慢性阻塞性肺疾病和支氣管哮喘痰液、血液炎癥標志物

張鵬 齊保龍

慢性阻塞性肺疾病和支氣管哮喘痰液、血液炎癥標志物

張鵬 齊保龍

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease)和支氣管哮喘為基因-環(huán)境共同作用疾病[1]。慢阻肺以不完全可逆氣流受限為特征，發(fā)病機制為接觸有害氣體或顆粒致肺部異常炎癥反應(yīng)、粘液高分泌和氣道阻塞，炎癥反應(yīng)以中性粒細胞和細胞毒性T淋巴細胞浸潤為主，患者早期癥狀易被忽視，當(dāng)病情嚴重影響生活質(zhì)量而被診斷明確時多數(shù)已處于疾病晚期，有數(shù)據(jù)顯示到2030年慢阻肺將成為全球第四大死因[2]。支氣管哮喘是以支氣管痙攣、可逆性氣流受限為特征的慢性炎癥性疾病，以Th2細胞介導(dǎo)的嗜酸性粒細胞增多為特點，伴氣道高反應(yīng)性。早期氣道內(nèi)異常炎癥反應(yīng)在二者發(fā)病過程中起重要作用[3]，針對痰液和血液炎癥標志物的檢測將能早期評估病情及預(yù)測療效和預(yù)后。

慢阻肺血清標志物

目前臨床應(yīng)用廣泛的全身炎癥標志物包括：纖維蛋白原、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein, CRP)、白細胞介素(interleukin, IL)-6、IL-8，這些標志物有助于慢阻肺與對照組的鑒別診斷，具有可接受的高敏感性，但特異性較差[3]。細胞外基質(zhì)蛋白酶(Matrix Metalloproteinase, MMP)-8、MMP-9，和肺源性標志物，如肺表面活性蛋白(surfactant protein, SP) -D、Clara細胞蛋白(Clara cell protein, CC)-16、趨化因子配體(CC Chemokine Ligand, CCL)-18，多被用于研究能否反映氣道微環(huán)境。其中SP-D、纖維蛋白原和CC-16為理想的標志物，而IL-6、IL-8、CCL-18和CRP需進一步研究評估。

SP-D主要由Ⅱ型肺泡細胞和呼吸性細支氣管上Clara細胞分泌，為水溶性肺表面活性蛋白，參與機體免疫功能和炎癥調(diào)節(jié)，作為一種新興的、具有良好應(yīng)用前景的標志物，可反映肺系統(tǒng)免疫和肺泡表面活性。劉雙林等研究發(fā)現(xiàn)，AECOPD患者血清SP-D水平顯著高于穩(wěn)定期慢阻肺和非慢阻肺對照組[4]。Lomas DA團隊證實血清SP-D水平在慢阻肺患者和吸煙人群中均高表達，血清峰濃度與慢阻肺急性加重和肺氣腫進展有關(guān)，但不與GOLD分級的嚴重程度相關(guān)[5]。

纖維蛋白原是肝細胞分泌的一種急性時相反應(yīng)蛋白，其含量升高是血栓性疾病的危險因素，可作為判斷血栓前狀態(tài)、肺組織損傷、氣道進行性炎癥反應(yīng)的指標，是另一具有應(yīng)用前景的標志物。程彬彬收集142例慢阻肺患者及59例健康體檢者的血漿纖維蛋白原進行對比，結(jié)果顯示慢阻肺組血清水平明顯高于健康體檢組，慢阻肺患者死亡組的血漿纖維蛋白原水平明顯高于存活組，提示可一定程度反映病情[6]。Duvoix等學(xué)者發(fā)現(xiàn)纖維蛋白原水平與慢阻肺急性加重及住院率相關(guān)，但不能預(yù)測肺功能的下降[7]。

紅細胞分布寬度 (Red cell distribution width, RDW)是根據(jù)循環(huán)中紅細胞大小不同而對其體積不均一性進行的定量測定，是反映紅細胞體積異質(zhì)性的客觀參數(shù)，RDW通過反映體內(nèi)炎癥狀態(tài)、缺氧程度及心功能情況等，進而反映AECOPD患者的病情嚴重程度。RDW檢測技術(shù)成熟，是血液常規(guī)檢查中的一個參數(shù)，在門診或許可以初步代替動脈血氣分析、心臟彩超等檢查，為臨床醫(yī)生對慢阻肺患者的嚴重程度評估提供參考依據(jù)。Chetan VH團隊在對162例肺動脈高壓患者的研究中對比了尿素氮、B型鈉尿肽、RDW的預(yù)測價值，發(fā)現(xiàn)只有RDW與肺動脈高壓死亡率獨立相關(guān)，作為預(yù)后指標優(yōu)于B型鈉尿肽[8]。

