IL-4及IL-8与慢性阻塞性肺疾病发病关系的研究

摘要：【摘要】目的探讨白介素-4（IL-4）及白介素-8（IL-8）在慢性阻塞性肺疾病（COPD）发病机制中的作用。方法搜集32例COPD急性加重期患者，30例COPD缓解期患者和30例健康者的静脉血，离心后取血清，采用酶联免疫法（ELISA）测定其中IL-4及IL-8水平，同时对COPD患者常规测定动脉血PO 2 、PCO 2 以及一秒钟用力呼气容积占预......

【摘要】目的探讨白介素-4（IL-4）及白介素-8（IL-8）在慢性阻塞性肺疾病（COPD）发病机制中的作用。方法搜集32例COPD急性加重期，30例COPD缓解期患者和30例健康者的静脉血，离心后取血清，采用酶联免疫法（ELISA）测定其中IL-4及IL-8水平，同时对COPD患者常规测定动脉血PO 2 、PCO 2 以及一秒钟用力呼气容积占预计值百分比（FEV 1 %），并把它与IL-4及IL-8进行相关性比较。结果 COPD急性加重期患者血清IL-4及IL-8水平明显高于缓解期及健康对照组，且缓解期明显高于对照组，差异有显著性，COPD急性加重期血中IL-4及IL-8含量与PO 2 、FEV 1 %呈负相关，与PCO 2 及吸烟指数呈正相关。结论 IL-4及IL-8参与了COPD气道炎症反应。

　　Harbin Thoracic Hospital，Harbin150056.

　　【Abstract】 Objective To evaluate the effect of IL-4and IL-8in chronic obstructive pulmonary disease（COPD）.Methods We collected serum after centrifuging venous blood from32patients with acute COPD，30paˉtients who were at stable period and30healthy persons，detecting the level of IL-4and IL-8in the serum by ELISA method.At the same time，we estimated PO 2 ，PCO 2 and FEV 1 %of the COPD patients，and then compared their relaˉtions.Results The IL-4and IL-8level of serum
in patients with acute COPD were obviously higher than in stable period group and healthy group，and stable period group was obviously higher than healthy group.In acute COPD group the IL-4and IL-8level of serum in smokers were significantly higher than in nonsmokers.The IL-4and IL-8level of acute group were correlated negatively with PO 2 and FEV 1 %，and were correlated positively with PCO 2 and smoke index.Conclusion IL-4and IL-8take part in airway inflammatory reaction in COPD.

　　Key words chronic obstructive pulmonary disease IL-4 IL-8

　　有关COPD的发病机理已有许多报道，气道慢性非特异性炎症是COPD的主要病理基础，气道炎症反应是造成COPD患者气道重构及进行性气道阻塞的主要原因，IL-8在COPD炎症反应中起重要作用。研究表明，COPD患者痰液中的IL-8含量和Nc数明显升高，即使是缓解期，痰中IL-8水平也高于哮喘和健康人［1］。多种细胞均可产生IL-4，IL-4促进B细胞产生IgE在介导哮喘发病中起重要作用，但IL-4在COPD中的作用却研究很少，本文将对血中IL-4及IL-8含量与COPD发病关系进行探讨。

　　1 材料与方法

　　1.1 研究对象

1.1.1 实验组随机选择自2001年10月～2002年2月于哈尔滨医科大学附属第一医院呼吸内科门诊及住院处和哈尔滨市胸科医院住院处就诊治疗的COPD患者共62例，其中急性加重期患者32例，临床缓解期患者30例，根据病史、临床表现、胸片及相关实验室检查确定判断，符合1997年我国COPD诊治规范（草案）诊断标准。急性加重期患者中男26例，女6例，年龄42～78岁，平均年龄64岁，其中吸烟者28例，不吸烟者4例，吸烟指数（SI）150～960支/年，平均440支/年。临床缓解期患者中男22例，女8例，年龄45～76岁，平均年龄62岁，其中吸烟者24例，不吸烟者6例，吸烟指数180～930支/年，平均430支/年。所有患者在治疗前1周之内未用糖皮质激素，β受体激动剂及茶碱类药物，并除外糖尿病、乙型肝炎、肿瘤等疾患，均给予抗感染、茶碱、吸氧等治疗。

