嗜酸性粒細胞、白細胞介素-23/Th17軸及小氣道功能與小兒咳嗽變異性哮喘的相關性分析

小兒咳嗽變異性哮喘（cough variant asthma，CVA）是兒科常見的頑固性慢性咳嗽疾病，其為一類特殊的哮喘類型，病兒以反復發作的持續性咳嗽為主要癥狀。由于CVA無典型癥狀，容易被誤診為支氣管炎或慢性咳嗽而錯失最佳治療時機。研究認為，CVA的臨床發病機制十分復雜，影響因素眾多，并具有氣流受限、氣道炎癥和氣道高反應性的特點。嗜酸性粒細胞（eosinophilic granulocyte，eosinophil，EOS）參與了慢性氣道炎癥的發生與發展，在CVA病兒免疫球蛋白E介導的Ⅰ型超敏反應中具有重要作用。Th17細胞可分泌白細胞介素-17（IL-17）等多種細胞因子，并可介導自身免疫性疾病、炎癥反應等進程。白細胞介素-23（IL-23）是Th17細胞的調控因子，其可促進IL-17等因子的分泌，而導致氣道炎癥程度加重。因此，對于嗜酸性粒細胞、IL-23/Th17軸的檢測可反應CVA病兒氣道炎癥狀態，其可能與病兒小氣道功能變化及疾病發展有著密切關系。本研究對嗜酸性粒細胞、IL-23/Th17軸及小氣道功能與小兒咳嗽變異性哮喘的相關性進行探究，以探討各指標對于小兒CVA疾病的影響機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取徐州市兒童醫院2017年5月至2019年5月收治的150例CVA病兒，依照哮喘嚴重程度分為1～2級組（對照組，

n

=81）與3～4級組（研究組，

n

=69），其中CVA診斷及分級均符合中華醫學會兒科學分會呼吸學組制定的相關標準。其中研究組男37例，女32例，年齡范圍為2～13歲，年齡（6.5±2.8）歲，3級48例，4級21例；對照組男46例，女35例，年齡范圍為3～13歲，年齡（6.8±2.5）歲，1級53例，2級28例。另選取同期來該院健康體檢的健康兒童50例作為健康對照組，其中男28例，女22例，年齡范圍為2～14歲，年齡（6.7±2.9）歲。三組兒童在性別、年齡等基線資料比較差異無統計學意義（

χ

=1.365，

P

=0.816；

F

=2.616，

P

=1.219），結果見表1，具有可比性。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2 CVA診斷標準

（1）均有明顯咳嗽史，時間＞1個月，多在清晨或夜間發作；（2）支氣管激發試驗（BPT）呈陽性；（3）病兒或家族有哮喘史、過敏史等；（4）排除其他因素導致的慢性咳嗽。

1.3 選取標準

納入標準：（1）表現為反復發作的咳嗽、胸悶、喘息等癥，可由物理、化學、環境及運動等引發；（2）呼氣相呈哮鳴音，雙肺存在散在或彌散型；（3）近期無呼吸道感染史；（4）與病兒近親屬講明本研究內容及厲害關系，病兒近親屬均對自愿參與本研究并簽署知情同意書；（5）近期無免疫調節劑或激素治療史。排除標準：（1）合并其他肺部疾??；（2）存在心、肺、肝、腎等器官功能不全者；（3）合并腫瘤及氣道畸形者；（4）中途退出研究者。

健康體檢兒童均近2周內無感染病史、無特殊病史、無免疫缺陷及臟器功能異常，兒童監護人均對本研究所做檢查及目的充分了解，同意兒童參與本研究并簽署知情同意書。

1.4 檢測方法

1.4.1

BPT檢測方法 所有兒童入院后采用JUPiter-21型氣道測定儀（日本CHECT）測定平靜狀態下氣道對激發藥物乙酰甲膽堿（MCH）的敏感性。

1.4.2

外周血EOS及血清IL-17、IL-23水平檢測所有兒童均空腹下采用EDTA抗凝管抽取2 mL靜脈血，采用LH 755全自動血液分析儀（美國Coulter公司）檢測EOS水平；3 000 r/min離心5 min分離血清，血清IL-17及IL-23采用酶聯免疫吸附測定（ELISA）檢測，通過352型酶標儀（芬蘭Labsystems Multiskan MS）450nm下測定吸光度值，并計算IL-17及IL-23水平，試劑盒購自美國R&D System。所有實驗操作楊哥按照檢測說明書進行。

1.4.3

小氣道功能 所有兒童入院后采用肺功能檢測儀（德國康訊公司）測定肺25%、50%及75%肺活量的最大呼氣量（FEF25%，FEF50%，FEF75%）及最大呼氣中流速（FEF25%～75%）。

2 結果

2.1 三組病兒外周血EOS及血清IL

-

17、IL

-

23水平比較

三組兒童外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平及小氣道功能比較差異有統計學意義（P＜0.05）。其中，研究組外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平顯著高于其他兩組（

P

＜0.05），見表1。

2.2 三組病兒小氣道功能比較

三組FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%差異有統計學意義（

P

＜0.05），研究組FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%顯著低于另外兩組（

P

＜0.05），見表2。

表1 健康體檢對照兒童與兩組咳嗽變異性哮喘病兒外周血EOS及血清IL-17、IL-23水平比較/±s

表2 健康體檢對照兒童與兩組咳嗽變異性哮喘病兒小氣道功能比較/（L/s，±s）

2.3 三組病兒流速

-

容量曲線的比較

三組病兒最高呼（吸）氣流量（PEF、PIF）、第1秒用力呼（吸）氣容積（FEV1、FIV1）、用力呼（吸）氣50%肺活量時瞬間流量（FEF50、FIF50）的比較均差異有統計學意義（

