維吾爾族飼鴿者肺患者細胞因子水平變化及臨床意義研究

王文藝,鄔 超,楊曉紅

飼鴿者肺(PBL)屬外源性過敏性肺泡炎(EAA)或過敏性肺炎(HP)，是敏感個體反復吸入鴿子的排泄物后遠端支氣管及肺泡發(fā)生超敏反應引起的肺部疾病[1-2]。PBL發(fā)病機制是以Ⅲ型免疫復合物及IV型細胞免疫反應介導的免疫反應[3]。本研究旨在探討維吾爾族人群中飼鴿與未飼鴿者肺泡灌洗液(BALF)與血清中IL-2、IL-10、TNF-α水平的變化及其在PBL發(fā)病機制中的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2012年8月—2013年12月在新疆(喀什、和田)地區(qū)至少飼鴿1年以上的維吾爾族受試者，其中新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院呼吸科確診為PBL的受試者65例為病例組，年齡38～78歲，平均(55.0±10.2)歲；未患PBL的受試者120例為陰性對照組，年齡35～75歲，平均(58.8±15.5)歲。選擇同期本院喀什、和田體檢中心體檢健康的未飼鴿的維吾爾族受試者120例為正常對照組，年齡39～76歲，平均(46.5±11.8)歲。

1.2 納入與排除標準 病例組：符合PBL診斷標準并確診為PBL的維吾爾族受試者。PBL的診斷主要參考過敏性肺炎的診斷標準，即Lacasse等[4]提出的標準。陰性對照組：至少飼鴿1年以上且未患PBL的維吾爾族受試者。正常對照組：醫(yī)學確診無其他疾病的健康維吾爾族體檢者。病例組與陰性對照組排除標準：特發(fā)性間質性肺炎、慢性支氣管炎、急性呼吸窘迫綜合征、肺炎，風濕免疫系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤性疾病等；其他過敏性疾病及其他肺彌漫性病變疾?。伙書?1年及飼養(yǎng)其他禽類者。

1.3 檢測指標與方法

1.3.1 標本制備 3組受試者均晨起抽取空腹靜脈血4 ml，于3.2%枸櫞酸鈉抗凝劑中3 500 r/min(離心半徑13.5 cm)離心5 min，分離血漿及血細胞，置于-80 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆?。BALF使用雙層無菌紗布過濾，將無用黏液及痰液過濾掉后，所剩液體立即裝入硅塑瓶，以3 000 r/min(離心半徑為10 cm)離心10 min后留取上清液，置于-80 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測細胞因子水平 采用ELISA檢測BALF與血清中IL-2、IL-10、TNF-α的水平，嚴格按照試劑盒說明書操作(ELISA試劑盒購于蘇州卡爾文生物科技有限公司，均由英國Costar公司生產(chǎn))，在96孔ELISA平板各孔中加100 μl按一定比例稀釋的包被抗體，4 ℃孵育過夜，經(jīng)清洗、封閉后，在各孔中加入50 μl用0.5%BSA/PBST按一定比例稀釋的標準品液或血清樣本液，在室溫下孵育60 min；每孔加入100 μl用BSA/PBST稀釋的生物素化小鼠抗細胞因子抗體，在室溫下孵育60 min；每孔加入100 μl 用BSA/PBST按1/1 000稀釋的結合辣根過氧化物酶的親和素稀釋液，在室溫下孵育30 min；最后在每個孔中加入100 μl 底物溶液,黑暗中室溫下孵育30 min，再加入12.5%的H2SO4終止反應。將標準品的測試結果繪制成標準曲線，在分光光度計490 nm波長處讀取光密度值，根據(jù)樣品的測定結果計算出IL-2、IL-10、TNF-α的表達水平。

2 結果

2.1 一般資料比較 3組受試者的性別構成和年齡間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05，見表1)。

2.2 BALF與血清中細胞因子水平比較

2.2.1 BALF與血清中IL-2、TNF-α表達水平比較 病例組BALF與血清中IL-2、TNF-α的表達水平均較陰性對照組、正常對照組升高，陰性對照組較正常對照組亦升高(P<0.05，見表2、3)。

2.2.2 BALF與血清中IL-10表達水平比較 病例組、陰性對照組BALF、血清中IL-10的表達水平較正常對照組降低(P<0.05)；而病例組與陰性對照組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05，見表2、3)。

