支气管哮喘患者血清和痰液白细胞介素-16的测定
作者：龙学明 覃寿明 陈一强 钟小宁
单位：广西医科大学第一附属医院 南宁530021
关键词：白细胞介素-16；哮喘；酶联免疫吸附法
广西中医学院学报000205
摘 要 【目的】 探讨白细胞介素-16(IL-16)在支气管哮喘发病机理中的作用，并评价其作为评价哮喘气道炎症的临床价值。【方法】收集12例过敏性哮喘患者、8例非过敏性哮喘患者、10例无哮喘的过敏体质者以及10名正常对照者的血清和痰液，以酶联免疫吸附法测定其中IL-16水平。【结果】哮喘患者无论是过敏性还是非过敏性，血清和痰液IL-16水平均明显高于有过敏体质但无哮喘的患者以及正常人；急性发作期哮喘患者治疗后IL-16水平即明显下降，但仍高于正常水平。【结论】IL-16参与了哮喘的发病过程，其机制很可能与它们能够激活炎症细胞有关。监测血清和痰液IL-16水平尤其是IL-16的动态变化虽然可以较好地反映出气道炎症的反应过程，但对哮喘无太大的诊断价值。
, http://www.100md.com
中图分类号 R562.25
白细胞介素-16(IL-16，又称淋巴细胞趋化因子)对CD4细胞具有特异性活性，它可以选择地引发CD4细胞迁移，还可以作为生长因子促进CD4细胞的繁殖[1]。基于这种认识，推测IL-16在CD4细胞所介导的哮喘气道炎症过程中可能具有某种调节作用。我们研究了哮喘患者血清和痰液中IL-16水平的变化，旨在加深认识IL-16在支气管哮喘发病机制中的作用。
1 材料和方法
1.1 研究对象 哮喘组：无吸烟史的哮喘患者20例，年龄22～76岁，平均44.7岁，其中男6例，女14例；本组患者中12例为至少对粉尘螨过敏的过敏性哮喘(急性发作期7例，缓解期5例)，余8例为非过敏性哮喘(急性发作期5例，缓解期3例)，诊断均符合全国哮喘会议所制定的哮喘诊断标准。所有患者于研究前一个月无免疫治疗史及类固醇激素用药史。过敏组：无吸烟史的过敏体质者10例，年龄18～56岁，平均43.2岁，男女各5例。本组患者诊断为过敏性鼻炎7例，过敏性皮炎3例，均无哮喘发作史。有无过敏体质系根据多种常见过敏原(粉尘螨、花粉、羽毛；河虾、海虾以及海鱼等)皮肤划痕试验结果确定。正常组：无吸烟史的健康对照者10名，年龄20～56岁，平均40.6岁，其中男6名，女4名；本组均无过敏原皮肤划痕试验阳性反应，亦无特殊病史，体检无异常发现，近两个月无感染史。
, 百拇医药
1.2 血和痰标本收集以及IL-16测定 过敏组和正常组受试者各采静脉血1次。急性发作期哮喘患者分别于治疗前、治疗(类固醇激素+氨茶碱+β\-2受体激动剂，3例轻度患者仅以β\-2受体激动剂雾化吸入治疗)2周后各采静脉血和留取痰液1次。所有血标本于室温下静置2小时后收集血清冻存于-80℃。痰液的收集和处理方法见文献[2]。所有患者雾化吸入3.5%的氯化钠溶液，以凉开水漱口后鼓励其将深部痰咳出，每2.5分钟咳1次共20分钟，或直至收集到5ml痰液为止。将所收集的痰液与同体积的二硫苏糖醇溶(1mmol/L，溶于Hank's缓冲盐溶液)混匀后于37℃孵化15分钟。离心后收集上清液冻存于-80℃，待测其中IL-16水平。IL-16水平的测定均采用ELISA方法，测定药盒购自美国BioSource公司，并均按产品所附说明书进行操作。
1.3 数据以x±s\-x表示，所用的统计学方法包括方差分析、q检验、配对t检验和直线相关分析。
2 结 果
, 百拇医药
各组血清和痰液中IL-16水平见表1。可以看到，哮喘组无论是过敏性还是非过敏性患者，其血清和痰液中IL-16水平都明显高于过敏组(P<0.05或0.01)和正常组(P<0.05或0.01)，而过敏性和非过敏性哮喘患者之间、过敏体质者和正常人之间的IL-16水平差异均不明显(P均>0.05)。
表1 哮喘患者、过敏体质者和正常人
血清和痰液IL-16水平(
±s) 组别
例数
IL-16(ng/L)
痰液
, 百拇医药
血清
哮喘组
20
过敏性
12
62.3±8.0①②
587.5±54.2③④
非过敏性
8
58.0±9.8①②
579.3±58.6③④
, 百拇医药 过敏组
10
26.4±5.9
341.7±37.9
正常组
10
24.1±5.0
329.7±39.0
注：与过敏组比较：①P<0.05，③P<0.01；与正常组比较：②P<0.05，④P<0.01
发作期哮喘患者治疗前后IL-16水平见表2。表2显示，上述过敏性和非过敏性哮喘组中的12例急性发作期患者经治疗2周哮喘症状显著改善后血清和痰液中IL-16水平明显下降(P均<0.01)，几乎降至8例缓解期哮喘患者的水平(P<0.05或0.01)，但仍然明显高于正常组水平(P<0.01)，而RANTES和MIP-1α水平则和正常水平无明显差别(P均>0.05)。表2 发作期哮喘患者治疗前后IL-16水平变化(±s) 组别
, 百拇医药
例数
IL-16(ng/L)
痰液
血清
哮喘组
20
治疗前
12
69.3±8.0①②③
645.7±49.7①②③
治疗后
12
, 百拇医药
45.9±5.9③
506.3±42.5③
缓解期
