第二军医大学学报  2017, Vol. 38 Issue (12): 1606-1609   PDF    
慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉患者鼻黏膜嗜酸粒细胞趋化因子及白细胞介素5的表达及相关性分析
哈再古丽·贾汉, 雍军     
新疆医科大学第一附属医院耳鼻喉科, 乌鲁木齐 830000
关键词: 鼻鼻窦炎     鼻息肉     嗜酸粒细胞     白细胞介素-5     趋化因子    
Expression of eotaxin and interleukin-5 in nasal mucosa of patients with chronic rhinosinusitis with nasal polyps and their correlation
Hazaiguli Jiahan, YONG Jun     
Department of Otorhinolaryngology, the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by National Natural Science Foundation of China (81460094) and Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region (2015211C076).
Key words: rhinosinusitis     nasal polyp     eosinophils     interleukin-5     chemokine    

慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis with nasal polyps,CRSwNP)为常见慢性鼻-鼻窦炎,是引起患者嗅觉功能减退的主要原因[1]。研究发现,CRSwNP患者病变组织常伴有嗜酸粒细胞(eosinophil,EOS)浸润,且EOS浸润在鼻息肉的形成及进展中有重要作用[2]。然而目前CRSwNP患者发生EOS浸润的原因尚未明确。Ba等[3]研究发现,虽然人外周血中EOS占白细胞比例不及10%,但其对变应原、致炎因子引起的炎性反应有重要的介导作用。EOS为白细胞介素5(interleukin-5,IL-5)的关键效应细胞,IL-5在EOS浸润过程中有促使其趋化、活化和抑制凋亡作用[4]。也有研究发现,免疫球蛋白E(IgE)介导的Ⅰ型变态反应是引起细胞活化、EOS浸润的主要原因,而细胞因子IL-5在IgE生成过程中发挥调节作用[5-6]。目前对于CRSwNP患者鼻黏膜EOS趋化因子(Eotaxin-2)在息肉形成过程中的机制及其与IL-5的关系尚未见报道。因此,本研究对新疆医科大学第一附属医院收治的48例CRSwNP患者展开分析,以探讨CRSwNP患者鼻息肉黏膜Eotaxin-2及IL-5表达及其相关性。

1 资料和方法 1.1 一般资料

选择2013年1月至2016年3月新疆医科大学第一附属医院收治的48例CRSwNP患者作为研究组,纳入标准:符合慢性鼻-鼻窦炎诊断和治疗指南中的CRSwNP诊断标准[5];入组前1周未使用抗组胺药及肾上腺皮质激素;择期接受手术治疗,术中留取鼻息肉黏膜组织;无过敏性鼻炎、变应性哮喘等疾病史。选取同期收治的30例慢性鼻-鼻窦炎不伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis without nasal polyps,CRSsNP)患者作为对照1组,均满足慢性鼻-鼻窦炎诊断和治疗指南中的CRSsNP诊断标准[5],经内镜检查无鼻息肉,入组4周内未使用抗组胺药、肾上腺皮质激素及免疫调节药物;30例单纯鼻中隔偏曲患者作为对照2组,纳入患者均无哮喘、变应性鼻炎、支气管扩张、阿司匹林特异反应性、慢性阻塞性肺疾病及自身免疫性疾病,入组4周内无急性呼吸道感染及类固醇药物使用史,均行鼻中隔偏曲矫正术,术中留取下鼻甲黏膜。所有纳入本研究者均排除严重心肝肾肺疾病、全身性疾病、严重精神疾病、急性上呼吸道感染、合并恶性肿瘤、真菌性鼻窦炎、系统性血管炎、凝血功能障碍。

1.2 标本及取材

研究组:鼻内镜下切除息肉组织,留取鼻息肉黏膜组织标本。对照1、2组:鼻内镜下切除下鼻甲组织,留取下鼻甲部分黏膜组织。术中留取组织立即切成小块(3~5 mm3)浸入非液氮型样本RNA保存液,-4 ℃低温保存,24 h后去除非液氮型样本RNA保存液,-70 ℃冰箱保存备用。

1.3 试剂

兔抗人Eotaxin-2多克隆抗体(ant-127,北京博奥派克生物科技有限公司),兔抗人IL-5多克隆抗体(200-05-2 μg,上海酶研生物科技有限公司)。二步法抗兔/小鼠通用型免疫组织化学SP试剂盒(福州迈新生物技术开发有限公司),IL-5 ELISA试剂盒(深圳市晶美生物工程有限公司),IgE ELISA试剂盒(上海岚派生物科技有限公司),DAB显色试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司)。

