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肺癌患者肺炎衣原体IgG阳性与放射性肺损伤相关细胞因子的关系
张文熠 乔田奎 周道安 袁素娟
作者单位:200540 上海,复旦大学附属金山医院放射肿瘤科(张文熠,乔田奎,袁素娟);200433 上海,同济大学上海肺科医院放射治疗科(周道安)(通讯作者:乔田奎,E-mail: qiaotk@yahoo.com.cn)
本研究受上海市卫生局基金项目(No.2007101)资助
摘要
摘要背景与目的 肺炎衣原体感染与肺癌有密切关系,但肺炎衣原体感染对肺癌放射性肺损伤的影响尚未见报道。本研究旨在探讨肺癌患者肺炎衣原体(chlamydia pneumoniae, Cpn)IgG阳性对放射性肺损伤相关细胞因子的影响。方法 观察有病理诊断、初次胸部放疗肺癌患者69例,分别于放疗前、放疗中和放疗后采血冻存,采用酶联免疫吸附法检测血液中Cpn的IgG以及IL-1β、SP-A、TGF-β、TNF-α的含量。结果 69例肺癌患者中Cpn IgG阳性21例,阴性48例,阳性率为30.43%。Cpn IgG阳性组与阴性组放疗中IL-1β浓度分别为(35.82±10.09)ng/L和(30.01±6.46)ng/L,两组之间有差异无统计学意义(P<0.05),放疗前和放疗后无明显差异。Cpn IgG阳性组与阴性组放疗前SP-A的浓度差异无统计学意义,放疗中分别为(641.78±106.81)ng/L和(100.86±61.4)ng/L,有统计学差异(P<0.05),放疗后浓度分别(657.47±115.19)ng/L和(93.23±47.15)ng/L,也有统计学差异(P<0.05)。Cpn IgG阳性组与阴性组放疗前、放疗中、放疗后TNF-α浓度两组之间均无统计学差异。Cpn IgG阳性组放疗前、放疗中、放疗后TGF-β1的浓度分别(710.67±358.16)pg/mL、(1,002.06±542.16)pg/mL和(2,125.16±1,522.29)pg/mL,阴性组分别为(867.77±412.48)pg/mL、(914.05±425.70)pg/mL和(1,073.36±896.01)pg/mL,两组之间比较放疗后TGF-β1浓度有统计学差异(P<0.05)。结论 肺癌患者Cpn IgG阳性一定程度上提高了放射性肺损伤相关细胞因子SP-A、TGF -β1、IL-1β的水平,提示可能加重肺癌患者的放射性肺损伤。
关键词】肺炎衣原体;放射性肺损伤;细胞因子
中图分类号】R734.2 DOI: 10.3779/j.issn.1009-3419.2011.02.05
Abstract
Correlation between Chlamydia Pneumoniae IgG Positive in Lung Cancer Patients and Cytokines Related to Radiation-induced Pulmonary Lesion
Wenyi ZHANG1, Tiankui QIAO1, Daoan ZHOU2, Sujuan YUAN1
1Department of Radiation Oncology, Jinshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200540, China; 2Department of Radiation Therapy, Shanghai Pulmonary Hospital, TongJi University, Shanghai 200433, China
Corresponding author: Tiankui QIAO, E-mail: qiaotk@yahoo.com.cn
AbstractBackground and objective There exsits intimate relationship between infection with chlamydia pneumoniae (Cpn) and lung cancer incidence. But few studies have been reported about radiation-induced pulmonary lesion in lung cancer patients infected with Cpn. The aim of this study is to explore the correlation between cytokines related to radiation-induced pulmonary lesion and Cpn IgG positive in lung cancer patients. Methods A total of 69 patients with lung