞分泌的特征性細(xì)胞因子，用IFN-γ、IL-2、IL-4 和IL-13 這4 種特征性細(xì)胞因子來表示Th1/Th2 的細(xì)胞活性［3］。有研究表明COPD 急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）及緩解期的全身炎癥失衡狀態(tài)存在明顯的不同，氣道局部乃至系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)特征可能因為感染因素的參與發(fā)生改變［4］。AECOPD最常見的誘因是細(xì)菌或病毒感染［5］。感染是否是引起COPD 系統(tǒng)性炎癥的特征發(fā)生改變，即為本研究的重要內(nèi)容。

本文以COPD 患者（包括急性加重期、治療后緩解期）以及非COPD 對照組為對象，通過檢測血清中炎癥指標(biāo)和血漿中以上4 個細(xì)胞因子的濃度，探究COPD 不同時期系統(tǒng)性炎癥的特征，尤其是炎癥反應(yīng)水平及Th1/Th2 功能狀態(tài)的變化，進(jìn)而評估感染對此變化的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料本研究患者共分3 組，所有患者均為2016 年4—12 月期間在西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院住院的患者。其中AECOPD 組（A 組）30 例，診斷符合我國COPD 指南中關(guān)于AECOPD 的標(biāo)準(zhǔn)［1］。排除其他可能引起炎性指標(biāo)變化的疾病，如肺炎、哮喘、腫瘤、冠心病、結(jié)締組織病、肝炎及合并其他臟器的急慢性炎癥，且在入院前未服用過抗生素。緩解期組（R 組）患者15 例，為AECOPD 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)治療7～10 d，呼吸道癥狀減輕或穩(wěn)定，并且符合出院標(biāo)準(zhǔn)的患者。對照組（C 組）15 例，為無呼吸系統(tǒng)及免疫、腫瘤等疾病入住周圍血管科的非COPD患者（表1）。研究方案經(jīng)西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審核備案，所有受試者均簽署知情同意書，本研究符合《赫爾辛基宣言》的原則。

1.2 方法A 組、C 組入院時測定肺功能，于入院后次日清晨空腹抽取靜脈血5 mL。R 組患者于出院前當(dāng)日清晨空腹采集靜脈血5 mL，并測定肺功能。記錄患者入院后第一次或者出院前最后一次的血常規(guī)、血沉、C-反應(yīng)蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）等臨床指標(biāo)。采集的靜脈血經(jīng)3 000 r/min，10 min 離心后取上清，使用ELISA 試劑盒（RayBio）檢測血漿中IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-13 的濃度。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（x-±s）表示，若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布及方差齊性，選擇方差分析，若方差不齊，選用非參數(shù)檢驗。多樣本之間進(jìn)行單因素方差分析，兩兩比較采用t檢驗。所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析處理，P＜0.05或者P＜0.01 均表示數(shù)據(jù)結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 入選各組患者基本情況三組之間的年齡、性別、吸煙指數(shù)無統(tǒng)計學(xué)差異（均P＞0.05）。A 組、R 組的COPD 患者吸入支氣管擴(kuò)張劑后FEV1/FVC、FEV1%無統(tǒng)計學(xué)差異（均P＞0.05，表1）。

表1 入選各組患者基本情況分析

2.2 三組患者系統(tǒng)性炎癥指標(biāo)比較COPD 組（A組和R 組）中性粒細(xì)胞數(shù)（N）、中性粒細(xì)胞百分比（N%）均高于對照組（P＜0.05，P＜0.01）；COPD急性加重期組（A 組）的淋巴細(xì)胞數(shù)（L）低于對照組（P＜0.01），緩 解 期（R 組）的L 高 于 對 照 組（P＜0.01），COPD 組（A 組和R 組）淋巴細(xì)胞百分比（L%）均低于對照組（P＜0.01）。A 組與R 組之間的N、N%、L、L%均無差異。COPD 組（A 組和R組）CRP 均顯著高于對照組（C 組）（P＜0.01），A 組CRP 高 于R 組（P＜0.05）。A 組 與R 組 之 間 的 血沉、降鈣素原（PCT）無統(tǒng)計學(xué)意義。白細(xì)胞數(shù)（WBC）、嗜酸粒細(xì)胞數(shù)目（E）、單核細(xì)胞數(shù)（M）、嗜酸粒細(xì)胞百分比（E%）、單核細(xì)胞百分比（M%）在三組之間無差異（表2）。

