吉林大学学报(医学版)  2017, Vol. 43 Issue (02): 349-352

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陈丽燕, 唐颖, 张俐, 斯琴, 许力军
CHEN Liyan, TANG Ying, ZHANG Li, SI Qin, XU Lijun
支气管哮喘患者外周血中白细胞介素22水平的检测及其临床意义
Detection of interleukin-22 in peripheral blood of patients with bronchial asthma and its clinical significance
吉林大学学报(医学版), 2017, 43(02): 349-352
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2017, 43(02): 349-352
10.13481/j.1671-587x.20170226

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收稿日期: 2016-07-08
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陈丽燕, 唐颖, 张俐, 斯琴, 许力军. 支气管哮喘患者外周血中白细胞介素22水平的检测及其临床意义[J]. 吉林大学学报(医学版), 2017, 43(02): 349-352.
CHEN Liyan, TANG Ying, ZHANG Li, SI Qin, XU Lijun. Detection of interleukin-22 in peripheral blood of patients with bronchial asthma and its clinical significance[J]. Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2017, 43(02): 349-352.
支气管哮喘患者外周血中白细胞介素22水平的检测及其临床意义
陈丽燕1, 唐颖1, 张俐2, 斯琴1, 许力军1     
1. 吉林大学第一医院呼吸内科, 吉林 长春 130021;
2. 吉林大学第一医院儿科, 吉林 长春 130021
收稿日期: 2016-07-08
基金项目: 国家"863计划"资助课题（2006AAO2Z491）
作者简介: 陈丽燕 (1988-), 女, 山东省菏泽市人, 在读医学硕士, 主要从事支气管哮喘免疫机制及治疗方面的研究。
通信作者: 许力军, 教授, 博士研究生导师 (Tel:0431-88782305, E-mail:lijunxu001@sina.com)
[摘要]: 目的: 检测支气管哮喘患者外周血中白细胞介素22（IL-22）水平，分析其与免疫球蛋白E（IgE）、肺功能和呼出气一氧化氮（FENO）的关系，探讨IL-22在支气管哮喘发病中的作用。 方法: 选择78例支气管哮喘患者作为实验组，根据血浆IgE水平将支气管哮喘患者分为IgE升高组（n=46）和IgE正常组（n=32）；根据患者的临床症状将支气管哮喘患者分为急性发作期和临床缓解期；另外选择20名健康人作为对照组。检测各组受试者外周血中IL-22、IgE水平及第1秒用力呼气容积（FEV1）和FENO，比较各组受试者外周血中IL-22水平、FEV1和FENO水平的变化，并分析外周血中IL-22水平与IgE、FEV1和FENO水平的相关性。 结果: 哮喘组患者外周血血浆IL-22和FENO水平高于对照组（P < 0.05），虽然临床缓解期患者IL-22和FENO水平低于急性发作期，但仍高于对照组（P < 0.05）。IgE升高组患者血浆IL-22水平高于IgE正常组（P < 0.05）。急性发作期和临床缓解期支气管哮喘患者IL-22水平与FEV1呈负相关关系（r=-0.3653，P < 0.05；r=-0.2672，P < 0.05），与FENO无相关关系（r=0.0119，P>0.05；r=0.0598，P>0.05）。 结论: IL-22在支气管哮喘患者外周血中高表达，提示其可能参与支气管哮喘的发病机制，并可能加剧肺功能恶化。
关键词: 支气管哮喘    白细胞介素22    肺功能    呼出气一氧化氮    免疫球蛋白E    
Detection of interleukin-22 in peripheral blood of patients with bronchial asthma and its clinical significance
CHEN Liyan1, TANG Ying1, ZHANG Li2, SI Qin1, XU Lijun1     
1. Department of Respiratory Medicine, First Hospital, Jilin University, Changchun 130021, China;
2. Department of Pediatrics, First Hospital, Jilin University, Changchun 130021, China
[Abstract]: Objective: To detect the interleukin-22(IL-22) levels in peripheral blood of the asthma patients and analyze the relationship between the IL-22 levels and IgE, pulmonary function, fractional exhaled nitric oxide (FENO), and to investigate the role of IL-22 in the pathogenesis of bronchial asthma. Methods: Seventy-eight patients with asthma were selected as experiment group. The asthma patients were divided into increased IgE group (n=46) and normal IgE group (n=32) according to the IgE levels.The asthma patients were also divided into acute attack stage and clinical control stage according to patients' clinical symptoms.In addition, twenty healthy controls were chosen as healthy control group. The plasma IL-22 levels, IgE, forced expiratory volume in one second (FEV1) and FENO levels of the subjects in various groups were detected and compared between various groups. The correlations between the plasma IL-22 levels and IgE, FEV1, FENO were analyzed. Results: The plasma IL-22 level and FENO level of the patients in asthma group were higher than those in healthy control group (P < 0.05).The IL-22 level and FENO level of the patients in clinical control stage were lower than those in acute attack stage, but they were still higher than those in healthy control group (P < 0.05).The plasma IL-22 level of the patients in increased IgE group was higher than that in normal IgE group (P < 0.05). There were significant negative correlations between the IL-22 levels and FEV1 in the asthma patients in acute attack group and clinical control group (r=-0.365 3, P < 0.05;r=-0.267 2, P < 0.05), but there was no significant correlation between the IL-22 levels and FENO (r=0.011 9, P>0.05;r=0.059 8, P>0.05). Conclusion: The increased expression of IL-22 in peripheral blood of the patients with asthma may participate in the pathogenesis of asthma, and may aggravate the deterioration of pulmonary function of the asthma patients.
Key words: bronchial asthma     interleukin-22     pulmonary function     fractional exhaled nitric oxide     immunoglobulin E    

