摘要
社区获得的肺炎(CAP)中的局部炎症反应仍然不充分阐明,特别是在非持续帽的患者中。在这项研究中,我们确定了CAP患者中的局部和全身细胞因子反应,并将这些患者与疾病严重程度和其他临床参数相关联。
白细胞介素(IL)-6,IL-8,IL-10,IL-1β,肿瘤坏死因子-α,干扰素(IFN)-γ,IL-22,IL-17a和IL-4的水平在支气管肺泡灌洗中测定入院和10名健康个体后20例患者的液体和血清。在第7天和第30天也测量全身细胞因子水平。
在Cap患者的支气管肺泡液体中,与健康个体相比,IL-6,IL-8和IFN-γ的水平显着增加,但没有发现与疾病严重程度的相关性。严重的帽患者的IL-6,IL-10和IFN-γ的全身水平明显高于非静脉帽患者和健康个体。此外,这些细胞因子与肺炎严重程度指数显着相关。与健康个体相比,在CAP患者总组中,系统性IL-8和IL-22水平也增加。
因此,我们得出结论,IL-6、IL-10和IFN-γ是CAP中重要的细胞因子,尽管入院时疾病严重程度的差异仅由这些细胞因子的系统水平反映。
社区获得的肺炎(上限)仍然是一种常见和严重的疾病。主要差距仍然是对其发病机制的理解。目前尚不清楚为什么有些人可以容易地控制细菌挑战并保持健康,而其他人也会发展肺炎。有几个危险因素来计算帽患者的发病率和死亡率的可能性是已知的并且在预测规则中描述了肺炎严重指数(PSI)[1].
帽的临床过程由致病病原体引起的炎症反应决定。小鼠的研究表明,在感染过程中早期存活与强烈的炎症反应相关[2].在小鼠和人类中,肺炎中这种炎症反应的调节依赖于免疫细胞和抗炎细胞因子之间的复杂相互作用[2- - - - - -4].
一些细胞因子已被研究与CAP的严重程度、病因和结局的关系[4- - - - - -15.].虽然多年来,帽免疫病理发生中鉴定的细胞因子的数量增加,但研究仍然集中在先天免疫反应的众所周知的细胞因子上,包括白细胞介素(IL)-6,IL-10,IL-8,IL-1β和肿瘤坏死因子(TNF)-α。IL-17A和IL-22属于新型T-Helper(TH)17子集,也涉及帽子[2,3.].此外,干扰素(IFN)-γ在先天性和适应性免疫呼吸道病原体中都是重要的细胞因子[16., IL-4可能在免疫应答中起重要作用支原体肺炎[17.].进一步表征Cap患者中的局部和全身细胞因子反应可能会增加我们对主体防御的理解,目标是为临床医生提供预后工具或识别潜在的治疗目标。
迄今为止,大多数研究通过测量帽患者的外周血中细胞因子的细胞因子集中在全身炎症反应。少数报道,其中研究了局部肺部细胞因子通常包括重症监护室病房的严重概要患者[12.,14.,18.或治疗失败的患者[4].同时,有关非展示患者局部细胞因子反应的信息非常有限。我们假设帽中的炎症反应是划分的,并且疾病严重程度与局部炎症反应的相关性更好地关联,而不是系统性反应。因此,在本研究中,我们确定了非耐性和严重帽患者的局部和全身细胞因子反应,并将这些患者与严重程度分数和其他临床参数相关联。
材料与方法
在线补充材料中提供了对所使用方法的扩展描述。
学习规划
2009年1月至2011年5月对20例CAP患者进行了前瞻性研究。伊拉斯谟医疗中心和圣方济各加斯修斯(都是荷兰鹿特丹的教学医院)的急诊病房收治的患者被纳入了研究。两家医院的医学伦理委员会批准了这项研究。在每个病例中,均获得患者或最近亲属的书面知情同意。
纳入和排除标准在在线补充材料中有描述。10名年龄、性别、吸烟状况相匹配的健康志愿者作为对照组,无心脏或肺部疾病、恶性肿瘤或自身免疫性疾病史。
抗生素治疗的选择是基于国家指导方针[19.].PSI和CRB-65(混乱,呼吸率≥30呼吸·分钟−1,在入院时测定血压<90mmHg(收缩系统)≤60mmHg(舒张压),年龄≥65岁)分数,患者被归类为非仪式(PSI课程1-3)或严重帽(PSI级别4或5).
