吸入激素对哮喘和慢性阻塞性肺病患者血清白介素8、白介素13变化的影响

　　作者：张霞 徐 艳 王 玲 薛玉文 李 玉 作者单位：(国防大学医院呼吸科，北京 100091)

　　【摘要】 目的 探讨哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)患者外周血白细胞介素8(IL8)、白细胞介素13(IL13)水平及其受吸入糖皮质激素的影响。方法 采用双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)分别检测了非急性发作期哮喘患者(哮喘组)、稳定期COPD患者(COPD组)吸入激素前后和健康自愿者(对照组)血清中IL8、IL13水平，同时测定肺通气功能1 s用力呼气容积(FEV1%预计值)。结果 哮喘组、COPD组IL8、IL13水平均显著高于对照组(P<0.01)，哮喘组IL8明显低于COPD组(P<0.05)、IL13明显高于COPD组(P<0.05);治疗后哮喘组IL8、IL13水平均显著下降(P<0.01)，但仍显著高于对照组(P<0.05)，FEV1显著增加(P<0.01)，而COPD组IL8 、IL13水平下降不明显(P>0.05)，FEV1增加不显著(P>0.05)。相关分析表明：哮喘、COPD患者IL8、IL13与FEV1均呈负相关。结论 IL8、IL13均参与了哮喘和COPD的发病过程，哮喘以IL13起主要作用，而COPD以IL8为主要炎症因子，吸入皮质激素可以下调哮喘患者外周血中IL8、IL13水平，改善肺功能，而对稳定期COPD患者无明显作用。

　　【关键词】 哮喘;肺疾病;阻塞性;白介素8;白介素13;糖皮质激素

　　支气管哮喘(简称哮喘)和慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸道最常见的两大疾患，均为气道的慢性炎症。虽然两者在病因学、发病机制及治疗干预上存在差别，但在气道炎症上存在相似之处〔1〕。炎症细胞在肺部的聚集是哮喘和COPD的共同病理特征。多种炎症细胞及其分泌的细胞因子相互诱导、相互调节而促进了两种疾病的气道炎症反应。IL13是否同样参与了COPD，IL8是否参与了哮喘的炎症过程，目前报道甚少。具有广泛抗炎作用的糖皮质激素气道给药已成为防治哮喘首选措施，而在COPD中的应用特别是对稳定期患者来说一直存有争议〔2〕。本研究通过测定非急性发作期哮喘、稳定期COPD患者血清中IL8、IL13水平及肺功能的变化，探讨IL8、IL13在两种疾病发病中的作用及受吸入皮质激素的影响。

　　1 对象与方法

　　1.1 对象 哮喘组：选择非急性发作期哮喘患者28例，男16例，女12例，年龄50～76(平均60±10.2)岁,病程(平均12±7.8)年，病情为轻、中度慢性持续期，诊断均符合中华医学会呼吸病学会2003年颁布的《支气管哮喘防治指南》中的诊断及病情评价标准〔3〕。COPD组：选择稳定期COPD患者30例，男19例，女11例;年龄62～78(平均65±11.3)岁;病程(平均16±10.2)年，支气管舒张试验阴性。诊断均符合2002年中华医学会呼吸病学分会制定的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》诊断标准〔4〕。以上患者均知情同意，年龄匹配。剔除标准：①患有胶原血管疾病、肿瘤、心、肝、肾等脏器功能衰竭及与变态反应有关的慢性疾病者。②有呼吸道感染征象者。③实验前1月内使用过糖皮质激素及免疫调节剂者。④24 h内使用过抗组胺类、茶碱类药和β受体激动剂者。⑤治疗期间仍服用其他中西药者。正常对照组：选择年龄匹配的健康体检自愿者20例，男12例，女8例，年龄50～78(平均62±9.7)岁。肺功能正常，无呼吸系统与免疫性疾病，无肿瘤病史，无过敏史，试验前1月内未使用过糖皮质激素，近1 w来未使用过任何药物。

　　1.2 方法

　　1.2.1 治疗方法 哮喘组、COPD组患者分别用辅舒酮气雾剂吸入1揿(用手按，含丙酸氟替卡松250 μg，由葛兰素史克公司生产)，每日2次，疗程6 w。气雾剂使用前须向患者示范，要在深吸气的同时将气雾吸入气管深处，即按压和吸气同步进行，最好憋气5～10 s，使药物与支气管黏膜充分接触，以增强疗效，之后即用水漱口或吞咽食物，以防口咽部继发念珠菌感染。两组患者在治疗期间仅在喘哮发作时临时吸入万托林气雾剂2揿(每揿含沙丁胺醇0.1 mg,葛兰素史克公司生产)以控制症状。

　　1.2.2 标本采集 采集哮喘组、COPD组患者治疗前和治疗6 w后及对照组人员肘静脉血5 ml,离心2 000 r/min，15 min，提取上清液，置-80℃冰箱保存待测。

