高原慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期血清SP-D水平與肺功能及炎癥因子的臨床意義

何軍頵 徐紅艷 曾以萍 邵 佳 陳 杰 申永春 文富強(qiáng)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是呼吸系統(tǒng)的常見病和多發(fā)病，肺功能檢查是其主要診斷手段[1-2]。中國最新的流行病學(xué)調(diào)查顯示20歲以上COPD患病率達(dá)到8.6%，40歲以上人群達(dá)到13.7%，居我國死亡原因第三位[3]。COPD是以不完全可逆的氣流受限為特征的慢性炎癥疾病，持續(xù)的氣道炎癥反應(yīng)還可以參與全身炎癥反應(yīng)，介導(dǎo)并參與COPD多種合并癥的進(jìn)程[4-8]。肺泡表面活性蛋白D(surfactant protein D, SP-D)主要由肺的Ⅱ型肺泡上皮及Clara細(xì)胞合成和分泌的由4級結(jié)構(gòu)組成的親水性糖蛋白，能維持肺泡表面活性物質(zhì)的平衡，清除凋亡細(xì)胞，并激活機(jī)體的炎癥反應(yīng)[9]，在COPD疾病的嚴(yán)重程度和治療評價中越來越受到重視。西藏平均海拔超過3 000米，環(huán)境惡劣、氧含量低是其獨(dú)特的地理環(huán)境特點[10]。而西藏地區(qū)人群吸煙率較高，一項流行病學(xué)調(diào)查顯示，西藏林芝男性吸煙率為36.8%，有87.8%的被調(diào)查者使用生物燃料[11]。而另一項基于西藏地區(qū)多城市教師的流行病學(xué)調(diào)查顯示，教師的總體吸煙率高達(dá)29.6%[12]。上述多因素共同構(gòu)成了西藏地區(qū)人群罹患COPD的危險因素，本文通過檢測高原COPD穩(wěn)定期SP-D的濃度，探討其與肺功能、全身炎癥反應(yīng)、CAT、mMRC的關(guān)系。

資料與方法

一、臨床資料

收集2016年5月至2017年12月就診于我院的世居高原的COPD穩(wěn)定期患者，平均居住海拔均在3 500米以上，診斷符合中國COPD診治標(biāo)準(zhǔn)[13]。近3月內(nèi)無急性加重病史，近2周內(nèi)無激素使用史。排除合并支氣管哮喘、肺間質(zhì)纖維化等其它肺部疾病患者；排除合并腫瘤、糖尿病、心、肝、腎功能不全及腦血管意外事件，以及終末期疾病等患者；排除近期接受過糖皮質(zhì)激素和支氣管擴(kuò)張劑治療的患者。最終研究共納入穩(wěn)定期COPD患者150例(COPD組)，其中男107例，女43例，年齡36～86歲，平均年齡(64.3±10.1)歲。另外招募在我院進(jìn)行體檢的67位世居高原的健康者作為對照組，其中男性46人， 女性21人，年齡31～62歲，平均年齡(47.2±12.7)歲。本項目得到華西醫(yī)院醫(yī)學(xué)理論委員會批準(zhǔn)(2017-270號)。

二、研究方法

所有的研究對象均收集年齡、性別、身高、體重、吸煙史等基礎(chǔ)信息，完成CAT評分、mMRC評分的收集。所有研究對象均采用德國JAEGER肺功能儀完成肺功能檢查，收集FEV1、FEV1%、FEV1/FVC%。所有受試者均采集空腹靜脈血3 ml，離心、分離血清置于-80 ℃冰箱待測。血清SP-D、CRP、IL-6、TNF-α的濃度均采用Luminex液相芯片進(jìn)行分析，試劑盒由美國R&D公司生產(chǎn)，嚴(yán)格按說明書進(jìn)行操作，患者的基礎(chǔ)信息、疾病狀態(tài)對操作者保密。

比較兩組之間及COPD穩(wěn)定期在漢、藏族之間的血清SP-D、CRP、IL-6、TNF-α的濃度差異；將血清SP-D與COPD穩(wěn)定期患者的肺功能、全身性炎癥、CAT、mMRC評分作相關(guān)性分析；作SP-D在COPD穩(wěn)定期的多因素回歸分析。作SP-D在診斷COPD穩(wěn)定期的ROC分析。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

