脊柱结核患者血清OPN和INF-γ表达的意义

吴太锋1,农 峰2,王 栋1,戚 海1,黄海超1,罗春林1,卢贤哲2

(1.钦州市浦北县人民医院 骨科一区,广西 钦州 535300;2.右江民族医学院研究生学院,广西 百色 533000)

【摘要】目的:通过检测脊柱结核患者血清中骨桥蛋白(osteopontin,OPN)和干扰素-γ(interferon-γ,INF-γ)的表达水平,以探讨其临床意义。方法:选择在2016年4—8月期间住院治疗的51例脊柱结核患者作为观察组,选择同期63名健康体检者作为对照组,应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测并比较2组受试者外周血血清OPN和INF-γ的表达水平,分析观察组血清OPN和INF-γ水平的相关性。结果:观察组血清OPN和INF-γ的表达水平均明显高于对照组(P<0.01);观察组血清OPN和INF-γ的表达含量不存在线性相关(P>0.05)。结论:脊柱结核患者血清OPN和INF-γ的表达水平升高,提示其可能参与脊柱结核的免疫调节。

【关键词】骨关节结核;骨桥蛋白;干扰素-γ

细胞免疫在结核病的发生与发展中起着至关重要的作用[1]。骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种促炎因子,可通过诱导Th1细胞介导的免疫应答而参与启动细胞的免疫调节[2]。干扰素-γ(interferon-γ,INF-γ)是一种主要由自然杀伤细胞和活化的T淋巴细胞等分泌的免疫调节因子,其可通过增强巨噬细胞的杀菌作用而发挥抗结核分枝杆菌的免疫调控[3]。近年来,大量资料显示,结核病患者血清OPN及INF-γ水平均较健康者呈显著性增高,提示其可能参与结核病的免疫调节[4-5]。然而,目前关于OPN及INF-γ在结核病的相关性研究主要集中于肺结核方面,鲜见在脊柱结核方面的研究报道。脊柱结核是一种常见的肺外结核疾病,但其发病机理尚未明确。因此,本试验应用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)对51例骨关节结核患者及63名健康者血清OPN及INF-γ的表达情况进行检测,同时分析脊柱结核患者血清中OPN与INF-γ水平的线性相关性,以初步探析OPN及INF-γ是否参与脊柱结核的发生与发展。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年4—8月在浦北县人民医院住院治疗的51例脊柱结核患者作为观察组,主要临床表现为脊柱疼痛及主被动活动明显受限。其中:男21例,女30例;年龄20~68岁,平均(41.85±11.55)岁。同时在本院体检中心选择63名健康者作为对照组,其中:男29名,女34名;年龄22~63岁,平均(39.73±10.06)岁。所有入选者近期无结核病接触史,且各项临床指标及影像学检查均未见异常。2组受试者间的性别及年龄比较无显著性差异(P>0.05),具有可比性。本研究获得浦北县人民医院伦理委员会的批准,所有受试者知情并签署知情同意书。

1.2 病例纳入与排除标准 纳入标准:所有脊柱结核患者住院前均未接受过抗结核药物治疗,既往无结核病史,术前CT、MRI及术后病理诊断均符合脊柱结核。所有受试者均为广西籍贯,长期居住于广西,且无血缘关系。排除标准:曾患有或患有肺结核和其他脏器结核(如肠结核)、合并其他感染性疾病(如肝炎、梅毒或艾滋病)、合并恶性肿瘤(如胃癌和前列腺癌)、系统性免疫缺陷疾病(如特发性血小板紫癜和自身免疫性溶血性贫血)、合并影响免疫系统的疾病(如甲状腺功能减退和风湿性心脏病)、遗传性疾病(如地中海贫血)。

1.3 研究方法

1.3.1 标本收集 用促凝管于所有受试者肘正中静脉抽取3 mL空腹静脉血。血标本静置于4 ℃冰箱30 min,2000 r/min离心10 min,血清分离后保存于-80 ℃冰箱冷冻待测。

1.3.2 血清OPN和INF-γ表达水平的检测 OPN ELISA试剂盒和INF-γ ELISA试剂盒购自武汉博士德公司,实验步骤严格按说明书进行操作。

1.3.3 统计学方法 采用SPSS19.0软件进行统计分析,计量资料应用两独立样本t检验进行组间比较,计数资料组间比较采用χ2检验,采用Pearson相关分析法对OPN水平和INF-γ水平进行线性相关分析。

2 结 果

2.1 2组OPN与INF-γ水平的比较 结果详见表1。

表1 2组OPN与INF-γ水平的比较

组 别样本数/例OPNcB/(ng·mL-1)INF-γcB/(pg·mL-1)对照组63 143.12±78.310.36±0.13观察组51 538.94±258.411)5.92±2.771)