支气管哮喘是世界上常见的慢性呼吸系统疾病之一，是以可逆性气流受限、气道高反应为主要特征的慢性气道炎性疾病[1]。哮喘发病机制复杂，但以Th2细胞功能亢进为主的Th1/Th2失衡在发病机制中起到了重要的作用[2]，近年来受到广泛关注，其中有关白细胞介素22(interleukin-22，IL-22) 的研究处于领先地位。IL-22在许多感染性疾病和自身免疫性疾病如牛皮癣、间质性肺疾病、克罗恩病、类风湿性关节炎等疾病中起到了重要作用[3]，但IL-22对哮喘患者病情发展程度的影响，目前尚不明确。本研究通过观察支气管哮喘患者外周血中IL-22水平的变化，初步了解其与哮喘的关系。

1 资料与方法 1.1 研究对象

①支气管哮喘组：选择2015年2月—2016年2月于本院呼吸科住院的支气管哮喘患者78例，年龄18~58岁，性别不限，均符合2013年《中国支气管哮喘防治指南》[1]；78例支气管哮喘患者根据免疫球蛋白E (IgE) 水平可分为：IgE正常组32例和IgE升高组46例。②健康对照组：选择本院身体健康的医院工作人员20名。研究对象均了解本研究的相关信息并签署知情同意书，获得本院伦理委员会的批准。排除标准：①影像学有改变 (并发支气管扩张及肺结核等肺内感染性疾病)；②哮喘并发自身免疫性疾病等；③并发心、肝、肾等严重内科疾病；④妊娠期及哺乳期妇女。

1.2 治疗方法

本研究78例急性发作期哮喘患者接受1 mg布地奈德和0.4 mg沙丁胺醇治疗，每天2次吸入，0.3 g多索茶碱每天2次静脉注射，治疗7d，出院后布地奈德/福莫特罗160/4.5 μg 1吸每天2次，哮喘症状或体征消失持续3个月后门诊复查。所有受试者均检测血浆IL-22、IgE、第1秒用力呼气容积 (forced exiratory volume in one secound, FEV1) 及呼出一氧化氮 (fractional exhaled nitric oxide, FENO), 同时根据临床症状将支气管哮喘患者分为急性发作期和临床缓解期，比较哮喘患者与健康对照者外周血中IL-22水平的差异及治疗前后各项临床指标改善情况，并进一步分析IL-22水平与FEV1和FENO的相关性。