結(jié) 果

一、一般資料比較

兩組人員在性別比，民族、BMI指數(shù)方面沒有明顯差異， 但COPD組在年齡，吸煙史、mMRC、CAT評分均顯著高于對照組(均P<0.01)，COPD穩(wěn)定期患者血清SP-D濃度高于對照組(P<0.05)，另外，COPD穩(wěn)定期患者血清中炎癥因子CRP、IL-6、TNF-α的濃度水平均較對照組均升高(P<0.05)，見表1。

二、血清SP-D與COPD的肺功能、系統(tǒng)性炎癥、CAT、mMRC評分的相關(guān)性分析

COPD穩(wěn)定期患者，血清SP-D濃度水平與FEV1%，見圖1、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)(r=-0.404，P<0.05；r=-0.171，P<0.05)。SP-D濃度水平與炎癥標(biāo)志物CRP見圖2，TNF-α，見圖3。相關(guān)性分析均為正相關(guān)(r=0.369，P<0.05；r=0.454，P<0.05；r=0.529，P<0.05)。COPD患者血清SP-D與CAT見圖4，mMRC評分見圖5，顯示兩者呈正相關(guān)(r=0.498，P<0.05；r=0.512，P<0.05)。

表1 COPD患者臨床一般資料比較

注： SP-D：血清肺泡表面活性蛋白D；BMI：體質(zhì)指數(shù)；CRP：C反應(yīng)蛋白；IL-6：白介素6；TNF-α：腫瘤壞死因子α；FEV1：第1 s用力呼出氣容積；FEV1%：第1 s用力呼出氣容積占預(yù)計值百分比；FEV1/FVC%：第1 s用力呼出氣容積/用力肺活量比值

三、漢、藏族人群血清SP-D及炎癥因子之間的濃度比較

對穩(wěn)定期的COPD患者，漢、藏族人群血清SP-D及炎癥因子CRP、IL-6、TNF-α之間的濃度水平均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。

圖1COPD患者血清SP-D與FEV1%的關(guān)系

圖2COPD患者血清SP-D與CRP的關(guān)系

圖3COPD患者血清SP-D與TNF-α的關(guān)系

圖4COPD患者血清SP-D與CAT的關(guān)系

圖5COPD患者血清SP-D與mMRC的關(guān)系

四、SP-D在COPD穩(wěn)定期的多因素回歸分析

評估SP-D在COPD穩(wěn)定期的多因素回歸分析，沒有發(fā)現(xiàn)與穩(wěn)定期相關(guān)的指標(biāo)，如表2所示，均P>0.05。

表2 SP-D在COPD穩(wěn)定期的多因素回歸分析

五、SP-D在診斷COPD穩(wěn)定期的(receiveroperating characteristic, ROC)分析

在ROC統(tǒng)計結(jié)果中，SP-D的閾值為9 303.5，敏感度為0.576，特異度為0.616，SP-D對診斷COPD穩(wěn)定期有一定診斷價值，見表3，圖6。