　　1.1.2 对照组为同期于哈尔滨医科大学附属第一医院健康体检者30例，各项检测指标均正常，男18例，女12例，年龄30～60岁，平均年龄45岁。

1.2 样本采集急性加重期患者治疗前、缓解期患者及健康对照组均于清晨采肘静脉血6ml，注入2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。采治疗前急性加重期及缓解期患者桡动脉血2ml，应用血气分析仪自动检测动脉血PO 2 及PCO 2 ，同时测FEV 1 %。

1.3 测定原理本测定采用固相夹心法酶联免疫吸附技术（ELISA），测定血清中IL-4及IL-8的含量，用抗IL-4、IL-8特异性单克隆抗体包被微孔板，将已知浓度的标准IL-4、IL-8、样本、对照样本和被检血清加入微孔进行检测。在第一次孵育时将IL-4、IL-8抗原和抗IL-4、抗IL-8抗体同时进行孵育，洗涤后，加入链霉素亲和专一过氧化物酶，再经过孵育和洗涤，去除未结合的酶，然后加入酶的作用底物，产生颜色反应，用酶标仪读数，制作一条标准曲线，各样本中的IL-4、IL-8含量通过标准曲线上的样本O.D值来确定。

1.4 肺功能测定采用西德300型自动肺功能诊断系统检测FEV 1 %（FEV 1 /FVC）。

1.5 统计学方法（1）制作两条标准曲线:平均光吸收值作Y轴，对应的IL-4及IL-8浓度作X轴。各样本中的IL-4及IL-8含量通过标准曲线上标本O.D值来确定。（2）所得数据均以ˉx±s表示，均数差异的显著性检验用t检验进行，相关性采用直线相关性显著性检验。

　　2 结果

2.1 COPD急性加重期、缓解期患者及对照组血清IL-4、IL-8含量比较见表1。

表1 COPD急性加重期、缓解期患者及对照组血清IL-4、IL-8含量比较（略）

　　注:与其它两组相比 ˇ P<0.01;与对照组相比 ▲ P<0.01;与缓解组相比 △ P>0.05 32例COPD急性加重期患者血清IL-4、IL-8含量明显高于其它两组，缓解期IL-4、IL-8含量明显高于对照组，经统计学分析，差异有非常显著性，P值均<0.01。COPD急性加重期PO 2 、FEV 1 %明显低于缓解组，PCO 2 明显高于缓解组，经统计学分析差异具有显著性，两组COPD患者吸烟指数差异无显著性，P>0.05。

2.2 32例COPD患者急性加重期血清中IL-4与FEV 1 %、PO 2 、PCO 2 及SI的相关性分析图1、图2。

图1 IL-4与PO 2 、PCO 2 、FEV 1 %的相关图（略）

　　图2 IL-4与SI的相关图（略）

　　经统计学分析，32例COPD急性加重期患者血清中IL-4与PO 2 、FEV 1 %呈负相关（r=-0.685，r=-0.792，P<0.01），与PCO 2 、SI呈正相关（r=0.761，P<0.01;r=0.634，P<0.01）。

2.3 32例COPD急性加重期患者血清中IL-8与FEV 1 %、 PO 2 、PCO 2 及SI的相关性分析见图3、图4。

　　图3 IL-8与PO 2 、PCO 2 、FEV 1 %的相关图（略）

　　图4 IL-8与SI的相关图（略）

　　经统计分析，32例COPD急性加重期患者的血清中IL-8与PO 2 、FEV 1 %呈负相关（r=-0.782，P<0.01，r=-0.653，P<0.01），与PCO 2 、SI呈正相关（r=0.475，P<0.01;r=0.526，P<0.01）。

