支气管哮喘血清可溶性细胞间黏附分子-1和内皮细胞黏附分子-1的表达
山西医药杂志 2000年第4期第29卷 论著
作者：王莲芸 张克军 王春花 王怀云 林爱俊 乔中东 仇丽霞
单位：王莲芸（山西医科大学第一医院 030001）；张克军（山西医科大学第一医院 030001）；王春花（山西医科大学第一医院 030001）；王怀云（阳泉煤业集团公司总医院）；林爱俊（大同市第五人民医院）；乔中东（山西医科大学）；仇丽霞（山西医科大学）
关键词：细胞间黏附分子-1；血管内皮细胞间黏附分子-1；血清总IgE；血清特异性IgE
【摘要】目的 探讨可溶性细胞间黏附分子-1(sICAM-1)和血管内皮细胞黏附分子-1(sVCAM-1)在支气管哮喘发病中的意义。方法 对支气管哮喘患者23例和健康人20名(年龄均在15～45岁之间)，采用酶联免疫双抗体夹心法(ELISA)测定血清中的sICAM-1和sVCAM-1；利用荧光酶联免疫法(Uni-CAP系统)分析血清中总IgE(tIgE)和特异性IgE(sIgE)。结果 血清sICAM-1、sVCAM-1、tIgE水平测定哮喘组均高于对照组(P＜0.01)；血清中以户尘螨和蒿草花粉的特异性IgE含量增高为主；经多元逐步回归分析提示血清总IgE含量与sICAM-1存在线性关系，其复相关平方(R-square)为0.502，标准偏回归系数为0.097，t＝2.841，P＝0.021 8。结论 支气管哮喘患者的sICAM-1和sVCAM-1含量显著高于正常人；血清sICAM-1与血清总IgE存在线性依存关系。
Expression of sICAM-1 and sVCAM-1 in serum with asthma
Wang Lianyun Zhang Kejun Wang Chunhua et al
（The First Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan,030001,China）
【Abstract】Objective To better understand the mechanisms of soluble celullar adhesion molecular in asthma.Methods twenty-three patients (from 15 to 45 years old) with allergic asthma and 20 healthy persons as control group were investigated.The serum soluble intercellular adhesion molecule-1 (sICAM-1) and soluble vascular cell adhesion molecule-1 (sVCAM-1) were determined with ELISA (R & D systems).The serum total IgE (tIgE),specific IgE (sIgE) were measured by a fluoroenzymeimmunoassay (Uni-CAP Pharmacia,Uppsala,Sweden).Results The values of sICAM-1,sVCAM-1 and tIgE in asthmatic patients were significantly higher than those in control (P＜0.01).There were 19 positive sIgE of artemisia pollen and 12 postive sIgE of dermatophagoides pteronyssinus in 23 patients.There was linear correlation between sICAM-1 and tIgE (R-square=0.502,standard partial regression coefficient=0.097,t=2.841,P=0.021 8) with stepwise regression analysis.Conclusion These studies demonstrate that the content of serum sICAM-1 and sVCAM-1 in allergic asthma is higher than that in health persons.There is a linear correlation between sICAM-1 and tIgE.