表1 3組受試者性別和年齡比較Table 1 Comparison of sex and age in three groups

表2 3組受試者BALF中IL-2、IL-10、TNF-α水平比較Table 2 Comparison of IL-2,IL-10,TNF-α levels in BALF in three groups

組別例數(shù)IL-2IL-10TNF-α病例組654.2±1.3*△8.5±2.3*30.8±14.1*△陰性對照組1203.2±1.1* 11.4±3.5*21.1±7.1* 正常對照組1202.8±1.2 13.3±2.1 13.1±4.1 F值3.8219.30621.194P值<0.0010.0010.007

表3 3組受試者血清中IL-2、IL-10、TNF-α水平比較 Table 3 Comparison of IL-2,IL-10,TNF-α levels in BALF in serum in three groups

3 討論

3.1 PBL發(fā)病機制 EAA是反復吸入某些具有抗原性的有機粉塵后引起的與免疫反應有關的肺部炎性疾病，亦稱HP。目前研究表明引起EAA的常見原因有農(nóng)民肺、甘蔗肺、蘑菇肺、空調肺、軟木塵肺、飼鳥和鴿者肺、溫室肺、麥芽、乳酪肺、垂體粉吸入肺、二異氫酸肺等[5]。盡管暴露于抗原的人數(shù)較多,但發(fā)病者占5%～15%[6]，可能與外源性抗原和自身遺傳易患性相互作用有關。

3.2 IL-2水平與PBL 近年研究認為細胞因子可能影響支氣管哮喘和過敏性鼻炎的發(fā)生發(fā)展[7]。IL-2能促進T淋巴細胞增殖、B淋巴細胞分泌抗體，增進T細胞的殺傷作用，加強自然殺傷(NK)細胞活性[8]。研究發(fā)現(xiàn)IL-2在維持調節(jié)性T細胞功能方面具有重要作用[9]，已經(jīng)引起研究者的重視，成建華等[10]研究發(fā)現(xiàn)IL-2在PBL患者血清中的水平升高。本研究結果顯示，飼鴿者較未飼鴿者BALF、血清中IL-2表達水平增高，說明IL-2的表達水平在維吾爾族PBL的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，可能與IL-2基因轉錄水平的變化影響體內(nèi)蛋白水平的表達有關，也可能由于長期反復吸入外界抗原(鴿子的分泌物、羽毛及排泄物)，刺激外周血淋巴細胞重新分布于肺臟，促進局部T淋巴細胞在肺部聚集增殖，使得肺臟淋巴細胞增多，局部免疫反應轉向以T細胞為主的肺泡炎。IL-2可激活單核細胞和巨噬細胞，在單核細胞作用下，巨噬細胞炎癥蛋白(MIP)-1α被激活，幼稚巨噬細胞轉化為多核巨細胞和上皮樣細胞，形成肉芽腫，增加飼鴿者患PBL的風險。

3.3 TNF-α水平與PBL TNF-α是肺部重要的炎性遞質，誘導中性粒細胞的趨化和局部浸潤，可啟動炎性反應，正常情況下以較低水平存在于人體，過量的TNF-α可引起炎性反應致組織器官損害[11]，促進淋巴細胞向Th1細胞分化介導炎性反應的病理生理過程；有文獻報道顯示TNF-α的高表達與中性粒細胞及T淋巴細胞等炎性細胞相互作用有關[12]，導致慢性阻塞性肺疾病(COPD)氣道炎癥的發(fā)生發(fā)展，TNF-α高表達促進肺癌、食管癌、鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展[13]。成建華等[10]研究顯示TNF-α的水平與個體所攜帶的基因型有關，但未發(fā)現(xiàn)PBL患者中BALF、血清中TNF-α的表達水平升高。本研究結果顯示，在維吾爾族人群中，病例組及陰性對照組TNF-α的表達水平高于正常對照組，說明在維吾爾族人群PBL發(fā)病機制中TNF-α的表達水平發(fā)揮作用，其作用機制可能是TNF-α促進中性粒細胞表面細胞間黏附分子CD11/18表達及氧自由基釋放，介導粒細胞在心肺循環(huán)中黏附于肺內(nèi)毛細血管內(nèi)皮上，進而損傷血管內(nèi)皮引起HP。

