哮喘急性发作期患者血清IL-17和转化生长因子-β2的表达及其意义

  摘要：目的：探讨哮喘病人外周血白介素-17（IL-17）和转化生长因子-β2（TGF-β2）的表达及其意义。方法：72例哮喘急性发作病人作为哮喘组，根据发作的严重程度分为3组，其中重度组20例、中度28例、轻度组24例；18例健康者为对照组；ELISA法分别进行入组者外周血IL-17、TGF-β2检测；哮喘病人进行规范化梯度治疗3月后复测IL-17、TGF-β2、肺功能，分析 IL-17、TGF-β2与肺功能指标的相关性。结果：（1）随着哮喘严重程度逐渐增加，病人外周血IL17、TGF-β2浓度逐渐增加，FEV1%pred逐渐下降，均有显著差别（F=37.794，27.557；P＜0.01）；各组间IL17、TGF-β2相互比较均有显著差别（P＜0.01）。（2）外周血IL17、TGF-β2水平与病人年龄、BMI没有相关性（P＞0.05）；和FEV1%pred呈负相关（r=-0.794，-0.468；P＜0.01）；外周血IL17与TGF-β2水平呈正相关（r=0.527，P＜0.01）。（3）经规范化梯度治疗3月后72例哮喘病人外周血IL17、TGF-β2较前明显降低，FEV1%pred明显升高，较治疗前相比均有显著差异（P＜0.01）；但其IL17、TGF-β2水平仍高于对照组，FEV1%pred低于对照组，均有统计学差异（P＜0.01）。结论：哮喘病人外周血上升的TGF-β2、IL17和哮喘的发病密切相关，两者的表达水平存在正相关。TGF-β2、IL17的测定对哮喘严重程度的判断、炎症水平及气道重建程度的评估具有一定的参考价值。
关键词：白介素-17；转化生长因子-β2；哮喘

Abstract: objective: To investigate the significance of IL-17 and transforming growth factor-β2 in peripheral blood of patients with acute exacerbation of asthma.Method：72 cases of Asthma patients with acute attack as Asthma group; it is divided into 3 groups according to Severity, which are Severe group of 20 cases, Moderate group of 28 cases and light group of 24 cases; 18 cases of outpatients were healthy persons as control group.The serum IL-17、TGF-β2 were determined by ELISA method; IL-17 and TGF-β2 were measured after comprehensive treatment in patients, and the correlation between IL-17、TGF-β2 and Pulmonary function index were analyzed. Result：(1) With the severity of asthma patients increased, the serum levels of IL17 and TGF-β2 increased gradually，FEV1% pred gradually decreased,which were significant differences（F=37.794，27.557;P＜0.05);There were significant differences among the groups（P＜0.01）.（2）There was no correlation between serum levels of IL17、TGF-β2, BMI and age in asthma patients (P > 0.05). All were negatively correlated with FEV 1% pred （r=-0.794，-0.468；P＜0.01）. There was a positive correlation between IL 17 and TGF-β 2 (r = 0.527, P <0.01). （3）The levels of IL-17 and TGF-β2 in peripheral blood of 72 asthmatic patients after 3 months of treatment were significantly lower than those before treatment, and the FEV1% pred was significantly higher than that before treatment（P＜0.01)；But the levels of IL 17 and TGF-β 2 were still higher than the control group. FEV1% pred was lower than the control group（P＜0.01). Conclusion: The elevated levels of TGF-β 2, IL 17 in peripheral blood of asthma patients are closely related to the pathogenesis of asthma, The determination of TGF-β2 and IL-17 has certain reference value for judging the severity of asthma, the level of inflammation and the degree of airway remodeling.