【Key words】sduble intercellular adhesion molecule-1; soluble vascular cell adhesion molecule-1; tIgE; sIgE
细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管内皮细胞黏附分子-1(VCAM-1)均属于免疫球蛋白超家族中的成员。许多研究已证实ICAM-1、VCAM-1与嗜酸性粒细胞在变态反应炎症部位的移行和募集有关。有人在哮喘实验的动物模型中，采用免疫组化法发现在气道黏膜下ICAM-1［1］和VCAM-1表达增加［2］。参与免疫反应的黏附分子可自表达的内皮细胞或激活的淋巴细胞上脱落下来，进入血液成为可溶性黏附分子，从而发生一系列免疫反应。本研究试图通过sICAM-1和sVCAM-1含量的变化，分析其是否与支气管哮喘患者的呼吸道变态反应炎症有关。
1 资料与方法
1.1 临床资料：支气管哮喘患者23例，其中男11例、女12例，年龄在15～45岁之间。其中12例每逢夏秋季即有哮喘发作，5例为常年性发病并夏秋季哮喘症状加重，6例与季节无关。依据第二届全国哮喘学术会议修订的支气管哮喘防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗、疗效判断标准及教育和管理方案)确诊。
对照组20名，均为健康正常人，其中男10名、女10名，年龄15～45岁。既往均无过敏史，无心、肺、肝胆等疾病。
1.2 标本采集：对实验组和对照组都采用常规空腹静脉取5～10 mL，在室温下(20～25 ℃)静置60 min；1 000 r/min离心10 min，将血清移至另一试管中，再次离心，然后将血清移至Eppendorf管中，－70 ℃冰箱保存备用。
1.3 血清可溶性黏附分子的定量分析：sICAM-1和sVCAM-1均采用酶联免疫双抗体夹心试验(ELISA)。实验步骤：①sICAM-1按1∶20浓度稀释待测血清，而sVCAM-1按1∶50稀释血清；②在免疫板的微孔中分别加入100 μL抗ICAM-1-HRP、抗VCAM-1；③再分别加入100 μL标准品、样品稀释液、质控参数液；④盖板后室温下孵育1.5 h；⑤用缓冲液洗板6遍；⑥分别加底物(四甲基联苯胺)100 μL盖板后，室温下再孵化30 min；⑦加100 μL终止液；⑧在酶标仪(Bio-Rad)测定波长450 nm时的吸光度(A)620 nm作为校正值；⑨分别制作标准曲线；⑩根据各自的标准曲线将每一测试样品的A值换算出sICAM-1和sVCAM-1的含量(μg/L)。试剂由英国R&D Systems提供。
1.4 血清总IgE(tIgE)和特异性IgE(sIgE)测定：用荧光酶联免疫法测定。患者组：根据其病史、病情测定血清sIgE和tIgE，而对照组仅测定tIgE。将待测血清50 μL加入抗IgE结合的Immuno CAP中，另取待测血清50 μL，加入到被特异性抗原包被过的经预洗的CAP中，37 ℃孵育后，洗去未结合的血清，加入β-半乳糖苷酶标记的抗IgE抗体，继续孵育后再冲洗，再加入底物4-甲基伞桂β-半乳糖苷，以终止液终止反应，并测定其吸光度。从标准曲线上分别读出tIgE和特异性IgE的含量(WHO 75/502标准：0.35～100 kU/L)。上述过程均在Uni CAP系统－100型(Pharmacia)自动完成，所有试剂均由Pharmacia公司提供。
1.5 统计学处理：采用SPSS 6.0软件对两组资料进行正态性检验、方差齐性检验、t检验和多元逐步回归(Stepwise)分析。
2 结 果
2.1 血清sICAM-1和sVCAM-1含量分析：23例哮喘患者和20例正常人的血清sICAM-1(μg/L)、sVCAM-1(μg/L)的含量均呈正态分布。哮喘组与对照组血清sICAM-1、sVCAM-1的算术均数比较显示哮喘病人高于正常人；方差齐性检验示方差齐；双侧t检验提示两组间差异存在高度显著性(P＜0.01)见表1。
表1 哮喘组与对照组不同研究指标的比较(
±s)
| 项目 |
哮喘组 |
正常组 |
t值 |
P值 |
| sICAM-1(μg/L) |
347.2±94.2 |
213.4±65.4 |
－5.33 |
| sVCAM-1(μg/L) |
861.5±387.9 |
