支气管哮喘患者痰白细胞介素16的测定及其意义

中华结核和呼吸感染 1999年第4期第22卷 论　著

作者：施焕中　柳广南　陈一强　钟小宁　姜海行　许辉

单位：530021 南宁，广西医科大学第一附属医院呼吸内科

　　关键词： 白细胞介素类；淋巴细胞；嗜酸细胞；哮喘

　　【摘要】　目的　探讨白细胞介素16（IL-16）在支气管哮喘发病机制中的作用。方法　收集12例过敏性哮喘患者、8例非过敏性哮喘患者、10例过敏性体质患者和10名正常对照者的痰液，以酶联免疫吸附测定法测定痰中IL-16的含量，并以免疫染色技术检测CD⁺₄细胞和活化嗜酸细胞（EG₂细胞）数。结果　哮喘患者无论是过敏性还是非过敏性，痰液中IL-16水平与过敏体质但无哮喘的患者和正常组比较，差异有显著性（P＜0.01）。急性发作期哮喘患者经治疗后IL-16水平能达缓解期水平。此外，痰液中CD⁺₄细胞和IL-16水平比较呈显著正相关（r=0.76，P＜0.01）,痰液中EG₂细胞数与IL-16水平呈显著正相关(r=0.61, P＜0.01)。结论　IL-16参与了哮喘的发病过程，其机制可能是通过募集CD⁺₄ T细胞从而在CD⁺₄ T细胞所介导的哮喘气道嗜酸细胞炎症反应中发挥作用。

Detection and significance of interleukin-16 in sputa from patients with bronchial asthma

　　【Abstract】　Objective　To explore the significance of in the terleukin-16 (IL-16) in pathogenesis of bronchial asthma.Methods　Induced sputum samples were obtained from 12 allergic asthmatics, 8 non-allergic asthmatics,10 non-asthma allergic and 10 non-asthma non-allergic normal subjects. ELISA was used to determine the concentrations of IL-16 in sputum,and CD⁺₄ T cells and activated eosinophils (EG₂ cells) in sputum were detected by immunostaining.Results　IL-16 levels in both allergic and non-allergic asthmatics were much higher than those in non-asthma allergic or non-asthma non-allergic normal subjects. Effective anti-asthma treatment led to a significant decrease in IL-16 levels in patients with acute asthma. It was also found that the percentages of CD⁺₄ and EG₂ cells were all positively correlated to IL-16 levels.Conclusions　IL-16 is involved in the asthmatic process by recruiting CD⁺₄ T cells and thus plays an important role in CD⁺₄ cell-dependent eosinophilic inflammation in asthmatic airways.

　　【Key words】　Interleukins　　Lymphocytes　　Eosinophils　　Asthma

　　已有报道指出, 支气管哮喘患者气道的活化CD⁺₄ T淋巴细胞明显增多,CD⁺₄ T细胞通过分泌多种细胞因子在哮喘炎症反应的发生发展过程中发挥重要作用^［1］。但是CD⁺₄ T细胞浸润到哮喘气道的机制至今尚未明了。以前的研究表明，CD^＋₄ T细胞的浸润过程涉及到其本身与血管内皮细胞间的相互作用，而调节这种细胞间相互作用的是粘附分子和细胞因子。白细胞介素16（IL-16，又称淋巴细胞趋化因子）对CD⁺₄ T细胞具有特异性活性，它可以选择性地引发CD⁺₄ T细胞迁移，还可以作为生长因子促进CD^＋₄ T细胞繁殖^［2］。基于这种认识，推测IL-16在CD⁺₄T细胞所介导的哮喘气道炎症过程中可能具有某种调节作用。我们的研究初步探讨了哮喘患者痰液中IL-16水平的变化，并分析其与CD^＋₄ T细胞和活化嗜酸细胞（EG₂细胞）之间的关系。旨在加深认识IL-16在支气管哮喘发病机制中的作用。

　　对象与方法

　　一、研究对象

　　1.哮喘组：无吸烟史的哮喘患者20例，年龄22～76岁。其中男6例，女14例；本组患者中12例为过敏性哮喘（急性发作期7例，缓解期5例），余8例为非过敏性哮喘（急性发作期5例，缓解期3例），诊断均符合全国哮喘会议所制定的哮喘诊断标准。有无过敏性根据多种常见过敏原皮肤划痕试验结果或血清特异性IgE水平确定。全部受试者于试验前1个月无免疫治疗史，其中包括糖皮质激素用药史。

