哮喘患者诱导痰嗜酸性细胞阳离子蛋白、白细胞介素5水平的改变及其意义
急诊医学 2000年第3期第9卷 论著
作者：徐辉 王建东 罗炎杰 程德云
单位：徐辉（610072成都，四川省人民医院急救中心）；王建东（610072成都，四川省人民医院急救中心）；罗炎杰（华西医科大学附属第一临床医学院呼吸科）；程德云（华西医科大学附属第一临床医学院呼吸科）
关键词： 哮喘；诱导痰；嗜酸性细胞阳离子蛋白；白细胞介素5；肺功能
【摘要】 目的：探讨嗜酸性细胞阳离子蛋白(ECP)和白细胞介素-5（IL-5）与哮喘发病的关系，并评价诱导痰在哮喘研究中的作用。方法：采用高渗盐水雾化诱导痰液，以荧光免疫法和酶联免疫法对哮喘组，慢性喘息型支气管炎组，健康组血清和诱导痰中ECP、IL-5水平进行同步检测并测定肺功能(FEV1／FVC）。结果：大部分患者(96%)能耐受诱导痰检查。哮喘组急性期血清和诱导痰中不仅ECP及IL-5水平较其他各组明显升高，而且ECP与IL-5水平之间存在显著正相关性，ECP或IL-5与FEV1／FVC呈显著负相关性。结论：ECP和IL-5在哮喘发病中起着十分重要的作用，诱导痰检查具有安全、简便、结果重复性强的优点，用于哮喘的研究具有较大价值。
The changes and significances of ECP and IL-5 levels in induced sputum from asthmatic patients
Xu Hui，Wang JianDong，Luo YanJie．et al
（Sichuan Province Peoples Hospital，Chendu 610072）
【Abstract】 Objective：To investigate the roles of eosinophil cationic protein（ECP） and interleukin-5（IL-5） in pathogenesis of asthma，and evaluate the effects of induced-sputum examination in research of asthma．Methods：Induced sputum was collected by hypertonic saline ultrasonic nebulization from subjects included asthmatics with acute attacks，asthmatics with no symptoms，chronic wheezing bronchitis with acute attacks and healthy controls．The concentrations of ECP，IL-5 in serum and induced sputum from all subjects were measured synchronously with immuno-CAP system or enzyme-linked immunosorbent assay（ELISA），and the lung functions tests were examined with pneumometer．Results：Most of the subjects cowld tolerate the examination of induced sputum．The ECP and IL-5 were significantly higher than in all other groups．There were positive correlations of concentrations not only between ECP and IL-5，but also between ECP or IL-5 in serum and induced sputum．The FEV1／FVC was inversely related to respective concentration of ECP、IL-5 in serum or induced sputum from acute asthmatics．Conclusion：The results sugggest that ECP and IL-5 play important roles in the pathogenesis of asthma，and the induced sputum has advantages of safeness，facility，reproducibility and great value in research of asthma．
【Key Words】 Asthma Induced sputum Eosinophil cationic protein Interleukin-5 Lung function
