刘超峰

郑州煤炭工业集团有限责任公司总医院呼吸内科，河南郑州 452371

肺尘埃沉着病（简称尘肺）是在粉尘暴露场所长期工作的接尘工人常见的职业病，粉尘颗粒沉积引起肺成纤维细胞增殖和细胞外基质大量聚集导致肺间质弥漫性纤维化，随着病情的进展疾病表现不仅局限于肺功能损害，而将导致全身免疫功能低下，诱发细菌感染、肺结核或获得性人免疫功能缺陷综合征等，而且治疗难度大，目前尚无理想治疗手段，是一种严重危害接尘工人生命的疾病[1－2]。转化生长因子－β1（TGF－β1）在肺组织中对成纤维细胞有趋化作用，肿瘤坏死因子－α（TNF－α）作为一种炎性细胞因子也具有明显的致纤维化性；而免疫系统可能在尘肺发生发展过程发挥重要作用，可溶性白细胞介素2受体（sIL－2R）具有抑制细胞免疫的作用，T细胞及其亚群则是细胞免疫主要免疫应答细胞。本研究观察尘肺患者外周血及支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF） 中 TGF－β1、TNF－α、sIL－2R 水平及外周血 T 细胞亚群，并分析其与尘肺分期及肺功能的关系，对各指标在尘肺发生发展过程中的作用进行探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料

尘肺组：选择2010年4月～2012年7月在郑州煤炭工业集团有限责任公司总医院治疗的尘肺患者68例，均有明确的职业暴露史，并根据国家尘肺诊断标准（GBZ70－2009）经由职业病诊断机构确诊，其中男59例，女9例，年龄 45～62 岁，平均（51.92±5.38）岁；尘肺分期：Ⅰ期 36 例，Ⅱ期19例，Ⅲ期13例；均为采煤工，接尘工龄9～32年，平均（16.37±5.92）年；接尘组：选择无尘肺接尘工35例，男33例，女 3 例，年龄 43～61 岁，平均（50.24±6.46）岁，尘肺 0～0+，均为采煤工，平均（15.42±6.83）年。两组均排除合并肺结核、局部或全身感染性疾病、慢性阻塞性肺疾病，免疫缺陷病或自身免疫性疾病，其他纤维化性疾病，恶性肿瘤，其他严重内科疾病，近期服用免疫调节剂的药物史。对照组：选择无尘肺非接尘体检健康者，男30例，女5例，年龄45～65岁，平均（52.19±6.39）岁。三组性别、年龄等一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 实验室检查 采集所有受试者清晨空腹外周血4 mL，2 mL离心后取上层血清，采用酶联免疫吸附双抗体夹心法检测 TGF－β1、TNF－α、sIL－2R 浓度水平，2 mL 置于抗凝试管，采用美国Beckman Coulter流式细胞仪检测CD4+、CD8+T细胞。采用灭菌生理盐水进行灌洗，总量100～150 mL，回收率15%～30%，支气管肺泡灌洗液（BALF）预处理后分别检测 TGF－β1、TNF－α、sIL－2R 浓度水平，方法同上。TGF－β1、TNF－α、sIL－2R 单克隆抗体及荧光标记 CD4+、CD8+单克隆抗体和试剂盒均购自上海江莱生物科技有限公司，严格按试剂盒说明书操作。

1.2.2 肺功能检查 采用美国森迪斯Vmax大型肺功能仪测定尘肺组患者肺功能，包括第1秒用力呼气量（FEV1）、用力肺活量（FVC）、FEV1/FVC、25%用力呼气容积（FEF25）、50%用力呼气容积（FEF50）、75%用力呼气容积（FEF75）、弥散功能（DLCO）。

1.3 统计学方法

采用统计软件SPSS 17.0对数据进行分析，正态分布计量资料以均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用方差分析，两两比较采用SNK－q检验。等级资料相关性采用Spearman进行秩相关分析，两变量相关性采用Pearson直线相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血清TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平与尘肺分期的关系

