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背景:慢性阻塞性肺疾病(COPD)与气道炎症有关。尽管戒烟改善症状和肺功能的下降在慢性阻塞性肺病,未知的支气管炎症是否建立COPD患者随戒烟的持续时间。
方法:114名患者(99人)和慢性阻塞性肺病的意思(SD)(8) 62岁,平均(差)42(31-55)包年的吸烟史,没有吸入或口服糖皮质激素,所有当前或烟(n = 42岁退出> 1个月,停止时间中位数3.5年),post-bronchodilator FEV163(9)%预测,FEV148(9)% /印度河流域文明研究横截面。牙龈的数量T淋巴细胞(CD3, CD4, CD8)、中性粒细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和浆细胞以支气管活检标本(中值(差)/ 0.1毫米2使用全自动图像分析)。
结果:烟与慢性阻塞性肺病有更高的CD3 +、CD4 +、浆细胞数量比吸烟者慢性阻塞性肺病(149 (88 - 225)v108 (61 - 164),p = 0.036;58 (32 - 90)v40 (25 - 66),p = 0.023;5.5和9.0 (-20)v7.5 (3.1 -14),p = 0.044),但在其他炎症细胞没有区别。短期内烟(< 3.5年)CD4 +和CD8 +细胞数高于当前吸烟者(p = 0.017, p = 0.023;分别)。相反,长期过度吸烟者(退出⩾3.5年)CD8 +细胞数量低于短期烟(p = 0.009), CD8 / CD3比率低于当前吸烟者和短期烟(p = 0.012, p = 0.003;分别),浆细胞数高于吸烟者(p = 0.003)。
结论:戒烟、时间的延长和CD8细胞数量减少和浆细胞数量增加。这表明支气管T淋巴细胞和浆细胞计数,而不是其他的炎症细胞,与时间相关的COPD患者戒烟。
- 浆细胞
- T淋巴细胞
- 慢性阻塞性肺疾病
- 戒烟
来自Altmetric.com的统计
慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特点是进步的气流限制和气道异常炎症反应。1持续吸烟引起的炎症被认为COPD的发病机制中发挥重要作用。它的特点是大量中性粒细胞进入气道腔和气道壁巨噬细胞和T淋巴细胞数量增加。2,3特别是,支气管CD8 + T淋巴细胞似乎与疾病的严重程度相关。3,4此外,痰的COPD患者CD8 +细胞细胞毒性增加的活动5这可能导致组织损伤,发生在这些病人。最近表明,B细胞数量在COPD患者的小航空公司也增加了。3浆细胞(B细胞终末分化效应)是粘膜免疫球蛋白生产的细胞来源,因此在宿主防御感染中发挥核心作用。然而,他们的角色在慢性阻塞性肺病,有有限的数据,他们的存在在肺部没有与吸烟情况调查。
戒烟是唯一的干预可以减少慢性阻塞性肺病的进展。6此外,病人戒烟经验较少的呼吸道症状和高反应性比那些继续吸烟。7,8最大的改善肺功能和症状发生在戒烟后的第一年。目前尚不清楚是否这些有利影响是伴随着吸烟引起的病理逆转。
目前没有足够的证据表明,戒烟可以减少炎症慢性阻塞性肺病。一些横断面研究相比,吸烟者和戒烟对支气管炎症异构和相对较小的组织没有建立诊断慢性阻塞性肺病的患者。9大多数以前的研究一直在进行慢性支气管炎患者。10日,11患者症状的慢性咳嗽,咳痰,人往往有较低的肥大细胞数量比吸烟者在固有层,10而中性粒细胞,巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞在支气管活检报告相似。11大多数研究没有考虑戒烟期间当比较当前和烟。然而,它已被证明,这可能会影响小气道的炎症反应。12可用的研究可能不代表COPD患者由于相对较低的数量包括气流限制。因此还有待研究支气管炎症的持续时间随吸烟现状和建立诊断慢性阻塞性肺病患者戒烟。