表2 三組間系統(tǒng)性炎癥指標(biāo)比較

2.3 各組之間血漿的IFN-γ、IL-2、IL-4 和IL-13濃度水平COPD 組患者（包括A 組及R 組）IFN-γ的濃度均高于C 組（P＜0.05），A 組IFN-γ 的濃度低于R 組（P＜0.05）；COPD 組（包括A 組及R 組）IL-2濃度均低于C 組（P＜0.01），A 組IL-2 濃度低于R組（P＜0.05）；A 組IL-4、IL-13 濃 度 均 高 于C 組（P＜0.05），但A 組和R 組的IL-4、IL-13 濃度與C組相比均無差異（表3）。

表3 各組之間血漿的IFN-γ、IL-2、IL-4 和IL-13 濃度水平

2.4 感染對COPD 急性加重期及緩解期炎性反應(yīng)的影響將COPD 急性加重期和治療后緩解期患者的PCT 大于0.1 ng/mL 的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，A 組有患者25 名，B 組有10 名。結(jié)果顯示去除感染因素后，COPD 組（A 組和R 組）中性粒細(xì)胞數(shù)（N）、中性粒細(xì)胞百分比（N%）、CRP 均高于對照組（分別為P＜0.05、P＜0.05、P＜0.01）；淋巴細(xì)胞數(shù)（L）、淋巴細(xì)胞百分比（L%）均低于對照組（P＜0.01）。A組的血沉高于R 組（P＜0.05）。A 組與R 組其余實驗室檢查各項指標(biāo)均無差異（P＞0.05）。COPD 組患者（包括A 組及R 組）IFN-γ 的濃度均高于C 組（P＜0.05），IL-2 濃度均低于C 組（P＜0.01），A 組與R 組的各項炎性細(xì)胞因子均無差異（P＞0.05，表4）。

表4 感染對慢性阻塞性肺疾病急性加重期及緩解期炎性反應(yīng)的影響

3 討論

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是呼吸科常見的慢性疾病，因其具有高患病率、高致殘率、高疾病負(fù)擔(dān)而成為非常重要的世界性公共衛(wèi)生問題，同樣在我國COPD 的高發(fā)病率也值得重視［6］。目前為止COPD 的發(fā)病機(jī)制仍未探究清楚，適應(yīng)性免疫在COPD 發(fā)生過程中的作用備受關(guān)注，因其可能是導(dǎo)致COPD 氣道乃至全身炎癥反應(yīng)遷延、進(jìn)展的重要機(jī)制而成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)［7］。急性呼吸道感染尤其是細(xì)菌感染是引起AECOPD 最常見的誘因，臨床上常用白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞（ESO）的數(shù)目和百分比以及血沉、CRP、PCT，作為反映體內(nèi)細(xì)菌感染及炎癥反應(yīng)的指標(biāo)［8］。T 淋巴細(xì)胞的活化及向Th1/Th2 的轉(zhuǎn)化，是機(jī)體免疫炎癥反應(yīng)的重要環(huán)節(jié)［9］。Th1/Th2 的失衡常存在于感染、腫瘤、自身免疫病、變態(tài)反應(yīng)、移植排斥反應(yīng)等多種疾病中。Th1/Th2 可以產(chǎn)生特定細(xì)胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4 和IL-13。相較直接檢測Th1/Th2 細(xì)胞計數(shù)，檢測這些細(xì)胞因子可以更好地反映體內(nèi)Th1/Th2 的活化和失衡狀態(tài)［10］。本研究探究COPD 不同時期系統(tǒng)性炎癥的特征，尤其是炎癥反應(yīng)水平及Th1/Th2 功能狀態(tài)的變化，進(jìn)而評估感染對此變化的影響。