1.4 观察指标 1.4.1 Eotaxin-2水平及EOS浸润情况的检测

采用免疫组织化学H-E染色测定Eotaxin-2水平。石蜡包埋组织连续切片,厚度5 μm,切片脱蜡水化,PBS冲洗2~3次,每次5 min。滴加过氧化酶阻断液室温孵育10 min,PBS冲洗3次,每次3 min,弃PBS。切片滴加50 μL DAB底物,室温孵育10 min,弃上清。滴加一抗,4 ℃过夜,PBS冲洗3次,每次3~5 min,弃PBS;滴加DAB显色剂,室温孵育10 min,PBS冲洗3次,每次3 min,弃PBS。滴加50 μL链霉素抗生物素-过氧化酶溶液,室温孵育10 min,PBS冲洗3次,每次3 min,弃PBS。滴加100 μL DAB溶液,镜下观察,自来水冲洗,苏木精复染,返蓝,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。于光学显微镜下观察Eotaxin-2阳性表达情况,阳性细胞呈棕黄色,自上皮、腺体周围各取10个高倍视野,采用BI-2000图像分析系统对染色结果进行分析,计算阳性细胞数目。H-E染色检测EOS浸润情况,光学显微镜下观察EOS,每张切片随机取5个高倍视野,计算100个炎性细胞内EOS的数目,取平均值表示其浸润程度,即每个高倍视野中EOS数目。

1.4.2 IL-5测定

组织匀浆制备,取鼻黏膜组织剪成小块,1 g加1 mL生理盐水,电动玻璃匀浆器研磨15 min,高速冷冻离心机4 ℃ 1 000~1 350×g离心10 min,取上清。采用双缩脲比色法测定组织匀浆总蛋白质,应用UV-160A紫外分光光度计进行测定,采用ELISA测定IL-5水平,具体测定方法参照IL-5 ELISA试剂盒说明书。组织匀浆IL-5水平(ng/g)=样本IL-5浓度(ng/L)/样本总蛋白浓度(g/L)。

1.4.3 血清总IgE测定

入院后采集3组外周静脉血各3 mL,采用ELISA测定血清总IgE水平,具体测定方法参照IgE ELISA试剂盒说明书。

1.4.4 外周血EOS计数测定

采集静脉血3 mL,采用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司BC-5500型全自动血细胞分析仪测定患者外周血EOS计数。

1.5 统计学处理

数据均录入SPSS 19.0软件进行分析。呈正态分布的计量资料以x±s表示,组间比较采用t检验。计数资料以率表示,组间比较采用χ2检验。EOS浸润程度、IgE、Eotaxin-2及IL-5相关性分析采用Pearson相关性分析。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 3组患者基本情况

研究组纳入CRSwNP患者48例,其中男29例,女19例;年龄21~74岁,平均(46.1±4.7)岁;病程2~11个月,平均(5.1±1.1)个月;鼻息肉分型:Ⅰ型7例、Ⅱ型35例、Ⅲ型6例。对照1组纳入CRSsNP患者30例,其中男19例,女11例;年龄21~76岁,平均(47.1±5.1)岁。对照2组纳入单纯鼻中隔偏曲患者30例,其中男20例,女10例;年龄20~75岁,平均(45.9±4.5)岁。

2.2 3组患者EOS浸润情况的比较

研究组(图 1A)患者鼻息肉黏膜组织均可见明显组织水肿,细胞成分少,组织表面见假复层纤毛柱状上皮及鳞状上皮组织转化,上皮下息肉基质严重水肿;大量EOS浸润,聚集成团,H-E染色后胞质呈棕褐色,主要分布于黏膜上皮下及小血管周围,胞质红染,可见2~3个分叶核。对照1组(图 1B)患者鼻黏膜组织轻微水肿,上下层疏松结缔组织内见散在成纤维细胞和少量炎性细胞,多为浆细胞、中性粒细胞、淋巴细胞,见少量EOS浸润。对照2组(图 1C)患者鼻黏膜组织微血管见少量淋巴细胞,基本无EOS浸润。

图 1 3组患者鼻黏膜组织嗜酸粒细胞(EOS)浸润情况 A:研究组; B:对照1组; C:对照2组.箭头示EOS浸润,胞质呈棕褐色. H-E染色. Original magnification: ×400

2.3 3组患者EOS计数及IL-5、Eotaxin-2、IgE水平的比较

研究组患者鼻黏膜组织EOS计数及外周血EOS计数、IgE水平均高于对照1、2组,其鼻黏膜组织IL-5浓度高于对照1、2组,Eotaxin-2阳性表达率也高于对照1、2组,差异均有统计学意义(P均 < 0.05);对照1组鼻黏膜组织EOS计数、IL-5水平及外周血EOS计数、IgE水平高于对照2组,差异均有统计学意义(P均 < 0.05),见表 1。研究组(图 2A)患者Eotaxin-2阳性细胞主要表达于腺体、血管内皮细胞、黏膜固有层浸润的炎性细胞中,阳性细胞数目多,呈棕黄色,颜色较深;对照1组(图 2B)上皮组织中Eotaxin-2阳性细胞数少于研究组,间质可见弥散Eotaxin-2表达;对照2组(图 2C)阳性染色浅,分布于浸润炎性细胞或黏膜上皮。研究组(图 2D)鼻黏膜组织见较多IL-5阳性染色细胞,为棕黄色或棕色,阳性细胞分布较密,呈丛集性分布,集中于血管、上皮、腺体周围,间质可见散在阳性细胞;对照1组(图 2E)鼻黏膜组织IL-5阳性细胞较研究组略少,分布稀松;对照2组(图 2F)阳性染色细胞少,散在分布于间质及上皮。