1.3 检测方法

① IL-22水平测定：通过双抗体一步夹心法酶联免疫吸附实验 (ELISA) 严格按照IL-22 ELISA试剂盒操作说明测定IL-22水平。所有样品均做复孔检测。②血浆IgE水平：通过本院检验科采用BNII全自动蛋白分析仪测定 (正常参考值 < 100 IU·mL-1)。③肺功能测定：采用本院肺功能检测仪检测FEV1、FEV1占预计值百分比 (FEV1% pre)、FEV1占用力肺活量比值 (FEV1/FVC)、呼气峰流速 (PEF%)(正常值考值：FEV1/FVC占预计值%>80%，PEF占预计值%>80%)。④FENO检测：通过本院纳库仑呼气分析仪进行测定 (正常值 < 25ppb)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析。各组受试者血浆IL-22、IgE水平和FEV1、FENO水平以x±s表示，各组数据均为正态分布，组间比较采用t检验。急性发作组与临床缓解组患者血浆IL-22水平比较采用配对t检验，IgE升高组和IgE正常组血浆IL-22水平比较采用两独立样本t检验；急性发作组和临床缓解组支气管哮喘患者血浆IL-22水平与FEV1和FENO的相关性分析采用Pearson线性相关分析法。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组受试者血浆IL-22水平、FEV1和FENO水平

与对照组和临床缓解期比较，急性发作期患者血浆IL-22水平和FENO水平明显升高 (P < 0.05)；临床缓解期较急性发作期患者血浆IL-22水平和FENO水平虽有下降，但仍高于对照组，差异有统计学意义 (P < 0.05)。急性发作期患者FEV1低于临床缓解期和对照组，差异有统计学意义 (P < 0.05)；临床缓解期较急性发作期患者FEV1虽有升高，但仍低于对照组，差异有统计学意义 (P < 0.05)。见表 1。

表 1 各组受试者血浆IL-22水平、FEV1和FENO水平 Table 1 Levels of plasma IL-22, FEV1 and FENO of subjects in various groups
(x±s)
Group n IL-22[ρB/(ng·L-1)] FEV1(η/%) FENO (P/ppb)
Healthy control 20 37.52±2.21 96.50±4.51 17.52±8.56
Asthma 78
  Acute attack 87.35±0.94*△ 65.07±1.45*△ 85.63±4.79*△
  Clinical control 73.76±1.29* 77.83±0.97* 33.70±1.59*
*P < 0.05 vs healthy control group；△P < 0.05 vs clinical control group.
表选项
2.2 支气管哮喘患者IgE正常组和IgE升高组血浆IL-22水平

IgE升高组急性发作期和临床控制期患者血浆IL-22水平均高于IgE正常组，差异有统计学意义 (t=7.527，P < 0.05；t=5.752，P < 0.05)。见表 2。

表 2 IgE升高组和IgE正常组哮喘患者血浆IL-22水平 Table 2 Levels of plasma IL-22 of asthma patients in increased IgE group and normal IgE group
(x±s)
Group n IgE[λB/(IU·mL-1) IL-22[ρB/(ng·L-1)]
Acute attack Clinical control
Increased IgE 46 258.60±34.26* 91.86±0.50* 78.95±1.13*
Normal IgE 32 64.35±7.33 80.86±1.60 66.30±2.08
*P < 0.05 vs normal IgE group.
表选项
2.3 支气管哮喘患者血浆IL-22水平与FEV1和FENO的相关性分析

急性发作期和临床缓解期患者血浆IL-22水平与FEV1呈负相关关系 (r=-0.3653，P < 0.05；r=-0.2672，P < 0.05)，与FENO无相关关系 (r=0.0119，P>0.05；r=0.0598，P>0.05)。