589.0±253.8 |
－2.68 |
0.010 |
| tIgE1)(kU/L) |
474.5±2.4 |
24.4±2.2 |
－11.60 |
| 1) 几何均数 |
2.2 血清tIgE测定结果：哮喘组与对照组的血清tIgE(kU/L)的含量呈正偏态分布。两组的血清tIgE几何均数比较说明哮喘组显著高于对照组，见表1。而血清ECP的几何均数两组比较未见明显差异，见表1。
2.3 血清特异性IgE定量分析结果：见表2。23例哮喘患者中，17例特异性蒿草花粉(w6)的IgE呈阳性反应，含量亦较高；其次为户尘螨(dl)12例、屋尘(h1)11例、
草(w22)7例。
表2 23例支气管哮喘患者血清特异性IgE定量分析 kU/L
| 特异性IgE |
阳性例数 |
最小含量 |
最大含量 |
中位数 |
| dl |
12 |
0.35 |
60.00 |
1.19 |
| hl |
11 |
0.35 |
5.74 |
0.82 |
| w6 |
19 |
0.35 |
100.00 |
24.90 |
| w22 |
7 |
0.87 |
90.30 |
5.65 |
2.4 血清sICAM-1增高的多因素分析：以血清sICAM-1作为因变量，sVCAM-1、tIgE为自变量，采用多元逐步回归分析。其结果为：被引入的自变量是tIgE，检验最优回归方程的F值等于8.071，相应概率为0.02(小于0.05)；复相关平方(R-square)为0.502，其标准偏回归系数为0.097，t=2.841，P=0.02(取α=0.05为水准)。剩余的因素sVCAM-1、dl、w6对ICAM含量升高的影响作用不大，说明血清中sICAM-1与tIgE的含量之间存在着线性依存关系，见表3。
表3 sICAM-1增高的多因素分析(逐步多元回归)
| 项目 |
β值 |
偏相关
方 |
容许值 |
方差膨
胀因子 |
t值 |
P值 |
| tIgE |
0.709 |
0.097 |
1.000 |
1.000 |
2.841 |
0.022 |
| sVCAM-1 |
0.266 |
0.376 |
0.996 |
1.004 |
1.073 |
0.319 |
| dl |
－0.230 |
－0.322 |
0.979 |
1.022 |
－0.900 |
0.398 |
| w6 |
0.237 |
0.267 |
0.631 |
1.585 |
0.732 |
0.848 |
注1 α=0.05
3 讨 论
本文通过对23例过敏性支气管哮喘患者的血清可溶性黏附分子含量的分析，发现病人组sICAM-1、sVCAM-1的含量高于对照组(P＜0.01)。经多元逐步回归分析(R方为0.502 21)提示，50%的病例的sICAM-1与tIgE(P=0.02)之间存在线性依赖关系。血清tIgE含量增多是Ⅰ型变态反应的一个标志。对23例支气管哮喘患者的血清特异性IgE检验发现蒿草花粉、户尘螨、屋尘及草的特异性IgE含量较高。这就证实了患者确实为过敏性哮喘。这些特异性IgE的Fc段就可以附着在患者的嗜碱细胞、嗜酸细胞和肥大细胞表面，也就是说在这些细胞表面具有IgE的Fc段受体。当蒿草花粉、户尘螨、屋尘及草的变应原随着呼吸进入呼吸道就会与呼吸道黏膜下的肥大细胞表面的特异性IgE抗体的Fab段结合，从而引起肥大细胞脱颗粒，释放组织胺、缓激肽等血管活性物质。后者进一步引起血管的扩张、血流变慢。这种现象增加了白细胞沿血管内壁滚动(rolling)的机会，并引起选择素的表达。在L、P、E-选择素的作用下使白细胞从中轴流进入边流，再由VCAM-1与极晚期抗原(VLA-4)相互作用，嗜酸性粒细胞黏附于血管内皮，最后在ICAM-1与淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)特异性作用，使嗜酸性粒细胞通过血管壁到呼吸道黏膜组织中［6］。当然在白细胞募集过程中受许多淋巴因子的调节。如果变应原继续进入体内，还可以与聚集在呼吸道黏膜下的嗜酸细胞、嗜碱细胞表面的特异性IgE抗体结合，使这些粒细胞脱颗粒。嗜酸细胞的颗粒成分包括嗜酸粒细胞阳离子蛋白、主碱基蛋白、嗜酸细胞过氧化物酶等。这些颗粒成分进一步破坏了呼吸道黏膜的完整性、降低了呼吸道的抵抗力，使病毒、细菌更易进入机体，加重了患者的病情。据国外一些研究认为：细胞黏附分子在白细胞的移行中起决定性作用。
