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背景:慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)是我国乃至全世界呼吸系统疾病中最常见的疾病之一,现已严重威胁全世界人类的健康,更带来了巨大的医疗社会负担。其发病与吸烟及大气污染密切相关,是由多种炎症因子介导下产生慢性的炎症反应。相关研究证实在COPD发病病程中,存在确切的中性粒细胞、淋巴细胞以及巨噬细胞等炎症细胞的浸润和参与。白细胞介素33(Interleukin-33,IL-33),是最近一些年来被重点研究和关注的炎症因子,被证明是IL-1家族中的一员,具有较强的炎症调节功能,广泛表达于哺乳动物的多种组织中,尤其分布于密切接触外界的黏膜系统(如呼吸道粘膜)以及脑、脊髓等。平滑肌细胞(smooth muscle cell)、成纤维细胞(fibrocyte)、上皮细胞(epithelial cell)和内皮细胞(endothelial cell)以及一些免疫细胞,如树突状细胞(dendritic cell)、巨噬细胞(macrophage)、肥大细胞(mastocyte)等是介导IL-33分泌的主要细胞。ST2是IL-33的胞膜受体,前者广泛表达于多种免疫细胞,两者结合下能诱导IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-13、IFN-γ、TNF-α等多种细胞因子,是参与辅助型T细胞2介导的炎症反应的关键因素之一。目前在哮喘(过敏性)小鼠模型研究的结果显示,高度表达的IL-33与ST2结合后,增进肺成纤维细胞及炎症细胞表达,导致哮喘炎症更为严重,而运用受体拮抗剂后则可以降低Th2细胞因子的产出,减轻哮喘的严重反应。这提示了IL-33在呼吸系统疾病中可能发挥了较强的干预作用,但是通过文献复习发现,IL-33在COPD的作用机制尚不十分明了,存在较多的争议,因此本课题将分别从临床患者和动物实验深入探讨IL-33在COPD中作用及其可能机制。目的:探讨IL-33在COPD中的作用及其可能机制,为将来预防和治疗给予新的理论依据和研究方向。方法:第一部分(临床观察):分别采集我院临床收治的20例COPD患者(病例组)和20例健康人群(正常对照组)的血浆及相关临床资料。(1)ELISA检测两组血浆中IL-33、IL-6、IL-8、TNF-α表达水平;(2)Spearman相关分析探讨IL-33表达水平与相应患者肺功能、FEV1/FVC以及白细胞总数和中性粒细胞总数的相关性。第二部分(动物实验):选择15只10周龄的健康雄性SD大鼠,将其随机分为COPD模型组,IL-33滴鼻组,正常对照组,每组均为5支大鼠,即n=5。(1)肺组织HE染色;(2)肺组织中IL-33表达水平采用免疫组化进行检测;(3)采血分离血浆,ELISA检测血浆中IL-33、IL-6、IL-8、TNF-α表达水平;(4)制备肺组织匀浆,ELISA法检测肺组织中IL-33、IL-6、IL-8,TNF-α表达水平。结果:第一部分(临床观察):(1)COPD患者组和对照组相比,其年龄、性别、体重指数无统计学差异;(2)通过ELISA检测血浆中各炎症指标显示,COPD患者中IL-33、IL-6、IL-8以及TNF-α的表达水平均较正常对照组显著升高,分别为313.45±27.44 vs165.15±8.05、22.00±3.88vs5.95±2.16、161.70±14.31vs40.70±6.30、73.90±11.76vs40.70±6.30,统计学上具有显著差异;(3)经Spearman相关性分析结果可知,IL-33与患者白细胞总数、FEV1/FVC、IL-6、IL-8、TNF-α表达水平呈显著正相关性,相关系数分别为0.879、0.850、0.972、0.983、0.977。第二部分(动物实验):(1)病理切片显示,IL-33滴鼻组支气管壁增厚,粘膜增生,上皮细胞严重脱落,肺泡间隔变窄并多处部位出现间隔断裂,可见肺泡融合成及囊腔形成,同时肺间质内有大量炎症细胞浸润;(2)免疫组化结果显示,在COPD模型组和IL-33滴鼻组的大鼠肺组织中均发现有明显IL-33的表达,主要阳性表达部位在巨噬细胞,且COPD模型组表达水平高于IL-33组;(3)ELISA检测结果中,对照组、IL-33滴鼻组和COPD模型组大鼠血浆中的IL-33、IL-6、IL-8、TNF-α的浓度,分别为11.64±2.06 vs 37.74±2.98vs 150.98±2.85、16.61±1.91 vs 39.79±0.84 vs 76.04±1.69、185.79±9.60vs 420.12±7.42 vs 762.77±16.59、39.92±4.84 vs 105.22±5.73 vs200.55±7.43。统计分析结果提示,三组间差异具有统计学意义;(4)ELISA检测结果显示,对照组、IL-33滴鼻组和COPD模型组肺组织中的IL-33、IL-6、IL-8、TNF-α的浓度(pg/ml),分别为37.28±6.24 vs79.29±6.07 vs 219.20±3.26、30.67±1.93 vs 78.25±3.67 vs 138.26±5.48、216.93±6.76 vs 511.97±6.66 vs 510.74±2.21、81.16±6.80 vs 185.70±6.27vs 319.10±7.20;统计分析结果提示,三组间差异具有统计学意义。结论(1)IL-33在COPD患者及动物模型中均高表达,可能是参与慢性阻塞性肺疾病的发生发展的重要炎症因子;(2)在慢性阻塞性肺疾病中,IL-33可能是通过参与炎症反应的调节,进而促进相关炎症介质的释放来介导该疾病的发生发展的。(3)在慢性阻塞性肺疾病模型中,IL-33主要表达于肺泡巨噬细胞,推测IL-33对巨噬细胞调节作用是关键机制。