本研究中，與對照組（C 組）相比，COPD 組（A組和R 組）N（P＜0.05）及CRP（P＜0.01）顯著增高?？梢娭行粤＜?xì)胞在AECOPD 患者中具有相對特異性；同時CRP 是第一個公認(rèn)的急性時相反應(yīng)蛋白，當(dāng)機(jī)體處在感染或者受損的情況時，其在血漿中濃度急劇上升，具有激活補(bǔ)體和增強(qiáng)吞噬細(xì)胞吞噬功能的作用，有助于清除機(jī)體內(nèi)的病原微生物［11］。COPD 急性加重期的典型特點(diǎn)為各種誘因所致的急性氣道乃至系統(tǒng)性的炎癥，有大量研究表明COPD 急性加重期其體內(nèi)CRP 的濃度可準(zhǔn)確反映出炎癥的嚴(yán)重程度，CRP 濃度不僅可作為COPD全身炎癥程度的參考，也可作為判斷COPD 病情嚴(yán)重程度的輔助檢測指標(biāo)之一［12］。本研究結(jié)果還顯示，在COPD 組內(nèi)，A 組即急性加重期組CRP 高于R 組即治療后緩解期組，提示COPD 系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)持續(xù)存在于整個病程中，在急性加重期，系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)加劇，治療后伴隨呼吸道癥狀和氣道炎癥的緩解，系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)也有所緩解，但維持存在，這也支持COPD 系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)導(dǎo)致多器官損害和病情逐步進(jìn)展的理論［13］。COPD 患者的淋巴數(shù)目低于對照組，其原因可能與中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞數(shù)目增多后，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的數(shù)目相對減少有關(guān)。本研究中急性加重期及治療后緩解期的ESR無顯著差異，但均高于正常值，因為ESR 在炎癥性疾病、各種急性全身性或局部性感染、結(jié)締組織病、組織損傷或壞死等疾病上有明顯的增加［14］。

本研究發(fā)現(xiàn)WBC、EOS、M 在各組之間無差異。白細(xì)胞被稱為免疫細(xì)胞，和中性粒細(xì)胞一起常常作為細(xì)菌感染時的診斷參考指標(biāo)，因為入組的患者主要為老年人，WBC 受到多種因素的影響，如年齡、生理因素、嘔吐、出血、藥物等，故在COPD 急性期，WBC 計數(shù)對其診斷及病情評估缺乏特異性，并不能有效地反映感染、炎癥的程度。EOS 是COPD病情評估重要的指標(biāo)，近年來在AECOPD 的治療以及預(yù)后中起著重要的作用，在某些COPD 患者中，與氣道炎癥有著密切的聯(lián)系［15，16］。對于COPD患者，血中高EOS 數(shù)目可視為肺中EOS 高表達(dá)的標(biāo)志，并且血中EOS 含量較高的患者，使用吸入型糖皮質(zhì)激素與減少急性加重次數(shù)有關(guān)［17］。本研究中EOS 在各組之間無顯著差異，可見高EOS 并不是普遍存在于COPD 患者中，在本組患者中不具有診斷意義。高EOS 在國人COPD 中的流行病學(xué)，有待進(jìn)一步大樣本的流行病學(xué)研究。PCT 是近年來發(fā)現(xiàn)的用于全身細(xì)菌感染診斷和鑒別診斷的血漿標(biāo)志物，血PCT 水平與感染范圍呈正相關(guān)，細(xì)菌感染時顯著升高，可反映出感染的嚴(yán)重程度及炎癥活動情況，PCT 可作為感染性COPD 急性加重期的特異性指標(biāo)［18］。本實驗未發(fā)現(xiàn)其在急性加重組和治療后緩解期之間的差異，可能與入組例數(shù)較少和受到多種因素干擾有關(guān)。

