细胞间粘附分子-1、E-选择素及肿瘤坏死因子和慢性阻塞性肺疾病的关系
摘要：目的 研究细胞间黏附分子(ICAM-1)、E选择素(E-selectin)和肿瘤坏死因子(TNF-α)与慢性阻塞性肺疾病(COPD)发病之间的关系。方法 采用酶联免疫吸附双抗体夹心法原理(ELISA)，分别检测45例COPD急性加重期患者和20例健康体检者(对照组)血清可溶性ICAM-1(sICAM-1)、可溶性E-selectin(sE-selectin)和TNF-α的含量。结果 COPD急性加重期患者血清sICAM-1和sE-selectin的平均含量明显高于对照组(P<0001)，并随着阻塞程度的加重而升高(P<001);TNF-α与sICAM-1和sE-selectin呈正相关(r=0899、0781，P<0001)。结论 ICAM-1和E-selectin参与了COPD的发生和发展，TNF-α是COPD急性加重期诱导ICAM-1和E-selectin表达上调的重要细胞因子。
关键词：阻塞性肺疾病；细胞间粘附分子-1；E-选择素；酶联免疫吸附
慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease， COPD)的致病因素很多，其发病机制相当复杂，某些环节目前仍不清楚。但呼吸道的反复感染和炎症持续存在，是造成COPD患者气道重构及进行性气道阻塞的主要危险因素之一。而细胞间粘附因子-1(ICAM-1)和E-选择素(E-selectin)在炎症的发生发展中起着重要的作用。本研究通过测定COPD患者血清中ICAM-1和E-selectin含量的变化，了解ICAM-1和E-selectin与COPD的关系，并探讨其作用机制，旨在为拓展COPD的预防和治疗提供理论依据。
1 资料与方法
11 研究对象
按照诊断及分级标准[1]确诊的COPD住院患者并除外糖尿病、冠心病、高脂血症、肿瘤、乙型肝炎活动期等疾病为COPD组，共45例，男33例，女12例，年龄55～72岁，平均(623±72)岁。其中Ⅰ级17例，Ⅱ级17例，Ⅲ级11例。正常对照组系健康体检者，经询问病史、查体、血尿常规、生化检查、胸片及肺功能检查后确定；入选标准：(1)无慢性咳嗽、咳痰史，胸片正常，FEV1%>80%；(2) 无吸烟史或停止吸烟>5年，共20例，其中男15例，女5例，年龄58～69岁，平均(618±58)岁。 COPD组给予低流量吸氧、抗感染、平喘等常规治疗。
12 样本的采集和肺功能测定
COPD组患者于急性加重期在治疗前和对照组患者均于清晨空腹采肘正中静脉血6mL，注入两个试管中，室温离心后，吸取血清放入endoff管中，-70℃低温保存以备统一检测。入院后12h内测肺功能。
13 指标测定
sICAM-1、sE-selectin和TNF-α均采用酶联免疫吸附双抗体夹心法ELISA测定，sICAM-1、sE-selectin试剂盒由晶美北京公司提供，TNF-α试剂盒由苏州医学院血液病研究所提供。整个实验过程严格按说明书由专人操作完成。
14 统计学处理
各组变量采用±s表示，采用t检验、Pearson等级相关分析;P<005为差异有统计学意义。
2 结果
21 COPD急性加重期和对照组患者血清中sICAM-1和sE-selectin含量比较
45例COPD急性加重期血清sICAM-1和sE-selectin含量明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0001)，见表1。表1 两组患者sICAM-1、sE-selectin和TNF-a含量比较(略)
22 COPD急性加重期病情不同分组中血清sICAM-1和sE-selectin含量比较
本组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级各分组sICAM-1和sE-selectin含量随着病情的加重而升高，分组间差异有统计学意义(P<001)，见表2。表2 不同级急性加重期患者sICAM-1、sE-selectin和TNF-a含量比较(略)
23 COPD急性加重期TNF-α和sICAM-1、sE-selectin相关性分析