CRP是炎癥反應(yīng)經(jīng)典標志物之一，和其他炎癥因子共同參與到慢阻肺的發(fā)病機制，其基線水平與肺功能和FEV-1下降密切相關(guān)。Kelly等橫向?qū)Ρ妊芯苛死w維連接蛋白、CRP、IL-6在預(yù)測慢阻肺患者死亡率中的價值，發(fā)現(xiàn)只有CRP與死亡風(fēng)險獨立相關(guān)，IL-6與呼吸困難、氣道阻塞、BMI、運動耐力等指標相結(jié)合，也可反映患者的預(yù)后[9]。

支氣管哮喘血清標志物

支氣管哮喘傳統(tǒng)評價方法多依賴FEV-1、PEF，或氣道反應(yīng)性。目前達成共識的是B細胞、Th2細胞及其相關(guān)分子參與支氣管哮喘的發(fā)生、發(fā)展，近來氣道炎癥因子檢測逐漸用于臨床實踐。Wagener等對比分析血嗜酸性粒細胞、痰嗜酸性粒細胞、呼出氣一氧化氮水平FE(NO)和血清骨膜蛋白在支氣管哮喘病情評估及個體化治療方面的價值，結(jié)果顯示血嗜酸性粒細胞敏感性最高[10]，血嗜酸性粒細胞水平升高表明向Th2細胞轉(zhuǎn)換，可用于預(yù)測糖皮質(zhì)激素類藥物的療效。

骨膜蛋白為Th2依賴嗜酸性粒細胞活化標志物之一，臨床應(yīng)用前景誘人。骨膜蛋白是一種由結(jié)締組織細胞分泌的細胞外基質(zhì)蛋白，能夠參與膠原形成、組織纖維化、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)換、惡性腫瘤發(fā)展以及多種損傷修復(fù)機制。Agrawal S等最新研究表明，在哮喘氣道重塑的病理過程中，骨膜蛋白作為IL-4及IL-13的下游信號通過自分泌或旁分泌的方式與其他細胞外基質(zhì)蛋白相互作用，共同參與氣道上皮下纖維化[11]。血清骨膜蛋白水平可完全反映氣道內(nèi)嗜酸性粒細胞水平，在相關(guān)程度上甚至超過血嗜酸性粒細胞計數(shù)和血清IgE水平[12]。在指導(dǎo)臨床用藥方面，高表達骨膜蛋白哮喘患者對抗IL-13抗體療效更佳，可作為哮喘個體化治療參考指標。

另一潛在標志物為嗜酸性粒細胞陽離子蛋白(Eosinophil Cationic Protein, ECP)，ECP是由被激活的嗜酸性粒細胞所釋放，正常人體內(nèi)ECP含量約在(6.48±2.37)ng/L左右，支氣管哮喘患者這一值平均達到(14.58±5.44)ng/L，而急性發(fā)作期的支氣管哮喘患者血清內(nèi)ECP值更高，ECP值大小能在一定程度上反映患者病情嚴重程度，是一項較好的檢測指標，但缺點是特異性較差。國內(nèi)鄭耿龍等學(xué)者以94例支氣管哮喘患者和35例健康成人作為研究對象，采用ELISA檢測患者和健康者血清ECP濃度，觀察到支氣管哮喘患者血清ECP含量顯著高于非哮喘對照組，且急性發(fā)作期患者血清ECP含量顯著高于緩解期患者，提示在支氣管哮喘診斷中有重要臨床意義[13]。

這一領(lǐng)域中B細胞活化標志物IgE關(guān)注度較高，Liang L等學(xué)者通過基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，第36位位點甲基化與IgE水平相關(guān)，該位點編碼炎癥介質(zhì)、嗜酸性粒細胞因子和特異性轉(zhuǎn)錄因子，提示可作為新的哮喘生物標志物及治療靶點[14]。