3.4 IL-10水平與PBL IL-10是一類具有抗炎和抗過敏作用的細胞因子，是Th2細胞分泌的一種細胞因子，可抑制Th1細胞因子介導的炎性反應[14]，抑制單核巨噬細胞的增殖和分化，其相對或絕對分泌不足,可能是過敏性疾病的一個易感或易加重因素[15]。本研究結果顯示，IL-10的表達水平在維吾爾族PBL患者中降低，可能與新疆的地域特點、維吾爾族人群的體質以及維吾爾族飼鴿者對該病不重視、本研究樣本量少及實驗誤差等因素有關，需要加大樣本量進一步證實。

綜上所述，本研究通過探討B(tài)ALF、血清中IL-2、IL-10、TNF-α表達水平的變化，結果顯示IL-2、TNF-α的表達水平升高，參與了維吾爾族PBL的發(fā)生發(fā)展，可能影響了PBL的發(fā)生與轉歸，而IL-10表達水平的降低對PBL的發(fā)生具有一定的警示作用。亟待進一步擴大樣本量，研究各細胞因子的基因單核苷酸多態(tài)性與PBL的易患性，深入了解PBL發(fā)生的分子生物學機制，為其診斷及預防提供分子靶標。

1 Gaxiola M,Buendía-Roldán I,Mejía M,et al.Morphologic diversity of chronic pigeon breeder′s disease:clinical features and survival[J].Respir Med,2011,105(4):608-614.

2 Barrera L,Mendoza F,Zuiga J,et al.Functional diversity of T-cell subpopulations in subacute and chronichypersensitivity pneumonitis[J].Respir Crit Care Med,2008,177(1):44-55.

3 Koschel DS,Cardoso C,Wiedemann B,et al.Pulmonary hypertension in chronic hypersensitivity pneumonitis[J].Lung,2012,190(3):295-302.

4 Lacasse Y,Assayag E,Cormier Y,et al.Myths and controversies in hypersensitivity pneumonitis[J].Semin Respir Crit Care Med,2008,29(6):631-642.

5 Morell F,Villar A,Montero M,et al.Chronic hypersensitivity pneumonitis in patients diagnosed with idiopathic pulmonary fibrosis:a prospective case-cohort study[J].Lancet Respir Med,2013,1(9):685-694.

6 McSharry C,Dye GM,Ismail T,et al.Quantifying serum antibody in bird fanciers′ hypersensitivity pneumonitis[J].BMC Pulmonary Medicine,2006,26(6):16.

7 Bertani T，Abate M，Zoyac G，et al.Tumor necrosis factor induces glomerular damage in the rabbit[J].Am Pathal,2009,134(2):4190-4192.

8 Ukichi K,Okamura T,Fukushima D,et al.Th1/Th2 balance in mouse delayed-type hypersensitivity model with mercuric chloride via skin and oral mucosa[J].Bull Tokyo Dent Coll,2011,52(1):13-20.

9 Mat Z,Grensemann B,Yakin Y,et al.Effect of lipoteichoic acid on IL-2 and IL-5 release from T lymphocytes in asthma and COPD[J].Immunopharmacol,2012,13(3):284-291.

10 成建華,胡娟.飼鴿者血清中細胞因子及基因多態(tài)性的檢測[J].現(xiàn)代免疫學,2004,24(3):198-202.

11 Ueno T,Miyazaki E.Osteopontin levels are elevated in patients with eosinophilic pneumonia[J].Respirology,2010,15(7):1111-1121.

12 McSharry C,Anderson K,Bourke SJ,et al.Takes your breath away——the immunology of allergic alveolitis[J].Clin Exp Immunol,2002,128(1):3-9.

13 Seifarc C,Demple A,Seifart U,et al.TNF-αlpha,TNF-beta,IL-6,and IL-10 polymorphism in patients with chronic obstructive pulmonary diseases[J].Tissure Antigens,2005,65(1):93-100.

14 Khaghanzadeh N,Samiei A,Ramezani M,et al.Umbelliprenin induced production of IFN-γ and TNF-α,and reduced IL-10,IL-4,Foxp3 and TGF-β in a mouse model of lung cancer[J].Immunopharmacol Immunotoxicol，2014,36(1):25-32.

15 Sung WW,Lee H.The role of interleukin-10 in the progression of human papillomavirus-associated lung carcinoma[J].Oncoimmunology，2013,2(9):25854.