COPD患者血清5-HT表達水平與系統(tǒng)性炎癥反應的相關(guān)性研究*

楊婷 曾子鑒 文富強 申永春 王浩 萬春

(1．四川大學生物治療國家重點實驗室呼吸疾病研究室·四川大學華西醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，四川 成都610041；2. 四川大學臨床醫(yī)學院，四川 成都610041)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的主要特點表現(xiàn)為進行性的、幾乎不可逆的氣流阻塞，發(fā)病率及死亡率高，疾病負擔極其嚴重，是世界范圍內(nèi)的第四大死亡原因，并可能在2030年上升為第三大死亡原因[1-2]。COPD的發(fā)病機制非常復雜，而慢性的氣道炎癥反應是COPD最重要的病理生理特征，同時還存在蛋白酶/抗蛋白酶平衡失調(diào)，氧化應激和免疫機制異常[3]。COPD不僅僅是氣道和肺組織內(nèi)的疾病，而且也是全身系統(tǒng)性炎癥反應，可以引起靶器官的損傷，導致COPD各種并發(fā)癥的發(fā)生[4-5]。最近發(fā)現(xiàn)肺是血小板生物起源的主要部位[6]。5羥色胺(5-hydroxytyptamine，5-HT)是一種血小板儲存的神經(jīng)遞質(zhì)，其由血小板上的血清素轉(zhuǎn)運體(serotonin transporter，SERT)分泌至血清[7]；而且在肺組織中已發(fā)現(xiàn)存在5-HT受體包括5-HT2A和5-HT2B受體(5-HTR2A/2B)[8]。由此推測，5-HT通路與肺組織的生理病理過程密切相關(guān)。也有研究發(fā)現(xiàn)5-HT是一種炎癥介質(zhì)，血清中5-HT的升高與一些炎癥性疾病有關(guān)[7]。既往多項研究發(fā)現(xiàn)5-HT通路主要參與哮喘，肺間質(zhì)纖維化和肺動脈高壓的發(fā)病機制，近來也有報道其與COPD相關(guān)[9-12]。但5-HT是否與COPD的全身炎癥反應相關(guān)報道較少。本研究旨在探討COPD患者血清5-HT與全身炎癥及肺功能的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 該研究方案符合赫爾辛基宣言的原則，并得到了四川大學華西醫(yī)院人體研究機構(gòu)審查委員會的批準。所有受試者都獲得了書面同意書。選取我院呼吸與危重癥醫(yī)學科門診在2015年1月～2016年12月收治的44例穩(wěn)定期COPD患者作為觀察組，另選取23例我院健康體檢者作為對照組。所有受試者都接受了標準肺功能測試，COPD的診斷以慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)的診斷標準為準[1]。觀察組納入標準：①吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇，200mg)后FEV1/FVC%<70%；②吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇，200mg)后FEV1增加幅度<12%。③在研究前至少3個月臨床穩(wěn)定。④近期未接受標準的COPD治療，如吸入糖皮質(zhì)激素。排除標準：已知其他心，腦，代謝等相關(guān)的急性和慢性疾病。

1.2 標本采集 所有入選觀察者于次日清晨抽取肘靜脈血3ml，正常體檢者于當日清晨抽取肘靜脈血3ml，離心5min后，取血清置于-70℃冰箱中保存待測。

1.3 標本檢測 采用酶聯(lián)免疫吸附法(Enzyme-linked immune sorbent assay, ELISA)檢測血清5羥色胺(5-HT)和C反應蛋白(CRP)，試劑盒由上海西塘生物科技有限公司提供，所有操作均由專業(yè)人士按照說明書的標準流程完成。

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床特征及5-HT和CRP水平比較 兩組在年齡、性別、BMI和吸煙年限上都很相似(P>0.05)；觀察組FEV1%的測得值為(86.3±22.0)，提示多數(shù)患者有輕度的氣流受限；觀察組血清中5-HT和CRP水平高于對照組(P=0.00)，見表1。

表1 納入樣本的特征Table 1 Characteristics of included subjects

注：①：Chi-square 檢驗用于檢測性別的差異；COPD：慢性阻塞性肺疾?。?CRP：C反應蛋白； 5-HT：5-羥色胺；FEV1： 1秒用力呼氣量；FVC：用力呼氣量

2.2 5-HT與COPD患者肺功能和全身炎癥反應的關(guān)系 COPD患者中，血清5-HT水平和肺功能檢測指標中一秒率(FEV1%)無相關(guān)性(r=0.39，P=0.80)，且和FEV1/FVC亦無相關(guān)性(r=0.1，P=0.52)。COPD患者中，血清CRP水平和肺功能檢測指標中一秒率(FEV1%)無明顯相關(guān)性(r=-0.13，P=0.196)，且和FEV1/FVC無相關(guān)性(r=-0.13，P=0.399)。但在COPD患者中，血清5-HT水平和CRP水平呈正相關(guān)(r=0.47，P=0.001)，見圖1。

圖1 5-HT和CRP呈正相關(guān)Figure 1 A positive correlation between 5-HT and CRP

3 討論

我們的數(shù)據(jù)證實COPD患者血清中5-HT和CRP水平與COPD之間的關(guān)系。相對于健康體檢者，COPD患者血清中5-HT水平與CRP水平明顯增高，且彼此呈正相關(guān)，但與肺功能相關(guān)指標FEV1%和FEV1/FVC之間無相關(guān)性。提示5-HT更有可能參與COPD發(fā)病機制中系統(tǒng)炎癥反應的過程。