　　2.过敏组：无吸烟史的过敏体质者10例，年龄10～56岁。男女各5例。本组患者诊断过敏性鼻炎7例，过敏性皮炎3例，均无哮喘发作史。

　　3.正常对照组：无吸烟史的健康对照者10名，年龄20～56岁。其中男6名，女4名。均无特殊病史，体检无异常发现，近2个月无感染史。

　　二、痰液收集和处理

　　缓解期哮喘者、过敏组和正常组受试者各收集痰液1次；急性发作期哮喘患者分别于治疗前、治疗（糖皮质激素＋氨茶碱＋β₂受体激动剂）1周和2周后各收集痰液1次。痰液的收集和处理方法见文献［3］。所有患者雾化吸入3.5%的氯化钠溶液，以凉开水漱口后鼓励其将深部痰咳出，每2.5分钟咳1次共20分钟，或直至收集到5ml痰液为止。将所收集的痰液与同体积的二硫苏糖醇溶液（1 mmol/L，溶于Hank缓冲盐溶液）混匀后于37℃孵化15分钟。离心后收集上清液冻存于-70℃，待测其中IL-16水平。痰细胞涂片根据文献［4］的免疫染色方法，检测CD⁺₄ T细胞（抗CD⁺₄单克隆抗体购自美国Dako公司）和EG₂细胞（EG₂单克隆抗体购自瑞典Pharmacia公司）所占有核细胞（除外鳞状上皮细胞）总数的百分比。

　　三、IL-16的测定

　　IL-16的测定采用酶联免疫吸附方法（ELISA），ELISA测定试剂盒购自美国Biosource公司。IL-16的测定根据试剂盒说明书进行操作。

　　四、统计学处理

　　数据以±表示，所用的统计方法包括方差分析、q检验、配伍组间方差分析、t检验以及直线相关分析。

　　结　果

　　各组痰IL-16水平比较见图1。本组研究结果显示，取自正常人的痰标本也可以检测到一定量的IL-16［(24.1±5.0) ng/L］。哮喘组无论是过敏性［(62.3±8.0) ng/L］还是非过敏性哮喘患者［(58.0±9.8) ng/L］，痰液中IL-16水平比较(P＜0.01)，过敏组［(26.4±5.9) ng/L］和正常对照组比较(P＜0.05)；但过敏性和非过敏性哮喘者之间IL-16水平差异不明显(P＞0.05)；过敏组IL-16水平也并不高于正常组(P＞0.05)。急性发作期患者治疗前IL-16水平［(69.3±8.2) ng/L］与缓解组［(44.3±5.9) ng/L］比较，(P＜0.05)，发作期患者经治疗1周后IL-16水平［(45.9±5.9) ng/L］明显下降至缓解期水平(P＞0.05，图2)，但仍高于正常水平(P＜0.01)。

与过敏组比较^*P＜0.05，与正常组比较^△P＜0.05

　　图1　哮喘患者及非哮喘患者白细胞介素16水平比较

与正常对照组比较^*P＜0.01；与治疗后1周、2周比较^△P＜0.01；与缓解组比较^○P＞0.05

　　图2　哮喘急性发作期患者治疗前后IL-16水平变化

　　所有受试者的痰中均可检测到数量不等的CD⁺₄细胞（表1）；EG₂细胞仅见于哮喘组，而过敏组及正常组则未发现EG₂细胞。哮喘发作期患者痰CD⁺₄细胞数均分别高于缓解期者、有过敏体质但无哮喘的患者以及正常对照组(P＜0.05或0.01)。哮喘发作期患者EG₂细胞亦明显高于缓解期患者(P＜0.05)。

表1　各组痰CD⁺₄和EG₂细胞结果比较(±)