注:1)与对照组比较P<0.01

2组受试者血清OPN和INF-γ表达比较有显著性差异(t=11.531、15.930,P<0.01)。与对照组比较,观察组患者血清OPN和INF-γ的含量均显著性升高。

2.2 观察组患者血清OPN与INF-γ水平的相关性 经Pearson线性相关性分析,观察组患者血清中OPN与INF-γ的表达水平不存在线性相关(r=0.026,P=0.855)。

3 讨 论

机体被结核分枝杆菌感染后,体内的淋巴细胞及巨噬细胞被激活,并向感染部位聚集,从而吞噬且杀灭结核杆菌。而在感染的早期阶段,活化的T淋巴细胞和巨噬细胞等就联合释放大量的细胞因子(如OPN和INF-γ),提示其可增强细胞的免疫反应,使机体的免疫状态向有利于清除结核杆菌的方向发展[6]

资料显示,OPN在肺结核患者中的表达呈显著性增高,提示其在肺结核的免疫调节中发挥至关重要的作用[7]。郭淑湘等[8]在研究肺结核患者血清OPN的动态变化及其临床意义中发现,在抗结核治疗前,肺结核患者血清OPN水平明显高于正常对照组;治疗1个月后血清OPN水平开始降低,治疗2个月后血清OPN呈显著性降低,初步显示动态检测肺结核患者血清OPN水平,可作为评估肺结核病变活动性和抗结核药物治疗效果的早期检测指标。Shiratori等[9]在OPN与结核病的相关性研究中发现,与健康者相比较,结核病患者中的OPN呈显著性高表达状态,初步表明检测OPN的表达水平可用来监测结核病的病情变化,从而提示OPN参与肺结核的免疫调节。本研究采用ELISA方法对脊柱结核患者及健康者血清OPN的表达水平进行检测,结果发现,OPN在脊柱结核患者血中的表达含量较健康者明显增高。这与上述两项关于OPN在结核病的相关研究中所获得的结果基本相同,初步提示OPN可能参与脊柱结核的发生与发展。其表达水平在脊柱结核患者升高的机理可能是:结核分枝杆菌可诱导以Th1细胞介导为主的免疫应答,促进OPN等炎症性因子的大量释放,从而使机体的免疫系统处于一种失衡状态。因此,监测血清OPN水平可作为反映脊柱结核病情的敏感指标。

目前,研究已证实,INF-γ在免疫性疾病及炎症性疾病中起到关键的作用[10]。袁媛等[11]研究发现,肺结核患者的血清INF-γ水平显著上升,提示INF-γ是肺结核患者病情严重性和病变活动性判断的敏感指标。还有研究发现,不同肺结核患者外周血中INF-γ水平存在着差异,细胞因子INF-γ可能在结核病的发病中起着一定的作用[12]。Belay等[13]在一项病例对照研究中发现,INF-γ在结核病患者中呈显著性高表达,提示其可能参与机体抗结核的免疫反应,可作为一种保护性免疫的生物标识物。本研究结果显示,INF-γ在脊柱结核患者中的表达水平明显高于健康者。这与以上两项相关研究所得的结果大致相同,初步表明INF-γ可能参与脊柱结核的发病。其在脊柱结核患者中表达增高的可能机理是:结核分枝杆菌侵入机体后,激活单核细胞集聚于结核病灶周围,同时还刺激Th1细胞分泌INF-γ等免疫细胞因子,增强机体对结核分枝杆菌的杀菌作用,从而发挥抗结核的免疫调节作用。因此,动态检测INF-γ的表达水平,对脊柱结核的病情变化具有重要的临床意义。

同时,本研究还对脊柱结核患者血清OPN与INF-γ水平进行了线性相关分析,结果发现二者并无线性相关(P>0.05),这提示OPN与INF-γ的表达含量之间可能并不存在相互交叉的调节机制。由于OPN及INF-γ的表达水平受多种因素的影响,OPN与INF-γ水平之间无线性相关并不能否认其在脊柱结核中的免疫调节作用。

总之,脊柱结核患者血清OPN与INF-γ的表达含量均显著性增高,提示其可能参与脊柱结核的发生与发展,但其具体机理尚未明确。随着对脊柱结核发病机理及OPN、INF-γ分子的深入研究,脊柱结核的预防、早期诊断及治疗工作将会进入一个崭新的领域。

参考文献:

[1]GONZALEZ-JUARRERO M.Immunity to TB and targets for immunotherapy[J].Immunotherapy,2012,4(2):187-199.