急性加重期患者血清中TNF-α与sICAM-1呈正相关(r=0899，P<0001),与sE-selectin呈正相关(r=0781,P<0001)。
3 讨论
慢性非特异性气道炎症的持续存在和发展是COPD的基本病理特征，E-selectin和ICAM-1的表达上调是气道炎症发生发展的基础。局部表达、作用后的ICAM-1和E-selectin脱落入血，形成可溶性的粘附分子(sICAM-1和sE-selectin)，由于循环中的可溶性粘附分子含量与局部膜型粘附分子表达有高度的相关性[2]。因此，sICAM-1和sE-selectin可间接反映其膜型粘附分子在局部的表达情况。
本研究结果表明，急性加重期患者血清sICAM-1和sE-selectin含量明显高于对照组，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级各分组中sICAM-1和sE-selectin含量逐渐升高，表明在急性加重期活化血管内皮细胞通过上调ICAM-1和E-selectin的表达，参与了急性炎性反应。且ICAM-1和E-selectin的表达水平与病情轻重程度密切相关。同时TNF-α含量与sICAM-1和sE-selectin含量呈明显的正相关(P<0001)，说明在急性加重期，TNF-α是刺激内皮细胞表达粘附分子的重要细胞因子之一，其机制是TNF-α通过核转录因子κb促进血管内皮细胞ICAM-1和E-selectin基因的转录、上调其表达[3]。
在COPD急性加重期，ICAM-1和E-selectin上调表达后，介导白细胞的贴壁滚动、附着、粘附和转移，使白细胞经内皮细胞游出血管内壁进入肺和气道的炎症组织，并释放大量组织、炎性因子等，对肺实质造成损伤：(1)粘附初期，白细胞与内皮细胞相互激活时，产生和释放PAF、IL-8、LTB4等活性物质，诱导血小板凝集，导致血管收缩，加重肺组织损伤；(2)紧密粘附和白细胞跨内皮转移时，粘附局部缺氧，可激活内皮细胞膜上的PLA2，产生氧自由基，损伤血管内皮细胞，使内皮通透性增高，造成血管内液体的渗出，削弱了组织的灌注，加重缺氧，同时，氧自由基可增强内皮对白细胞的粘附，释放更多的炎性因子，加剧内皮的损伤；(3)内皮细胞受到损伤后，内皮下组织暴露，激活凝血系统，白细胞粘附于血管内皮细胞上，形成微小血栓阻塞肺毛细血管，造成肺微循环障碍[4-5]。脱落后的sE-selectin和局部的活性物质可进而诱导白细胞表面的CD11b/CD18活化，对白细胞有趋化作用，同时在ICAM-1的协同作用下活化的中性粒细胞，诱导单核细胞和肺泡巨噬细胞释放TNF-α、IL-1、INF-γ和氧自由基，促使更多白细胞跨内皮细胞转移，进而放大炎症级联反应，使炎症失控，破坏上皮细胞，加重气道阻塞及炎性病变。
综上所述，ICAM-1、E-selectin参与了COPD的发生和发展，这为COPD的预防与临床治疗提供了实验室依据，即合理调控和阻断粘附分子的表达可能是治疗COPD又一新途径。
参考文献:
[1] 中华医学会呼吸系病学会慢性阻塞性肺疾病(COPD)诊治规范(草案)[J]中国实用内科杂志，1998，18(5)：309-313
[2] ShiotaYJG Wilson, M Marukawa Soluble intercellular adhesion molecule 1(ICAM-1) antigen in sera of bronchial asthmatics[J] Chest, 1996, 109:94-99
[3] Chen CC,Rosenbloom CL,Anderson DC,et alSelective inhibition of E-selectin,vascular cell adhesion molecule-1,and intercellular adheion molecule-1,and intercellular adheion molecule-1 expression by inhibitors of I(B-αphosphorylation[J]J Immunol, 1995,155(7):3538-3545
