文摘
铁的可用性是至关重要的铜绿假单胞菌。当前作者决定痰铁、铁蛋白、微白蛋白水平和总细胞数(太极拳)在19个成年患者囊性纤维化(CF)在急性恶化和重复分析后12天抗生素治疗的中位数。当前作者还确定痰白介素(IL)量1β和肿瘤坏死因子(TNF)α水平,因为他们假定的角色在细胞内铁内稳态。额外的数据从17岁获得稳定CF患者,8个稳定的慢性阻塞性肺病(COPD)患者和六个正常人。
总的来说,痰铁、铁蛋白、微白蛋白,IL 1β和肿瘤坏死因子α浓度和太极拳在CF患者相比显著升高与慢性阻塞性肺病和正常对照组。痰铁蛋白水平显著升高在急性与稳定的CF患者有痰太极拳要高的趋势,但所有其他炎症指数的概念是类似的。CF患者痰铁是积极和强烈相关IL 1β,TNF高α铁蛋白和微白蛋白水平,但负相关在一秒钟用力呼气量%预测。在那些急性患者临床改善用抗生素(n = 14),有显著减少痰太极拳,铁、铁蛋白和IL 1β应承担的内容,但不是肿瘤坏死因子α或白蛋白水平。然而,变化在急性患者痰液肿瘤坏死因子α应承担仍铁的变化密切相关,铁蛋白和白蛋白含量,和地理IL 1β的变化与痰铁蛋白含量的变化。
铁和iron-regulatory细胞因子可能发挥作用在囊性纤维化肺病和铁含量的增加可能更方便铜绿假单胞菌感染。
支持铁和细胞因子分析被诺华制药无私地提供。
囊性纤维化(CF)是最常见的上来说是遗传疾病在人们的欧洲,特别是英国凯尔特人后裔。呼吸并发症表现为慢性窦肺感染,主要是负责CF患者的寿命减少1。在儿童患者出现呼吸道感染和炎症,殖民的革兰氏阴性有机体铜绿假单胞菌预示着慢性败血症和发作的急性恶化的恶性循环,最终导致气道和肺实质破坏和呼吸衰竭2。
气道上皮细胞响应铜绿假单胞菌感染通过生成促炎细胞因子,如白介素(IL)高8 IL 1β和肿瘤坏死因子(TNF)高α在调节宿主免疫反应3。此外,IL 1β和肿瘤坏死因子α应承担的影响细胞内铁体内平衡,虽然这个角色没有之前检查在活的有机体内在CF4。这是令人惊讶的铜绿假单胞菌有绝对要求铁复制和任何可以增加铁CF气道内可能产生深远的影响铜绿假单胞菌毒性。这可能是主持人尤其如此,矛盾的是,可能有一个系统性的免疫系统受损,因为共存的系统性缺铁5,6。
在这项研究中,当前作者测量铁和铁蛋白的含量在痰液样本19 CF患者出现急性感染性恶化和17个稳定的病人,来测试假设铁可能与气道炎症和可能的发病机制铜绿假单胞菌感染这种疾病。痰微白蛋白的浓度也决心评估血管是否泄漏可能导致气道内铁的存在。此外,痰液水平的细胞因子IL 1β和肿瘤坏死因子α测量来评估他们的协会与炎症过程。最后,这些痰的反应溶质在急性感染恶化决定于抗生素的治疗。比较基线数据得到从六个健康不吸烟的控制和8名被温和的稳定与吸烟有关的慢性阻塞性肺疾病(COPD)。
方法
主题
当前作者研究自发咯血痰样本19成人受试者CF人承认历史的急性感染恶化,即。增加咳嗽、痰量和呼吸困难,通常是发烧和重量的损失。此外,iron-related 17稳定的CF患者炎症介质进行了评估,即。前4周内没有恶化。史的受试者咯血前一月内被排除在外。痰中获得了72 h急性住院或在一次例行的诊所访问和文化成果都被记录下来。急性患者,当前作者反复痰分析后最少7天(平均12天,射程7 - 61天)注射。抗生素治疗。痰分析这些课程通常是重复的最后承认当一个有益的反应了,或者在一个时间点(> 5天)当改变抗生素疗法被认为是由于不良的临床反应。两个病人需要长期抗生素治疗呼吸道严重脓毒症,特点是大量脓痰和系统性的心烦意乱。病人的临床反应的第二个痰样本任意定义为“好”或“贫穷”,基于临床医生的病人的进步的总体印象,即。减少发热、脓、痰量减少,病人的一般意义上的幸福。