Keywords: Interleukin-17; transforming growth factor-beta 2; asthma
成人哮喘发病率逐渐上升，对人们生活健康造成了极大威胁。作为一种多细胞、多因子参与的慢性气道炎症性疾病,哮喘发病机制十分复杂，主要特点为气道高反应和长期的慢性炎症反应[1，2]。白细胞介素-17（IL-17）作为来源于辅助性Th17 细胞的一种关键促炎介质，可通过促进G-CSF、IL6多种趋化因子、调控因子的产生进一步促进中性粒细胞的增殖及炎症反应的发展[3]。多项研究认为[4，5]，IL-17所介导的中性粒细胞、嗜酸性粒细胞的增殖、趋化、浸润反应参与了气道的重构，在哮喘的发生发展中作用重大。转化生长因子β（TGF-β）为一种在机体分布广泛，具有多种生物效能的细胞因子。报道显示[6]，TGF-β在哮喘病人气道上皮内表达明显上调，可能通过调节上皮细胞的黏附、增殖等促进了上皮的修复。TGF-β具有TGF-β1、2、3总共3种亚型，其中TGF-β1研究较多，其表达量与气道纤维化程度、嗜酸性粒细胞数量存在正相关 [7]；而TGF-β2尽管表达于气道上皮细胞内，但目前其相关研究少见，而关于TGF-β2、IL17和哮喘三者间关系及其相互作用临床报道较少。本文通过测定哮喘病人血IL-17、TGF-β2表达情况，观察其与病人哮喘严重程度及肺功能的关系，探讨IL-17和TGF-β2在支气管哮喘中发病机制中的作用，为临床提供一定的参考。
1.资料与方法
1.1一般资料：2014年2月~2016年5月我院呼吸科诊治72例哮喘急性发作病人作为哮喘组，全部入组病人均符合支气管哮喘诊断标准[8]，均处于急性发作期，为无既往激素治疗病史的初治病例。包括女性31例，男性41例，平均年龄47.2±8.3岁，19~61岁。参考2016年哮喘防治指南[8]，根据患者气短情况、肺通气功能、哮鸣音、心率、脉率等症状体征及肺功能、血气分析等检查进行急性发作期的严重程度分级，根据不同严重程度分为3组，其中重度组20例、中度28例、轻度组24例。选取来我院体检健康者18例作为对照组，包括女性8例，男性10例，平均年龄46.4±7.4岁，18~57岁。所有入组参研者均获得完整病例资料，均排除各种急慢性炎症、COPD、OSAHS、肺结核、肺部肿瘤、肝肾功能损伤、肿瘤、血液系统疾病、周围血管病、风湿免疫病、各种心脑血管疾病、甲状腺功能异常、精神神经系统疾病、生命体征不稳定、意识障碍、近期服用镇静药物、阿司匹林、环氧化酶-2抑制剂等药物、近期手术或重大创伤、近1月内应用激素或免疫抑制剂治疗、既往器官移植者等。该次研究获得我院伦理会的批许，所有参与者均签得知情同意书。
1.2方法：所有病人均完善病史询问、常规检查（胸片、心电图、血生化、肺功能等），并在治疗前和治疗3月（根据具体症状体征及哮喘严重程度分度采用规范化分级治疗[8]）后抽血进行IL-17和转化生长因子-β2浓度测定。全部入组者均于晨起空腹采外周血10ml，2500rmp离心，将上清液分两份，于-80°C冰箱保存，ELISA法分别进行IL-17和转化生长因子-β2浓度的测定。其中人IL17的 ELISA 抗体来自赛泓瑞公司（南京）；人转化生长因子-β2的ELISA 抗体来于维尔公司（长沙）；严格根据说明开展操作。
1.3统计学方法：予以SPSS19.0处理数据，计数资料采取χ2检验；计量资料，用 表示，符合正态分布，方差齐性资料，不同组间比较采用方差分析；同一资料处理前后的对比采用t检验；指标间相关性采用Pearso相关分析。以P＜0.05为有显著差别。
2．结果
2.1不程度哮喘和健康者一般资料及外周血IL17、TGF-β2水平比较：（1）不同程度哮喘及对照组间性别、年龄、BMI均无显著差别（P＞0.05）。（2）随着哮喘严重程度逐渐增加，病人外周血IL17、TGF-β2浓度逐渐增加，FEV1%pred逐渐下降，均有显著差别（P＜0.01）；各组间IL17、TGF-β2相互比较均有显著差别（P＜0.01）。见表1.