获得和处理支气管肺泡灌洗和血液样本
在书面知情同意和入院后24小时后,根据建议的指导,用柔性纤维色支气管(Olympus,Central Valley,Pa,USA)收集支气管肺泡灌洗(BAL)液体[20.].在BAL程序之前直接收集静脉血样。在入院后7和30日,收集额外的静脉血液样品。在线补充材料中描述了处理方法。
细胞因子测量
通过ELISA使用市售的测定,通过ELISA测定IL-6,IL-8,IL-10,IL-1β,TNF-α,IL-1β,IL-22,IL-17a和IL-4的水平。在线补充材料中提供了细节和检测限制。
统计分析
数据以平均值±表示SD.在通常分布的数据或中位值,如果不正常分布,则百分位数。细胞因子水平通常不分布,因此使用非参数测试来比较组(Kruskal-Wallis试验,用于对三个或更多个组的跨组比较,Mann-Whitney U-Teskes进行配对分析)。通常通过未配对的T检验分析分布数据。使用Spearman的等级相关系数计算相关性。使用SPSS 15.0(SPSS Inc.,Chigaco,IL,USA)和Prism 5.01(GraphPad,La Jolla,CA,USA)进行数据分析。统计显着性作为P <0.05。
结果
研究人群的临床特征
本研究共纳入20例CAP患者和10例年龄、性别、吸烟状况相匹配的健康个体。研究人群基线时的临床特征见表1.
13(65%)患者具有显着的合并症(慢性阻塞性肺病(COPD),心脏病,神经疾病,慢性肾病和糖尿病)。基于入院时的PSI评分,将10名患者分配给非静脉盖患者组,10例至严重的帽患者组。总共有五(25%)患者在他汀类药物治疗中,五(25%)患者报告吸入皮质类固醇(ICS)。从症状开始到医院入院的时间范围从2到144小时,中位数为48小时。八(40%)患者在48小时的时间框架内包括在48小时内,另外12(60%)> 48小时,症状的发生。严重的概念患者在与非静帽患者(中位数30和48小时分别,P = 0.01)比较症状和医院入院之间的一段时间较短。五(25%)患者报告在入院前服用抗生素。入院时患者的平均C反应蛋白(CRP)水平为227±170 mg·L.−1.在非耐照和严重的帽子患者之间发现了CRP水平的差异。此外,发现CRP浓度与PSI之间没有显着相关性。两(5%)患者死亡的患者都是严重的帽患者。
14例(70%)患者(表1).在非耐照和严重概率患者中发现病原体发病率没有差异。最常见的病原体是链球菌引起的肺炎,有7例(35%)患者。在2例(10%)患者中发现病毒病原体。
BAL流体中的细胞因子水平
IL-6,IL-8,IL-1β和IFN-γ的水平可检测到所有CAP患者的BAL流体中。IL-10和IL-22的BAL流体水平仅在一些概念患者(分别为5和六个严重的帽患者)中。TNF-α仅在一个非展示和三个严重的帽患者中可检测到。在健康的个体中,IL-10,TNF-α和IL-22均低于检测水平。IL-17A和IL-4在患者或健康个体的BAL流体中没有检测到。
我们发现CAP患者BAL液中IL-6、IL-8和IFN-γ水平显著高于健康人群(无花果。1).对非晶体和严重概率组的单独分析表明,与健康个体相比,IL-6两组显着增加(无花果。1).与健康人群相比,重度CAP患者IFN-γ水平也显著升高,但与非重度CAP患者相比则无显著升高(无花果。1).IL-8、IL-10和IL-22在重症患者中呈升高趋势相对非耐心患者和健康个体,但没有达到意义(无花果。1).
除IL-10外,患者的患者的BAL流体中可检测到的细胞因子无,除IL-10外,是否发现了CRB-65的弱相关性(P = 0.036,ρ= 0.47;数据未显示)。此外,概念患者的BAL流体中的细胞因子水平与入院入院症状发现或随时间的致病病原体没有显着相关性。当我们将患者与细菌非肺球膜炎患者(N = 5)进行比较肺炎球菌(N = 7)时,我们在BAL流体细胞因子中没有发现显着差异。最后,没有与其他临床参数观察到BAL流体中细胞因子水平的相关性,包括COPD合并症,机械通风,死亡率,菌血症的存在,在抗生素使用的使用前使用,使用他汀类药物治疗,吸烟习惯或进入时的CRP水平。然而,与非用户相比,ICS用户的IFN-γ水平在ICS用户中显着降低(P = 0.02)。
全身细胞因子水平
在患有健康个体时比较概念组总组时,我们发现患者血清IL-6,IL-8,IL-10和IL-22的浓度显着增加(无花果。2).在患者或健康个体的血清中无法检测到TNF-α,IL-17a和IL-4。对于IL-1β,七种(35%)帽患者具有低但可检测的血清水平(中位0 pg·ml−1,第10和90百分位0-4.3 pg·mL−1;数据未显示)。在患者中,入院时的IL-6,IL-10和IFN-γ的血清水平明显高于非患者和健康个体(无花果。2).此外,与健康人相比,非重症CAP患者IL-6显著升高。非重度和重度CAP患者的IL-8和IL-22水平相似,但两组患者的IL-22水平均显著高于健康人群(无花果。2).
