[论文摘要] 目的 观察支气管哮喘患者痰液中IL-5和IL-13水平,了解支气管哮喘患者的免疫学特征。方法 检测哮喘者和正常对照者痰液中IL-5和IL-13含量,对两组痰液中的细胞因子进行比较分析。结果 哮喘组痰液IL-5和IL-13水平较正常对照组明显增高(P<0.01)。结论 IL-5和IL-13参与了哮喘的发病,其水平对于支气管哮喘急性发作诊断治疗有重要意义,检测其水平可作为临床诊断哮喘、评价哮喘严重程度及疗效的指标。
[关键词] 支气管哮喘患者;白细胞介素5;白细胞介素13
支气管哮喘(哮喘)是呼吸系统的常见病和多发病。许多细胞和细胞分泌成分在哮喘的发病过程中起到重要作用,其中T细胞、嗜酸性粒细胞在哮喘气道的慢性炎症中起一定的作用[1]。作为细胞间信息传递的信使,近年来白细胞介素已经愈来愈得到人们的重视,新的细胞因子不断被发现,其中许多新发现的白细胞介素与变态反应性疾病的关系密切,特别是由Th2型CD4+T细胞亚组(Th2细胞)产生的细胞因子,不仅对过敏性炎症,而且对IgE免疫应答上也起重要作用[2]。为了进一步探讨Th2类细胞因子在重症哮喘急性发作期的炎症反应中的作用,分别观察哮喘患者痰液中IL-5和IL-13水平,本文对此两个炎性相关因子进行相关性分析,以了解Th2类细胞因子在重症哮喘急性发作期患者炎症反应中的作用。
1对象与方法
1.1研究对象
支气管哮喘患者组:本组病人包括了2007年9月~2008年5月收治的的支气管哮喘病人18例,其中男性12例,女性6例。年龄19~48岁,平均33岁。支气管哮喘病史1~21年不等,平均9年。均符合2003年《支气管哮喘防治指南》哮喘诊断标准[3]。本实验观察前患者均未使用肾上腺皮质激素和其他免疫调节剂。正常对照组l6例均为正常健康体检者,其中男性10例,女性6例。年龄26~51岁,平均35岁。所有患者未合并心、脑血管疾病,且近期无感染史、胸片正常,无个人及家族过敏性疾病。两组观察对象间年龄、性别等无显著性差异。所有研究对象均获知情同意。
1.2实验方法
1.2.1痰液诱导和处理 (1)使用峰流速仪测基础峰流速(PEF);(2)吸入200μg沙丁胺醇;(3)10min后再测PEF;(4)雾化吸入已消毒的高渗盐水,浓度从3%渐增至5%,雾量调整为1mL/min,吸入时间控制在20min内;(5)视患者病情严重程度不同,可以每5分钟测PEF,或在开始的第1、4、5分钟测PEF,其后再每5分钟测PEF;(6)雾化吸入期间患者出现不适或测得PEF降低值大于20%吸入沙丁胺醇后测得的PEF值时,立即暂停试验;(7)鼓励患者于雾化吸入开始后第5、10、15、20分钟用力咳出深部的痰,或欲咳痰时咳痰;(8)若为高危患者,先雾化吸入0.9%盐水5min,在第30秒、第1,5分钟监测PEF,若未诱导出痰则改为吸入3%盐水2min,在第30秒、第1,2分钟分别测PEF,若仍未诱导出痰则吸入4.5%盐水8min,在第30秒、第1、2、4、8分钟监测PEF,鼓励患者在第4、8分钟咳痰。将所收集痰液称重后加入等量的0.1%二硫苏糖醇(DTT)进行黏液溶解,用吸管反复吹打,漩涡器振荡15s,22℃或37℃恒温振荡器中振荡10~30min,48μm尼龙网过滤,离心1000r/min,5~10min,留取上清液,-70℃冻存,待测。
1.2.2液相IL-5、IL-13水平检测均采用多抗体夹心ELISA方法测定,IL-5检测所用试剂盒来自北京邦定生物技术有限公司。IL-13检测所用试剂盒来自深圳晶美生物工程有限公司。
1.3统计学分析
采用SPSS12.0统计软件,实验组与对照组IL-5值和IL-13值以均数±标准差表示,并采用t检验。
2结果
哮喘组痰液IL-5水平为[(57.28±12.34)pg/mL]较正常对照组痰液IL-5水平[(17.54±6.76)pg/mL]明显增高(P<0.01)。哮喘组痰液IL-13水平[(19.66±3.48)kU/L]较正常对照组[(8.34±4.37)kU/L)明显增高(P<0.01)。见表1。