尘肺组、接尘组和对照组血清TGF－β1和sIL－2R水平差异有统计学意义（F=5.672、8.219，P ＜ 0.05），尘肺组血清TGF－β1和sIL－2R水平显著高于接尘组和对照组，对照组水平最低；尘肺组、接尘组和对照组血清TNF－α水平无显著差异（F=1.275，P＞0.05）；且尘肺组不同分期血清 TGF－β1、TNF－α、sIL－2R 水平差异有统计学意义（F=5.297、4.273、6.829，P ＜ 0.05），不同尘肺分期血清 TGF－β1、sIL－2R水平均显著高于接尘组和对照组（F=5.874、7.168，P ＜ 0.05），Ⅱ、Ⅲ期血清 TNF－α 水平显著低于接尘组和对照组（P＜0.05）；采用Spearman秩相关分析，血清TGF－β1、sIL－2R 水平与尘肺分期呈正相关（r=0.69、0.78，P ＜ 0.05），血清 TGF－β1、sIL－2R 水平随尘肺分期加重而升高，血清TNF－α水平与尘肺分期呈负相关（r=－0.39，P＜0.05），血清TNF－α水平岁尘肺分期加重而降低。见表1。

表1 不同组血清 TGF-β1、TNF-α、sIL-2R 水平比较（±s）

表1 不同组血清 TGF-β1、TNF-α、sIL-2R 水平比较（±s）

注：TGF－β1：转化生长因子－β1；TNF－α：肿瘤坏死因子－α；sIL－2R：可溶性白细胞介素2受体

组别 例数 TGF－β1（ng/L） TNF－α（ng/L） sIL－2R（pmol/L）尘肺组Ⅰ期Ⅱ期Ⅲ期接尘组对照组68 36 19 13 35 35 131.54±23.18 97.28±21.84 137.54±39.57 146.87±31.74 68.64±12.64 52.67±10.27 51.34±13.45 53.48±10.57 46.67±12.94 38.95±8.97 51.73±11.68 50.97±10.64 154.92±24.16 119.57±20.57 156.82±23.92 187.63±34.68 97.54±11.28 82.46±8.97

2.2 BALF中TGF-β1、TNF-α、sIL-2R 水平与尘肺分期的关系

不同分期尘肺患者 BALF 中 TGF－β1、TNF－α、sIL－2R水平差异均有统计学意义（F=4.167、3.249、4.381，P ＜ 0.05），Ⅱ期尘肺患者BALF中TGF－β1水平最低，Ⅰ期尘肺患者BALF中TNF－α水平均高于Ⅱ、Ⅲ期，Ⅲ期尘肺患者BALF中sIL－2R水平均高于Ⅰ、Ⅱ期；采用Spearman秩相关分析，尘肺患者BALF中TGF－β1、TNF－α水平与分期无显著相关（r=0.06、－0.14，P ＞ 0.05），尘肺患者 BALF 中 sIL－2R水平与分期呈正相关（r=0.41，P ＜ 0.05），BALF 中 sIL－2R水平随尘肺分期加重而升高。见表2。

表2 不同分期尘肺患者BALF中TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平比较（±s）

表2 不同分期尘肺患者BALF中TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平比较（±s）

注：TGF－β1：转化生长因子－β1；TNF－α：肿瘤坏死因子－α；sIL－2R：可溶性白细胞介素2受体

分期 例数 TGF－β1（ng/L） TNF－α（ng/L） sIL－2R（pmol/L）Ⅰ期Ⅱ期Ⅲ期36 19 13 1232.67±5.27 1015.97±8.16 1921.19±8.64 48.74±12.06 46.87±10.67 41.16±10.41 26.81±8.16 34.69±9.46 39.97±10.16