我们还研究了血清细胞因子水平随时间的变化。入院7天后,IL-6和IL-10水平已恢复正常,与健康人群的水平相似。IL-22在入院30天后达到正常水平,而IL-8在入院30天后仍保持升高(无花果。3.).
当血清细胞因子水平与临床参数相关时,我们发现了几种相关性。首先,与我们的BAL分析相反,入院时血清IL-6、IL-10和IFN-γ浓度与PSI呈正相关(无花果。4).对IL-6的血清浓度(P <0.001,ρ= 0.76)和IL-10(p <0.001,ρ= 0.80)而言,发现与CRB-65分数相似的正相关性,但不适用于血清IFN-γ(数据不是所示)。此外,与非特征患者相比,菌细菌患者的血清IL-6和IL-10具有显着更高的血清水平(P = 0.005和P = 0.007;数据未显示)。这四名需要机械通风的患者在入院时血清IL-10水平比没有(P = 0.02)的患者(但是在这四名患者中测量的其他细胞因子在血清中测量的其他细胞因子在显着高。在医院入院30天内死亡的两种(5%)患者在入院时也有更高的血清IL-10水平,与存活的患者相比(P = 0.03)。虽然我们可以在70%的患者中识别出致病病原体,但我们没有发现血清细胞因子水平和病原体之间的相关性。此外,COPD合并症,报道的使用抗生素在入院前或症状之间发病时间和医院的入场时间对血清细胞因子水平没有可检测的影响。他汀类药物治疗,可诱导促炎细胞因子的全身抑制[21.]而ICS使用对我们的队列中的血清细胞因子水平没有任何可检测的影响。最后,发现,发现,在入院时检测到任何细胞因子的任何细胞因子的血清水平之间的相关性没有。
BAL流体和血清细胞因子之间的相关性
在帽患者中,BAL流体中的IL-6,IL-8和IL-1β水平明显高于血清中的IL-1β水平(P = 0.0019,P≤0.0001和P = 0.0007)。相比之下,血清中的IL-10水平高于BAL流体(P = 0.03),但在两个隔室中水平低。
在CAP患者中,血清和BAL流体中IL-6水平之间的阳性相关性(ρ= 0.58,p = 0.003;数据未显示)。在测试的其他细胞因子中没有任何其他细胞因子显示血清和BAL流体之间的相关性。
讨论
帽中的宿主炎症反应在很大程度上是受影响的肺部的分区[6,7].然而,局部肺部细胞因子反应仍然不充分阐明,特别是在非纤维帽的患者中。据我们所知,这是第一项研究在入院入院时直接在非耐照和严重概念患者中调查局部肺部和全身细胞因子型材的研究。我们最重要的发现是,尽管帽中的炎症细胞因子反应比在外周血中较高,但疾病严重程度仅与系统性IL-6,IL-10和INF-γ水平相关,而不是与所测试的任何局部细胞因子相关。该研究表明,在BAL流体中,与健康个体相比,在CAP患者中,IL-6,IL-8和IFN-γ的水平显着升高。与健康个体相比,在血清中,IL-6,IL-8,IL-10和IL-22水平,但不是IFN-γ显着增加。然而,在这些细胞因子的中,血清中仅IL-6,IL-10和IFN-γ可以区分非耐性和严重的帽。此外,血清和BAL流体中的IL-6水平被相关。最后,在帽子患者的Bal流体或血清中不可检测到类似TNF-α和IL-17a等重要的炎症细胞因子。
IL-6,IL-8和IL-10是盖子中最受研究的三种细胞因子。符合以前的研究,我们发现帽患者的BAL流体中的IL-6和IL-8水平显着增加[4,6,7,14.,18.].在健康个体或非静帽患者的Bal流体中,IL-10无法检测到,并且在10名严重概率的5例中可检测到5例。两组先前报道了帽患者的BAL流体中的低但可检测到的IL-10水平[4,12.].我们无法在一些患者中检测到IL-10,可能是由于检测限度、研究设计或研究人群的差异。lee等.[12.]仅研究了严重的帽子患者在机械通风和M中oret.等.[4与我们的研究相比,取样有延迟,因为BAL样本是在开始抗生素治疗72小时后对治疗失败的患者进行分析的。
患者血清IL-6和IL-8,IL-10和IL-22的血清水平与健康个体相比显着较高,严重概率患者血清IFN-γ水平仅高得多。与BAL流体细胞因子水平相比,IL-6和IL-10和IFN-γ的血清水平证明是良好的工具,以区分非耐性和严重帽。特此,IL-6和IL-10作用为急性期响应者,因为在第7天水平下降到与健康个体中存在的值相似,与之前的报告一致[5,8,10.].