[4] Granger DN, Kabes P The microcirculation and inflammation modulation of leukocyte-endothelialcell adhension[J]J Leukocyte Biology, 1994,55:662-675
[5] 刘成玉，曲彦，腾青哮喘患者白细胞流变特性CD+18表达及可溶性细胞粘附分子水平的变化[J]中华结核和呼吸杂志，1998，21：84
(宁夏医学院附属医院ICU，银川 750004)
(责任编辑：路锦绣), 百拇医药(马希刚, 曹相原)
关键词：阻塞性肺疾病；细胞间粘附分子-1；E-选择素；酶联免疫吸附
慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease， COPD)的致病因素很多，其发病机制相当复杂，某些环节目前仍不清楚。但呼吸道的反复感染和炎症持续存在，是造成COPD患者气道重构及进行性气道阻塞的主要危险因素之一。而细胞间粘附因子-1(ICAM-1)和E-选择素(E-selectin)在炎症的发生发展中起着重要的作用。本研究通过测定COPD患者血清中ICAM-1和E-selectin含量的变化，了解ICAM-1和E-selectin与COPD的关系，并探讨其作用机制，旨在为拓展COPD的预防和治疗提供理论依据。
1 资料与方法
11 研究对象
按照诊断及分级标准[1]确诊的COPD住院患者并除外糖尿病、冠心病、高脂血症、肿瘤、乙型肝炎活动期等疾病为COPD组，共45例，男33例，女12例，年龄55～72岁，平均(623±72)岁。其中Ⅰ级17例，Ⅱ级17例，Ⅲ级11例。正常对照组系健康体检者，经询问病史、查体、血尿常规、生化检查、胸片及肺功能检查后确定；入选标准：(1)无慢性咳嗽、咳痰史，胸片正常，FEV1%>80%；(2) 无吸烟史或停止吸烟>5年，共20例，其中男15例，女5例，年龄58～69岁，平均(618±58)岁。 COPD组给予低流量吸氧、抗感染、平喘等常规治疗。
12 样本的采集和肺功能测定
COPD组患者于急性加重期在治疗前和对照组患者均于清晨空腹采肘正中静脉血6mL，注入两个试管中，室温离心后，吸取血清放入endoff管中，-70℃低温保存以备统一检测。入院后12h内测肺功能。
13 指标测定
sICAM-1、sE-selectin和TNF-α均采用酶联免疫吸附双抗体夹心法ELISA测定，sICAM-1、sE-selectin试剂盒由晶美北京公司提供，TNF-α试剂盒由苏州医学院血液病研究所提供。整个实验过程严格按说明书由专人操作完成。
14 统计学处理
各组变量采用±s表示，采用t检验、Pearson等级相关分析;P<005为差异有统计学意义。
2 结果
21 COPD急性加重期和对照组患者血清中sICAM-1和sE-selectin含量比较
45例COPD急性加重期血清sICAM-1和sE-selectin含量明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0001)，见表1。表1 两组患者sICAM-1、sE-selectin和TNF-a含量比较(略)
22 COPD急性加重期病情不同分组中血清sICAM-1和sE-selectin含量比较
本组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级各分组sICAM-1和sE-selectin含量随着病情的加重而升高，分组间差异有统计学意义(P<001)，见表2。表2 不同级急性加重期患者sICAM-1、sE-selectin和TNF-a含量比较(略)
23 COPD急性加重期TNF-α和sICAM-1、sE-selectin相关性分析
急性加重期患者血清中TNF-α与sICAM-1呈正相关(r=0899，P<0001),与sE-selectin呈正相关(r=0781,P<0001)。
3 讨论
慢性非特异性气道炎症的持续存在和发展是COPD的基本病理特征，E-selectin和ICAM-1的表达上调是气道炎症发生发展的基础。局部表达、作用后的ICAM-1和E-selectin脱落入血，形成可溶性的粘附分子(sICAM-1和sE-selectin)，由于循环中的可溶性粘附分子含量与局部膜型粘附分子表达有高度的相关性[2]。因此，sICAM-1和sE-selectin可间接反映其膜型粘附分子在局部的表达情况。