2.3 外周血T细胞亚群与尘肺分期的关系

尘肺组、接尘组和对照组外周血CD4+百分百差异无统计学意义（F=1.061，P ＞ 0.05），CD8+及 CD4+/CD8+差异有统计学意义（F=3.197、2.857，P ＜ 0.05），不同尘肺分期外周血CD4+、CD8+及 CD4+/CD8+差异有统计学意义（F=4.297、2.884、3.084，P ＜ 0.05），Ⅱ期尘肺外周血 CD4+、CD8+百分百最低，Ⅲ期尘肺CD4+/CD8+最低；Ⅱ、Ⅲ期尘肺外周血CD4+及CD4+/CD8+显著低于接尘组和对照组（P＜0.05），Ⅰ、Ⅲ期尘肺外周血CD8+百分百显著高于接尘组和对照组（F=3.429，P ＜ 0.05）；采用 Spearman 秩相关分析，外周血CD4+、CD8+百分百与尘肺分期无显著相关（r= －0.11、0.14，P ＞ 0.05），而 CD4+/CD8+与尘肺分期呈负相关（r= －0.36，P＜ 0.05）。 见表3。

表3 不同组外周血T细胞亚群比较（%，±s）

表3 不同组外周血T细胞亚群比较（%，±s）

组别 例数 CD4+ CD8+ CD4+/CD8+尘肺组Ⅰ期Ⅱ期Ⅲ期接尘组对照组68 36 19 13 35 35 41.67±6.94 42.21±7.19 31.68±6.92 35.19±7.82 43.67±6.83 42.97±5.69 37.91±6.28 38.16±8.92 33.97±6.29 39.72±7.29 31.92±5.97 33.19±9.08 1.05±0.24 1.09±0.19 0.97±0.16 0.89±0.18 1.39±0.27 1.28±0.22

2.4 外周血TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平及T细胞亚群与肺功能的关系

采用Pearson直线相关分析，外周血TGF－β1水平与FVC、FEV1/FVC 及 DLCO 呈负相关，sIL－2R 与 FVC、DLCO呈负相关，TNF－α水平与肺功能无显著相关，CD4+百分百与FEV1/FVC、DLCO呈正相关，CD8+百分百与FVC呈负相关，CD4+/CD8+与FVC、DLCO呈正相关。见表4。

表4 外周血TGF-β1、TNF-α、sIL-2R及T细胞亚群水平与肺功能相关分析r值

2.5 外周血TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平与T细胞亚群的关系

外周血TGF－β1水平与CD8+呈正相关，与CD4+/CD8+呈负相关，TNF－α 与 CD4+/CD8+呈正相关，sIL－2R 与 CD4+、CD4+/CD8+呈负相关，与CD8+呈正相关。见表5。

表5 外周血TGF-β1、TNF-α、sIL-2R水平与T细胞亚群相关分析r值

3 讨论

尘肺是一种职业病，患者预后差，劳动能力严重下降或完全丧失，生存质量低下，给患者家庭及社会都带来沉重的负担，近年来受到社会广泛关注。肺间质纤维化是尘肺的主要组织病理学改变，发病机制尚未明确。粉尘是主要的致病原，患者多为从事产尘工作的人员，而细胞因子及免疫功能与尘肺发生发展有关[3-4]，本研究选择的接尘组受试者，年龄、性别、职业、接尘时间等与尘肺组无显著差异，而其症状及影像学检查均未发现尘肺或未构成尘肺诊断，在一定程度上避免了人口学、环境因素的影响，重点就细胞因子及免疫功能在尘肺发展中的作用进行研究。