3 讨论

　　本文通过对COPD患者急性期、缓解期和对照组分别进行采血后，用ELISA法测定血清中IL-4、IL-8水平，结果发现，COPD急性加重期血清IL-4和IL-8水平均明显高于缓解期患者及对照组，经统计学分析，差异有非常显著性（P<0.01），与相关报道是一致的，气道的慢性非特异性炎症反应是COPD形成和发展的重要环节，多种炎症细胞和细胞因子参与这种过程。研究结果显示，COPD患者外周气道CD8 + 细胞数量显著增加，支气管活检标本及腺体中CD4 + /CD8 + 比值显著下降，且与FEV 1 /FVC呈正相关;COPD患者外周血中CD8 + T细胞百分数显著增加，且CD4 + /CD8 + 比值与肺功能呈正相关，而COPD患者外周血及BALE CD8 + T细胞表达IL-4的比例显著增加，因此检测血中IL-4水平对判断COPD病变程度及疗效具有一定的意义。IL-4能促进血管内皮细胞粘附分子的表达，从而增强嗜酸粒细胞等与内皮细胞结合而引起免疫细胞对局部组织的浸润，并对肺泡巨噬细胞具有趋化作用，使其产生花生四烯酸介质和超氧阴离子的能力增强，从而加重炎症。IL-8是中性粒细胞趋化因子，而COPD急性加重期是以中性粒细胞为主要炎细胞的气道炎症。有文献报道［2］，COPD急性加重期的细菌感染可导致患者血清中内毒素水平增高，内毒素刺激M Φ 等炎细胞释放细胞因子IL-1、TNF-α等，在细胞因子的刺激诱导下，单核细胞、中性粒细胞等多种细胞均可产生IL-8，而IL-8则通过与上述细胞表面IL-8R结合，趋化上述细胞到达炎症部位引起炎症反应。因而，COPD患者急性加重期血清中IL-4及IL-8含量均高于缓解期和健康对照组。

30例COPD缓解期患者IL-4及IL-8水平明显下降，但仍高于对照组（P<0.01），两组比较差异有非常显著性，说明治疗是有效的，但细胞因子持续升高可能是引起组织损伤、炎症迁延不愈的重要原因，如何使细胞因子含量进一步下降，将成为治疗COPD、抑制其病理改变的新的发展方向。对32例急性加重期患者血清IL-4及IL-8水平与PO 2 、PCO 2 及FEV 1 %进行相关性分析表明，IL-4及IL-8含量与PO 2 、FEV 1 %呈负相关，与PCO 2呈正相关。由于气道慢性炎症是引起气道阻塞的主要因素，并且气流阻塞随气道炎症发展而加重，急性加重期患者气道炎症重，活化的炎症细胞多，IL-4、IL-8产生和释放增多，从而导致多的炎症细胞聚集，气道阻塞加重，出现FEV 1 %下降，其下降幅度大致可反映COPD慢性气道炎症及气道重构的严重程度，从而产生一系列的病理生理变化和临床表现，出现缺O 2 和CO 2 潴留。

进一步分析表明，32例COPD急性加重期患者，吸烟指数与IL-4及IL-8含量呈显著正相关（r=0.46，P<0.01），提示吸烟可能是导致IL-4及IL-8水平升高的重要因素，这与Yamamoto ［3］及ByYon ［4］的报道相一致。吸烟使M Φ 在肺组织聚集、活化，产生中性粒细胞趋化因子IL-8，IL-8对中性粒细胞、淋巴细胞等有很强的趋化作用，且能激活上述细胞产生IL-8，ByYon等［4］的研究显示，吸烟者与不吸烟者比，植物血凝素诱导的外周血单核细胞IL-4的分泌显著提高，重度吸烟者比轻度吸烟者IL-4分泌占优势。Fisher等的研究显示，尼古丁能诱导外周血单核细胞IL-4等的产生，吸烟导致血中IL-4水平升高的机理有待进一步研究。急性加重期患者血清中IL-4及IL-8含量与吸烟的关系，因例数较少，没有进行显著性分析。

综上所述，COPD患者血清中IL-4及IL-8水平的变化与COPD的病情变化是一致的。急性加重期，IL-4及IL-8水平明显高于缓解期及对照组，而缓解期又明显高于对照组。COPD患者急性加重期血清中IL-4及IL-8含量与吸烟指数呈显著正相关，急性加重期IL-4及IL-8水平与PO 2 、FEV 1 %呈负相关，与PCO 2 呈正相关。急性加重期，PO 2 、FEV 1 %明显低于缓解期，PCO 2 明显高于缓解期。因此检测COPD患者血清中IL-4及IL-8含量对指导临床有重要意义。

　　参考文献

　　1 Keating VM.Am J Respir Crit Care Med，1996，153:530-534.

　　2 NockerRE.Int Arch Allergy Immunol，1996，109:183-191.

　　3 YamamotoC.Am J Respir Crit Care Med，1996，153:A821.

4 ByronKA，Varigos GA，WoottonAM.Clin Exp Immunol，1994，95:333-336.

　　作者单位:150056黑龙江省哈尔滨市胸科医院内科（ △ 检验科）

　　　　　　　　　　哈尔滨医科大学附属第一医院呼吸科

发布日期：2005-5-27

分页：