在当前的研究中,我们假定建立COPD患者的支气管炎症不同主动吸烟者停止吸烟的患者,这种差异是影响戒烟的持续时间。因此我们调查的炎性细胞(中性粒细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞,浆细胞和granzyme B +细胞活化的细胞毒性细胞的标志)在支气管活检标本有COPD的当前和烟在一个大的横断面研究。
方法
主题
一百一十四名慢性阻塞性肺病患者参与格罗宁根莱顿大学和皮质类固醇在阻塞性肺病(GLUCOLD)研究包括在这项研究。病人特点和方法前面已经详细描述。13简而言之,所有患者不可逆气流限制兼容黄金阶段2和3 (post-bronchodilator 1秒用力呼气量(FEV1),FEV1/吸气肺活量(IVC) < 90%可信区间(CI)的预测价值,FEV1⩾1.3 l和> 20%预测)和至少一个以下的症状:慢性咳嗽、慢性吐痰,或呼吸困难。史的患者哮喘,α1抗胰蛋白酶缺乏症或其他活跃肺部疾病并不包括在这项研究。研究对象没有采取口服类固醇在前三个月,没有收到维修期间吸入或口服类固醇治疗前6个月。病人被允许使用短效支气管扩张剂和临床状况稳定。他们当前或烟(戒烟至少1个月),至少10包年的吸烟史。验证问卷被用来评估吸烟史。14在什么年龄已经戒烟的人被要求他们停止为了计算戒烟的持续时间(年)。
莱顿大学医学中心的医学伦理委员会批准了格罗宁根大学医学中心的研究,和所有病人给他们书面知情同意。
研究设计和肺功能
这项研究有一个横截面设计和包括四个访问。肺量测定法,可逆性舒喘灵,一氧化碳传递系数测量根据先前描述的方法来描述病人。13
支气管镜检查
Fibreoptic支气管镜检查是根据最近的建议使用标准化的协议执行。15吸烟者被要求避免吸烟在支气管镜检查。患者与400年premedicatedμg舒喘灵腹腔内,20毫克可待因口服,0.5 mg皮下注射阿托品,与利多卡因局部麻醉(⩽3毫克/公斤)。在手术中100%的氧气是通过鼻导管(2 l / min)如果需要经皮的氧气监测时不断用手指血氧计探头。支气管镜的检查由经验丰富的使用fibreoptic支气管镜肺内科医生(18 x,外直径6毫米,宾得光学有限公司、日本)和双杯钳(里达,Tuttlingen,德国)。六个宏观上足够的支气管活检标本随机取自(子)节段船底座左右下叶(左和右叶每个病人交替,所有从一个肺活检)。
活组织检查处理和染色
四个活检标本立即在4%中性缓冲福尔马林固定24小时,然后加工和嵌入在石蜡,两人立即快速冷冻和储存在−80°C。石蜡包埋切片切成4μm厚部分和苏木精和伊红染色用于评估和选择这两个形态最好每个病人活检进行分析(没有破碎工件,大的血块,或只上皮被刮削下)。如果需要,免疫组织化学包括抗原检索。特定的抗体T淋巴细胞(CD3, CD4, CD8)、巨噬细胞(CD68),中性粒细胞弹性蛋白酶(NE),肥大细胞类胰蛋白酶(AA1)、嗜酸性粒细胞(当),浆细胞(CD138)和granzyme B(表1),除了染色浆细胞CD138 (syndecan-1)抗体也污渍支气管上皮和粘膜下腺体,16但这些领域的结构并不存在牙龈细胞量化。所有染色除了CD3、CD4进行使用一个自动染色机(Dako)在两个交易日中,有一个部分每个病人每个会话。简而言之,部分被孵化的最佳稀释1% BSA / PBS的主要抗体室温为60分钟。二次抗体,辣根过氧化物酶共轭anti-mouse或anti-rabbit设想系统(DAKO、斯特鲁普、丹麦)使用束射功率管(向量,伯林盖姆,CA) chromagen。与迈耶的苏木精复染色的部分(Klinipath Duiven,荷兰)。消极的控制,第一抗体是省略了这个过程。
