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编号:10281793
CD4T细胞活化与白细胞介素5释放在过敏性哮喘发病中的作用
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1998年第11期
     作者:全宝文 唐迟兵 王东亮 熊一霞 闫鸿 高军

    单位:110003 沈阳,中国人民解放军第二○二医院呼吸内科

    关键词:哮喘;T淋巴细胞;嗜酸细胞;白细胞介素5

    中华医学杂志981108 【摘要】 目的 了解特异性过敏原刺激下CD4T细胞活化以及白细胞介素5(IL-5)释放在过敏性哮喘发病中作用。方法 对12例过敏性哮喘(AA组)、9例过敏性非哮喘(AN组)患者以及10例正常对照者(N组)用过敏原屋尘螨提取液(HDM)进行全肺吸入激发,测定激发前后支气管肺泡灌洗(BAL)液和周围血单个核细胞(PBMC)的CD4CD25细胞、嗜酸粒细胞(EOS)、IL-5、嗜酸细胞阳离子蛋白(ECP)水平。结果 AA组迟发气道反应(LAR)发生率明显高于AN组,差异有非常显著意义(P<0.01),此种差异与BAL液中的EOS计数(r=0.539,P<0.05)、CD4CD25细胞、IL-5及ECP水平相关。结论 CD4T细胞活化与哮喘状态有关,也与过敏状态有关;特异过敏原刺激是过敏性哮喘病人CD4T细胞活化的重要原因;IL-5是EOS选择性活化因子,它主要在气道局部调控EOS的聚集和活化。
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    Activation of CD4 T lymphocyte and release of interleukin-5 in airway from patients with atopic asthmatics Quan Baowen, Tang Chibing, Wang Dongliang, et al. Department of Respiratory,202nd Hospital, PLA, Shenyang 110003

    【Abstract】 Objective To evaluate the action of CD4T cell and release of interleukin-5 in airway from patients with atopic asthma by the allergen-specific stimulation. Methods Twelve atopic asthmatics (AA), 9 atopic non-asthmatics (AN), and 10 normal controls(N) underwent whole-lung inhalation challenge with house dust mite allergen (HDM) extract.The Levels of CD4CD25T lymphocytes, eosinophils(EOS), interleukin-5 (IL-5) and eosinophil cationic protein (ECP) in bronchoalveolar lavage (BAL) and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were investigated with and without HDM challenge.Results AA differed from AN in having late airway reactions (LAR) after HDM inhalation (P<0.01), which was correlated with an percentage of BAL eosinophils, CD4CD25T cell IL-5 production and ECP release. Conclusion These findings suggest that the activation of CD4T lymphocytes is correlated with both asthmatic and atopic status. The allergen-specific stimulation is believed to play a major role in CD4 T cell activation in atopic asthma. IL-5 is selective cytokine for EOS activation and modulating local eosinophil recruitment and activation in airway
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    【Key words】 Asthma T-Lymphocytes Eosinophils Interleukin-5

    (Natl Med J China, 1998, 78:827-829)

    近年研究表明,嗜酸粒细胞(EOS)和CD4T细胞在气道内聚集和活化是支气管哮喘重要的发病机理。其活化的标志物分别为嗜酸细胞阳离子蛋白(ECP)和淋巴细胞表面IL-2受体(CD25)。CD4T细胞活化可产生多种细胞因子,其中以IL-5对EOS调控作用最明显,特异性最高。我们用相同的、大剂量特异性过敏原屋尘螨提取液(HDM)对过敏性哮喘和过敏性非哮喘组患者进行全肺吸入激发,通过测定两组患者吸入激发前后支气管肺泡灌洗(BAL)液和周围血单个核细胞(PBMC)细胞培养液中EOS、CD25细胞百分数以及IL-5和ECP释放水平,揭示特异过敏原对过敏性哮喘病人CD4T细胞活化的作用以及细胞因子IL-5对EOS的调控作用。
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    对象和方法

    一、对象

    过敏性哮喘(AA)组:12例,其中男6例,女6例,平均年龄34岁;过敏性非哮喘(AN)组:9例,其中男5例,女4例,平均年龄35岁;正常对照(N)组:10例,其中男5例,女5例,平均年龄34岁。

    AA组患者均有周期喘息发作史,气道阻塞具有可逆性,诊断符合文献[1]标准,并在3个月内未用过肾上腺皮质激素。AN组包括6例过敏性鼻炎和3例结膜炎,平时无喘息症状,基础FEV1正常。AA及AN组全部病人HDM皮试阳性,皮丘直径至少比正常对照组大6 mm。N组无过敏性疾病史,FEV1正常,对常见过敏原皮试阴性。所有患者、正常对照者在实验前均征得本人同意。

    二、方法

    1.组织胺吸入试验:在BAL检查前1~7天以标准方法[2]进行。PC20<8 g/L作为气道反应性增高标准。
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    2.过敏原吸入激发试验:用HDM激发(由美国Greer Laboratories公司提供)。PC20<2.7 g/L为阳性反应标准。阳性反应发生在激发后0~2小时为早发反应(EAR),发生在3~24小时为迟发反应(LAR)。