表 1 3组患者EOS计数及IL-5、Eotaxin-2、IgE水平的比较

图 2 3组患者鼻黏膜组织Eotaxin-2(A~C)和IL-5(D~F)的表达情况 A, D:研究组; B, E:对照1组; C, F:对照2组.箭头示Eotaxin-2阳性细胞(A~C)和IL-5阳性细胞(D~F). IL-5:白细胞介素5. H-E染色. Original magnification: ×400

2.4 CRSwNP患者鼻黏膜组织EOS浸润、IgE水平和外周血EOS计数与IL-5的相关性

CRSwNP患者鼻黏膜组织EOS浸润数目(r=0.844,P=0.000)、外周血EOS计数(r=0.721,P=0.001)、鼻黏膜组织Eotaxin-2阳性表达(r=0.668,P=0.002)、外周血IgE水平(r=0.432,P=0.012)与鼻黏膜组织IL-5表达均呈正相关。

3 讨论

研究报道,约有80%的CRSwNP患者病变组织伴EOS浸润,且呈水肿型改变,部分伴中性粒细胞浸润或黏液腺体增生[6]。Fundová等[7]发现,EOS颗粒富含毒性产物,包括趋化因子、白三烯、血管活性物质、嗜酸细胞阳离子蛋白等,可导致上皮溶解、纤毛停滞、气道低反应性。EOS活化后嗜酸细胞阳离子蛋白表达上调,炎性浸润程度增加。本研究通过对CRSwNP患者鼻息肉黏膜组织EOS浸润及外周血EOS计数情况进行检测发现,CRSwNP患者鼻黏膜组织EOS浸润程度和外周血EOS计数均高于鼻黏膜组织正常者及CRSsNP患者,表明CRSwNP患者鼻黏膜组织炎性浸润较为严重。

Eotaxin-2为EOS的高选择性趋化因子,可特异性趋化EOS,促进EOS浸润,加速气道炎症进展[8]。本研究发现,CRSwNP患者Eotaxin-2主要表达于鼻息肉血管内皮细胞、炎性细胞质内,而在腺上皮细胞质、黏膜上皮细胞质中表达相对较少,且其Eotaxin-2阳性率高于CRSsNP与鼻黏膜组织正常者。分析Eotaxin-2在CRSwNP患者鼻黏膜组织中高表达的原因,可能与鼻息肉黏膜组织炎性反应加重导致EOS趋化于炎性部位,促进Eotaxin-2、IL-5等炎性介质释放有关,导致腺体分泌增加,从而引起组织水肿、血管扩张,促进鼻息肉形成。

本研究发现,CRSwNP患者鼻息肉黏膜组织IL-5含量高于CRSsNP患者与鼻黏膜组织正常者,分析可能原因为:IL-5可特异性作用于EOS,促进其活化、趋化,抑制其凋亡,同时促进毒性物质释放,延长EOS存活时间,加重上皮组织损伤,加速鼻息肉进展[4]。IgE是介导变态性反应的关键因子,当机体遭受外源性变应原刺激时,IgE表达水平上升,从而激活EOS、肥大细胞因子,加重炎性反应。此外,IgE可介导迟发相反应,其变应原不仅可激活肥大细胞,同时可延迟激活中性粒细胞、单核-巨噬细胞、T淋巴细胞等,促进大量炎性介质、细胞因子释放,引起持续性炎性反应。本研究发现,CRSwNP患者血清总IgE水平高于CRSsNP患者与鼻黏膜组织正常者,表明IgE介导的变态反应在鼻息肉发病过程中有重要作用,考虑CRSwNP患者发病过程中可能存在IgE介导的以EOS浸润为主的迟发相变态反应炎症。本研究发现,CRSwNP患者鼻黏膜组织EOS细胞数、外周血EOS计数、Eotaxin-2水平均与IL-5表达水平呈正相关,表明CRSwNP患者鼻息肉的形成及进展可能与EOS活化释放IL-5炎性介质、IL-5抑制EOS凋亡有关。

目前尚无研究对IL-5与IgE表达的关系进行报道,本研究发现,CRSwNP患者血清IgE水平与IL-5表达呈正相关,提示CRSwNP患者鼻息肉的形成及进展可能与IL-5在调节IgE生成过程中具有一定作用有关。但本研究样本量小,且尚未对CRSwNP患者过敏原进行筛查,尚未分析受试者过敏状态,后续将扩充样本量、进行过敏原穿刺点筛查,以进一步明确慢性鼻-鼻窦炎患者鼻息肉形成的病理机制。

参考文献
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