3 讨论

IL-22是2000年发现的一种细胞因子，是IL-10家族的成员[4]。编码人类IL-22的基因是一单拷贝基因，定位于染色体12q15上，由6个外显子和5个内含子构成[5]，在其结构中存在一个细胞因子簇，这一细胞因子簇与哮喘有关联，因此可以推测IL-22可能参与哮喘的发病过程。IL-22主要是由Th17细胞分泌，其他细胞如NKT细胞、Th22细胞和自然杀伤细胞等也能产生少量的IL-22[6]。IL-22的靶器官主要是肠道、肺脏、皮肤和肝脏等[7-8]，其可与呼吸道上皮细胞、呼吸道平滑肌细胞表面的IL-22R1受体结合，通过Janus激酶信号转导因子和转导信号途径激活子 (JAK-STAT) 如JAK1或2和STAT3促进气道平滑肌细胞增殖[9]，进而导致气道高反应。国外研究者[10]发现：在IL-22缺失的哮喘小鼠模型中，炎性细胞总数较野生型小鼠明显减少。另外，中和IL-22后的野生型小鼠，其肺部过敏性炎症明显减弱。Farfariello等[11]研究发现：慢性严重哮喘、过敏性哮喘患者IL-22mRNA水平明显升高。但也有研究[12-13]发现：IL-22可以抑制Th2细胞产生IL-4，通过诱导多种细胞产生抗菌肽进而发挥抗菌和上皮修复作用，参与多种炎性疾病或免疫性疾病的防护过程，在宿主防御方面起着重要作用。Pennino等[14]在研究支气管哮喘时发现：IL-22能够抑制IFN-γ介导的促炎因子的产生，从而抑制气道上皮细胞的炎症反应。这些研究表明IL-22对于哮喘存在着双重作用。本研究结果显示：哮喘组患者外周血IL-22水平较对照组明显升高，虽然临床缓解期患者外周血中IL-22水平低于急性发作期，但仍高于对照组，提示IL-22参与了支气管哮喘慢性炎症反应过程，至于其在支气管哮喘中是否具有保护作用或致病作用目前仍有争议，但大多数学者认为IL-22在支气管哮喘慢性炎症过程中以促炎作用为主，其抗炎作用十分微弱。

支气管哮喘根据免疫学特征可分为变应性哮喘和非变应性哮喘。变应性哮喘是指机体对变应原产生特异性IgE抗体，其与受体结合后产生的以嗜酸性粒细胞为主要效应细胞的哮喘；而非变应性哮喘是以中性粒细胞为主要效应细胞的哮喘[15]。因此IgE可以作为区分支气管哮喘免疫分型的诊断指标。本文作者将哮喘患者根据IgE水平分为IgE升高组和IgE正常组，IgE升高组患者血浆IL-22水平高于IgE正常组，进一步推断出IL-22在哮喘变态反应中起到一定的作用。本研究结果显示：哮喘患者外周血中IL-22水平与FEV1呈负相关关系，提示IL-22可导致肺功能恶化，其作用机制可能是通过促进黏液细胞化生，刺激平滑肌细胞增殖、迁移，降低平滑肌凋亡率，从而产生大量前炎性细胞因子导致气道平滑肌收缩，进而导致气道重塑[4]，引起患者肺功能下降。因此IL-22可以帮助判断哮喘患者病情的严重程度。

哮喘的本质是慢性气道炎症，其中嗜酸性粒细胞在哮喘整个炎症过程中起着重要的作用[16-17]，近年来FENO作为反映呼吸道嗜酸性粒细胞性炎症的生物标志物受到了广泛的关注[18]。本研究结果显示：哮喘组患者FENO水平明显高于对照组，其机制可能是哮喘发作时，巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等细胞被激活释放大量NO，从而气道反应性增高而加重哮喘[19]。因此FENO可作为支气管哮喘的间接诊断指标。

综上所述，IL-22的高表达是支气管哮喘发病的临床依据，其可能作为炎性因子导致支气管哮喘患者肺功能下降。因此IL-22可作为新的哮喘辅助诊断指标和治疗哮喘的新靶点，对于哮喘的指导治疗具有重要价值。IL-22在哮喘中的双重作用及作用机制需要在今后的研究中进一步探讨。

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