本研究结果表明，急性加重期患者血清sICAM-1和sE-selectin含量明显高于对照组，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级各分组中sICAM-1和sE-selectin含量逐渐升高，表明在急性加重期活化血管内皮细胞通过上调ICAM-1和E-selectin的表达，参与了急性炎性反应。且ICAM-1和E-selectin的表达水平与病情轻重程度密切相关。同时TNF-α含量与sICAM-1和sE-selectin含量呈明显的正相关(P<0001)，说明在急性加重期，TNF-α是刺激内皮细胞表达粘附分子的重要细胞因子之一，其机制是TNF-α通过核转录因子κb促进血管内皮细胞ICAM-1和E-selectin基因的转录、上调其表达[3]。
在COPD急性加重期，ICAM-1和E-selectin上调表达后，介导白细胞的贴壁滚动、附着、粘附和转移，使白细胞经内皮细胞游出血管内壁进入肺和气道的炎症组织，并释放大量组织、炎性因子等，对肺实质造成损伤：(1)粘附初期，白细胞与内皮细胞相互激活时，产生和释放PAF、IL-8、LTB4等活性物质，诱导血小板凝集，导致血管收缩，加重肺组织损伤；(2)紧密粘附和白细胞跨内皮转移时，粘附局部缺氧，可激活内皮细胞膜上的PLA2，产生氧自由基，损伤血管内皮细胞，使内皮通透性增高，造成血管内液体的渗出，削弱了组织的灌注，加重缺氧，同时，氧自由基可增强内皮对白细胞的粘附，释放更多的炎性因子，加剧内皮的损伤；(3)内皮细胞受到损伤后，内皮下组织暴露，激活凝血系统，白细胞粘附于血管内皮细胞上，形成微小血栓阻塞肺毛细血管，造成肺微循环障碍[4-5]。脱落后的sE-selectin和局部的活性物质可进而诱导白细胞表面的CD11b/CD18活化，对白细胞有趋化作用，同时在ICAM-1的协同作用下活化的中性粒细胞，诱导单核细胞和肺泡巨噬细胞释放TNF-α、IL-1、INF-γ和氧自由基，促使更多白细胞跨内皮细胞转移，进而放大炎症级联反应，使炎症失控，破坏上皮细胞，加重气道阻塞及炎性病变。
综上所述，ICAM-1、E-selectin参与了COPD的发生和发展，这为COPD的预防与临床治疗提供了实验室依据，即合理调控和阻断粘附分子的表达可能是治疗COPD又一新途径。
参考文献:
[1] 中华医学会呼吸系病学会慢性阻塞性肺疾病(COPD)诊治规范(草案)[J]中国实用内科杂志，1998，18(5)：309-313
[2] ShiotaYJG Wilson, M Marukawa Soluble intercellular adhesion molecule 1(ICAM-1) antigen in sera of bronchial asthmatics[J] Chest, 1996, 109:94-99
[3] Chen CC,Rosenbloom CL,Anderson DC,et alSelective inhibition of E-selectin,vascular cell adhesion molecule-1,and intercellular adheion molecule-1,and intercellular adheion molecule-1 expression by inhibitors of I(B-αphosphorylation[J]J Immunol, 1995,155(7):3538-3545
[4] Granger DN, Kabes P The microcirculation and inflammation modulation of leukocyte-endothelialcell adhension[J]J Leukocyte Biology, 1994,55:662-675
[5] 刘成玉，曲彦，腾青哮喘患者白细胞流变特性CD+18表达及可溶性细胞粘附分子水平的变化[J]中华结核和呼吸杂志，1998，21：84
(宁夏医学院附属医院ICU，银川 750004)
(责任编辑：路锦绣), 百拇医药(马希刚, 曹相原)