支氣管哮喘患者血清中Th17細胞相關細胞因子的檢測及意義

安霞 葉伶 龔穎 楊冬 李麗 金美玲

(1. 復旦大學附屬中山醫院呼吸科，上海 200032；2. 泰山醫學院附屬醫院呼吸科，山東泰安 271000)

支氣管哮喘(哮喘)是一種以氣道高反應性和慢性炎性反應為主要特征的變態反應性疾病[1]。目前認為，Th2細胞占優勢的Th1/Th2失衡是哮喘的重要發病機制之一，但是，該理論并不能完全解釋哮喘的病理生理過程。近年研究[2]發現，人體內存在一種新型的輔助性T細胞，具有與Th1和Th2細胞不同的分化和調節機制，因其能特異性地產生效應因子白細胞介素-17(interleukin-17，IL-17)而不產生干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和白細胞介素-4(interleukin-4，IL-4)，故被稱為Th17細胞(Type 17 helper cell)。Th17細胞分泌的特征性細胞因子——IL-17加重了氣道炎性反應，參與了氣道重塑，在哮喘中可能起著雙重調節作用[3]。

本研究擬通過檢測規范治療后哮喘患者血清中Th17細胞相關的細胞因子[包括轉化生長因子-β1 (transforming growth factor-β1，TGF-β1)、IL-17、白細胞介素-23(interleukin-23，IL-23)]，比較不同嚴重程度的哮喘患者間上述指標的差異，探討這些細胞因子在哮喘患者氣道重塑中的意義，了解Th17細胞及其相關細胞因子在哮喘的發生發展中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2010年10月—2012年2月在復旦大學附屬中山醫院門診就診的哮喘患者91例。入選標準：(1)年齡18～65歲，性別不限；(2)根據全球哮喘防治創議(GINA，2009版)診斷為支氣管哮喘；(3)哮喘病程1年以上，規范治療至少3個月；(4)依從性好；(5)患者自愿參加研究，并簽署知情同意書。根據第1秒用力呼氣量占預計值百分比(FEV1%pred)將91例哮喘患者(哮喘組)分成3個分組，FEV1%pred≥80%為輕度組(n=27)；60%

1.2 研究方法 詳細采集病史，包括姓名、性別、年齡、身高、體質量、職業、哮喘發病年齡、病程、過敏史、過敏性疾病(鼻炎、皮炎、濕疹)史、家族史。檢查肺通氣功能。采用雙抗體夾心ABC-ELISA法檢測血清TGF-β1、IL-17 、IL-23水平。

2 結 果

2.1 各哮喘組與對照組一般資料的比較 哮喘組及對照組的年齡、性別比較，組間差異無統計學意義。見表1。

表1 各組的一般資料比較 (n，%)

2.2 各哮喘組患者肺功能的比較 輕、中、重度哮喘患者兩兩比較，FEV1%pred的差異有統計學意義(P<0.05)，而呼出氣一氧化氮(FeNO)的差異無統計學意義。見表2。

表2 輕、中、重度哮喘患者的肺功能指標比較

2.3 各組血清TGF-β1、IL-17、IL-23水平的比較 哮喘組的血清TGF-β1水平高于對照組(P<0.05)；而哮喘患者血清IL-17水平低于對照組(P<0.05)；兩組的血清IL-23水平差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

輕、中、重度哮喘分組及對照組的血清TGF-β1水平兩兩比較顯示，輕度組與中度組、輕度組與重度組差異均有統計學意義(P<0.05)，輕、中、重度哮喘分組分別與對照組的差異均有統計學意義(P<0.05)，中度組與重度組的差異無統計學意義(P>0.05)。輕、中、重度哮喘患者及對照組血清IL-17水平兩兩比較顯示，輕度組與中、重度組的差異有統計學意義(P<0.05)，中、重度組與對照組的差異有統計學意義(P<0.05)，輕度組與對照組、中度組與重度組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。輕、中、重度組及對照組的血清IL-23水平兩兩比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組血清中TGF-β1、IL-17、IL-23水平的比較(pg/mL)