　　1.2.3 IL8、IL13检测 均采用双抗体夹心酶联免疫吸附(ELISA)法。操作步骤均按试剂盒内所附说明书进行。测量结果由Microplate Manager 4.0 处理。IL8、IL13检测试剂盒均购自加拿大YES BIOTECH LABORATORIES LTD。

　　1.2.4 肺功能测定 所有试验者在抽取静脉血的同时均同步测定肺通气功能1 s用力呼气容积(FEV1%预计值)，检测前12 h停用支气管扩张剂，肺功能仪由德国JAEGER公司生产。

　　1.2.5 主要观察指标 哮喘组、COPD组患者治疗前后血清IL8、IL13及肺功能FEV1的变化，与正常对照组比较结果。观察用药期间有无不良反应和血生化、体重增加等变化。

　　1.3 统计学处理 数据均以x±s表示，采用SPSS10.0软件进行两组间t检验，采用直线相关分析组间变量的关系。

　　2 结 果

　　2.1 各组血清IL8 、IL13水平变化 见表1。治疗前哮喘组、COPD组血清IL8、IL13水平均显著高于对照组(P<0.01)，哮喘组IL8低于COPD组(P<0.05)、IL13高于COPD组(P<0.05)，两组FEV1均显著低于对照组(P<0.01);治疗后哮喘组血清IL8、IL13水平均显著下降(P<0.01)，但仍显著高于对照组(P<0.05)，FEV1显著增加(P<0.01)，而COPD组血清IL8 、IL13水平下降不显著(P>0.05)，FEV1有增加,但与其治疗前比较无显著差异(P>0.05)。表1 各组患者治疗前后血清IL8、IL13水平和FEV1的变化与对照组比较：1)P<0.01，2)P<0.05;与COPD组比较：3)P<0.05;与本组治疗前比较：4)P<0.01

　　2.2 哮喘组与COPD组外周血IL8、IL13水平与肺功能FEV1相关分析 哮喘组IL8、IL13与FEV1呈负相关(r1=-0.543,r2=-0.631,P<0.01); COPD组IL8、IL13与FEV1呈负相关(r1=-0.491,r2=-0.522,P<0.05)。

　　3 讨 论

　　哮喘和COPD是由多种因素引起的以慢性气道炎症为特征的免疫变态反应性疾病，多种炎性细胞及其分泌的细胞因子在哮喘和COPD的发生发展中起着重要的作用。近年来研究证实〔5〕，IL13在哮喘的发病中起重要作用，IL13是一个重要的介导变态反应的Th2型细胞因子，与IL4及其他Th2细胞因子相似,对哮喘的气道炎症具有激发和促进作用，是哮喘病理改变发生和发展的主要因素。它的过度表达可诱发变态反应，如出现气道高反应性、促进IgE的合成、诱导血管内皮细胞黏附因子(VCAM)1的表达、选择性诱导嗜酸性粒细胞在支气管黏膜层聚集、刺激肺成纤维细胞增殖参与气道重建、使支气管杯状细胞分泌黏液增多等，从而导致哮喘气道慢性持续性炎症，增加气道阻力，促进哮喘发生。在动物实验中，已发现IL13与COPD的发生有关，IL13过表达可使鼠肺容积增大，黏液腺化生，黏液分泌增多，大小气道管壁及周围炎症反应，肺气肿形成〔6〕。同时IL13诱导产生的基质金属蛋白酶(MMP)2、9、12、13和14及组织蛋白酶B、S、L、H和K在肺气肿的发病机制中起重要作用，用MMP或半胱氨酸蛋白酶拮抗治疗，肺气肿、炎症反应可显著减轻，而对黏液化生无明显影响〔7〕。IL13慢性过表达可促进Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型胶原物质，在气道黏膜下沉积并增强胶原收缩，与气道重建有关〔8〕。长期的黏液高分泌与COPD的发病、患者FEV1的下降、并发肺部感染以及病死率都密切相关。本研究表明IL13参与了哮喘和COPD的炎症形成过程，且在哮喘的气道炎症形成中起了更重要的作用。FEV1是反映气道阻塞程度的指标，通过直线相关分析发现哮喘及稳定期COPD患者IL13与FEV1之间均显著的负相关，两组FEV1均显著低于对照组，提示IL13可能是哮喘和COPD肺通气功能下降的原因之一。