3讨论
支气管哮喘(哮喘)是一种常见病、多发病,已成为全球性的社会卫生问题,对人类的健康构成了严重威胁。多
年来大量研究提出的众多学说分别从不同的角度揭示了哮喘的发病机制,20世纪80年代建立的气道炎症学说现已被广泛接受,但该学说仍不能完全解释哮喘的发病机制。近年不少学者研究发现,成人哮喘患者存在T辅助细胞(Th,CD4+)功能异常,并推测与哮喘气道变应性炎症相关[4]。
根据分泌细胞因子的种类可将CD4+细胞分成Th0和Th3两类细胞[5]。Th0细胞又可分化成Th1、Th2细胞。正常情况下Th0按一定比例向Th1、Th2分化,两者处于相对平衡状态,维持着机体正常的细胞免疫和体液免疫功能[6]。当机体受到异常抗原刺激时,上述平衡被打破,Th1、Th2细胞中某一亚群功能升高,而另一亚群功能降低,即可引起异常的免疫应答。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-9、IL-10、IL-13和GM-CSF,统称为Th2类细胞因子。近年来有观点认为Th2类细胞因子在哮喘的发病中起到非常重要的作用。Thl/Th2细胞在数目、活化程度和功能方面的比例失衡是哮喘的重要免疫学发病机制之一[7]。哮喘患者的T淋巴细胞经抗原刺激后主要向Th2细胞转化,表现为Th2细胞数目增多和功能亢进,即IL-3、4、5、6、10等Th2类细胞因子产生增多。而Th1类细胞数目及活性降低,IFN-γ和IL-2等Th1类细胞因子产生减少。这种Th1/Th2失衡直接参与了支气管哮喘炎症反应的发生,如激活中性粒细胞发生脱颗粒及呼吸爆发反应;趋化嗜酸性粒细胞在气道黏膜聚集、浸润;调节内皮上的粘附分子,激活单核细胞及加强嗜酸性粒细胞的毒性作用;具有组胺释放因子作用;可引起呼吸膜渗透性增加,黏膜水肿等变化[8]。
Th2细胞产生的多种细胞因子都参与哮喘发病,尤其是IL-5和IL-13在哮喘病程中起重要作用。由Th2细胞分泌的IL-5可特异性地作用于EOS的产生、增殖和分化各个阶段[9]。活化的EOS可释放主要碱性蛋白、嗜酸粒细胞蛋白X、嗜酸细胞衍生神经毒素和嗜酸细胞过氧化物酶及ECP等多种蛋白。由于IL-5水平升高,促使气道内EOS的分化、增殖及趋化作用,进而使ECP等炎性介质增加,导致毛细血管渗漏,腺体分泌亢进,平滑肌收缩及气道上皮损伤、脱落,产生气道变应性炎症,气道高反应性及哮喘发作或加重,同时活化的EOS又能分泌IL-5,如此循环反复,使哮喘迁延不愈,难以根治。IL-13活性增高刺激肺成纤维细胞不同亚群,刺激炎症细胞聚集和炎症介质的产生[10]。IL-13可刺激支气管黏膜嗜酸性粒细胞的选择性募集,上调白三烯mRNA和蛋白的产生,刺激气道上皮细胞产生粒细胞集落刺激因子,使气道黏膜产生炎症反应。
本研究结果显示,哮喘病人产生IL-5和IL-13的水平明显高于正常组,呈现Th2型优势。Th2细胞功能异常增高,导致大量炎症因子生成,包括细胞因子分泌紊乱,如IFNγ生成不足,IL4、IL5分泌增多,IgE、IgG4重链同种型转换,促进MC、EOS生长和分化,最终形成以IgE依赖为特征的速发型变态反应及以嗜酸细胞浸润为主的慢性气道炎症,即迟发型哮喘反应(late asthma reaction,LAR)[11]。
本研究证实IL-5和IL-13参与了哮喘气道的变应性炎症过程,因此认为痰液IL-5和IL-13水平检测可作为哮喘诊断、哮喘严重性及疗效评价的指标,测定其水平对判断病情有一定的指导作用。改善其水平能否起到预防和治疗,寻找一种新的治疗思路,有待于进一步深入探讨。
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