当前作者使用高渗盐水诱导痰(4.5%)在8名被稳定的慢性阻塞性肺病和六个正常对照组。所有的痰样本处理根据Pizzichini选中的填补方法et al。7。研究机构伦理委员会批准和患者知情同意参加。
痰液处理
痰样本冷藏(4°C)和加工2 h内吐痰。痰栓的唾液从原始样本中选择使用解剖镊避免唾液细胞或溶质污染。痰测量的重量和体积的0.1%二硫苏糖醇(Sputalysin;Calbiochem有限公司拉霍亚、钙、美国)的重量相当于痰了。之前的示例完全混合放置在38°C水浴溶解粘液30分钟。样品被每隔10分钟为进一步混合,充分单一化时,它是与磷酸缓冲盐5毫升,离心机在1500 rpm,持续15分钟。上层清液提供了从地理和存储在1毫升整除(至少5个)−80°C冰箱供以后分析。总细胞数(太极拳)进行20µL Neuhauer resuspended细胞颗粒的计数室(韦特海姆,德国)。
总铁、铁蛋白和白蛋白化验
总铁含量,游离unconcentrated痰上层的决定使用常规的比色测定(勃林格殷格翰集团/日立747分析器;勃林格殷格翰集团、德国Mannaheim)和表达为µmol·L−1。铁蛋白浓度是由微粒酶免疫分析法使用雅培AXSYM分析器(美国雅培,明尼阿波利斯,IL)和表达为µg·L−1。白蛋白浓度在痰是评估使用利率immunonephelometry COBAS法拉II autoanalyser(罗氏诊断、巴塞尔、瑞士),表示为mg·L−1。
IL 1β和肿瘤坏死因子α化验
IL 1β和肿瘤坏死因子α应承担的都是评估使用标准的三明治immunometric化验(诊断产品公司,洛杉矶、钙、美国)及其浓度由化学发光。分析进行一个生物Mediq DPC Immulite(生物地理Mediq DPC企业,唐卡斯特,维多利亚,澳大利亚)。的检测下限IL 1β1.5 pg·mL−1和肿瘤坏死因子α1.7 pg·mL−1。分析所有的痰液溶质端点进行盲法临床结果。
再现性的分析是评估在31个人痰液样本,发现优秀的,组内相关系数为0.96,0.96,0.97,0.97和0.97的铁,铁蛋白,白蛋白,IL 1β和肿瘤坏死因子α分别8。
统计数据
数据表示为中位数和范围,假设一个非正态分布,除非另有说明。组之间的差异进行评估与Kruskall沃利斯测试为非参数数据。治疗效果相比基线确定使用Wilcoxon配对的等级测试数据。确定痰溶质浓度之间的关系,斯皮尔曼等级相关的使用。小动物——一张长有p≤0.05被认为是具有统计学意义。
结果
总共18 19急性CF患者有积极的黏液状的痰培养铜绿假单胞菌(表1⇓)。一个病人(七个主题)是已知长期殖民铜绿假单胞菌,但是没有痰文化要求录取。所有的17个病人长期稳定铜绿假单胞菌感染和两个殖民了伯克不过(表2⇓)。
总的来说,痰太极拳和铁、铁蛋白、微白蛋白,IL 1β和肿瘤坏死因子α浓度应承担的CF受试者与COPD受试者和正常对照组相比显著升高(表3所示⇓)。CF患者痰铁和铁蛋白水平普遍超过正常血清中(正常范围(NR)铁13-32µmol·L−1和NR铁蛋白15 - 300µg·L−1)。有趣的是,COPD患者的水平明显高于有铁(p = 0.01)和铁蛋白(p < 0.05)比正常对照组痰,但所有其他指标是相同的。虽然铁含量高出一般稳定CF与慢性阻塞性肺病患者相比,这不是统计学意义。病原体的存在(除了铜绿假单胞菌耐甲氧西林等)金黄色葡萄球菌和不过,似乎没有影响水平的iron-related介质在小数量的病人评估。