表1.不程度哮喘和健康者外周血IL17、TGF-β2水平及一般资料
组别 总例数 年龄（岁） 女/男 BMI FEV1%pred IL17（pg/ml） TGF-β2（pg/ml）
对照组 18 46.4±7.4 8/10 22.79±4.73 94.88±3.62 38.73±7.48 44.37±9.10
哮喘组 72 47.2±8.3 31/41 20.49±5.02 70.34±5.361 79.47±8.941 91.35±10.491
轻度组 24 47.3±8.1 10/14 23.17±4.26 85.26±6.471 61.83±8.321 67.58±9.751
中度组 28 45.7±9.2 12/16 21.61±6.13 69.77±3.852 84.92±7.042 98.47±11.392
重度组 20 48.8±10.3 9/11 22.48±5.34 57.46±7.283 108.27±10.763
 127.86±12.763
注：与对照组相比，1P＜0.01；与轻度组比较，2P＜0.01；与中度组比较，3P＜0.01。
2.2外周血IL17、TGF-β2和年龄、BMI、肺功能的关系：
（1）外周血IL17、TGF-β2水平与病人年龄、BMI没有相关性（P＞0.05）；和FEV1%pred呈负相关（r=-0.794，-0.468；P＜0.01）。
（2）外周血IL17与TGF-β2水平呈正相关（r=0.527，P＜0.01）。见表2.
表2.外周血IL17、TGF-β2和年龄、BMI、FEV1%pred的相关性
相关指标 BMI 年龄 FEV1%pred TGF-β2
IL17 r 0.127 0.086 -0.794 0.527
 P 0.094 0.268 0.001 0.000
TGF-β2 r 0.109 0.053 -0.468 -
 P 0.113 0.169 0.000 -

2.3 经规范梯度治疗后哮喘病人外周血IL17、TGF-β2变化情况：经规范化梯度治疗3月后72例哮喘病人外周血IL17、TGF-β2较前明显降低，FEV1%pred升高，较治疗前相比均存在显著差异（P＜0.05）；但其IL17、TGF-β2浓度仍高于对照组，FEV1%pred低于对照组，均存在显著差异（P＜0.05）。见表3.
表3. 哮喘病人治疗前后IL17、TGF-β2的水平及FEV1%pred变化情况（ ）
组别 总例数 FEV1%pred IL17（pg/ml） TGF-β2（pg/ml）
对照组 18 94.88±3.62 38.73±7.48 44.37±9.10
哮喘组治疗前 72 70.34±5.36 79.47±8.94 91.35±10.49
哮喘组治疗后 72 81.74±6.37ad 66.73±7.29be 71.08±8.15cf
注：与治疗前相比，at=11.619，bt=9.371，ct=12.948，P＜0.01；与对照组比较，dt=11.007，et=14.501，ft=8.396，P＜0.01。

3.讨论
哮喘是一种可逆性气流受限为特征的慢性免疫及炎症相关疾病，其发病机制复杂，目前尚未阐述清楚。研究认为[9,10]，长期的慢性炎症及气道上皮的损伤和重塑，包括气道平滑肌的增加、杯状细胞及成纤维细胞的增生、上皮下纤维化等改变在哮喘的发生发展及造成晚期不可逆改变中作用重大。报道显示[11]，气道上皮细胞存在广泛的炎症细胞、介质和趋化因子的表达，这与哮喘及气道重塑的发生关系紧密。但气道重塑具体机制目前仍不明了。本文通过探讨急性发作期的不同程度哮喘病人体内IL17、TGF-β2的改变，观察了其与哮喘严重程度的关系，并探讨了三者间关系、相互作用及IL17、TGF-β2在哮喘的发生机制中所起作用。