细胞外基质沉淀是肺间质纤维化的生物学基础。TGF-β1被认为是目前发现的最强的细胞外基质沉淀促进因子，在肺间质纤维化过程中起关键作用。TGF-β1通过上调胶原和纤维粘连蛋白基因表达增加细胞外基质合成，同时抑制细胞外基质的降解，促进细胞外基质的沉淀；并且对成纤维细胞的聚集、增殖及转化都有促进作用[5-6]。而其在尘肺发生和发展中的作用仍存在争议，对TGF-β1基因多态性的研究认为，TGF-β（+915）GG基因型可能是尘肺的保护因素，TGF-β（509869800）位点基因多态性与尘肺易感性无关[7-9]；而李娟等[10]研究报道尘肺血清TGF-β1水平高于健康对照组，但随着尘肺分期的增加反而降低。本研究结果显示，尘肺组血清TGF-β1水平显著高于接尘组和对照组，且随着尘肺分期加重而升高，各期尘肺患者血清TGF-β1水平均高于接尘组和对照组，表明尘肺组患者血清TGF-β1高表达，且与尘肺分期密切相关。在BALF检查中发现，检出TGF-β1含量水平较血清明显升高，提示TGF-β1在组织间液中浓度可能高于外周血液循环浓度，其发挥促纤维化作用可能主要在组织间，仍需进一步实验研究证明。而BALF中TGF-β1水平与尘肺分期无关，可能由于灌洗液标本采集存在差异有关。血清TGF-β1水平与患者FVC、FEV1/FVC及DLCO呈负相关，表明TGF-β1的高表达与肺功能损害有关，促纤维化作用的增强，导致肺泡功能损害，与肺通气及弥散功能关系尤为密切。

TNF-α是一种重要的炎症因子，主要由Th1细胞分泌，具有强大的促炎症反应和免疫损伤功能，在尘肺患者血清中高表达在导致肺间质组织损伤的同时发挥其促纤维化作用，通过与纤维连接蛋白作用是肺纤维化化初期病症急性肺泡炎的发病机制之一，并且对细胞外基质沉淀有促进作用。有研究认为，TNF-α238位点基因多态性与尘肺易感性相关[11]。本研究结果显示，尘肺组血清TNF-α水平均值与接尘组和对照组无显著差异，但对着尘肺分期的加重血清TNF-α水平却呈现降低的趋势，与高彬等[12]Meta分析结果一致，血清TNF-α水平在尘肺初期表达升高，而随着疾病进展逐渐降低，有观点认为其可能在尘肺晚期表现为抗纤维化作用[13]，而笔者推测TNF-α在尘肺发病初期发挥诱导和促进的作用，其作用可能受到疾病进展的影响。这种影响可能来至于免疫系统功能障碍导致的细胞免疫功能抑制，TNF-α是Th1细胞因子，Th1细胞因子主司细胞免疫应答，因而TNF-α表达水平可能下调，本研究结果中血清和BALF中sIL-2R水平的显著升高可以作为尘肺患者体内细胞免疫抑制的证明之一，sIL-2R是Th2细胞因子与细胞膜IL-2受体竞争结合IL-2，降低活化T细胞周围的IL-2水平，减弱自分泌效应，抑制活化T细胞增殖，同时sIL-2R水平升高可减少膜IL-2受体密度，降低T细胞活化程度，从而抑制T细胞参与的免疫应答，是一种免疫抑制物，在多种肿瘤组织中高表达[14-15]。尘肺患者随着病情进展，抵抗力低下可导致多种病原体感染疾病与免疫抑制状态有关。本研究结果中，血清和BALF中sIL-2R水平显著升高且随尘肺分期加重而升高，表明尘肺患者可能存在免疫抑制状态，且随病情进展加重。外周血TNF-α与肺功能各指标均无显著相关，而sIL-2R则与FVC、DLCO呈负相关，提示免疫抑制可能参与了肺通气及弥散功能的损害。

T细胞亚群是免疫功能的主要应答细胞，主要分为CD4+和CD8+T细胞，CD4+T细胞通过分化为 Th1和Th2细胞，两者存在动态平衡，当Th1/Th2向Th1漂移则趋向炎症扩散，当向Th2漂移时则趋向纤维化，本研究结果中，TNF-α降低提示Th1/Th2可能向Th2漂移；CD8+T细胞则对免疫应答活化期有抑制作用，发挥免疫抑制。CD4+和CD8+T细胞也存在动态平衡，本研究结果显示，随着尘肺分期加重CD4+/CD8+T倒置，表明CD8+T细胞免疫抑制作用占据优势，与sIL-2R水平升高结果相应，均表明尘肺患者存在免疫抑制，并且在疾病进展和肺功能损伤中发挥促进作用。结果显示，外周血TGF-β1水平与CD8+呈正相关，与CD4+/CD8+呈负相关，TNF-α与 CD4+/CD8+呈正相关，sIL-2R与CD4+、CD4++/CD8+呈负相关，与CD8+呈正相关，提示TGF-β1的变化与机体免疫抑制存在密切相关，且与TNF-α、sIL-2R及T细胞亚群存在相互作用，共同参与尘肺的发生和发展。