P

＜0.05）。結果見表3。

2.4 相關性分析

Pearson相關性分析結果顯示，EOS與IL-17、IL-23均呈正相關（

r

=0.598，

P

＜0.001；

r

=0.742，

P

＜0.001）。EOS、IL-17、IL-23與氣道功能指標均呈負相關，即EOS、IL-17、IL-23越高，病兒氣道功能越差（

P

＜0.05），結果見表4。

3 討論

小兒CVA多表現為慢性咳嗽，并以氣道高反應性和氣道炎癥作為主要的臨床特征。以EOS為主的炎癥浸潤細胞導致細胞因子和炎性介質的過度釋放，進而導致氣道可逆性狹窄和高反應性。EOS和合成和分泌EOS陽離子蛋白、主堿基蛋白、EOS過氧化酶和EOS神經毒性蛋白等可直接損失肺組織和氣道上皮細胞，從而導致了氣道高反應性。研究認為，在CVA病兒氣道炎癥的發生與發展過程中，免疫球蛋白E（IgE）發揮了重要作用。氣道高反應狀態可誘導腫瘤壞死因子、白細胞介素等多種物質的表達，并促進免疫反應中IgE的產生，而IgE可與EOS或肥大細胞受體結合，并在持續刺激或再次刺激下促進白三烯、組胺等炎癥介質的釋放，進一步加重氣道高反應性，造成惡性循環。

表4 EOS、IL-17、IL-23與咳嗽變異性哮喘病兒小氣道功能指標的相關性

T淋巴細胞是介導免疫應答的主要免疫細胞，依照其功能和分化分為有調節性T細胞（Treg細胞）、Th1細胞、Th2細胞和Th17細胞等，Th17細胞并不表達γ干擾素（IFN-γ）或IL-4，而是大量產生IL-17。IL-23/Th17軸是Th細胞活化的關鍵通路，主要由IL-23及其受體、Th17細胞及IL-17組成。IL-17是有效的促炎CD4T效應T細胞，IL-17還能夠誘導巨噬細胞釋放IL-1β，導致氣道炎癥反應，并在哮喘病人氣道重塑中發揮間接作用。Th17細胞能夠促進EOS、中性粒細胞的活化和聚集，并誘導Th2介導的過敏性炎癥反應，導致多種去化因子和致炎因子的過量釋放。臨床研究證實，在哮喘病兒中血清IL-17及IL-23水平明顯升高。本研究結果顯示，三組兒童外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平及小氣道功能比較差異有統計學意義（

P

＜0.05）。其中，研究組外周血EOS、血清IL-17、IL-23水平顯著高于其他兩組（

P

＜0.05）。提示，在CVA病兒EOS、IL-17及IL-23水平明顯異常，導致了病兒氣道炎癥和高反應性的發生。而3～4級CVA病兒EOS、IL-17及IL-23水平相較于1～2級CVA病兒病兒更高，提示隨著CVA病兒疾病嚴重程度增加，EOS、IL-17及IL-23水平隨之升高。

表3 健康體檢對照兒童與兩組咳嗽變異性哮喘病兒分項指標的比較/±s

氣道炎癥和高反應性是CVA病兒的普遍病理學特征，受EOS等炎性細胞的影響，加上各種炎癥物質的浸潤，導致氣道微血管通透性增加，血管滲出物增多，氣道內炎癥介質大量聚集，進而導致氣道通氣障礙。本研究結果顯示，三組兒童FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%比較差異有統計學意義（

P

＜0.05），研究組FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%顯著低于另外兩組（

P

＜0.05）。提示，CVA病兒存在著較為嚴重的肺過度充氣情況，FEF25%、FEF50%、FEF75%及FEF25%～75%是CVA病兒小氣道功能減低及支氣管高反應性的有效反應指標。隨著CVA病兒病情嚴重程度增加，其氣道阻力明顯升高，流速-容量曲線發生明顯變化，本組6min跑步試驗觀察哮喘病兒呼吸道易變性和可逆性，流速-容量曲線呼氣、吸氣指標均低于健康對照組，并隨病情加重而降低，與唐匯群等報道一致。本研究中Pearson相關性分析結果顯示EOS與IL-17、IL-23均呈正相關（

P

＜0.05），EOS、IL-17、IL-23與氣道功能指標均呈負相關（

P

＜0.05）。分析其機制可能為IL-23/Th17軸促進了EOS細胞的活化和聚集，EOS細胞活化并可產生和分泌IL-17及IL-23，從而導致氣道平滑肌成纖維細胞增殖，加劇細胞外基質合成，導致氣道重塑，進而導致小氣道功能降低，在小兒CVA中發揮了重要的作用。對于小兒CVA檢測EOS、IL-17及IL-23水平可為其臨床診斷和治療提供有效參考，而通過IL-23/Th17軸進行特異性免疫治療可作為小兒CVA治療的新方法。

綜上所述，EOS、IL-17及IL-23水平在小兒咳嗽變異性哮喘中存在明顯相關性，可顯著降低病兒小氣道功能，對于CVA疾病發展中具有重要作用。