分析支气管活检
多个数字图像/编码活检节准备使用彩色摄像机(巴斯勒A101fc-le)和专用的软件程序(RVC软件,阿默斯福特,荷兰)。这些图像合并成一个大的图像,包括整个活检节(100μm = 115.7像素)。完全自动化的炎性细胞计数程序进行根据先前描述的方法进行验证。17积极牙龈炎症细胞染色的数量计算的最大可能的区域内最大125μm深下基底膜,每活组织检查部分,表示为细胞的平均数量/ 0.1毫米2的两个活检。因为数量非常低的granzyme B +细胞,这些分析使用整个活检的半定量评分部分:0(没有染色),1(1 - 10阳性细胞),或2(> 10阳性细胞)。
统计分析
平均值和标准偏差为正态分布变量(SD)计算。细胞计数和其他没有显示一个正态分布的变量对数转换(平方根CD8 / CD3比率)前统计分析和提出了中位数和四分位范围(差)。正态分布对数转化细胞计数分析使用参数测试。EG2对数转换后数据保持倾斜,因此利用非参数测试分析。使用χ吸烟者和戒烟之间的差异进行了探讨2测试,正反未配对t测试,或Mann-Whitney测试。研究持续时间的影响戒烟的细胞计数,我们比较与烟戒烟的< 3.5年,那些戒烟⩾3.5年前,由于这是戒烟的平均持续时间,使用一维方差分析(克鲁斯卡尔-沃利斯测试例EG2)。如果这些是统计学意义,正反未配对t测试申请进一步探索组之间的差异。多元线性回归分析应用的显著差异调整病人特点等组织之间的性别、年龄,包年,FEV1印度河流域文明。单变量的相关性进行评估使用枪兵和皮尔逊相关系数。SPSS 12.0软件(美国SPSS . n:行情)、芝加哥、IL)是用于统计分析。
结果
病人的特点
表2显示了72吸烟和42 ex-smoking患者的特征包括在这项研究。患者有中度到重度慢性阻塞性肺病,基于post-bronchodilator FEV163.0(8.8)%的预测,平均42包年的吸烟史。中位数(差)的持续时间戒烟烟为3.5(1)年。当前和人之间的患者特征的差异,和吸烟者之间短期烟(退出< 3.5年),长期过度吸烟者(退出⩾3.5年)也在表2所示。
支气管炎性细胞计数在吸烟者和戒烟
所有114名患者进行支气管镜检查;从一个病人(烟民)的活检标本没有一个适当的进行分析。图1显示了示例的活检部分与苏木精和伊红染色,CD138、CD8和CD4细胞。活检的平均表面积分析部分(粘膜面积每个病人,平均抗体的细胞数,不纠正收缩)为0.35(0.26 - -0.42)毫米2。人有更高的CD3 +、CD4 +和CD138+比吸烟者细胞数(p = 0.036, p = 0.023, p = 0.044),但没有显著差异在其他炎症细胞计数差异(表3)。当性别、年龄,FEV1/印度河流域文明在多元线性回归分析,考虑的差异CD3, CD4, CD138仍然显著。有很少granzyme B +细胞在大多数患者(平均0.5 (IQR 0 - 1)),比分并没有不同电流和过烟与慢性阻塞性肺病。
(A)支气管活检的病人与慢性阻塞性肺病与苏木精和伊红染色显示的支气管上皮杯状细胞增生(箭头),纤维化(FI),黏膜下层和分散炎性细胞。(B)浆细胞染色(CD138)。上皮细胞层还染色阳性,但对分析,只考虑牙龈层。(C) CD8 + T淋巴细胞染色。(D) CD4 + T淋巴细胞染色也显示鳞状细胞上皮的化生(箭头所指)。规模的酒吧:(A) 100μm 20μm (B, C和D)。
戒烟的支气管炎症细胞数量和持续时间