在對選取的資料進(jìn)行炎性因子分析時，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相較于對照組，COPD 組（A 組和R 組）患者的IFN-γ、IL-2、IL-4 和IL-13 的濃度都存在明顯改變?？梢姴徽撌窃诩毙约又仄谶€是治療后緩解期，COPD 患者都存在著T 細(xì)胞的活化及Th1/Th2 功能的失衡，表現(xiàn)為相較于對照組，COPD 組Th1 細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子IFN-γ 顯著增加，IL-2 顯著降低，Th2 細(xì)胞釋放的IL-4 和IL-13 有所增加。COPD 組內(nèi)的比較發(fā)現(xiàn)，急性加重期的IFN-γ、IL-2 濃度相較于緩解期有明顯減低。處于急性加重期時，各種原因?qū)е碌臍獾滥酥寥硌装Y反應(yīng)加重，使得以保護(hù)性反應(yīng)為主要功能的Th1 細(xì)胞被抑制而以遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)為主要功能的Th2 型細(xì)胞為主，相反在治療后緩解期，則以保護(hù)性反應(yīng)為主要功能的Th1 細(xì)胞的活躍為主［19］。

感染對于COPD 患者體內(nèi)免疫炎癥反應(yīng)有著重要的作用。多數(shù)COPD 急性加重期患者血漿PCT 位于正常范圍，有研究表明PCT＜0.1 ng/mL的COPD 急性加重患者初始治療時不給予抗菌藥物，可顯著減少抗菌藥物的使用。因此本研究以PCT 小于0.1 ng/mL 認(rèn)為體內(nèi)處于非細(xì)菌感染狀態(tài)［20］。本 研 究 發(fā) 現(xiàn)，PCT 小 于0.1 ng/mL 時，COPD 患者（A 組與R 組）中性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞百 分 比、CRP 以 及IFN-γ、IL-2 仍 與 對 照 組 存 在 差異，研究觀察的其余各項指標(biāo)均無顯著差異。這一結(jié)果說明，在去除感染因素后，COPD 無論是急性加重期還是緩解期，系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)仍然持續(xù)存在，T 細(xì)胞活化及轉(zhuǎn)化的功能狀態(tài)是一致的，其系統(tǒng)性炎癥的本質(zhì)依然是以Th1 活化，刺激特異性IFN-γ 及抑制IL-2 釋放為特征，這一炎癥特征持續(xù)存在于COPD 病程的整個過程中，是COPD 系統(tǒng)性炎癥的核心特征。對其機(jī)理的深入研究，將有助于揭示COPD 免疫炎癥維持的機(jī)制。而急性加重期感染的存在，可能是導(dǎo)致T 細(xì)胞活化功能狀態(tài)改變及全身炎癥反應(yīng)的重要原因。

綜上所述，本研究提示不論是在急性加重期還是治療后緩解期，COPD 患者都有反映系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)的CRP 的持續(xù)升高，和T 細(xì)胞活化及Th1/Th2功能的失衡。其系統(tǒng)性炎癥的本質(zhì)依然是以Th1活化，增加特異性IFN-γ 及減少IL-2 釋放為特征，這一炎癥特征持續(xù)存在于COPD 病程的整個過程中，是COPD 系統(tǒng)性炎癥的核心特征。中性粒細(xì)胞、CRP 簡單易操作，可用于評估COPD 系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)程度。對COPD T 細(xì)胞活化及轉(zhuǎn)化的深入研究，必將有助于揭示COPD 免疫炎癥維持，及疾病持續(xù)進(jìn)展的機(jī)制。