10
44.3±5.9
492.0±50.2
正常组
10
24.1±5.0
329.7±39.0
注：与治疗后比较：①P<0.01；与缓解期比较：②P<0.05；与正常组比较：③P<0.01。3 讨 论
, 百拇医药
我们在本组研究中发现，哮喘患者即使是处于临床缓解期，其血清和痰IL-16水平也明显高于有过敏体质但无哮喘的患者以及正常人。当哮喘急性发作时，IL-16增高更为明显，显著高于缓解期水平，经治疗哮喘症状缓解后则随即下降至缓解期水平，但仍高于正常水平。此外，过敏性和非过敏性哮喘患者之间的血清和痰IL-16水平并无差异，过敏体质者的血清和痰IL-16水平亦并不高于正常人。可见，仅仅是处于过敏状态，IL-16水平并不就升高，过敏状态对哮喘患者IL-16水平亦无影响。导致这些因子水平升高的是哮喘的发病过程，尤其是哮喘急性发作时。
研究表明，外周血中CD8和CD4细胞是IL-16的重要来源[3]，哮喘患者血清IL-16水平升高的机制尚未阐明。已经知道，过敏原进入机体后就可以激活多种效应细胞如淋巴细胞、嗜酸细胞、肥大细胞和巨噬细胞等。这些细胞被激活后就可以合成和释放IL-16多种炎症介质和趋化因子。这一点，可以解释为什么哮喘急性发作时血清IL-16水平明显高于哮喘症状缓解之后，因为哮喘发作时体内多种炎症细胞总是处于活化状态。
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Laberge等[4]的研究证实，哮喘患者支气管粘膜组织中所表达的IL-16 mRNA及蛋白水平明显增高，因而其来源主要是气道上皮细胞。我们推测，哮喘患者痰中所增高的IL-16既可以是血循环中CD8和CD4细胞所产生的的IL-16所渗透进入气道的部分，也可以为气道局部所分泌。事实上，当哮喘气道局部给予抗原刺激，6小时后即可在其支气管肺泡灌洗液中检测到高水平的IL-16[5]。既然IL-16可以选择性地促进CD4 T细胞迁移并促使其活化[1]，并且组织学研究也显示，CD4 T细胞总是聚集到IL-16蛋白表达呈强阳性的气道上皮层[4，6]，那么就有理由认为，高水平的IL-16出现于气道后就趋化CD4细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，并进一步将其激活。CD4细胞一旦被激活，便会释放一系列对嗜酸细胞具有趋化作用的细胞因子，其中包括白细胞介素-5(IL-5)。我们以前的研究表明，IL-5不但可以直接趋化嗜酸细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，还可以促使其活化，从而参与哮喘的发病过程[7，8]。另一方面，当嗜酸细胞被募集到哮喘患者的呼吸道之后，和CD4细胞一样，其本身又是IL-16的重要来源，因为嗜酸细胞具有产生IL-16的功能[9]。
, 百拇医药
当考察测定IL-16水平是否对哮喘具有诊断价值时，我们注意到血清或痰IL-16水平变化幅度较大，哮喘患者和非哮喘患者之间IL-16水平多有重叠，以致难于确定一个“诊断界限”。可见，IL-16水平的高低本身对哮喘而言，其诊断价值并不太大。然而，对于每一例患者而言，监测其
(下转第15页)
上接第12页)IL-16水平的动态变化，却可以较好地反映出其气道的炎症反应过程。
参考文献
[1] Cruikshank WW,Center DM,Nisar N,et al.Molecular and functional analysis of a lymphocyte chemoattractant factor:association of biological function with CD4 expression.Proc Natl Acad Sci USA.1994,(91):5109
, 百拇医药
[2] Shi HZ,Deng JM,Xu H,et al.Effect of inhaled interleukin-4 on airway hyperreactivity in asthmatics.Am J Respir Crit Care Med.1998,(157):1818
[3] Laberge S,Gruikshank WW,Hornfeld H,et al.Histamine-induced secretion of lymphocyte chemoattractant factor from CD8 T cells is independent of transcripton and translation:evidence for constitutive protein synthesis and storage.J Immunol.1995,(155):2902
[4] Laberge S,Ernst P,Ghaffar O,et al.Increased expression of interleukin16 in bronchial mucosa of subjects with atopic asthma.Am J Respir Cell Mol Biol.1997,(17):193