有显著差异的CD4 +、CD8 +、CD8 + / CD3 +,吸烟者之间和CD138 +细胞,长期短期抽过烟,烟与慢性阻塞性肺病(表3)。短期内抽过烟了CD4 +和CD8 +细胞数高于当前吸烟者(分别p = 0.017, p = 0.023;图2,表3)。这些差异调整后持续post-bronchodilator FEV的差异1/团体之间的印度河流域文明。相比之下,长期过度吸烟者CD8 +细胞数较低比短期烟(p = 0.009), CD8 + / CD3 +比率低于当前吸烟者(p = 0.012)和短期烟(p = 0.003),和浆细胞数高于吸烟者(p = 0.003;表3,图2),意义的趋势和短期烟(p = 0.069)。当调整患者组之间的特征差异,所有差异仍然是重要的,除了CD8 +细胞的差异之间的短期和长期戒烟的。另一方面,浆细胞的差异之间的短期和长期戒烟成为重大调整时的年龄。
差异CD4、CD8 CD8 / CD3、固有层和CD138细胞计数的吸烟者(S),抽过烟的人退出< 3.5年前(< 3.5 ex-S),那些戒烟⩾3.5年前(3.5⩾ex-S)和慢性阻塞性肺病。数据提出了箱形图(中位数、差、范围)的细胞的数量/ 0.1毫米2组织检查或比率。* p < 0.05(正反未配对t测试日志转换数据(平方根的CD8 / CD3))。
支气管炎症之间的相关性和吸烟行为
当定义当前0年停止吸烟,戒烟的长期与更高数量的CD3 +细胞(r年代= 0.221,p = 0.019), CD4 +细胞(r年代= 0.194,p = 0.040), CD138 +细胞(r年代= 0.217,p = 0.021),这一趋势与CD4 / CD8比值(r年代= 0.181,p = 0.056)。扣除吸烟者戒烟的长期降低CD8 / CD3的比率(r年代=−0.395,p = 0.011)和一种趋势的CD138 +细胞(r年代= 0.307,p = 0.051)。包年吸烟的数量呈负相关CD138 +细胞(R=−0.295,p = 0.002)。
讨论
本研究旨在确定炎症细胞在支气管粘膜有COPD的吸烟者和戒烟之间的不同,以及这个概要文件是否影响戒烟的持续时间。烟有更高数量的CD3 +, CD4 +和浆细胞,中性粒细胞的数量,而巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、CD8 +细胞没有不同于吸烟者。有趣的是,短期戒烟(低于中位数的队列,< 3.5年)与CD4 +和CD8 + T淋巴细胞数量的上升而长期戒烟(⩾3.5年)与更高的浆细胞数量和CD8 / CD3比率较低。这些结果表明,支气管T淋巴细胞和浆细胞的数量在COPD患者与吸烟现状和戒烟的持续时间。
据我们所知,这是第一个研究比较支气管炎症在当前和烟的一组慢性阻塞性肺病患者和与戒烟期间检查协会。观察到的高数量的CD3 +、CD4 +淋巴细胞和浆细胞与慢性阻塞性肺病的人相比,吸烟者与慢性阻塞性肺病是小说。与我们的结果一致,马伦等18周边航空公司也报告增加炎症的人有轻度慢性阻塞性肺病和粘液分泌过多与吸烟者相比,虽然细胞是未指定的类型。我们观察到大在COPD气道炎症持续戒烟后符合以前的结果在较小的慢性支气管炎患者的数量。11罗格斯大学等19也报道持续气道炎症与慢性阻塞性肺病的人相比,健康的人,但在目前的研究相比,他们不包括吸烟者慢性阻塞性肺病的分析。我们的结果之间的关联T淋巴细胞和浆细胞和持续时间的戒烟COPD并不符合莱特的研究等20.发现没有区别一般外周气道炎症慢性阻塞性肺病患者之间退出> 2年,< 2年,吸烟者。然而,打等12报道,CD8在外围航空/ CD3比率负相关患者戒烟期间,没有气流限制。综上所述,它现在可以推断,在一群COPD患者中,T淋巴细胞和浆细胞数量有关吸烟现状和持续时间的戒烟而其他炎症细胞。