2.4 哮喘患者血清中細胞因子TGF-β1、IL-17、IL-23水平的相關性分析 哮喘患者的血清IL-17與TGF-β1負相關(r=-0.306，P=0.004)，見圖1；血清IL-17與IL-23直線不相關(r=-0.151，P=0.154)；血清TGF-β1與IL-23直線不相關(r=0.164，P=0.121)。

哮喘患者血清IL-17與TGF-β1呈負相關(r=-0.306，P=0.004)

2.5 哮喘患者血清中細胞因子TGF-β1、IL-17、IL-23水平與FEV1%pred的相關性分析 哮喘患者的血清TGF-β1與FEV1%pred負相關(r=-0.472，P=0.001)，見圖2；血清IL-17與FEV1%pred正相關(r=0.448，P=0.000)，見圖3；血清IL-23與FEV1%pred直線不相關(r=-0.173，P=0.108)。

哮喘患者血清TGF-β1與FEV1%pred負相關(r=-0.472，P=0.001)

哮喘患者血清IL-17與FEV1%pred正相關(r=0.448，P=0.000)

3 討 論

Th17細胞是近年來發現的不同于Th1和Th2的另一種CD4+T細胞的新亞型。另外，TGF-β1可促進Th17細胞的分化。

研究[4]發現，TGF-β1通過促進Th17細胞的分化而促進前炎性反應，缺乏TGF-β1的小鼠體內的Th17細胞明顯減少。TGF-β1是纖維化過程中起直接作用的細胞因子，它可以直接激活氣道上皮細胞，促進間質細胞產生細胞外基質，使氣道平滑肌的纖維結合蛋白沉積，基質在上皮下的黏膜沉積，使氣道管壁增厚，導致氣道重構[5]。目前，關于TGF-β1在哮喘患者中的表達水平及意義，各研究結果不一。我們的前期研究[6]顯示，新發哮喘患者血清中TGF-β1水平顯著高于健康人群，吸入糖皮質激素治療后患者血清TGF-β1水平明顯降低。本研究結果也顯示，哮喘患者血清TGF-β1水平升高，經吸入糖皮質激素規范化治療3個月后，其血清TGF-β1水平仍高于對照組；中重度哮喘患者的血清TGF-β1水平顯著高于輕度組，且TGF-β1與FEV1%pred負相關。以上研究結果與Chakir等[7]和Bosse等[8]的研究結果一致。TGF-β1的表達對氣道損傷的修復和愈合是必須的，但是TGF-β1的持續激活最終導致氣道重塑[9-10]。體外研究[11]顯示，哮喘小鼠氣道上皮中的蛋白質酪氨酸磷酸酯酶SHP2的活性與TGF-β1的表達水平相關，以此調節氣道重塑。

IL-17是由Th17細胞分泌的一種前炎性反應細胞因子。文獻[12]報道，哮喘患者的支氣管活檢病變組織、肺泡灌洗液和痰中均可檢測到IL-17。IL-17是與哮喘發病相關的細胞因子網絡的重要成員之一，它在哮喘發病中起重要作用，但是作用機理復雜。一方面，IL-17可誘導氣道嗜酸性粒細胞浸潤，參與氣道高反應性的形成[13]；另一方面，IL-17還可促進氣道中性粒細胞的募集、激活，參與哮喘氣道慢性炎性反應以及變應原誘發的哮喘氣道炎性反應。本研究顯示，哮喘患者血清中的IL-17水平低于健康人，這與陳杰華等[14]的研究結果一致。 我們還發現，中、重度哮喘組的血清IL-17水平低于輕度組。有研究[7]表明，IL-17在哮喘發病中起雙向調節作用，它在哮喘的形成過程中是必須的，但在已經建立的哮喘中起負性調節作用，這或許可以解釋我們的研究結果。本研究中患者的哮喘病程均較長，持續的氣道炎性反應抑制了IL-17的分泌，使其在肺功能損害嚴重、氣道重塑的階段表達下降，表現為IL-17負性調節，但是具體機制尚待進一步研究。