cancer received chest radiotherapy. Blood samples were collected and frozen before radiotherapy (pre-RT), middle radiotherapy (mid-RT) and after radiotherapy (post-RT). Cpn IgG and levels of IL-1β, SP-A, TGF-β, and TNF-α were measured by enzymelinked immunosorbent assay (ELISA). Results In the total of 69 patients, 21 patients were Cpn IgG positive, 48 patients negative. The positive rate was 30.43%. In mid-RT concentration of IL-1β in Cpn IgG positive and negative group were (35.82±10.09) ng/L and (30.01±6.46) ng/L, with statistically significant difference (P<0.05). Pre-RT and post-RT concentrations of IL-1β in Cpn IgG positive and negative group had no statistically significant difference. Mid-RT concentrations of SP-A in Cpn IgG positive group and negative group were (641.78±106.81) ng/L and (100.86±61.4) ng/L respectively, with statistically significant difference (P<0.05). Post-RT concentration of SP-A in Cpn IgG positive and negative group were (657.47±115.19) ng/L and (93.23±47.15) ng/L respectively, with statistically significant difference (P<0.05). Concentrations of TNF-α in Cpn IgG positive and negative group had no statistically significant difference. Concentrations of TGF-β in Cpn IgG positive group were (710.67±358.16) pg/mL in pre-RT, (1,002.06±542.16) pg/mL in mid-RT, (2,125.16±1,522.29) pg/mL in post-RT; those in negative group were (867.77±412.48) pg/mL, (914.05±425.70) pg/mL, (1,073.36±896.01) pg/mL. Concentration of TGF-β in post-RT between Cpn IgG positive and negative group had statistically significant difference (P<0.05). Conclusion Cpn IgG positive in lung cancer patients influenced levels of IL-1β, SP-A, TGF-β during chest radiotherapy. This might aggravate radiation-induced pulmonary lesion.
Key words】Chlamydia pneumoniae; Radiation-induced pulmonary lesion; Cytok
This study was supported by a grant from Project of Shanghai Municipal Health Bureau (to Tiankui QIAO)(No.2007101).
放射性肺损伤是肺癌放射治疗的主要并发症,也是影响肺癌患者预后重要因素之一。近些年研究发现肺炎 衣原体(chlamydia pneumoniae, Cpn)感染与肺癌密切相 关[1-8],但肺炎衣原体感染对肺癌放射性肺损伤的影响未 见报道。本研究于2008年1月-2009年12月检测了初次接 受放射治疗的肺癌患者的Cpn IgG阳性情况,并检测放射 性肺损伤的相关细胞因子,初步观察肺癌患者Cpn IgG阳 性与放射性肺损伤的关系。