慢阻肺痰液標志物

幾乎所有慢阻肺患者體內(nèi)均存在自然免疫，特征性表現(xiàn)為中性粒細胞、巨噬細胞、淋巴細胞的高表達。近來，一些呼吸道固有細胞釋放的細胞因子，如趨化因子、淋巴因子、生長因子、氧化應(yīng)激因子、蛋白酶和抗蛋白酶因子等，在慢阻肺患者痰液檢測中得以發(fā)現(xiàn)，超過50余種細胞因子參與氣道炎癥反應(yīng)，在功能上可能具有重疊，具體功能有待進一步研究證實。與BALF中以肺泡巨噬細胞為主不同，慢阻肺患者痰液中性粒細胞比率最高，痰中性粒細胞計數(shù)與GOLD分級密切相關(guān)。國內(nèi)學(xué)者朱曄涵等證實中性粒細胞和IL-8在慢阻肺氣道炎癥中起重要作用，而且氣道吸入激素對其有抑制作用，二者是反映AECOPD嚴重程度的參考指標[15]。和支氣管哮喘類似，部分慢阻肺患者痰嗜酸性粒細胞水平升高，高水平嗜酸性粒細胞提示對糖皮質(zhì)激素類藥物和支氣管擴張藥物療效較好。

腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor TNF) -α在慢阻肺患者痰液中濃度發(fā)生變化，提示在疾病發(fā)病過程中發(fā)揮作用，但具體濃度存在爭議：研究發(fā)現(xiàn)慢阻肺及正常吸煙人群痰液TNF-α水平較正常非吸煙人群均顯著下降，前二者之間無統(tǒng)計學(xué)差異[16]。Hacievliyagil SS等研究得出相反結(jié)論：慢阻肺患者中TNF-α水平高于吸煙及非吸煙對照組[17]。

對比慢阻肺患者痰液及血清中SP-D的變化，劉雙林等發(fā)現(xiàn)痰SP-D水平與血清水平相反，且AECOPD組痰液水平顯著低于穩(wěn)定期及對照組，AECOPD組痰SP-D水平與血清SP-D水平呈顯著負相關(guān)性，監(jiān)測痰SP-D水平可替代血清監(jiān)測作為慢阻肺的參考標志物[4]。

支氣管哮喘痰液標志物

痰嗜酸性粒細胞可直接反映氣道內(nèi)炎癥，是支氣管哮喘經(jīng)典標志物之一，臨床上可作為哮喘診斷、管理及個體化治療重要依據(jù)。痰嗜酸性粒細胞升高哮喘患者對糖皮質(zhì)激素療效較好。一項納入三項隨機對照研究、共計246例成人支氣管哮喘的meta分析發(fā)現(xiàn)，與常用哮喘嚴重度評價方法(如臨床癥狀、PEF等)相比，基于痰液嗜酸性粒細胞水平能更好預(yù)測哮喘急性發(fā)作頻率及急性發(fā)作嚴重程度，具有重要臨床價值[18]。痰VEGF水平在哮喘急性發(fā)作期升高，其水平與氣道阻塞程度呈正相關(guān)。

與血清ECP在支氣管哮喘診斷中有重要意義相同，痰液ECP水平可反映哮喘患者體內(nèi)炎癥程度和范圍。朱曄涵等對使用激素哮喘組、慢阻肺急性加重期使用激素組和未用激素組三組患者痰液的IL-8、ECP及炎性細胞進行測定，并同時測定肺功能指標，結(jié)果顯示哮喘患者痰液ECP濃度和E%均顯著增高，二者之間存在正相關(guān)，哮喘組FEV1%與E%之間存在負相關(guān)，提示哮喘氣道炎癥與嗜酸細胞激活、ECP的釋放增多有關(guān)[16]。

綜上所述，氣道阻塞性疾病早期發(fā)病過程中支氣管-肺部異常炎癥反應(yīng)起重要作用，測定血液、痰液炎癥標志物對慢阻肺和支氣管哮喘的早期診斷、病情和預(yù)后判斷，及指導(dǎo)臨床用藥具有一定應(yīng)用價值。由于二者的炎癥標志物存在交叉，無論是疾病穩(wěn)定期或急性期，單純應(yīng)用上述炎癥標志物難以對慢阻肺和支氣管哮喘進行鑒別診斷。作為重要補充手段，聯(lián)合患者發(fā)病年齡、氣流受限可逆性及癥狀的變異性和特異性進行全面評估，更具有臨床意義。

目前已投入臨床應(yīng)用的理想的生物標志物較少，更多的標志物迫切需要進入臨床，聯(lián)合應(yīng)用2個或多個標志物，診斷敏感度與特異度都有不同程度的提高，值得進一步探討。

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10.3969/j.issn.1009-6663.2017.09.045

230000 安徽 合肥，安徽省第二人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科

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2017-01-23]