似乎不太可能,我们的结果是受方法论的错误。据我们所知,这是迄今为止最大的研究包括支气管活检的114特征稳定的慢性阻塞性肺病患者的黄金阶段II和III,不使用吸入或口服类固醇,没有哮喘的临床诊断。需要强调,这是一个横断面研究中,我们也不能排除ex-smoking集团是选择组病人戒烟,因为他们遭受了更多的吸烟相关的症状,可能已经在戒烟之前不同的细胞数量。然而,在目前的研究中过度吸烟者比吸烟者呼吸道症状明显减少,吸烟虽然有类似的包年和持续时间。此外,在我们的分析我们做调整临床组之间的差异。我们没有确认吸烟状态通过实验室测试,因此不能排除一些人仍然在吸烟的可能性。然而,这个问题是与其他横断研究类似的主题。10日,11日,19一个完全自动化的图像分析系统是应用细胞计数的气道面积部分。17我们意识到计数细胞在一个二维的方式有一定的局限性,因为它并没有考虑到细胞的体积在给定样本;最小的细胞至少有机会被计入一个活检标本。然而,我们能够证明(LY)之间的差异最小的细胞群体。在文献中仍有争论,体视学的理论基础是否适合的局限性支气管活检。21然而,大多数的文献中的数据是基于计数资料/区域允许对比研究,虽然这有点其他方法论因素限制。因为我们观察到没有granzyme B +细胞的大部分活检部分分析(56%的部分)和在群体之间的半定量评分没有差异,我们不使用数字图像分析granzyme B +细胞量化更耗时的过程。我们选择的截止时间3.5年短期与长期戒烟组,因为这是戒烟的平均持续时间,提供平等的两组样本大小。
我们如何解释这些数据?持续的炎症与慢性阻塞性肺病的人表明存在持久的刺激,可能吸烟的独立行动。有几个潜在的机制,例如,慢性殖民化的呼吸道病毒和/或细菌病原体与COPD吸烟22负责炎症反应吗23日,24戒烟后,坚持。同意这个,发现潜在的腺病毒能坚持过烟与慢性阻塞性肺病与增强炎症有关。25日,26吸烟还可能引发自我炎症机制通过改变内源性促炎和抗炎机制之间的平衡,或者最近暗示,它可能诱发autoimmune-like现象。27日,28此外,最近观察到凋亡的气道上皮细胞持续在COPD患者戒烟后,29日这可能诱发炎症的持久性。有人建议,在吸烟者没有慢性阻塞性肺病或慢性支气管炎的人停止吸烟,肺部炎症是至少部分可逆的9但在COPD患者仍然存在。因此可能提到的刺激可能不会坚持过烟没有慢性阻塞性肺病或慢性支气管炎。
的初始增加CD4 +和CD8 +细胞,后来戒烟后的浆细胞增多可能解释为免疫抑制的逆转。因为CD4和CD8细胞数量恢复到类似的水平长期戒烟的吸烟者,这种逆转免疫抑制的瞬态为浆细胞淋巴细胞而持久。戒烟可能会导致吸烟引起的有害影响的逆转气道上皮细胞30.如减少化生的分泌细胞数量小航空公司,20.31日导致改善肺部防御机制。免疫效应机制的环境抗原因此可以更有效地刺激没有吸烟,导致更多的免疫活性的细胞。而积极的促炎症影响吸烟已经广为记载,也可能选择性抗炎作用被描述为急性吸烟的影响。32这和我们的研究结果一致,最近发现香烟烟雾暴露减少病毒感染后CD4细胞扩张。33此外,烟草吸烟者减少血清免疫球蛋白水平的免疫球蛋白和IgA,33岁的34表明香烟调节适应性免疫的体液的手臂。事实上,Soutar等35描述了IgA的数量下降+细胞在致命的慢性支气管炎患者,建议这些患者缺乏浆细胞。这些影响的降低血清免疫球蛋白水平戒烟后似乎是可逆的。36戒烟可能会导致一种改进生产能力免疫球蛋白在COPD患者的气道粘膜造成浆细胞数量的增加。失去这些抑制效应与戒烟也可以解释我们的发现烟炎症细胞的数量增加,从而改善肺防御机制。
戒烟后CD8降低/ CD3比率⩾3.5年短期吸烟者和戒烟者相比,和较低的CD8 +细胞数量在长期与短期戒烟者相比,表明戒烟可能最终导致CD8 +细胞数量减少。因为CD8 +细胞与COPD的发病机制,这些细胞的数量减少或其细胞毒性可能有益的活动。然而,我们的研究结果很低数量的细胞染色阳性CD8效应分子granzyme B在COPD患者的气道,当前和人之间没有差异,表明这些细胞可能没有细胞毒性。这可能是因为granzymes参与肺气肿的发病机制,而不是在进行航空公司。37在这方面,有趣的是,抗原CD8 + T淋巴细胞可以坚持肺长清除呼吸道病毒后,这些细胞是高度激活,可以刺激增殖,但不表示本构效应函数。38符合这些发现,我们做了观察大量granzyme B阳性细胞在肺组织的孩子童年闭塞性细支气管炎,这种疾病被认为由于急性病毒性细支气管炎。39体外研究可能提供额外的信息通过检查更广泛的可能缺乏细胞毒性CD8 + T淋巴细胞在慢性阻塞性肺病。