本研究结果提示，不同分期尘肺患者均可能存在细胞免疫抑制状态，外周血TGF-β1高表达可能参与了尘肺的纤维化过程和肺功能的损害，TNF-α与尘肺分期有关可能与肺功能损害无关，sIL-2R高表达及CD4+/CD8+倒置形成的免疫抑制参与尘肺分期进展和肺功能损害。

[1]Okumura E，Kawashita I，Ishida T.Computerized analysis of pneumoconiosis in digital chest radiography：effect of artificial neural network trained with power spectra [J].J Digit Imaging，2011，24（6）：1126-1132.

[2]Suarthana E，Laney AS，Storey E，et al.Coal workers'pneumoconiosis in the United States：regional differences 40 years after implementation of the 1969 Federal Coal Mine Health and Safety Act[J].Occup Environ Med，2011，68（12）：908-913.

[3]Lee WJ，Choi BS，Kim SJ，et al.Development of standard digital images for pneumoconiosis[J].J Korean Med Sci，2011，26（11）：1403-1408.

[5]姜峰，王平，赵凤玲.尘肺患者血清中趋化因子配体18水平调查[J].中华劳动卫生职业病杂志，2012，30（9）：678-680.

[6]丁新平，崔风涛，王燕，等.某矿业集团1963至2010年尘肺病死亡分析[J].中华劳动卫生职业病杂志，2012，30（10）：767-769.

[7]Val V，Douglas P，Landsittel EL，et al.The influence of dust standards on the prevalence and severity of coal worker′s pneumoconiosis at autopsy in the United States of America[J].Arch Pathol Lab Med，2011，135（12）：1550-6.

[8]李娟，范雪云，刘亚楠，等.TGF-β-800G/A基因多态性与尘肺的相关性[J].中国工业医学杂志，2012，25（3）：212-213.

[9]刘乾，苏文珍，单永乐，等.肿瘤坏死因子-α和转化生长因子-β基因多态性与尘肺易感性的Meta分析[J].中华劳动卫生职业病杂志，2012，30（8）：587－592.

[10]李娟，范雪云，郝小惠，等.尘肺患者血清中TGF－β、PDGF的表达及意义[J].工业卫生与职业病，2011，37（5）：290.

[11]Ana CP，Abel PS，Alberto FV.Wall abscess due to Mycobacterium avium intracellulare（MAI）in a patient with pneumoconiosis[J].Arch Bronconeumol，2011，47（3）：159－160.

[12]高彬，郝长付，王永星，等.尘肺患者血清肿瘤坏死因子－α表达水平的 Meta 分析[J].卫生研究，2011，40（6）：789－791.

[13]Zafra J，Perez E，Mozos M，et al.Concurrent pulmonary adenocarcinoma and silicate pneumoconiosis in a red－legged partridge（Alectoris rufa） [J].Avian Diseases，2011，55（1）：128－132.

[14]Oyunbileg S，Wang JD，Sumberzul N，et al.Health impact of pneumoconiosis in Mongolia：estimation of losses in life expectancy and quality adjusted life expectancy [J].American Journal of Industrial medicine，2011，54（4）：285－292.

[15]Liu H，Tang Z，Yang Y，et al.Chen.Identification and classification of high risk groups for Coal Workers'Pneumoconiosis using an artificial neural network based on occupational histories：a retrospective cohort study[J].BMC Public Health，2009，9（4）：366.