　　图3显示20例哮喘患者痰CD⁺₄和IL-6之间的相关关系(r=0.74，P＜0.01)，可以看到，IL-16水平越高，浸润到呼吸道的CD⁺₄细胞也就越多，两者呈明显的正相关关系。图4显示EG₂细胞数与IL-16水平呈显著正相关(r=0.61, P＜0.01)，即痰IL-16水平越高，其EG₂细胞数也越高。另外，本组哮喘患者中有8例于收集痰液当天测定了气道反应性，结果以一秒钟用力呼气容积下降20%时所吸入的乙酰甲胆碱浓度(PC₂₀-Mch)表示。相关分析表明，PC₂₀-Mch越低的患者，其痰IL-16水平越高，两者存在明显的负相关关系(r=-0.57，P＜0.05)。

图3　20例哮喘患者CD⁺₄T细胞与白细胞介素16水平的相关关系

图4　20例哮喘患者EG₂细胞与IL-16水平的相关关系

　　讨　论

　　近年强调支气管哮喘是一种以活化的淋巴细胞和嗜酸细胞浸润气道为特征的炎症以来，在寻求作为观察此种炎症的可溶性标志物方面做了许多有益的工作。其中研究较为深入的是某些细胞因子、粘附分子和嗜酸细胞颗粒相关蛋白等^［5］。但迄今尚未找到一种较为可靠的指标。在本组研究中，我们发现哮喘患者即使是处于临床缓解期，其痰液中IL-16水平明显高于有过敏体质但无哮喘的患者以及正常人。当哮喘急性发作时IL-16水平增高更为明显，显著高于缓解期水平，经治疗哮喘症状缓解后IL-16水平随即明显下降。此外，过敏性和非过敏性哮喘患者之间的IL-16水平并无差异。可见仅仅处于过敏状态，其痰液中IL-16水平并不升高。导致IL-16水平升高的是哮喘的发病过程。

　　尽管体外试验表明，外周血中CD⁺₈和CD⁺₄细胞是IL-16的重要来源^［6］，但Laberge等^［7］的研究证实，哮喘患者支气管粘膜组织中所表达的IL-16 mRNA及蛋白水平明显增高，因而其来源主要是气道上皮细胞。所以我们推测，哮喘患者痰中所增高的IL-16既可以是血循环中CD⁺₈和CD⁺₄细胞的IL-16所渗透进入气道的部分，也可认为是气道局部所分泌。事实上，当哮喘气道局部给予抗原刺激，6小时后即可在其支气管肺泡灌洗液中检测到高水平的IL-16^［8］。本组研究结果还表明, 痰液中CD⁺₄ T细胞EG₂细胞与IL-16均具有显著的正相关。既然IL-16可以选择性地促进CD⁺₄ T细胞迁移并促使其活化^［2］，并且组织学研究也显示，CD⁺₄ T细胞总是聚集到IL-16蛋白表达呈强阳性的气道上皮层^［7，9］，那么就有理由认为，高水平的IL-16出现于气道后就趋化CD^＋₄细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，并进一步将其激活。CD⁺₄细胞一旦被激活，便会释放一系列对嗜酸细胞具有趋化作用的细胞因子,其中包括白细胞介素5(IL-5)。我们以前的研究表明，IL-5不但可以直接趋化嗜酸细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，还可以促使其活化，从而参与哮喘的发病过程^［3，4］。而IL-16是否对嗜酸细胞浸润气道具有直接的趋化作用，尚待进一步研究证实。另一方面，当嗜酸细胞被募集到哮喘患者的呼吸道之后，和CD^＋₄ T细胞一样，其本身又是IL-16的重要来源，因为嗜酸细胞具有产生IL-16功能^［10］。显然具有一种循环效应。

　　当考察测定痰IL-16水平是否对哮喘具有诊断价值时，我们注意到痰IL-16水平在临床上与哮喘患者的气道反应性的确存在着明显的相关性，气道反应性越高，IL-16水平也越高。同时我们也注意到，不同患者的IL-16水平变化幅度较大，哮喘患者和非哮喘患者之间IL-16水平多有重叠，以致难于确定一个“诊断界限” 。可见，IL-16水平的高低本身对哮喘而言，其诊断价值并不太大。然而，对于每例患者而言，监测其痰IL-16水平的动态变化，却可以较好地反映出其气道的炎症反应过程。

　　参考文献

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(收稿:1998-08-21　修回:1999-01-09)