IL17作为最早在T细胞诱导炎症反应中启动的炎症介质，可以通过诱导MIP-2、IL5、IL－8、GRO－α、IL6、eotaxin-1等多种趋化因子产生，促进中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等的趋化，在多种炎症及风湿免疫疾病中发挥重要作用。多项研究发现[4,11，12]，中性粒细胞在气道的广泛浸润、聚集与COPD、哮喘等阻塞性呼吸道疾病的发生密切相关。有报道显示[13]，哮喘模型小鼠在敲除IL-17 受体基因后较未敲除的小鼠其卵白蛋白(OVA)激发后的气道中性粒细胞、嗜酸性粒细胞浸润明显降低，同时气道高反应性也显著减弱。同时Maalmi等人[14]研究也发现，IL17可促进气道的纤维母细胞增殖和IL11,IL6的分泌，进而致TIMP-1和胶原蛋白的聚集，促进了气道上皮的纤维化并抑制了胞外基质的分解，这可能在气道重构中发挥了重要作用。尽管目前IL17 与炎症、气道重构的关系明确，但关于IL17与哮喘的严重程度的关系及其具体作用机制研究临床上仍少见。
TGF-β在体内分布十分广泛，上皮细胞、结缔组织细胞、神经细胞等均存在表达，具有免疫调节、趋化、调控胞外蛋白生长等作用，参与了免疫、炎症、修复等多种生物过程，其异常表达和肝硬化[15]、肺纤维化[16]、动脉粥样硬化[17]等多种疾病相关。研究显示[18]，慢性COPD、哮喘病人其各级气道存在明显的炎症因子浸润和上皮纤维化。同时也有研究发现[19]，慢性支气管炎及哮喘病人气道黏膜上皮细胞及粘膜下基质中存在明显的TGF-β水平上升，并且和多种炎症因子水平相关。TGF-β存在TGF-β1、2、3这3种亚型，其中TGF-β1研究较多，其表达量与气道纤维化程度、嗜酸性粒细胞数量存在正相关 [7]；而TGF-β2尽管表达于气道上皮细胞内，但目前其相关研究少见。
   本文检测急性发作期的不同程度哮喘病人体内IL17、TGF-β2水平发现，随着哮喘严重程度增加，哮喘病人外周血IL17、TGF-β2水平逐渐上升，且血IL17和TGF-β2水平均与FEV1%pred呈正相关，与蒋鲲[20]等人部分研究结果相一致。提示IL17、TGF-β2水平的上升在哮喘病人机体炎症反应中发挥了重要作用，且和病情的严重程度呈正比。研究中IL17和TGF-β2水平呈正相关，提示二者在哮喘的发病中存在一定的协同作用，这与Alshaker[21] 等人研究结果一致。报道显示[22]，IL-17具有诱导TGF-β1表达的作用，从而进一步促进气道成纤维细胞、平滑肌细胞等的增殖，在气道重塑过程中发挥重要作用；而TGF-β1对于IL17的分泌也具有一定的促进作用。然而关于IL17与TGF-β2之间的具体相互作用机制目前研究甚少，有待进一步的深入研究。研究中TGF-β2、IL17与哮喘病人年龄、BMI指标均无相关性，且所有入组参研者均排除各种急慢性炎症、COPD、OSAHS、结核、肿瘤、肝肾功能损伤、血液系统疾病、各种心脑血管疾病、甲状腺功能异常、近期手术、创伤、近期内应用激素或免疫抑制剂治疗等混杂因素，具有较好的可信度。研究中经规范化梯度治疗3月后72例哮喘病人外周血IL17、TGF-β2较前明显降低，FEV1%pred明显升高，较治疗前相比均有显著差异（P＜0.05）；这提示包括β2受体激动剂、激素在内的梯度治疗方案可以较好的改善病人气道通气功能，减轻气道炎症水平，降低气道重构作用，具有较好的临床疗效。但经治疗后哮喘病人的IL17、TGF-β2水平仍高于对照组，FEV1%pred低于对照组（P＜0.05），这表明规范化梯度治疗后的哮喘病人仍存在一定的慢性炎症水平，也进一步提示了临床上维持治疗的重要性。
     本次研究表明，TGF-β2、IL17浓度的升高和哮喘的发病密切相关，TGF-β2、IL17的测定有助于哮喘严重程度的判断和炎症水平及气道重建程度的评估，且临床检测方法简便，成本低，具有一定的应用价值。尽管临床上关于哮喘发病机制研究较多，但由于其机制复杂，涉及的炎症、免疫反应较多，多种因子构成了复杂的作用网络，TGF-β2、IL17在哮喘中的具体作用机制，以及其作用在哮喘发病中所占地位均有待进一步探讨，同时由于目前关于TGF-β2和IL17的相互作用报道少见，二者间的具体作用机制也有待深入研究，这也是我们课题组下一步研究方案。
   综上所述，哮喘病人外周血上升的TGF-β2、IL17和哮喘的发病密切相关，TGF-β2、IL17的测定对哮喘严重程度的判断、炎症水平及气道重建程度的评估具有一定的参考价值。
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