之间的重要关系有很多痰炎症介质时急性恶化和他们的相对变化与治疗同样密切相关(表4 - 7⇓⇓⇓⇓)。特别是,铁含量呈正相关,IL 1β和肿瘤坏死因子α浓度在基线和改变铁、铁蛋白和白蛋白浓度变化与治疗密切相关的肿瘤坏死因子α。有一个同样强大的关系铁蛋白浓度和IL 1β的变化。在稳定的CF患者中,铁很强烈相关地理IL 1β,TNF高α铁蛋白和白蛋白水平和有一个弱关系痰苑刚好达到意义。稳定患者痰铁和铁蛋白水平负相关在一秒钟用力呼气量% pred (r =−0.5, p = 0.03和r =−0.5, p = 0.04),但没有其他的炎症指标评估疾病严重程度有关。
总的来说,抗生素治疗后,有痰铁蛋白水平显著降低(p = 0.01)和趋势对减少痰移行细胞癌(p = 0.2)和铁(p = 0.1), IL 1β应承担(p = 0.06)和肿瘤坏死因子α水平(p = 0.2),但白蛋白仍不变(p = 0.3)。然而,在那些15病人绝对改进独立前瞻性临床评估,有痰太极拳组显著减少(p = 0.02)和铁(p = 0.03),铁蛋白(p = 0.001)和IL 1β水平(p = 0.009),和弱趋势减少肿瘤坏死因子α(p = 0.1)和白蛋白(p = 0.1)。
讨论
在这项研究中,这是表明CF痰包含增加大量的铁与铁蛋白相关内容以及痰iron-regulatory细胞因子的浓度,IL 1β和肿瘤坏死因子α。痰液微白蛋白浓度也增加,这表明重要的血管渗漏可能发生在CF炎症过程的一部分。痰铁和铁蛋白水平稳定的CF患者与疾病严重程度负相关。抗生素治疗在急性恶化显著降低痰太极拳和水平的铁、铁蛋白和IL 1β在患者临床改善,但不是在病人恶化。有趣的是,COPD患者有痰铁水平,虽然低,没有稳定的CF患者明显不同。这是符合观察烟草烟雾含有大量的铁,这可能导致与吸烟有关的肺破坏9。目前的研究结果表明,过量的铁肺内也可能相关疾病发病机理CF甚至提出,这可能促进铜绿假单胞菌感染。最后,对抗生素治疗的反应表明,测定铁、铁蛋白浓度和IL 1βinCF痰可能是有用的作为疾病活动的代理标记,可以指导治疗,可能即将恶化的警告。
铜绿假单胞菌定期识别大多数CF患者的痰内6岁的年龄,尽管肺为什么这个有机体优先它生活在这种疾病仍然未知1。然而,一旦铜绿假单胞菌出现在航空公司,它意味着进步恶化和肺破坏。铁的可用性是至关重要的铜绿假单胞菌是高度有效的获取三价铁的环境分泌高亲和性iron-sequestering含铁细胞,这些分裂分子如铁蛋白铁从主机绑定10- - - - - -13。CF肺曾被认为是一个iron-deplete环境,尽管最近的数据表明,这可能并非如此14,15。当前作者扩展这些观察和证明小说痰铁含量之间的关系和水平的IL 1β和肿瘤坏死因子α在活的有机体内细胞因子,被认为是一个iron-regulatory函数通过调制的铁蛋白合成16- - - - - -18。符合这个角色,当前作者已经证明,这些细胞因子的变化与治疗是密切相关的铁蛋白水平的变化。
气道上皮细胞和巨噬细胞可能是主要的来源IL 1β和肿瘤坏死因子α在这项研究中发现18,19。老年病这些细胞因子反应发生在暴露在脂多糖等革兰氏阴性微生物铜绿假单胞菌,尽管出现气道内的铁和中性粒细胞氧化增强可能会促进自己的表情。目前的发现大大增加铁蛋白的浓度可能反映了释放细胞内的商店因此ofinflammatory和上皮细胞死亡或凋亡19。虽然铁蛋白通常被认为是一个重要的防御机制,对此予以否认铜绿假单胞菌铁和防止有毒羟基自由基的生成,在某些情况下它可能,事实上,促进这些过程4,20.。事实上,细胞外铁蛋白容易释放其核心的铁(Fe3 +铁的存在)铜绿假单胞菌含铁细胞,进一步激活产生的超氧化物阴离子多形核细胞(中性粒细胞)允许“免费”铁催化破坏羟基自由基的形成21- - - - - -23。
