嗜酸性粒细胞、白细胞介素-23/Th17轴及小气道功能与小儿咳嗽变异性哮喘的相关性分析
2021-03-24王洁,王丹丹,潘永等
小儿咳嗽变异性哮喘（cough variant asthma，CVA）是儿科常见的顽固性慢性咳嗽疾病，其为一类特殊的哮喘类型，病儿以反复发作的持续性咳嗽为主要症状。由于CVA无典型症状，容易被误诊为支气管炎或慢性咳嗽而错失最佳治疗时机。研究认为，CVA的临床发病机制十分复杂，影响因素众多，并具有气流受限、气道炎症和气道高反应性的特点。嗜酸性粒细胞（eosinophilic granulocyte，eosinophil，EOS）参与了慢性气道炎症的发生与发展，在CVA病儿免疫球蛋白E介导的Ⅰ型超敏反应中具有重要作用。Th17细胞可分泌白细胞介素-17（IL-17）等多种细胞因子，并可介导自身免疫性疾病、炎症反应等进程。白细胞介素-23（IL-23）是Th17细胞的调控因子，其可促进IL-17等因子的分泌，而导致气道炎症程度加重。因此，对于嗜酸性粒细胞、IL-23/Th17轴的检测可反应CVA病儿气道炎症状态，其可能与病儿小气道功能变化及疾病发展有着密切关系。本研究对嗜酸性粒细胞、IL-23/Th17轴及小气道功能与小儿咳嗽变异性哮喘的相关性进行探究，以探讨各指标对于小儿CVA疾病的影响机制。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取徐州市儿童医院2017年5月至2019年5月收治的150例CVA病儿，依照哮喘严重程度分为1～2级组（对照组，n
=81）与3～4级组（研究组，n
=69），其中CVA诊断及分级均符合中华医学会儿科学分会呼吸学组制定的相关标准。其中研究组男37例，女32例，年龄范围为2～13岁，年龄（6.5±2.8）岁，3级48例，4级21例；对照组男46例，女35例，年龄范围为3～13岁，年龄（6.8±2.5）岁，1级53例，2级28例。另选取同期来该院健康体检的健康儿童50例作为健康对照组，其中男28例，女22例，年龄范围为2～14岁，年龄（6.7±2.9）岁。三组儿童在性别、年龄等基线资料比较差异无统计学意义（χ
=1.365，P
=0.816；F
=2.616，P
=1.219），结果见表1，具有可比性。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。1.2 CVA诊断标准
（1）均有明显咳嗽史，时间＞1个月，多在清晨或夜间发作；（2）支气管激发试验（BPT）呈阳性；（3）病儿或家族有哮喘史、过敏史等；（4）排除其他因素导致的慢性咳嗽。1.3 选取标准
纳入标准：（1）表现为反复发作的咳嗽、胸闷、喘息等症，可由物理、化学、环境及运动等引发；（2）呼气相呈哮鸣音，双肺存在散在或弥散型；（3）近期无呼吸道感染史；（4）与病儿近亲属讲明本研究内容及厉害关系，病儿近亲属均对自愿参与本研究并签署知情同意书；（5）近期无免疫调节剂或激素治疗史。排除标准：（1）合并其他肺部疾病；（2）存在心、肺、肝、肾等器官功能不全者；（3）合并肿瘤及气道畸形者；（4）中途退出研究者。健康体检儿童均近2周内无感染病史、无特殊病史、无免疫缺陷及脏器功能异常，儿童监护人均对本研究所做检查及目的充分了解，同意儿童参与本研究并签署知情同意书。
1.4 检测方法
1.4.1
BPT检测方法 所有儿童入院后采用JUPiter-21型气道测定仪（日本CHECT）测定平静状态下气道对激发药物乙酰甲胆碱（MCH）的敏感性。1.4.2
外周血EOS及血清IL-17、IL-23水平检测所有儿童均空腹下采用EDTA抗凝管抽取2 mL静脉血，采用LH 755全自动血液分析仪（美国Coulter公司）检测EOS水平；3 000 r/min离心5 min分离血清，血清IL-17及IL-23采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测，通过352型酶标仪（芬兰Labsystems Multiskan MS）450nm下测定吸光度值，并计算IL-17及IL-23水平，试剂盒购自美国R&D System。所有实验操作杨哥按照检测说明书进行。1.4.3
小气道功能 所有儿童入院后采用肺功能检测仪（德国康讯公司）测定肺25%、50%及75%肺活量的最大呼气量（FEF25%，FEF50%，FEF75%）及最大呼气中流速（FEF25%～75%）。
2 结果
2.1 三组病儿外周血EOS及血清IL
-17、IL
-23水平比较
三组儿童外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平及小气道功能比较差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，研究组外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平显著高于其他两组（P
＜0.05），见表1。2.2 三组病儿小气道功能比较
三组FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%差异有统计学意义（P
＜0.05），研究组FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%显著低于另外两组（P