可能是我们的研究结果的临床意义?有充分的证据表明,戒烟导致减少呼吸道症状,7FEV下降较低1,6和降低气道高反应性。8日,40我们的数据表明,T淋巴细胞和浆细胞数量变化在慢性阻塞性肺病而其他戒烟后炎症细胞存在。是否这些相对较小的T淋巴细胞和浆细胞数量的变化导致COPD患者的临床戒烟的好处还有待于纵向研究。研究结果显示,戒烟可能会导致当地的改善体液免疫,可能导致更少的呼吸道感染和急性加重,从而降低COPD的进展。然而,数据还表明,临床戒烟的好处不只是由炎症细胞的减少。机制导致这种持续的炎症模式在慢性阻塞性肺病戒烟后仍有待澄清。
总之,本研究表明,烟与慢性阻塞性肺病的支气管CD4 +和浆细胞数量高于吸烟者但中性粒细胞的数量,巨噬细胞、CD8 +细胞不会两组之间的差异。T淋巴细胞在短期戒烟,戒烟是时间的延长而降低CD8 / CD3比率和更高的浆细胞的数量。这表明,T淋巴细胞和浆细胞数量的变化可能导致慢性阻塞性肺病的临床戒烟的好处。
附录
GLUCOLD研究小组的成员:H F考夫曼,D德鲁斯,美国变态反应学;H M Boezen D F Jansen, J Vonk,流行病学和统计;M D W Barentsen, W华,M Zeinstra-Smit,病理学系;J Luteijn T van der Molen G Veen后,部门惯例;M M E Gosman N H T十Hacken H M Kerstjens, D S Postma, M S van Maaren C Veltman, Verbokkem,我Verhage, H K Vink-Kloosters,肺学的部门;荷兰格罗宁根大学医学中心,格罗宁根,;J Snoeck-Stroband B、H Thiadens部门。惯例的;J K是部门的医疗决策;我Bajema,病理学系; J Gast-Strookman, P S Hiemstra, K Janssen, T S Lapperre, K F Rabe, A van Schadewijk, J Smit-Bakker, P J Sterk, J Stolk, A C J A Tiré, H van der Veen, M M E Wijffels and L N A Willems, Department of Pulmonology; Leiden University Medical Center, Leiden, The Netherlands; T Mauad, University of Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil.
确认
作者感谢病人的合作研究。
引用
脚注
↵*GLUCOLD研究小组:格罗宁根莱顿大学和皮质类固醇在阻塞性肺疾病;一个完整的列表成员在附录中给出。
网上发布的第一个2 2005年9月
这项研究是由荷兰科学研究组织(NWO),荷兰哮喘基金会(氟化钠)、葛兰素史克(NL),莱顿大学医学中心(LUMC)和格罗宁根大学医学中心(发现)。
PS和PH值已经收到,部门成员肺学莱顿大学医学中心的资助从葛兰素史克(英国和NL)赞助这个GLUCOLD研究的一部分。其他作者声明没有利益冲突。
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