, http://www.100md.com
[5] Crikshand WW,Long A,Tarpy RE,et al.Early identification of interleukin-16 (lymphocyte chemoattractant factor) and macrophage inflammatory protein 1α (MIP-1α)in bronchoalveolar lavage fluid of antigen-challenged asthmatics.Am J Respir Cell Mol Biol.1995,(13):738
[6] Laitinen LA,Laitinen A,Haahtela T.Airway mucosa inflammation even in patients with newly diagnosed asthma.Am Res Respir Dis.1993,(147):697
[7] Shi HZ,Xiao CQ,Zhong D,et al.Effect ofinhaled interleukin-5 on airway hyperreactivity and eosinophilia in asthmatics.Am J Respir Crit Care Med.1998,(157):204
, http://www.100md.com
[8] Shi HZ,Qin SM,Huang GW,et al.Infiltration of eosinophils into the asthmatic airways caused by interleukin-5.Am J Respir Cell Mol Biol.1997,(16):220
[9] Lim KG,Wan HC,Bozza PT,et al.Human eosinophils elaborate the lymphocyte chemoattractant IL-16 (Lymphocyte chemoattractant factor) and RANTES.J Immunol.1996,(156):2566
收稿日期：2000-04-17, 百拇医药
单位：广西医科大学第一附属医院 南宁530021
关键词：白细胞介素-16；哮喘；酶联免疫吸附法
广西中医学院学报000205
摘 要 【目的】 探讨白细胞介素-16(IL-16)在支气管哮喘发病机理中的作用，并评价其作为评价哮喘气道炎症的临床价值。【方法】收集12例过敏性哮喘患者、8例非过敏性哮喘患者、10例无哮喘的过敏体质者以及10名正常对照者的血清和痰液，以酶联免疫吸附法测定其中IL-16水平。【结果】哮喘患者无论是过敏性还是非过敏性，血清和痰液IL-16水平均明显高于有过敏体质但无哮喘的患者以及正常人；急性发作期哮喘患者治疗后IL-16水平即明显下降，但仍高于正常水平。【结论】IL-16参与了哮喘的发病过程，其机制很可能与它们能够激活炎症细胞有关。监测血清和痰液IL-16水平尤其是IL-16的动态变化虽然可以较好地反映出气道炎症的反应过程，但对哮喘无太大的诊断价值。
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中图分类号 R562.25
白细胞介素-16(IL-16，又称淋巴细胞趋化因子)对CD4细胞具有特异性活性，它可以选择地引发CD4细胞迁移，还可以作为生长因子促进CD4细胞的繁殖[1]。基于这种认识，推测IL-16在CD4细胞所介导的哮喘气道炎症过程中可能具有某种调节作用。我们研究了哮喘患者血清和痰液中IL-16水平的变化，旨在加深认识IL-16在支气管哮喘发病机制中的作用。
1 材料和方法
1.1 研究对象 哮喘组：无吸烟史的哮喘患者20例，年龄22～76岁，平均44.7岁，其中男6例，女14例；本组患者中12例为至少对粉尘螨过敏的过敏性哮喘(急性发作期7例，缓解期5例)，余8例为非过敏性哮喘(急性发作期5例，缓解期3例)，诊断均符合全国哮喘会议所制定的哮喘诊断标准。所有患者于研究前一个月无免疫治疗史及类固醇激素用药史。过敏组：无吸烟史的过敏体质者10例，年龄18～56岁，平均43.2岁，男女各5例。本组患者诊断为过敏性鼻炎7例，过敏性皮炎3例，均无哮喘发作史。有无过敏体质系根据多种常见过敏原(粉尘螨、花粉、羽毛；河虾、海虾以及海鱼等)皮肤划痕试验结果确定。正常组：无吸烟史的健康对照者10名，年龄20～56岁，平均40.6岁，其中男6名，女4名；本组均无过敏原皮肤划痕试验阳性反应，亦无特殊病史，体检无异常发现，近两个月无感染史。