支气管哮喘(简称哮喘)是由嗜酸性粒细胞，肥大细胞和T淋巴细胞等多种炎性细胞参与的气道慢性炎症。嗜酸性细胞阳离子蛋白(eosinophil cationic protein，ECP），白介素-5（interleukin-5，IL-5）作为嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞合成和释放的炎性介质和细胞因子在哮喘发病中的重要性正成为研究的热点。本项研究测定和观察了支气管哮喘(急性期和缓解期)、慢性喘息型支气管炎(急性期)患者以及健康人外周血清和诱导痰ECP、IL-5浓度的变化，以评价ECP、IL-5在哮喘发病中的作用和诱导痰检测在哮喘研究中的价值。
1 材料与方法
1.1试验对象
1)支气管哮喘组：急性期18例，其中男性10例，女性8例，年龄23～56岁，平均年龄30.6±8.56岁，均符合1997年中华医学会制定的支气管哮喘诊断标准。缓解期组共16例，其中男性9例，女性7例，平均年龄31.8±5.42岁。2)慢性喘息型支气管炎组：急性期15例，其中男性8例，女性7例，年龄49～72岁，平均年龄58.6±9.48岁，急性期伴有明显咳喘症状和肺部体征。3)健康组：共12例，其中男性6例，女性6例，年龄26～47岁，平均年龄34.8±6.78岁，体健无过敏性疾病及其它变态反应性疾病。
1.2 实验方法
1)诱导痰的采集及制备［1］：诱导前先用电子肺量计测定一秒钟用力呼气容积(FEV1)和用力肺活量(FVC），并给受检者预防性地吸入β2受体激动剂(喘乐宁200μg)防止症状加重；然后用超声雾化器以最大功率(60VA）对受检者进行不同梯度高渗盐水雾化，共计30min。盐水浓度从3%增加到4%、5%。雾化10min后，每5min嘱病人清洁口腔和咽部，然后用力深咳，将咳出的痰液收集于容器中。如痰样镜检中见鳞状上皮细胞占有核细胞比例＜20%，则认为样本是合格的［2］。加等量生理盐水于合格痰样中，漩涡振荡5min，4℃以3000r／min速度离心10min，留取上清液于－30℃冻存待测。2)血清样本的制备：取静脉血2ml于真空采血管（SST管)中，在20～25℃静置60～120min，然后以1500r／min速度离心10min，提取上清液，－30℃冻存待测。3)ECP的检测：药盒购于瑞典法玛西亚公司，采用CAP系统以荧光免疫法测定。4)IL-5的检测：采用酶联免疫法测定(深圳Jingmei Boitech公司试剂盒)。5)肺功能的测定：在诱导痰液之前，用DISCOM-21型肺功能仪测定FEV1／FVC。
表1 哮喘组、慢性喘息型支气管炎组和健康组血清和诱导痰中ECP、IL-5的比较(
±s)
| 组别 |
例数 |
血 清 |
诱 导 痰 |
FEV1／FVC（％） |
| ECP（μg／L） |
IL-5（ng／L） |
ECP（μg／L） |
IL-5（ng／L） |
| 哮喘急性期 |
18 |
36±10.6△▲ |
106±62.5△▲ |
240±96.5△▲ |
162±80.2△▲ |
45±15.9 |
| 哮喘缓解期 |
16 |
9±3.0 |
28±8.0 |
32±10.6 |
50±22.6 |
80±10.4 |
| 慢喘支急性期 |
15 |
18±8.7 |
78±30.4 |
150±90.7 |
102±70.4 |
36±12.6 |
| 健康组 |
12 |
8±3.5 |
23±3.8 |
27±11.4 |
46±21.6 |
注：表示哮喘缓解期组与健康组比较无显著性差异(P＞0.05)；△表示哮喘急性期组与缓解期组比较有显著性差异(P＜0.01)；▲表示哮喘急性期组与慢性喘息型支气管炎急性期组比较有显著性差异(P＜0.01)。1.3 统计学处理 ECP和IL-5测定值用.±s表示，两组间比较用t检验，相关分析用直线回归法。
2 结 果
哮喘组、慢性喘息型支气管炎组、健康组血清和诱导痰中ECP、IL-5的测定结果见表1。
2.1 血清和诱导痰中ECP和IL-5水平的变化
由附表可见，哮喘急性期患者血清和诱导痰中ECP和IL-5浓度分别明显高于其他实验组，差异具有显著性(P均＜0.01)；慢性喘息型支气管炎急性期患者血清和诱导痰中ECP和IL-5浓度也分别高于健康组，差异具有显著性（P＜0.05，0.01)。
2.2 血清与诱导痰检测的关系
由附表可见，哮喘急性期患者诱导痰中ECP和IL-5浓度分别明显高于急性期血清浓度，差异具有显著性（P＜0.01)。哮喘急性期患者不仅血清或诱导痰中ECP与IL-5水平之间呈显著正相关(r血＝0.62，r痰＝0.68，P＜0.01)，而且同步比较哮喘急性期患者血清IL-5和诱导痰IL-5水平之间、血清ECP与诱导痰ECP水平之间亦呈显著正相关性(rIL-5＝0.54，rECP＝0.63，P＜0.05，0.01)。而慢性喘息型支气管炎急性期血清和诱导痰中IL-5或ECP均未显示以上相关性（P均＞0.05)。
