罗显荣伍伟玲叶小群王琳程治增程涛郑曲波
关键词:香烟烟雾提取物;肺泡巨噬细胞;白细胞介素8
吸烟是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要致病因素之一。白细胞介素(IL)8是前炎症介质,由肺泡巨噬细胞(AM)、内皮细胞、上皮细胞和成纤维细胞等产生。在肺部炎症性疾病的发病中起重要作用。已证实香烟烟物提取物(CSE)可增加人支气管上皮细胞IL-8的释放[1]。我们采用体外培养人肺泡巨噬细胞(hAM),观察CSE对hAM分泌IL-8的影响,探讨吸烟在肺部疾病发病中的作用。
对象与方法8名健康男性,均为非吸烟者,年龄20~24岁,近2个月内无上、下呼吸道感染,未服用任何药物。
CSE制备:按Nakamura等[2]方法,2支去过滤嘴燃烧的香烟烟雾由注射器驱动装置连续抽吸,吸入烟雾经三通另一个出口入20 ml RPMI 1640培养液(美国Sigma公司提供)制成悬液,密封瓶内,摇动使其充分溶解,调pH至7.4,过滤除菌,其浓度计算为煤焦油850 mg/L和烟碱55 mg/L。并于1 h内用于实验。
支气管肺泡灌洗(BAL):用Olympus BF P10型纤维支气管镜(日本)常规检查,选右肺中叶B4或B5灌洗,将纤支镜顶端严密楔入段或亚段支气管开口处,从活检孔分10次注入37℃无菌生理盐水共200 ml[3]。立即在80~100 mm Hg(1mm hg=0.133 kPa)负压下吸引回收至无菌硅化瓶内,经双层纱布过滤备用。
实验分组及标本收集:支气管肺泡灌洗液(BALF)经4 ℃ 1 500 r/min离心10 min ,弃上清,Hanks液洗细胞2次,细胞用无血清RPMI1640液培养制成细胞悬液,于培养皿中,置于37 ℃ 5% CO2、100%湿度培养箱孵育贴壁2 h ,除去未粘附细胞,粘附生长在培养皿壁的细胞即为AM。吹打下AM,调细胞为1×109/L,分为:(1)对照组:在无血清的RPMI1640液中培养;(2)香烟组:向培养基中加入煤焦油(CSE 8.5 mg/L、烟碱0.55 mg/L) 以刺激细胞。(3)干预组:如上刺激同时,以地塞米松(DEX)2μmol加入培养液。12 h收集细胞,离心,留上清,-70 ℃保存,用于IL-8的测定。
IL-8测定:酶联免疫吸附实验(ELISA)检测,试剂盒购至深圳晶美(美国Genzyme公司产品)公司,敏感度为8 ng/L,操作按说明书进行。
统计分析:数据以X±s表示,用SPSS8.0统计软件行t检验。
结果CSE刺激后,AM上清IL-8含量由对照组(126±34) ng/L升高至(172±26) ng/L,两组比较差异有显著性(P<0.01);DEX干预后IL-8分泌降为(103±39) ng/L,明显低于CSE刺激组(172±26)ng/L,前后比较(P<0.01)。
讨论AM和气道上皮细胞暴露于外界环境各种刺激物中,吸烟烟雾首先与之接触,引起炎症反应,进而释放各种炎症介质和细胞因子。IL-8是中性粒细胞趋化因子,对包括中性粒细胞在内的各种炎症细胞具有趋化和激活作用。IL-8对机体作用是双向的,小剂量时对防御感染和调节免疫反应起重要作用,过量时则诱发炎症反应和组织损伤。研究表明COPD稳定期痰液中IL-8明显高于哮喘和健康人,痰液的中性粒细胞计数也明显增高,是COPD炎症反应中的主要细胞[4]。且发现稳定期COPD和哮喘患者BALF中IL-8水平与中性粒细胞数、中性粒细胞髓过氧化物酶、嗜酸细胞阳离子蛋白呈正相关,与肺功能[一秒钟用力呼气容积/用力肺活量(FEV1/FVC)]呈负相关[5]。表明IL-8在COPD患者肺组织中中性粒细胞及其他炎性细胞聚集,介质释放等炎症过程中起关键作用。
本组研究表明,用CSE短暂刺激AM(12 h)后可增加IL-8分泌,DEX可明显降低IL-8的产生。表明AM与上皮细胞一样,受CSE刺激后IL-8分泌增高,AM是人类经香烟烟雾刺激后IL-8的主要来源之一。动物实验表明,豚鼠暴露于香烟烟雾5 h后,AM IL-8 mRNA表达明显增加[6],与我们的研究结果一致。本组研究所选择志愿者均为无吸烟史的青年男性,因此推测,吸烟致AM大量分泌IL-8可能是COPD的发生、发展和加重的一个重要原因。但CSE刺激AM产生IL-8的机制尚不清楚。抑制AM IL-8产生可能是预防或治疗COPD的重要环节。本组试验还表明,DEX能抑制CSE致AM分泌IL-8作用。DEX可在转录和转录后水平抑制IL-8 mRNA的表达和IL-8的产生[7]。
作者单位:罗显荣(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
伍伟玲(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
叶小群(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
王琳(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
程治增(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
程涛(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
郑曲波(510602广州市,解放军第四五八医院呼吸内科)
参考文献
[1]Mio t, Romberger DJ, Thompson AB, et al. Cigarette smoke induces interleukin-8 release from human bronchial epithelial cell. AM J Respir Crit Care Med, 1997,155:1770-1776.
[2]Nakamura Y, Romberger DJ, Tate L, et al. Cigarette smoke inhibits lung fibroblast proliferation and chemotaxis . AM J Respir Crit Care Med,1995,151:1497-1504.
[3]Margues LJ, Zheng L, Poulakis N, et al. Pentoxifylline inhibits TNF-α production from human alveolar macrophages. AM J Respir Crit Care Med,1999,159:508-511.
[4]Keatings VM, Collins PD,Scott DM, et al.Differences in interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha in induced sputum from patients with chronic obstructive pulmonary disease or asthma. Am J Respir Crit Care Med,1996,153:530-534.
[5]Nocker RE, Schoonbrood DF, Van de Graaf EA, et al. Interleukin-8 in airway inflammation in patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Int Arch Allergy Immunol, 1996,109:183-191.
[6]Nishikawa M, Kawemizu N, Ito T, et al. Superoxide mediates cigarettes smoke induced infiltration of neutrophils into the airways through nuclear factor-kappa B activation and IL-8 mRNA expression in guinea pigs in vivo. AM J respir Cell Mol Biol, 1999, 20:189-198.
[7]Barnes PJ, Pedersen S,Busse WW. Efficacy and safety of inhaled corticosteroids. New developments. AM J Respir Crit Care Med, 1998,157:1-53.