[2]WANG K X,DENHARDT D T.Osteopontin:role in immune regulation and stress responses[J].Cytokine Growth Factor Rev,2008,19(5/6):333-345.

[3]NANDI B,BEHAR S M.Regulation of neutrophils by interferon-γ limits lung inflammation during tuberculosis infection[J].J Exp Med,2011,208(11):2251-2262.

[4]HASIBUAN F M,SHIRATORI B,SENOPUTRA M A,et al.Evaluation of matricellular proteins in systemic and local immune response to Mycobacterium tuberculosis infection[J].Microbiol Immunol,2015,59(10):623-632.

[5]GUPTA P K,CHAKRABORTY P,KUMAR S,et al.G1-4A,a polysaccharide from tinospora cordifolia inhibits the survival of mycobacterium tuberculosis by modulating host immune responses in TLR4 dependent manner[J].PLoS One,2016,11(5):e0154725.

[6]KOGUCHI Y,KAWAKAMI K,UEZU K,et al.High plasma osteopontin level and its relationship with interleukin-12-mediated type 1 T helper cell response in tuberculosis[J].Am J Respir Crit Care Med,2003,167(10):1355-1359.

[7]ZHU Y A,JIA H Y,CHEN J,et al.Decreased osteopontin expression as a reliable prognostic indicator of improvement in pulmonary tuberculosis:impact of the level of Interferon-gamma-Inducible protein 10[J].Cellular Physiology and Biochemistry,2015,37(5):1983-1996.

[8]郭淑湘,马冬梅,刘慧芳,等.肺结核患者血清干扰素-γ、白细胞介素-18和骨桥蛋白水平的动态变化及临床意义[J].实用医学杂志,2013,29(4):562-564.

[9]SHIRATORI B,LEANO S,NAKAJIMA C,et al.Elevated OPN,IP-10,and neutrophilia in loop-mediated isothermal amplification confirmed tuberculosis patients[J].Mediators Inflamm,2014:513263.

[10]NURSAL A F,PEHLIVAN M,SAHIN H H,et al.The associations of IL-6,IFN-γ,TNF-α,IL-10,and TGF-β1 functional variants with acute myeloid leukemia in Turkish patients[J].Genet Test Mol Biomarkers,2016,20(9):544-551.

[11]袁媛,陈骥.IL-18、OPN、INF-γ及 hs-CRP 在肺结核中的检测意义[J].湖南师范大学学报:医学版,2016,13(2):117-119,120.

[12]李红,唐神结.肺结核患者外周血sIL-2R、TNF-α、IFN-γ、IL-6的检测及意义[J].中国防痨杂志,2011,33(1):57-60.

[13]BELAY M,LEGESSE M,MIHRET A,et al.Lipoarabinomannan-specific TNF-α and IFN-γ as markers of protective immunity against tuberculosis:a cohort study in an endemic setting[J].APMIS,2015,123(10):851-857.

Significance of serum OPN and INF-γ levels in patients with spinal tuberculosis

WU Taifeng1,NONG Feng2,WANG Dong1,QI Hai1,HUANG Haichao1,LUO Chunlin1,LU Xianzhe2

(1.First Department of Orthopedics,Pubei People’s Hospital,Qinzhou,Guangxi 535300,China;2.Graduate School of Youjiang Medical College For Nationalities,Baise,Guangxi 533000,China)

【Abstract】Objective: To detect the serum levels of osteopontin (OPN) and interferon-γ(INF-γ) in patients with spinal tuberculosis,and to explore its clinical significance.Methods: From April 2016 to August 2016,51 cases of hospitalized spinal tuberculosis were chosen as observation group and 63 healthy subjects were chosen as control group.The serum levels of OPN and INF-γwere measured by enzyme linked immunosorbent assay(ELISA).Differences of OPN and INF-γlevels were compared between the two groups,and the linear correlation between OPN and INF-γlevels were analyzed in the observation group.Results: The serum levels of OPN and INF-γin the observation group were significantly higher than those in the control group(P<0.01).There was no linear correlation between serum OPN and INF-γlevels in the observation group(P>0.05).Conclusion: The expression of serum OPN and INF-γ are increased in patients with spinal tuberculosis,which suggests that they may be involved in the immune regulation of spinal tuberculosis.

【Keywords】spinal tuberculosis; osteopontin; interferon-γ

通信作者:卢贤哲,2961784260@qq.com

【中图分类号】R529.2

【文献标识码】A

DOI:10.11851/j.issn.1673-1557.2017.03.008

优先数字出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1688.R.20170502.1138.012.html

(收稿日期:2016-08-12)