2.3 血清和诱导痰中ECP及IL-5水平与肺功能的关系
哮喘急性期患者血清和诱导痰中无论ECP还是IL-5水平均与FEV1／FVC呈显著负相关性(rECP＝－0.71、－0.59，P＜0.01、0.05；rIL-5＝－0.64、－0.62，P＜0.05)，而慢性喘息型支气管炎急性期患者却未显示出上述明显相关性(P＞0.05)。
2.4 诱导痰的安全性
全部受检者，除2例哮喘患者因气紧症状加重而被迫停止痰诱导外，其余均能耐受高渗盐水痰诱导，诱导过程中，无其他严重的副反应发生。
3 讨 论
随着对支气管哮喘发病机制研究的深入，现已证实，哮喘发病时活化的嗜酸性粒细胞脱颗粒后可释放多种生物活性蛋白，其中以ECP最为重要，被认为是反映嗜酸性粒细胞活化的特异性标志。ECP具有很强的细胞毒性，可引起支气管上皮细胞损伤、脱落，从而改变粘膜的通透性，并使感觉神经纤维暴露，导致气道高反应性。本研究发现哮喘患者急性期血清和诱导痰中ECP水平明显升高，与Niimi等［3］报道相一致，提示哮喘急性期患者体内嗜酸性粒细胞明显激活，脱颗粒释放活性蛋白增多。且其血清和诱导痰ECP浓度与肺功能FEV1／FVC呈显著负相关性，说明ECP可作为衡量气道炎症程度的指标反映哮喘病情的严重程度。
近年来的研究发现，T淋巴细胞激活后释放的IL-5不仅可作用于嗜酸性粒细胞前体促进其增殖和分化，并向气道趋化和粘附，还可刺激嗜酸性粒细胞释放白三烯(LT）、血小板激活因子(PAF）和ECP等炎性介质。本组实验结果发现哮喘急性期血清和诱导痰中IL-5浓度升高明显，表明哮喘急性期，T淋巴细胞合成和释放IL-5增多；同时哮喘急性期血清或诱导痰中IL-5与ECP之间呈显著正相关性，与FEV1／FVC呈负相关性，与Motojima的报道一致［4］，由此亦表明IL-5是通过浓度的增加引起了嗜酸性粒细胞的活化加强，最终导致包括ECP在内的炎性介质释放增加来发挥调节作用的。
本研究同时比较了慢性喘息型支气管炎急性期外周血、诱导痰中ECP和IL-5浓度的变化，发现其外周血、诱导痰中ECP、IL-5和FEV1／FVC之间均未显示像哮喘组一样的相关性，说明细胞因子和炎性介质并不是慢性喘息型支气管炎的主要致病因素，过敏反应在其病因中较肺部感染仅起到次要的作用［5］。因此，IL-5、ECP水平的变化不能作为反映慢性喘息型支气管炎病情严重性和随访的指标。
自Pin等1992年首次将诱导痰用于哮喘的病因研究后，大量的国外实验证明，诱导痰较过去的传统检查方法具有操作简单、安全、可重复性强等优点。诱导痰的科学性表现在：①与外周血、自发性咳痰、支气管肺泡灌洗和支气管粘膜活检比较，诱导痰在细胞、细胞因子和炎性介质的检测结果上与上述方法有着较好的相似性［6］；②诱导痰中各检查结果具有良好的重复性［7］；③诱导痰中细胞因子、炎性介质(尤其是IL-5、ECP)与哮喘患者气流阻塞密切相关。本实验观察到哮喘急性期诱导痰中ECP、IL-5浓度不仅明显高于其他实验组，而且诱导痰和血清中IL-5之间或ECP之间分别具有正相关性，诱导痰中ECP、IL-5浓度分别与FEV1／FVC呈显著负相关性，与邓火金等报道相符［8］，说明诱导痰中ECP、IL-5浓度的变化可反映哮喘患者气流阻塞的程度。由于哮喘患者诱导痰中ECP和IL-5水平较血清中水平明显为高，且诱导痰检查可直接评估气道内炎症状态，非血清检查所能替代，故我们认为，诱导痰中ECP和IL-5的检测可作为敏感而可靠的指标用于监测哮喘患者气道炎症的存在与严重性。
通过本研究的结果分析，我们认为ECP和IL-5在哮喘发病中起着十分重要的作用。诱导痰检查作为一种无创性的检查方法较其它有创性方法具有更多的优点，在临床上推广应用具有较大的价值。
参考文献
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5，梁瑛，姚天礁，张蔚．哮喘与慢性支气管炎气道炎症的临床病理对比性研究．中华结核和呼吸杂志，1998，22：668．
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7，Veen JG，Gouw HW，Smits HH，et al．Repeatability of cellular and solube markers of inflammation in induced sputum from patients with asthma．Eur Respir J，1998，9：2441．
8，邓火金，孙滨，战兴利．哮喘患者痰液细胞因子和嗜酸性细胞阳离子蛋白水平及意义．中华结核和呼吸杂志，1998，21：108．
收稿：1999－10－18，修回：2000－02－17
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