5-HT是一種神經(jīng)遞質(zhì)，主要由外周激活的腸色素細胞，肥大細胞和血小板產(chǎn)生。5-HT有14個受體已經(jīng)被鑒定出來，大多數(shù)是G配對受體。雖然研究發(fā)現(xiàn)5-HT2A和5-HT2B受體(5-HTR2A/2B)在肺內(nèi)起最重要的作用，5-HT通過激活他們參與調(diào)控血管和支氣管的活性，而且大多數(shù)游離5-羥色胺主要是在肺內(nèi)被單胺氧化酶(MAO-A/B)所清除,但是5-HT在肺內(nèi)的的生物活性還未被很好的理解[13]。目前大量研究主要探討5-HT在急性哮喘支氣管收縮過程中的作用機制，在哮喘患者血清中游離5-HT水平與臨床的嚴重程度和肺功能下降程度密切相關(guān)[9]。最近有研究發(fā)現(xiàn)，在COPD患者的血清中5-HT水平明顯高于正常吸煙者及非吸煙正常人，而且在COPD患者中，隨著年齡的增加，血清中5-HT的表達水平也呈增高趨勢[10]。另外又有研究發(fā)現(xiàn)在COPD患者血清中，5-HT水平低于正常吸煙者和正常非吸煙者，這個研究的病例數(shù)比較少，COPD組僅納入了11例患者,且多為肺功能中至重度受損的患者[14]。而本研究則顯示，在穩(wěn)定期COPD患者中5-HT水平明顯高于健康對照組。本研究結(jié)果和已有的研究之間存在不一致，考慮可能與COPD肺功能受損程度不同及樣本量不同相關(guān)，我們主要進一步探討了5-HT與COPD患者全身炎癥反應的關(guān)系。當然未來也還需要開展更多的研究來證實5-HT與COPD的關(guān)系。

5-HT已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在多種臟器中能夠通過與不同的受體(如5-HT7和5-HT4受體)相互結(jié)合發(fā)揮促進炎癥反應和拮抗炎癥反應的作用[15]。在肺組織中 5-HT受體主要是5-HT2A和5-HT2B受體[13]。目前發(fā)現(xiàn)5-HTR(2A)阻斷劑ketanserin能夠通過抑制p38、erk1/2 MAPK和Nrf2信號通路抑制了香煙煙霧中誘導IL-8的釋放[16]。槲皮素作為一種5-HTR2自然的受體拮抗劑劑能夠有效阻斷5羥色胺誘導大鼠腳爪水腫過程中的急性炎癥反應[17]。由此可見，5-HT通過與其受體結(jié)合參與多個器官的炎癥反應。我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)血清中5-HT水平與全身炎癥指標血清CRP水平明顯相關(guān)，提示5-HT可能也參與全身炎癥反應，從而在COPD發(fā)病機制中發(fā)揮作用。

已有文獻報道在哮喘患者中5-HT水平與肺功能下降相關(guān)[9]。而我們雖然發(fā)現(xiàn)COPD患者血清5-HT和CRP水平明顯高于正常健康人群，且彼此有明顯的正相關(guān)。但是他們和COPD患者肺功能的嚴重程度之間無明顯的相關(guān)性。已有研究發(fā)現(xiàn)5-HTR4的基因多態(tài)性分析提示與肺功能指標FEV1%及FEV1/FVC相關(guān)[18]。我們研究的COPD患者肺功能受損程度輕，也可能導致血清中5-HT和CRP水平和FEV1%及FEV1/FVC的相關(guān)性不強。而且目前已有的相關(guān)研究缺乏直接結(jié)果提示5-HT水平和肺功能直接相關(guān)。在一項納入149例COPD患者的6年隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，5-HT通路的激活預示著COPD急性加重期更差的預后[19]。5-HT轉(zhuǎn)運體的基金多態(tài)性也發(fā)現(xiàn)與COPD患者肺動脈高壓密切相關(guān)[20]。因此，5-HT可能通過不同機制參與COPD的發(fā)病。

我們的研究仍然存在一些局限性：①我們納入的病例數(shù)相對較少，可能導致我們所檢測的5-HT和CRP水平不能完全準確地反應真實情況。②多數(shù)患者為肺功能輕度受損的患者，因此我們的研究結(jié)果是否可類推到肺功能重度及極重度受損的患者中仍不得而知。③已有研究發(fā)現(xiàn)吸煙能夠影響5-HT分泌的節(jié)律[14]，而我們每個研究對象均只檢測了一次5-HT的水平，無法評估COPD疾病過程中他們的動態(tài)變化。④我們只檢測了一種全身系統(tǒng)炎癥反應指標CRP，最終5-HT和CRP之間相互作用的機制仍不清楚。

4 結(jié)論

我們的數(shù)據(jù)顯示在穩(wěn)定期COPD患者血清中5-HT的水平升高，且與CRP水平呈正相關(guān)，考慮5-HT可能通過參與系統(tǒng)炎癥反應參與COPD的發(fā)病機制，還需要進一步的研究探討其具體機制。