表3 SP-D在診斷COPD穩(wěn)定期的ROC分析結(jié)果

圖6SP-D診斷COPD穩(wěn)定期的ROC分析

討 論

在COPD的慢性過程中，各種炎癥因子的浸潤及細(xì)胞因子介導(dǎo)的非特異性的炎癥反應(yīng)發(fā)揮了重要作用。COPD循環(huán)系統(tǒng)(血清)生物學(xué)標(biāo)志物成為了越來越多研究者關(guān)注的重點[14]。研究發(fā)現(xiàn)CRP、IL-6、TNF-α等在COPD的診斷和預(yù)后評估中有重要指示意義[15-16]，研究結(jié)果顯示，這些炎癥介質(zhì)“溢出”到血液循環(huán)，誘導(dǎo)及加重全身性炎癥反應(yīng)，參與介導(dǎo)多個靶器官的損傷，嚴(yán)重影響COPD的臨床進(jìn)程[17]。而在高原缺氧、環(huán)境因素、全身性炎癥、氧化應(yīng)激等綜合作用下，則可能會進(jìn)一步促進(jìn)、加重COPD的發(fā)生、發(fā)展。SP-D是一種親水性大分子蛋白，屬于C型膠原凝集素的一種，其主要由Clara細(xì)胞和Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞合成分泌。近年來研究證實，SP-D在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)及抵抗病原微生物方面起重要作用[18]。SP-D可以通過以下幾個方面發(fā)揮其維持肺泡表面穩(wěn)態(tài)及肺部免疫平衡的作用，包括抵御病毒感染，清除細(xì)菌、真菌及凋亡細(xì)胞以及促進(jìn)炎癥的消退[19]。SP-D在Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞中合成后，主要分泌到呼吸道，但也有部分SP-D分泌進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。在對小鼠的基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)，缺氧有可能導(dǎo)致血紅蛋白增加，而缺氧誘導(dǎo)因子會導(dǎo)致血紅蛋白mRNA增加，導(dǎo)致相應(yīng)的表面活性蛋白亦隨之減少，而無血紅蛋白增加的小鼠，其表面活性蛋白則無明顯下降[20]。而新近研究發(fā)現(xiàn)，相較于健康正常人，COPD患者肺泡灌洗液中SP-D水平明顯下降，相反血清SP-D的表達(dá)量明顯升高，同時SP-D水平與吸煙狀態(tài)以及患者氣流受限程度有關(guān)[21]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)AECOPD患者血清SP-D水平也有明顯升高[22]，同時穩(wěn)定期COPD患者血清SP-D水平高于一定水平時，患者急性加重的風(fēng)險明顯增加[19]，更重要的是，SP-D的變化在COPD中是特異性的[23]。在高原多因素的綜合作用下，COPD的炎癥反應(yīng)會導(dǎo)致SP-D的升高。而本文結(jié)果也證實了血清SP-D在COPD穩(wěn)定期是高于正常對照組的。

本文發(fā)現(xiàn)，包括CRP、IL -6、IL-8、TNF -α在內(nèi)的炎癥因子在COPD患者血清中濃度升高，CRP作為經(jīng)典的炎癥標(biāo)記物，反應(yīng)全身性炎癥程度，CRP在COPD穩(wěn)定期吸煙者及肺功能降低者有顯著升高[24]；IL-6是一種免疫調(diào)節(jié)因子，直接參與炎癥損傷，刺激成纖維細(xì)胞的增殖，可引起COPD的氣道纖維結(jié)締組織的形成和平滑肌的增生，參與氣道重構(gòu)；TNF-α是多種細(xì)胞產(chǎn)生的具有廣泛生物活性的信號因子，能刺激中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞等釋放促炎癥顆粒，最終導(dǎo)致肺組織損傷加重[25]。本文結(jié)果發(fā)現(xiàn)SP-D與包括CRP、IL-6、 TNF-α在內(nèi)的炎癥因子濃度水平呈正相關(guān)；與肺功能測試水平呈負(fù)相關(guān)；在頻繁加重患者中的濃度高于非頻繁加重的COPD患者，提示SP-D可用于評估COPD患者的病情和全身性炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度，持續(xù)監(jiān)測SP-D有望預(yù)測COPD急性加重風(fēng)險，具有潛在的生物標(biāo)記物功能。

CAT和mMRC評分可評估COPD患者的臨床癥狀和生活質(zhì)量，并評估病情和治療反饋。定期監(jiān)測COPD穩(wěn)定期患者的CAT得分，可有助于了解患者健康狀況的急性惡化。當(dāng)?shù)梅州^前增加4分，可預(yù)測COPD患者急性健康狀況的惡化，為臨床早期干預(yù)提供證據(jù)[26]。本文結(jié)果發(fā)現(xiàn)SP-D與COPD患者的CAT、mMRC評分呈正相關(guān)，提示SP-D可用于評估COPD患者的綜合狀態(tài)，定期監(jiān)測SP-D可有助于預(yù)測COPD急性加重的發(fā)生，及時評估COPD患者的病情變化。

綜上所述，SP-D在COPD的病情評估及嚴(yán)重程度判斷上均有很好的應(yīng)用價值，血清SP-D升高可反映系統(tǒng)性炎癥和肺功能水平。因高原地區(qū)肺功能檢查難以大面積推廣，如果能通過血清檢查SP-D這一簡便、操作性強(qiáng)、適用面廣且經(jīng)濟(jì)適用的方法為該地區(qū)COPD的診斷及病情評估提供新的手段，將大大促進(jìn)高原地區(qū)COPD的防治工作，降低重度COPD患者比例，并減少COPD帶來的疾病負(fù)擔(dān)。