ICAM-1和VCAM-1均属于黏附分子免疫球蛋白超家族中的成员，都是膜糖蛋白，具有90～100个氨基酸的环状类似物，并有免疫球蛋白样的轻链和重链区的特征，在分子结构上与免疫球蛋白具有很大的同源性［3］。ICAM-1 由 相 对 分 子 量 76 000～114 000氨基酸组成，核心部分的多肽约重55 000。它由一短的细胞膜区(疏水跨膜结构)和5个细胞外的免疫球蛋白样的区域组成。ICAM-1的基因位于第19号染色体上。ICAM-1的配基是LFA-1。在正常情况下，ICAM-1在不同的组织中都有表达，但在炎症组织中ICAM-1的表达更为广泛。有人给患呼吸道变态反应性疾病的猴子吸入或静滴抗ICAM-1的单克隆抗体后，发现其气管上皮和黏膜下的嗜酸性粒细胞减少，受试猴子的气道高反应亦被阻断，从而揭示ICAM-1在嗜酸性粒细胞-内皮细胞的相互作用中起着重要作用，在哮喘的发病中发挥着至关重要的作用［4］。另外，在变态反应炎症中，ICAM-1可能在呼吸道病毒性疾病恶化过程中是一个关键性的因子，因为ICAM-1也是鼻病毒的表面受体。VCAM-1也是一种糖蛋白，其相对分子量为110 000，它有两种形式存在，一种在胞外区有6个功能区，而另一种则是7个。这7个功能区中其中有一个位于中央，两边连接相似的三个为一组的功能区，这是VCAM-1存在的主要形式。正常情况下淋巴组织中的血管内皮细胞表达5%～20%的VCAM-1。它的配基是VLA-4［5］。嗜酸性粒细胞膜上具有VLA-4。VCAM-1与VLA-4的特异性相互作用，使嗜酸性粒细胞黏附于血管内皮，有利于嗜酸性粒细胞选择性地募集在支气管黏膜下。
本文通过对23例支气管哮喘患者的研究证实：ICAM-1和VCAM-1可以从细胞表面脱落下来成为血清中的可溶性黏附分子；哮喘患者的血清sICAM-1、sVCAM-1水平显著高于正常人；并且血清sICAM-1含量增高，并与其血清tIgE水平增高有线性依存关系。这就说明可溶性黏附分子在过敏性哮喘的发病中具有重要意义。
基金项目：卫生部科学基金资助项目(96-1-312)
作者简介：王莲芸，女，1957年11月生，主任医师，山西医科大学第一医院，030001
参考文献
1，Chu HW,Wang JM,Boutet M,et al.Increased expression of intercellular adhesion molecular-1 (ICAM-1) in a murine model of pulmonary eosinophilia and high IgE level.Clin Exp Immunol,1995,100:319-324
2，Montefort S,Holgate ST,Howarth PH.Leucocyte-endothelial adhesion molecules and their role in bronchial asthma and allergic rhinitis.Eur Respir J,1993,6:1044-1054
3，王莲芸，乔中东.黏附分子在变态反应炎症中的作用.见：鹿道温，主编.鼻炎与哮喘中西医最新诊疗学.北京：中国中医药出版社，1996.405-437
4，Bochner-Bruce S.Cellular adhesion and its antagonism.J Allergy Clin Immunol,1997,100:581-585
5，Lisa A,Stellato BS,Dawson L,et al.Detection of the chemokine RANTES and endothelial adhesion molecules in nasal polyps.J Allergy Clin Immunol,1996,98:766-780
6，Canonica GW,Ciprandi G,Buscaglia S,et al.Adhesion molecules of allergic inflammation:recent insights into their functional roles.Allergy,1994,49:135-141
收稿日期：2000-03-20
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