1 材料与方法
1.1 研究对象
收集我院2008年1月-2009年12月间接受根 治性放疗、有明确病理诊断的肺癌患者69例,其中男性 患者57例,女性患者12例,本实验所有患者均签署知情 同意书。69例肺癌患者在本实验之前未做过Cpn相关检 查,无Cpn感染的急性或慢性症状及体征。所有患者分 别于放疗前(开始放疗前1天)、放疗中(放射剂量达 到30 Gy时)、放疗后(放射治疗结束时)采3次空腹血 4 mL-5 mL,3,000 r/min,离心5 min,分离血浆,置于-35 oC保存待测。
1.2 治疗方式
6 MV直线加速器,X射线,采用常规分割 方式,一天一次,一次1.8 Gy-2.0 Gy,每周5次。患者在 三维TPS上进行设计计划,勾画靶区,95%的等剂量曲线 包绕PTV。CTV包括原发灶(病灶外缘1 cm-2 cm)和区 域淋巴结引流区,照射至40 Gy,复查胸部CT,改野或 缩野。放疗总剂量50 Gy-60 Gy。肺受照20 Gy体积占全肺 百分比(V20)≤20%,脊髓受照量<45 Gy。
1.3 Cpn IgG检测
Cpn IgG ELISA试剂盒购自美国R&D公 司。先检测患者放射治疗前血浆中Cpn的IgG:设5个标 准品孔,加标准品50 μL并梯度稀释,设2个空白孔,在 样品孔先加样品稀释液40 μL,再加样品10 μL,在37 oC水 箱温育1 h,弃液,洗板5次,加酶,在37 oC水箱温育30 min,弃液,洗板5次,先后加显色剂A和B,在37 oC水箱 温育15 min,加终止液,450 nm波长比色。
1.4 细胞因子检测
IL-1β、SP-A的ELISA试剂盒均购 自美国R&D公司;TNFα、TGFβ的试剂盒购自美国EBIOSCINECE公司。检测方法同Cpn检测。
1.5 统计学分析
统计方法采用SPSS 16.0软件进行统计分 析。所有计量资料组间比较采用t检验。计数资料分析采 用卡方检验。P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 Cpn IgG阳性率
入组观察的肺癌患者共69例,治疗前 检测Cpn IgG阳性21例,阴性48例,肺癌患者Cpn IgG阳 性率为30.43%。Cpn IgG阳性组与阴性组患者的性别、年 龄、吸烟史、病变分型、病理分类、临床分期、KPS等 一般情况无明显差异(P>0.05)(表1)。
2.2 Cpn IgG阳性与细胞因子的含量
Cpn IgG阳性组与阴 性组之间放疗前、放疗中、放疗后IL-1β的含量进行比 较发现,放疗中(治疗第4周)Cpn IgG阳性组与阴性组 相比IL-1β的含量差异有统计学意义(P<0.05);放疗 前、放疗后IL-1β含量未见明显差异(P>0.05)。放疗前 Cpn IgG阳性组SP-A的含量高于阴性组,但无统计学差 异(P>0.05)。Cpn IgG阳性组放疗中SP-A的含量较阴性 组明显增高,两组之间差异有统计学意义(P<0.05), Cpn IgG阳性组放疗后SP-A的含量升高,与阴性组之间 差异有统计学意义(P<0.05)。Cpn IgG阳性组与阴性组 放疗前、中、后TNF-α的含量两组之间均未见明显差异 (P>0.05)。Cpn IgG阳性组放疗中、放疗后TGF-β1较 放疗前明显升高,有明显差异(P<0.05)。Cpn IgG阳性 组与阴性组放疗前、治疗中TGF-β1的含量间无明显差异 (P>0.05)。放疗后Cpn IgG阳性组TGF-β1明显高于阴性 组,有统计学差异(P<0.05)(表2)。
3 讨论
肺炎衣原体是一种常见的人类呼吸道病原体,既 往对于Cpn的认识往往局限于其可导致社区获得性肺炎 [9]。近年来陆续有临床流行病学资料报道,肺炎衣原体 慢性感染与肺癌的发生发展有关,值得临床重视。检索 到关于肺炎衣原体感染与肺癌关系的临床流行病学的国外文献有8篇[1-8],均提示Cpn慢性感染与肺癌的发生存在 一定的关联。特别是3篇巢式PCR病例对照研究显示了 Cpn慢性感染与肺癌发生的密切相关性。Littman等[3]在美 国进行的调查研究设计最严谨,论证力度最强,其研究 结果:随着IgA滴度的增加,OR值亦增加。对于一项样 本量达508例且经过严格混杂因素控制的巢式病例对照 研究而言,这一结果是可信的,从临床流行病学角度可以 认为Cpn感染是肺癌的一个危险因素。Koh、Littman等[2,3] 的研究均显示鳞癌与Cpn慢性感染的相关性较其它病理 类型更强(OR值分别为1.42和1.70),且具有统计学意 义。国内文献[10-14]报道肺炎衣原体慢性感染与肺癌发生 有一定相关性,其中周妍等[11]研究Cpn与肺癌的关系, 采用患者的血清及肺癌组织为材料进行研究,通过研究 表明,肺癌组Cpn抗原(Cpn-Ag)表达水平(阳性率为 88%)明显高于对照组,值得临床重视。