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1.2 血和痰标本收集以及IL-16测定 过敏组和正常组受试者各采静脉血1次。急性发作期哮喘患者分别于治疗前、治疗(类固醇激素+氨茶碱+β\-2受体激动剂，3例轻度患者仅以β\-2受体激动剂雾化吸入治疗)2周后各采静脉血和留取痰液1次。所有血标本于室温下静置2小时后收集血清冻存于-80℃。痰液的收集和处理方法见文献[2]。所有患者雾化吸入3.5%的氯化钠溶液，以凉开水漱口后鼓励其将深部痰咳出，每2.5分钟咳1次共20分钟，或直至收集到5ml痰液为止。将所收集的痰液与同体积的二硫苏糖醇溶(1mmol/L，溶于Hank's缓冲盐溶液)混匀后于37℃孵化15分钟。离心后收集上清液冻存于-80℃，待测其中IL-16水平。IL-16水平的测定均采用ELISA方法，测定药盒购自美国BioSource公司，并均按产品所附说明书进行操作。
1.3 数据以x±s\-x表示，所用的统计学方法包括方差分析、q检验、配对t检验和直线相关分析。
2 结 果
, 百拇医药
各组血清和痰液中IL-16水平见表1。可以看到，哮喘组无论是过敏性还是非过敏性患者，其血清和痰液中IL-16水平都明显高于过敏组(P<0.05或0.01)和正常组(P<0.05或0.01)，而过敏性和非过敏性哮喘患者之间、过敏体质者和正常人之间的IL-16水平差异均不明显(P均>0.05)。
表1 哮喘患者、过敏体质者和正常人
血清和痰液IL-16水平(
±s) 组别例数
IL-16(ng/L)
痰液
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血清
哮喘组
20
过敏性
12
62.3±8.0①②
587.5±54.2③④
非过敏性
8
58.0±9.8①②
579.3±58.6③④
, 百拇医药 过敏组
10
26.4±5.9
341.7±37.9
正常组
10
24.1±5.0
329.7±39.0
注：与过敏组比较：①P<0.05，③P<0.01；与正常组比较：②P<0.05，④P<0.01
发作期哮喘患者治疗前后IL-16水平见表2。表2显示，上述过敏性和非过敏性哮喘组中的12例急性发作期患者经治疗2周哮喘症状显著改善后血清和痰液中IL-16水平明显下降(P均<0.01)，几乎降至8例缓解期哮喘患者的水平(P<0.05或0.01)，但仍然明显高于正常组水平(P<0.01)，而RANTES和MIP-1α水平则和正常水平无明显差别(P均>0.05)。表2 发作期哮喘患者治疗前后IL-16水平变化(
±s) 组别, 百拇医药
例数
IL-16(ng/L)
痰液
血清
哮喘组
20
治疗前
12
69.3±8.0①②③
645.7±49.7①②③
治疗后
12
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45.9±5.9③
506.3±42.5③
缓解期
10
44.3±5.9
492.0±50.2
正常组
10
24.1±5.0
329.7±39.0
注：与治疗后比较：①P<0.01；与缓解期比较：②P<0.05；与正常组比较：③P<0.01。3 讨 论
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我们在本组研究中发现，哮喘患者即使是处于临床缓解期，其血清和痰IL-16水平也明显高于有过敏体质但无哮喘的患者以及正常人。当哮喘急性发作时，IL-16增高更为明显，显著高于缓解期水平，经治疗哮喘症状缓解后则随即下降至缓解期水平，但仍高于正常水平。此外，过敏性和非过敏性哮喘患者之间的血清和痰IL-16水平并无差异，过敏体质者的血清和痰IL-16水平亦并不高于正常人。可见，仅仅是处于过敏状态，IL-16水平并不就升高，过敏状态对哮喘患者IL-16水平亦无影响。导致这些因子水平升高的是哮喘的发病过程，尤其是哮喘急性发作时。
研究表明，外周血中CD8和CD4细胞是IL-16的重要来源[3]，哮喘患者血清IL-16水平升高的机制尚未阐明。已经知道，过敏原进入机体后就可以激活多种效应细胞如淋巴细胞、嗜酸细胞、肥大细胞和巨噬细胞等。这些细胞被激活后就可以合成和释放IL-16多种炎症介质和趋化因子。这一点，可以解释为什么哮喘急性发作时血清IL-16水平明显高于哮喘症状缓解之后，因为哮喘发作时体内多种炎症细胞总是处于活化状态。
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Laberge等[4]的研究证实，哮喘患者支气管粘膜组织中所表达的IL-16 mRNA及蛋白水平明显增高，因而其来源主要是气道上皮细胞。我们推测，哮喘患者痰中所增高的IL-16既可以是血循环中CD8和CD4细胞所产生的的IL-16所渗透进入气道的部分，也可以为气道局部所分泌。事实上，当哮喘气道局部给予抗原刺激，6小时后即可在其支气管肺泡灌洗液中检测到高水平的IL-16[5]。既然IL-16可以选择性地促进CD4 T细胞迁移并促使其活化[1]，并且组织学研究也显示，CD4 T细胞总是聚集到IL-16蛋白表达呈强阳性的气道上皮层[4，6]，那么就有理由认为，高水平的IL-16出现于气道后就趋化CD4细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，并进一步将其激活。CD4细胞一旦被激活，便会释放一系列对嗜酸细胞具有趋化作用的细胞因子，其中包括白细胞介素-5(IL-5)。我们以前的研究表明，IL-5不但可以直接趋化嗜酸细胞浸润到哮喘患者的呼吸道，还可以促使其活化，从而参与哮喘的发病过程[7，8]。另一方面，当嗜酸细胞被募集到哮喘患者的呼吸道之后，和CD4细胞一样，其本身又是IL-16的重要来源，因为嗜酸细胞具有产生IL-16的功能[9]。