治疗急性发作的CF主要旨在抑制铜绿假单胞菌感染化疗和物理治疗,从而减少宿主炎性反应,是无效的和有害的24。当前作者的发现非常高水平的航空公司内的铁和铁蛋白在急性恶化表明CF肺部可能会提供一个特别有利的环境铜绿假单胞菌,可以部分解释为什么加速铜绿假单胞菌复制不能补偿增加中性粒细胞吞噬作用。事实上,增加铁实际上可能干扰直接吞噬中性粒细胞和巨噬细胞功能,进一步损害宿主防御25- - - - - -28。在许多研究抗生素不良反应的患者的痰太极拳和中介水平基本保持不变甚至上涨,暗示可能存在感染和耐火材料负担的增加在这些个体气道炎症的强度。不幸的是,当前作者没有执行定量细菌计数允许进一步置评,但减少铜绿假单胞菌负载仍是最可能的解释为显著减少痰铁、铁蛋白和IL 1β看到后抗生素治疗。事实上,很少有研究评估宿主炎性反应的大小与细菌负荷CF的定量测定铜绿假单胞菌加载并不是经常可以在当前作者的机构(澳大利亚墨尔本阿尔弗雷德医院)进行分析,但目前的作者认为,未来的评论宿主炎性反应只能用准确的知识感染的负担。
不管精确的病因学,高铁和铁蛋白水平在最近的研究中,即使是在稳定状态,及其与疾病严重程度的关系,以及观察,减少他们的水平镜像有益的抗菌治疗的临床反应,表明测量的浓度在痰液可能是临床和预后。未能充分降低水平可能表明需要改变治疗,同样,增加可能会建议即将恶化。痰铁蛋白之间的关系和移行细胞癌患者急性表明急性炎症细胞有一定的联系,但重要的是要注意的是,铁缺乏与痰液细胞总CF患者,无论临床状态。这意味着当前作者增加铁和铁蛋白检测不仅仅是炎症附带现象,但这需要考虑其他的解释,如积极收购铁由宿主细菌含铁细胞组织。当前作者的知识,直接因果关系的铁含量CF气道,铜绿假单胞菌感染先前从未被提出,但这是非常重要的,它应该刺激进一步的调查。特定的也许应该关注CF尚未感染的婴儿铜绿假单胞菌确定铁或iron-related介质中可检测气道疾病的早期阶段。CF内铁稳态的潜在相关性肺进一步凸显了乳铁蛋白的观察,先天免疫系统的一个组件,可以防止生物膜的形成铜绿假单胞菌通过抑制铁诱导“抽搐能动性”29日。
最后,尽管痰微白蛋白浓度之间的关系和铁和铁蛋白含量可能表明,血管渗漏是导致气道内的铁和铁蛋白,当前作者认为这不大可能,因为痰血清铁和铁蛋白水平超过正常的。此外,神秘出血不能占铁蛋白检测的高水平,作为红细胞含有几乎可以忽略不计的铁蛋白(< 10−19g·L−1),没有最近出血史的患者甚至血液裸奔是故意选择30.,31日。
总之,当前作者已经证明,囊性纤维化气道中含有大量的铁和铁蛋白在急性发作和稳定的疾病。同样,白介素- 1β应承担和肿瘤坏死因子α可检测痰中应承担的浓度增加,目前的研究结果表明这两种细胞因子可能参与气道铁在囊性纤维化体内平衡。观察是否增加气道铁只是与气道炎症或反映出积极的收购铜绿假单胞菌,甚至一个本构iron-handling问题在囊性纤维化,迫切需要确定。更好地理解铁稳态气道的囊性纤维化治疗可能导致重要的创新。
确认
作者要感谢J.W. Kotsimbos让威尔逊和郭台强一些的病人参与。
- 收到了2003年9月15日。
- 接受2004年3月3日。
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