本研究還發現，規范治療后氣道阻塞程度不同的哮喘患者的血清IL-17水平與FEV1%pred正相關，IL-17可能在哮喘患者的氣道重塑中發揮一定作用。Wang等[15]的研究顯示，IL-17可上調黏液基因表達，促進黏液分泌，提示IL-17是一種加速氣道重塑的因子。此外，本研究顯示，IL-17與TGF-β1呈負相關。IL-17在哮喘的氣道重塑中的具體作用機制仍有待進一步研究。

多種細胞因子參與了Th17細胞的調控，其中TGF-β1、IL-6是Th17細胞分化的啟動因子，這些參與Th17分化的細胞因子及Th17細胞分泌的多種細胞因子(IL-17、IL-22等)構成復雜的網絡并交互作用， 使Th17細胞在哮喘發病中的作用更加復雜，究竟其在哮喘氣道炎性反應及氣道重塑中起著何種作用，需要進一步的體內外試驗證實。

[1]中華醫學會呼吸病學分會哮喘學組. 支氣管哮喘防治指南(2008版)[J]. 中華結核和呼吸雜志, 2008, 31(3): 177-185.

[2]Miossec P, Korn T, Kuchroo VK. Interleukin 17 and Type 17 Helper T Cells[J]. N Engl J Med 2009, 361(9):888-898.

[3]Wakashin H, Hirose K, Maczawa Y, et al. IL-23 and IL-17 cells enhance Th2-cell-mediated eosinophilic airway inflammation in mice[J]. Am J Respir Crit Care Med. 2008, 178(10): 1023-1032.

[4]Harrington LE， Hatton RD， Mangan PR. Interleukin 17-producing CD4 + effector T cells develop via a lineage distinct from the T helper type 1 and 2 lineages[J].Nat Immunol, 2005, 6(11)：1123-1132.

[5]Secker GA, Shoat AJ, Sampson E, et al. TGF beta stimulated reepithelialisation is regulated by CTGF and Ras/MEK/ERK signaling [J]. Exp Cel Res, 2008, 314 (1): 131-142.

[6]安霞, 葉伶, 龔穎, 等. 哮喘患者初始抗炎治療前后炎癥狀態的變化[J]. 復旦學報(醫學版), 2013, 40(5): 545-549.

[7]Chakir J, Shannon J, Molet S, et al. Airway remodeling-associated mediators in moderate to severe asthma: Effect of steroids on TGF-β, IL-11, IL-17, and type I and type III collagen expression[J].J Allergy Clin Immunol, 2003, 111(6):1293-1298.

[8]Bosse Y, Rola-Pleszczyns ki M. Controversy surrounding the increas ed expression of TGF beta 1 in asthma[J]. Respir Res, 2007,8:66.

[9]Botelho FM, Llop-Guevara A, Trimble NJ, et al. Cigaret te smoke differenti ally impact s eosinophilia and remo deling in a house dust mite asthma model[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2011,45(4):753-760.

[10]Ingram JL, Huggins MJ, Church TD, et al. Airway ?broblasts in asthma manifest an invasive phenotype[J]. Am J Respir Crit Care Med,2011,183(12):1625-1632.

[11]Qin XJ, Zhang GS, Zhang X, et al. Protein tyrosine phosphatase SHP2 regulates TGF- b1 production in airway epithelia and asthmatic airway remodeling in mice[J]. Allergy,2012, 67(12): 1547-1556.

[12]Molet S, Hamid Q, Davoine F, et al. IL-17 is increased in asthmatic airways and induces human bronchial fibroblasts to produce cytokines[J]. J Allergy Clin Immunol,2001, 108(3)： 430-438.

[13]Wakashin H, Hirose K, Maezawa Y, et al. IL-23 and Th17 cells enhance Th2-cell-mediated eosinophilic airway inflammation in mice [J]. Am J Respir Criti Car Med, 2008, 178(10)：1023-1032.

[14]陳杰華, 劉恩梅, 陳坤華, 等. 哮喘急性發作期患兒外周血水平及其功能初步研究[J]. 細胞與分子免疫學雜, 2009, 25(4): 359-361.

[15]Wang Q, Li H, Yao Y, et al. The overexpression of heparin-binding epidermal rowth factor is responsible for Th17 induced airway remodeling in an experimental asthma model[J]. J of immunol, 2010, 185(2): 834-841.