    3.BAL:所有受试者均进行基础条件下的BAL检查,AA和AN两组患者在吸入HDM激发后24小时进行第2次BAL检查,两次BAL检查间隔至少3周。

    4.BAL和PBMC细胞培养:调整BAL液细胞和PBMC悬浮液细胞浓度为2×106/ml,转至24孔无菌培养板(每孔1 ml)。加入HDM,最终浓度10 μg/ml,并以单纯RPMI-1640培养为对照,5% CO2、37 ℃ BAL细胞培养3天,台盼蓝染色,细胞存活率>60%;PBMC培养5天,存活率>80%。

    5.用流式细胞仪检测CD25:应用488 nm发射激光在淋巴细胞部位扫描,扫描10 000个细胞,确定免疫阳性细胞数。单克隆抗体的特异结合性以同型鼠免疫球蛋白为对照。
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    6.用酶联免疫吸附法测定IL-5:按照美国Pharminge公司提供的操作步骤测定BAL细胞和PBMC上清液IL-5含量。测定敏感性为25 pg/ml,变异系数为10%。

    7.EOS分离和培养:EOS培养按Ohnishi等[3]的方法进行。EOS以0.5×106/ml浓度在96孔培养板上孵育4天,培养后不含细胞的上清液贮于-80℃,用作ECP测定。

    8.ECP测定:按瑞典Pharmacia Diagnostics公司提供的方法进行,测定的ECP浓度界限值为2 μg/L。

    9.统计学分析:组内和组间比较用秩和检验,气道反应阳性率用卡方检验。两组参数的关系测定用等级相关分析。

    结果

    一、三组受试者基础状态比较
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    1.FEV1%及组胺PC20:AA组明显低于AN组(P<0.05)和正常对照组(P<0.01);组胺PC20:AA组明显低于AN组(P<0.01)。

    2.BAL细胞分类百分数:中性粒细胞:AA组明显高于正常对照组(P<0.05);EOS:AA组明显高于AN组(P<0.05) 和正常对照组,差异有显著意义(P<0.01)。

    3.CD4CD25T淋巴细胞百分数:BAL培养:AA组高于AN组(P<0.05)和N组(P<0.01);PBMC培养:AA组高于N组(P=0.02),而与AN组接近(表1)。

    表1 3组受试者CD4CD25淋巴细胞百分数(%,±s) 组别
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    例数

    BAL培养

    PBMC培养

    过敏性哮喘组

    12

    9.8±1.8△**

    8.2±2.1*

    过敏性非哮喘组

    9

    8.3±1.1

    7.0±2.4

    正常对照组
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    10

    6.6±1.9

    6.1±2.5

    注:与对照组比较* P<0.05,**P<0.01;与过敏性非哮喘组比较 P<0.05

    4.IL-5释放水平:见表2。

    表2 3组受试者IL-5释放水平(pg/ml,±s) 组别

    例数

    BAL培养

    PBMC培养
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    过敏性哮喘组

    12

    38±11△△**

    74±31△△**

    过敏性非哮喘组

    9…

    23±10

    正常对照组

    10…

    12±10

    注:与对照组比较* P<0.05,与过敏性非哮喘组比较P<0.05;…未测出
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    二、抗原吸入激发后组间比较

    1.气道反应性:吸入HDM剂量≤2 700 μg/ml,FEV1较基础值降低15%为阳性气道反应。AA组12例中阳性反应11例,EAR 7例,LAR 10例;AN组9例中阳性反应3例,EAR 3例,LAR仅1例,两组LAR比较,差异有非常显著意义(P<0.01);两组组胺PC20与HDM PC20比较,差异无显著意义。

    2.BAL细胞:HDM吸入激发后,过敏症两组的EOS均高于基础值(P=0.02),AA组又高于AN组(P<0.01)。BAL液EOS百分数与LAR最大值呈正相关(r=0.539,P<0.05)。

    3.CD4CD25淋巴细胞:HDM吸入后BAL细胞培养,过敏症两组CD4CD25细胞均高于基础值(P<0.05);BAL细胞HDM体外刺激下,两组CD4CD25细胞亦高于基础值。但HDM吸入后PBMC培养,只有AA组CD4CD25细胞增加(P<0.01)。
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    4.IL-5释放水平:HDM吸入后,过敏症两组IL-5水平均高于基础值(P<0.01);BAL细胞以HDM体外刺激,只有AA组IL-5释放增高(P<0.01)。PBMC细胞以HDM体外直接刺激,过敏症两组IL-5均增高(P<0.01、P<0.02),但此种情况不发生于HDM吸入激发。

    5.IL-5与EOS相关性:过敏症两组在吸入抗原激发前后,BAL细胞释放IL-5水平与EOS百分数明显相关(r=0.570和r=0.729,P<0.01)。AA组抗原吸入激发后BAL液IL-5水平与LAR FEV1最大下降值呈显著相关(r=0.638,P<0.01),但IL-5与EAR FEV1下降无显著相关。