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当考察测定IL-16水平是否对哮喘具有诊断价值时，我们注意到血清或痰IL-16水平变化幅度较大，哮喘患者和非哮喘患者之间IL-16水平多有重叠，以致难于确定一个“诊断界限”。可见，IL-16水平的高低本身对哮喘而言，其诊断价值并不太大。然而，对于每一例患者而言，监测其
(下转第15页)
上接第12页)IL-16水平的动态变化，却可以较好地反映出其气道的炎症反应过程。
参考文献
[1] Cruikshank WW,Center DM,Nisar N,et al.Molecular and functional analysis of a lymphocyte chemoattractant factor:association of biological function with CD4 expression.Proc Natl Acad Sci USA.1994,(91):5109
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[2] Shi HZ,Deng JM,Xu H,et al.Effect of inhaled interleukin-4 on airway hyperreactivity in asthmatics.Am J Respir Crit Care Med.1998,(157):1818
[3] Laberge S,Gruikshank WW,Hornfeld H,et al.Histamine-induced secretion of lymphocyte chemoattractant factor from CD8 T cells is independent of transcripton and translation:evidence for constitutive protein synthesis and storage.J Immunol.1995,(155):2902
[4] Laberge S,Ernst P,Ghaffar O,et al.Increased expression of interleukin16 in bronchial mucosa of subjects with atopic asthma.Am J Respir Cell Mol Biol.1997,(17):193
, http://www.100md.com
[5] Crikshand WW,Long A,Tarpy RE,et al.Early identification of interleukin-16 (lymphocyte chemoattractant factor) and macrophage inflammatory protein 1α (MIP-1α)in bronchoalveolar lavage fluid of antigen-challenged asthmatics.Am J Respir Cell Mol Biol.1995,(13):738
[6] Laitinen LA,Laitinen A,Haahtela T.Airway mucosa inflammation even in patients with newly diagnosed asthma.Am Res Respir Dis.1993,(147):697
[7] Shi HZ,Xiao CQ,Zhong D,et al.Effect ofinhaled interleukin-5 on airway hyperreactivity and eosinophilia in asthmatics.Am J Respir Crit Care Med.1998,(157):204
, http://www.100md.com
[8] Shi HZ,Qin SM,Huang GW,et al.Infiltration of eosinophils into the asthmatic airways caused by interleukin-5.Am J Respir Cell Mol Biol.1997,(16):220
[9] Lim KG,Wan HC,Bozza PT,et al.Human eosinophils elaborate the lymphocyte chemoattractant IL-16 (Lymphocyte chemoattractant factor) and RANTES.J Immunol.1996,(156):2566
收稿日期：2000-04-17, 百拇医药