　　IL8属一种多源性细胞因子，为趋化因子超家族之一，是中性粒细胞主要的趋化剂和激活剂。IL8激活中性粒细胞发生脱颗粒，释放溶媒体和氧自由基、花生四烯酸等系列炎性介质，诱导气道分泌细胞分泌黏液，促进炎症过程;氧自由基可灭活α1抗胰蛋白酶，并促进蛋白酶介导肺基质降解而导致肺损伤和肺气肿的发展，降低肺功能。已经证实COPD患者的支气管肺泡灌洗液(BALF)及痰液中IL8水平明显高于正常人，且其水平与FEV1及FEV1/FVC呈负相关。IL8还可趋化T淋巴细胞、嗜酸性白细胞(EOS)在气道聚集，并可促进EOS释放嗜酸粒细胞阳离子蛋白(ECG);与此同时，聚集至气道的EOS及中性粒细胞又能分泌IL8，形成循环通路，导致和加重哮喘的发作。国外医学研究表明，COPD患者中性粒细胞在支气管黏膜大量聚集较哮喘患者明显，且COPD患者的痰液、BALF中IL8水平比哮喘患者高，但COPD患者痰中IL8阳性细胞主要是中性粒细胞,而哮喘患者主要为单核细胞及支气管上皮细胞，提示两种疾病参与的炎症细胞不同。本研究表明IL8是COPD、哮喘发生气道炎症重要一环，并显示了IL8在COPD发病中的重要作用。

　　糖皮质激素作为一种抗炎药物在哮喘治疗中的作用已得到肯定，已明确它具有抑制炎症细胞、炎性介质及免疫等作用，进而控制临床症状，改善肺功能，降低气道高反应性。表面激素吸入是现在国内外治疗气道非特异性炎症较理想的方法，但在COPD稳定期的长期使用上意见不同，Traves等〔9〕研究发现，皮质激素对稳定期的COPD患者没有抗炎作用，说明中性粒细胞炎症患者使用皮质激素治疗无效。本组研究资料也显示，哮喘患者吸入激素后血清IL13、IL8水平显著下降，FEV1显著升高，肺功能改善，表明继续抗炎治疗是需要的，哮喘患者仍坚持长期的吸入激素治疗;但稳定期COPD患者，吸入激素后血清IL13、IL8水平无明显下降，FEV1有升高，但与治疗前比较差异无显著性(P>0.05)，提示吸入激素治疗无效。我们推测吸入激素对COPD稳定期疗效不如哮喘的本质原因是由于COPD和哮喘是不同性质的气道炎症。Cooper〔10〕汇总分析显示尽管糖皮质激素普遍应用于哮喘，而对于轻中度COPD患者的维持治疗似乎无效，只是因为二者的炎症本质不同。由于治疗效果不明确以及可能带来的不良反应，因此许多国家不赞成吸入激素治疗COPD，只考虑在经常加重的COPD患者中使用。

　　综上所述，IL8、IL13均参与了哮喘和COPD的发病过程，在哮喘发病中，IL13起主要作用，IL8也参与炎症反应，而在COPD发病中以IL8为主要炎症因子，IL13也参与炎症反应，但处于次要地位。吸入皮质激素可以下调哮喘患者外周血中IL8、IL13水平，改善肺功能，而对稳定期COPD患者无明显作用。由此提示临床上治疗哮喘时，可以通过拮抗IL13的手段达到治疗效果，认为此法是较哮喘的激素疗法副作用更小、有望替代激素疗法的一种新疗法。传统上COPD的治疗不能完全阻止炎症反应对支气管肺组织的损伤，而调节免疫反应、增加保护性细胞因子则可能是今后研究的重要方向。

　　【参考文献】

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　　3 中华医学会呼吸病学分会哮喘学组.支气管哮喘防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗及教育和管理方案)〔J〕.中华结核和呼吸杂志，2003;26(3):1328.

　　4 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南〔J〕.中华结核和呼吸杂志，2002;25(8):45360.

　　5 Marsha WK,Monica C.Interleukin13 in asthma〔J〕.Curr Opin Pulm Med,2003;9(1):217.

　　6 Zheng T,Zhu Z,Wang Z,et al.Inducible targeting of IL13 to the adult lung causes matrix metalloproteinase and cathepsin dependent emphysema〔J〕.Clin Invest,2000;106(9):108193.

　　7 Zhu Z,Ma B,Zheng T,et al.IL13induced chemokine responses in the lung：role of CCR2 in the pathogenesis of IL13induced inflammation and remodeling〔J〕.Immunology,2002;168(6):295362.

　　8 Liu X,Kohyama T.Th2 cytokin regulation of type lcollagen gel contraction mediated by human lung mesenchymal cells〔J〕.Am Physical Lung Cell Mol Physiol,2002;282(5):104956.

　　9 Traves ST,Culpitt SV,Russell RE,et al.Increased levels of the chemokines GROα and MCP1 in sputum samples from patients with COPD 〔J〕.Thorax,2002;57(7):5905.

　　10 Cooper CB，Tsahkin DP.(美国洛杉矶加州大学David Geffen医学院)COPD稳定期吸入治疗的最新进展〔J〕.继续医学教育，2007;21(2):913.