观察到的IL-6的强烈局部和全身诱导强调这种细胞因子在肺炎炎症反应中的重要性。此外,BAL流体和血清中IL-6之间的相关性表明肺中产生的IL-6至少部分地贡献于该细胞因子的血清水平[7,11.].因此,在CAP患者中,全身IL-6可能是定义疾病严重程度的有价值的生物标志物,并作为预后指标[22.- - - - - -24.].有趣的是,与全身IL-6、IL-10和IFN-γ浓度相比,CRP水平并不能区分非重症和重症CAP患者。增加全身IL-6和/或IL-6与IL-10比值的测量[25.因此,对于诸如PSI或CRB-65的现有预后尺度,因此可以提高CAP患者的死亡率预测。
据我们所知,先前没有对帽患者的研究已经包括BAL流体中的IFN-γ测量。我们发现:1)与健康个体相比,严重的CAP患者的BAL流体中的IFN-γ水平显着升高;2)严重的帽患者的全身水平显着增加,与非帽子患者或健康的个体相比;3)系统水平与PSI相关联。与IL-6和IL-10相反,血清中IFN-γ的浓度没有显示出与CRB-65疾病严重程度分数显着相关性。这可能与发现,我们的总组患者总组表现出显着增加的IL-6和IL-10但在血清中的IL-γ。尽管许多细胞具有产生IFN-γ的能力,但它是TH1细胞的标志性细胞因子。体外实验S.肺炎展示了Th1细胞因子产生在疾病早期阶段的重要性[26.].Th2细胞因子IL-4和Th17细胞因子IL-17A在疾病的早期或晚期阶段的概念患者中没有检测到。IL-22是IL-10家族细胞因子成员,可以通过TH17细胞产生[27.].重要的是,在革兰氏阴性肺炎的实验模型中,已经表明IL-22可以增强上皮抗微生物活性,从而在小鼠中提供了在粘膜宿主防御中的至关重要作用[2].在BAL液中,60%的重症CAP患者可检测到IL-22水平,但没有显著升高。我们发现非重症和重症CAP患者血清中IL-22水平显著升高,这支持了这种细胞因子在人类肺炎宿主反应中的重要性。
有几个因素可能会影响帽患者的炎症反应。以前的研究表明,高剂量的IC可能会影响免疫系统[28.].在我们的研究人群中,我们发现ICS使用者BAL液中IFN-γ的浓度低于非使用者。因为大多数ICS使用者为非重症CAP患者(表1),有可能非重症CAP患者BAL液中IFN-γ水平较低实际上是由于ICS的使用。与其他研究相似[4,13.[我们发现BAL流体和血清中的细胞因子浓度突出了大量散射。一个解释可能是细胞因子分泌的类型和大小在不同的致病病原体之间变化[29.,30.]但在我们的队列中,我们没有检测细菌种类和细胞因子水平之间的关系。
目前的研究有几个需要考虑的局限性。首先,纳入的患者数量较少,尽管与CAP中其他局部炎症反应的研究相当[6,14.].尽管如此,我们能够将研究群体分类为非酿造和严重的概念,并确定所有患者的局部和全身性细胞因子浓度。另一个限制涉及在患者进入我们的研究之前存在的不受控制的因素。患者在不同疾病阶段入院,其中一些已经开始抗生素治疗。虽然我们在症状或先前抗生素使用的时间和细胞因子水平之间没有找到关系,但我们不能完全排除这些因素的调节炎症反应和细胞因子表达的可能性。因为COPD与实质性慢性炎症有关,所以它是帽中的重要潜在混淆。五项COPD患者在我们研究中的15名非COPD诊断患者的比较并未揭示局部或全身细胞因子水平的显着差异。然而,没有合并症,IC或抗生素治疗的少数帽患者(仅有四分之一),排尿统计分析混淆因子。
总之,我们的研究提供了CAP中细胞因子谱的综合分析。我们发现,全身il - 6、IL-10和IFN-γ水平可以区分非重症和重症CAP患者。患者BAL液中IL-6、IL-8和IFN-γ水平显著高于健康个体,但与疾病严重程度无关。我们还发现了患者BAL液和血清中IL-6水平的相关性。这些结果表明了CAP中全身性炎症反应的重要性,并进一步强调了IL-6和IFN-γ在CAP患者局部和全身性炎症反应中的重要性。未来的研究应该表明这些细胞因子的测量是否对改善预后预测有价值。
脚注
本文提供了补充材料www.www.qdcxjkg.com
兴趣表
没有宣布。
- 已收到2012年4月11日。
- 接受2012年9月19日。
- ©2013年