Cpn的感染可导 致机体产生IgG,血清Cpn抗体的检测有多种方法,如补 体结合、微量免疫荧光(micro-immunofluorescence, MIF) 和ELISA等方法,其中MIF和ELISA法有较高的特异性和 灵敏度[15]。本组观察的肺癌患者共69例,肺癌患者Cpn IgG阳性率为30.43%。Cpn IgG阳性代表当前或近期曾发 生感染[16],而入选本实验肺癌患者均无Cpn感染的急性 或慢性临床表现,提示这些患者可能为亚临床或隐性的 Cpn感染。Cpn IgG阳性组与阴性组在年龄、性别、吸烟 史、分型、分期、病理、KPS值等方面差异无统计学意 义(P>0.05)。
放射性肺损伤早期为急性炎症,逐步进展为肺纤维 化,在整个过程中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、转化生长因子β1(transforming growth factor, TGF-β1)等细胞因子与细胞及组织损伤关系密切,具 有重要作用[17]。Cpn可被中性粒细胞或吞噬细胞吞噬杀 灭,但有时不但不能杀灭,反而在细胞内繁殖,以其肺 部慢性炎症。其可以刺激炎症细胞释放一系列炎症介 质,如肿瘤坏死因子、白细胞介素等,以及一系列反 应,从而引起肺组织的损伤。肺炎衣原体感染是否会加 重放射性肺损伤,目前未见报道。
放射性肺损伤的相关细胞因子的变化早于临床改 变,并且相对于临床指标,细胞因子更能客观反映情 况。所以本研究通过检测几个与放射性肺损伤相关的因 子,观察肺癌患者Cpn IgG阳性与放射性肺损伤的关系。
白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)是由单核巨噬 细胞产生的细胞因子,具有调节辅助T细胞活化、白细 胞化学吸引、趋化粒细胞、淋巴细胞聚集、巨噬细胞刺激作用的功能。卢秀兰等[18]对病毒感染性肺炎患儿血浆 中的IL-1β进行检测发现IL-1β在急性炎症期水平升高,而 正常人血中不含IL-1β或含量很低。在本研究中,对本组 69例放疗的肺癌患者血中IL-1β的含量进行检测发现,放 疗前和放疗后Cpn IgG阳性组与阴性组的IL-1β的含量差异 无统计学意义(P>0.05)。放疗中两组的IL-1β的含量差 异有统计学意义(P<0.05)。提示Cpn IgG阳性患者有可 能在一定程度上加重放射性肺损伤。
肺表面活性物质相关蛋白(surfactant-associated proteins, SP-A)是肺泡II型上皮细胞和气道Clara细胞合 成并分泌的亲水性蛋白。肺泡II型细胞对放射线很敏 感,肺泡II型细胞受损后可导致肺泡张力变化,肺顺应 性下降,肺泡塌陷和不张[19]。本实验结果显示:放疗前 Cpn IgG阳性组与阴性组的SP-A的含量差异无统计学意义 (P>0.05)。放疗中和放疗后两组的SP-A的含量差异有 统计学意义(P<0.05)。结果提示Cpn IgG阳性可能加重 放射线对肺泡II型细胞的损伤程度。
TNF-α是由单核/巨噬细胞分泌的一种可溶性多肽, 体内细胞因子调节网络的启动因子,是启动炎症反应的 关键细胞因子,在放射性肺炎的发生和维持过程中占有 重要地位。Jaattela[20]认为TNF-α能促进肺部炎症细胞的聚 集,增加巨噬细胞和内皮细胞产生IL-1、TGF-β及其受体 表达,刺激成纤维细胞增殖等,从而加重组织的炎症反 应。臧倩等[21]研究认为血清TNF-α变化有可能成为放射 性肺损伤的预测指标。本实验结果显示:Cpn IgG阳性组 与阴性组的放疗中、放疗后TNF-α的含量较治疗前明显 升高,但两组之间差异无统计学意义(P>0.05)。
TGF-β1是一种多功能细胞因子,可促进胶原蛋白 的分泌以及细胞外基质的沉积,是组织细胞应答放射性 刺激的主要因子,其水平升高已被视为放射性肺损伤的 标志之一[22]。本组结果显示:Cpn IgG阴性组患者放疗 中、放疗后的TGF-β1含量较治疗前都有升高,但差异 无统计学意义(P>0.05)。Cpn IgG阳性组患者放疗后的 TGF-β1含量较放疗前和放疗中也明显升高,并且差异有 统计学意义(P<0.05)。Cpn IgG阳性组与阴性组之间比 较放疗前和放疗中的TGF-β1的含量差异无统计学意义 (P>0.05)。放疗后两组的TGF-β1的含量差异有统计学 意义(P<0.05)。结果提示,Cpn IgG阳性可能影响肺癌 患者肺组织的放射性损伤程度。
综上所述,本组肺癌患者Cpn IgG阳性率达30.43%, 并且一定程度上增加了放射性肺损伤相关细胞因子 SP-A、TGF -β1、IL-1β的含量,提示可能加重肺癌患者的放射性肺损伤,临床方面的相关性还需要进一步深入的 研究证实。
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