    6.EOS释放ECP水平:HDM吸入激发前,BAL细胞释放ECP水平, AA组高于AN组(P<0.01)。吸入激发后两过敏症组BAL细胞释放ECP高于基础值(AA:P<0.05,AN:P<0.01)。吸入激发24小时,BAL细胞预先用抗IL-5抗体孵育,可显著抑制ECP释放(AA及AN组,P<0.01);而抗GM-CSF抗体对抑制ECP释放作用则明显弱于抗IL-5抗体。
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    讨论

    我们采用相同种类和相同剂量的特异性过敏原HDM,对两过敏症组进行全肺吸入激发,使我们观察到两组病人在相同刺激下产生了不同的气道反应。

    HDM吸入激发前基础条件下的测定结果,说明两组间气道内基本病理过程不同。哮喘组存在着明显的气道炎症反应。炎症反应持续存在的重要原因是环境中过敏原的持续暴露。相同剂量的HDM吸入后,两组HDM PC20阳性气道反应特别是LAR的发生率显著不同,AA组为83.3%(7/12),AN组为1/9。这种差异证实了以往的研究结果,过敏性非哮喘患者产生阳性气道反应所需抗原剂量高于过敏性哮喘[4];过敏症患者气道内嗜酸细胞浸润,细胞因子和介质的释放具有抗原剂量依

    赖[3~5]。因此,我们赞同Shaver等[6]提出的观点,在过敏性哮喘和过敏性非哮喘的对比研究中,气道中高剂量过敏原刺激下所发生的局部免疫炎症反应比过敏原自然暴露所产生的反应更具有代表性。这种方法有助于了解不同气道反应的相关因素。
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    以往研究表明,AA和AN组患者气道内嗜酸细胞数量和活化程度不同,AA组高于AN组,AN组高于N组[7,8]。 我们研究发现,HDM无论吸入激发或体外直接刺激,两过敏症组BAL细胞产生IL-5水平明显高于激发前基础值(P<0.01),而AA组又明显高于AN组(P<0.01);但HDM吸入激发后,PBMC产生IL-5水平却不增高。无论在何种情况下,IL-5水平增高均伴有EOS及ECP浓度增高。HDM吸入激发后的BAL液细胞预先用抗IL-5抗体孵育,可显著抑制ECP释放。这说明在抗原引起的气道高反应中,IL-5不但使嗜酸细胞增殖、 聚集而且促使其活化,IL-5是嗜酸细胞选择性活化因子。

    虽然CD8T细胞、肥大细胞和嗜酸细胞都可产生IL-5, 但哮喘病人IL-5的主要来源是CD4T细

    胞[9,10]。进一步研究发现,两过敏症组CD4T细胞活化程度增高仅见于HDM吸入激发后BAL细胞培养,而HDM吸入后PBMC培养CD4CD25细胞增高,仅见于哮喘组。说明特异过敏原刺激气道是过敏性哮喘气道内CD4细胞活化的重要原因。CD4细胞活化与哮喘状态有关,也与过敏状态有关。
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    参考文献

    1 中华医学会呼吸病学会.支气管哮喘的定义、严重度分级和疗效判断标准(修正方案).中华结核和呼吸杂志,1993,16(增刊):5-8.

    2 中华医学会呼吸病学会.气道反应性测定方法(试行方案)中华结核和呼吸杂志,1993,16(增刊);9-10.

    3 Ohnishi T, Sur S,Collins DS, et al. Eosinophil survival activity identified as interleukin-5 is associated with eosinophil recruitment and degranulation and lung injury 24h after segmental lung challenge. J Allergy Clin Immunol, 1993,92:607-615.
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    4 Dupuis R, Collins DS,Koh YY,et al.Effect of antigen dose on the recruitment of inflamatory cells to the lung by segmental antigen challenge. J Allergy Clin Immunol, 1992, 89:850-857.

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    6 Shaver JR, O′Connor JJ, Pollice M,et al. Pulmonary inflammation after segmental ragweed challenge in allergic asthmatic subjects. Am J Respir Crit Care Med, 1995,152:1189-1197.
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    8 Djukanovic R, Lai ckw,Wilson JW, et al, Bronchial mucosal manifestations of atopy:a comparison of markers of inflammation between atopic asthmatics, atopic non-asthmatics and healthy controls. Eur Respir J, 1992, 5:538-544.
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    9 Robinson DS, Hamid Q, Ying S, et al.Evidence for a Predominant Th2-type′bronchoalveolar lavage T-Lymphocyte Population in atopic asthma. N Eng J Med, 1991, 326:298-304.

    10 Robinson DS, Hamid Q,Ying S et al, Prednisone treatment in asthma is associated with modulation of bronchoalveolar lavage cell interleukin-4, interleukin-5 and interferon-gamma cytokine gene expression. Am Rev Respir Dis, 1993, 148:401-406.

    (收稿:1997-11-13 修回:1998-08-17), http://www.100md.com