＜0.05），见表2。
表1 健康体检对照儿童与两组咳嗽变异性哮喘病儿外周血EOS及血清IL-17、IL-23水平比较/±s
表2 健康体检对照儿童与两组咳嗽变异性哮喘病儿小气道功能比较/（L/s，±s）
2.3 三组病儿流速
-容量曲线的比较
三组病儿最高呼（吸）气流量（PEF、PIF）、第1秒用力呼（吸）气容积（FEV1、FIV1）、用力呼（吸）气50%肺活量时瞬间流量（FEF50、FIF50）的比较均差异有统计学意义（P
＜0.05）。结果见表3。2.4 相关性分析
Pearson相关性分析结果显示，EOS与IL-17、IL-23均呈正相关（r
=0.598，P
＜0.001；r
=0.742，P
＜0.001）。EOS、IL-17、IL-23与气道功能指标均呈负相关，即EOS、IL-17、IL-23越高，病儿气道功能越差（P
＜0.05），结果见表4。3 讨论
小儿CVA多表现为慢性咳嗽，并以气道高反应性和气道炎症作为主要的临床特征。以EOS为主的炎症浸润细胞导致细胞因子和炎性介质的过度释放，进而导致气道可逆性狭窄和高反应性。EOS和合成和分泌EOS阳离子蛋白、主碱基蛋白、EOS过氧化酶和EOS神经毒性蛋白等可直接损失肺组织和气道上皮细胞，从而导致了气道高反应性。研究认为，在CVA病儿气道炎症的发生与发展过程中，免疫球蛋白E（IgE）发挥了重要作用。气道高反应状态可诱导肿瘤坏死因子、白细胞介素等多种物质的表达，并促进免疫反应中IgE的产生，而IgE可与EOS或肥大细胞受体结合，并在持续刺激或再次刺激下促进白三烯、组胺等炎症介质的释放，进一步加重气道高反应性，造成恶性循环。
表4 EOS、IL-17、IL-23与咳嗽变异性哮喘病儿小气道功能指标的相关性
T淋巴细胞是介导免疫应答的主要免疫细胞，依照其功能和分化分为有调节性T细胞（Treg细胞）、Th1细胞、Th2细胞和Th17细胞等，Th17细胞并不表达γ干扰素（IFN-γ）或IL-4，而是大量产生IL-17。IL-23/Th17轴是Th细胞活化的关键通路，主要由IL-23及其受体、Th17细胞及IL-17组成。IL-17是有效的促炎CD4T效应T细胞，IL-17还能够诱导巨噬细胞释放IL-1β，导致气道炎症反应，并在哮喘病人气道重塑中发挥间接作用。Th17细胞能够促进EOS、中性粒细胞的活化和聚集，并诱导Th2介导的过敏性炎症反应，导致多种去化因子和致炎因子的过量释放。临床研究证实，在哮喘病儿中血清IL-17及IL-23水平明显升高。本研究结果显示，三组儿童外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平及小气道功能比较差异有统计学意义（P
＜0.05）。其中，研究组外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平显著高于其他两组（P
＜0.05）。提示，在CVA病儿EOS、IL-17及IL-23水平明显异常，导致了病儿气道炎症和高反应性的发生。而3～4级CVA病儿EOS、IL-17及IL-23水平相较于1～2级CVA病儿病儿更高，提示随着CVA病儿疾病严重程度增加，EOS、IL-17及IL-23水平随之升高。
表3 健康体检对照儿童与两组咳嗽变异性哮喘病儿分项指标的比较/±s
气道炎症和高反应性是CVA病儿的普遍病理学特征，受EOS等炎性细胞的影响，加上各种炎症物质的浸润，导致气道微血管通透性增加，血管渗出物增多，气道内炎症介质大量聚集，进而导致气道通气障碍。本研究结果显示，三组儿童FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%比较差异有统计学意义（P
＜0.05），研究组FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%显著低于另外两组（P
＜0.05）。提示，CVA病儿存在着较为严重的肺过度充气情况，FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%是CVA病儿小气道功能减低及支气管高反应性的有效反应指标。随着CVA病儿病情严重程度增加，其气道阻力明显升高，流速-容量曲线发生明显变化，本组6min跑步试验观察哮喘病儿呼吸道易变性和可逆性，流速-容量曲线呼气、吸气指标均低于健康对照组，并随病情加重而降低，与唐汇群等报道一致。本研究中Pearson相关性分析结果显示EOS与IL-17、IL-23均呈正相关（P
＜0.05），EOS、IL-17、IL-23与气道功能指标均呈负相关（P
＜0.05）。分析其机制可能为IL-23/Th17轴促进了EOS细胞的活化和聚集，EOS细胞活化并可产生和分泌IL-17及IL-23，从而导致气道平滑肌成纤维细胞增殖，加剧细胞外基质合成，导致气道重塑，进而导致小气道功能降低，在小儿CVA中发挥了重要的作用。对于小儿CVA检测EOS、IL-17及IL-23水平可为其临床诊断和治疗提供有效参考，而通过IL-23/Th17轴进行特异性免疫治疗可作为小儿CVA治疗的新方法。综上所述，EOS、IL-17及IL-23水平在小儿咳嗽变异性哮喘中存在明显相关性，可显著降低病儿小气道功能，对于CVA疾病发展中具有重要作用。
