老年COPD伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA水平變化

曹婷婷 萬俊 馮永海 楚荷瑩

慢性阻塞性肺疾?。–hronic obstructive pulmonarydisease，COPD）屬進(jìn)行性發(fā)展的不完全可逆氣流受限型疾?。?］，調(diào)查顯示，我國＞40 歲人群COPD發(fā)病率可達(dá)8.2%，入院5年內(nèi)病死率高達(dá)50.0%，并隨年齡增長呈持續(xù)升高態(tài)勢(shì)［2］。由于老年COPD 身體機(jī)能衰退、呼吸道防御能力減弱，極易進(jìn)展為通氣功能障礙，誘發(fā)嚴(yán)重呼吸衰竭。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，急性呼吸道感染是COPD 患者發(fā)生呼吸衰竭的主要原因，可進(jìn)一步加劇氣道炎癥，形成惡性循環(huán)［3］。胱抑素C（Cystatin C，CysC）可損傷呼吸道黏膜上皮細(xì)胞，誘導(dǎo)柱狀上皮細(xì)胞凋亡。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）能有效調(diào)節(jié)肺泡上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞，重塑炎性疾病對(duì)肺組織的損害［4］。白細(xì)胞介素17（Interleukin 17，IL-17）、激活素A（Activin A，ACTA）可引發(fā)炎癥反應(yīng)，加重氣道損傷。然而關(guān)于血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 聯(lián)合對(duì)老年COPD伴嚴(yán)重呼吸衰竭的診斷及預(yù)后價(jià)值尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。基于此，本研究探討血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 與老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者預(yù)后的相關(guān)性。具體分析如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2016年3月至2019年3月本院224例老年COPD 患者，根據(jù)有無發(fā)生嚴(yán)重呼吸衰竭分組觀察組（n=78）、輕癥組（n=146），另選取同期健康體檢者86例為對(duì)照組。兩組基本資料：年齡、病程、性別、體質(zhì)量指數(shù)、合并癥比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），均衡可比，見表1。

表1 兩組基線資料比較［n（%），（±s）］Table1 Comparison of general data between the 2 groups［n（%），（±s）］

表1 兩組基線資料比較［n（%），（±s）］Table1 Comparison of general data between the 2 groups［n（%），（±s）］

一般資料性別（男/女）年齡（歲）COPD 病程（年）體質(zhì)量指數(shù)（kg/m2）合并癥高血壓糖尿病高脂血癥觀察組（n=78）45/33 65.97±2.15 9.89±1.22 22.79±2.20輕癥組（n=146）84/62 66.19±1.74 10.02±1.13 23.15±2.08 20（25.64）13（16.67）8（10.26）37（25.34）24（16.44）14（9.59）對(duì)照組（n=86）49/37 65.80±1.83 9.72±1.30 22.94±2.13F/χ2值0.010 1.218 1.693 0.779P 值0.995 0.297 0.186 0.460 21（24.42）14（16.28）8（9.30）0.019 1.000

納入標(biāo)準(zhǔn)：①均符合COPD 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［5］；②觀察組動(dòng)脈血氧分壓＜60 mmHg，動(dòng)脈血二氧化碳分壓＞50 mmHg；③年齡＞60 歲；④患者及家屬均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并肺大皰、急性肺部感染、氣胸者；②近6 周全身使用糖皮質(zhì)激素者；③因肺結(jié)核、支氣管哮喘、充血性心力衰竭等所致慢性咳嗽喘息者；④睡眠呼吸暫停綜合征者；⑤精神行為異常者。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)同意批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 檢測(cè)方法

空腹取3 mL 靜脈血，離心12 min，3 000 r/min，分離取血清，置于-70℃冰箱低溫保存。采用全自動(dòng)酶標(biāo)儀（購自美國Bio-Bad 公司）以酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清Cys C、VEGF、IL-17、ACTA 水平，具體操作：設(shè)空白孔、標(biāo)準(zhǔn)孔、待測(cè)樣品孔，酶標(biāo)包被板上標(biāo)準(zhǔn)孔、待測(cè)樣品孔分別添加樣品（50 μL）、待測(cè)樣品（50 μL），混勻，封板，置于37℃溫水中，促使抗體與抗原充分反應(yīng)。溫育30 min 后，每孔均添加洗滌液，反復(fù)洗滌5 次，后添加酶標(biāo)試劑（50 μL），并置于37℃溫水溫育30 min。反復(fù)洗滌5 次，拍干，添加顯色劑。37℃避光顯色10 min，于每孔添加終止液（50 μL），終止反應(yīng)。15 min 內(nèi)450 nm 波長依序測(cè)量各孔吸光度（OD 值）。

1.2.2 治療方法

兩組均予以抗感染、解痙平喘、靜脈滴注抗生素、低流量氧療、強(qiáng)心利尿、糾正電解質(zhì)失衡等對(duì)癥處理，在此基礎(chǔ)上觀察組接受布地奈德氣霧劑聯(lián)合正壓通氣治療。

1.2 觀察指標(biāo)

①比較3 組血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平。②分析血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平之間相關(guān)性。③比較不同預(yù)后患者血清指標(biāo)水平、急性生理與慢性健康狀況評(píng)分Ⅱ（APACHEⅡ）評(píng)分，其中APACHEII 評(píng)分最高分71 分。④分析血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平與APACHEII評(píng)分相關(guān)性。⑤分析血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平對(duì)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 軟件分析處理數(shù)據(jù)，計(jì)量資料采用（）表示，t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用n（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，多組間表用方差分析，采用Pearson 進(jìn)行線性相關(guān)性分析，采用受試者工作特征曲線（ROC）分析診斷、預(yù)測(cè)價(jià)值，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3 組血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平

3 組血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且血清CysC、IL-17、ACTA 水平，觀察組＞輕癥組＞對(duì)照組；VEGF 水平，觀察組＜輕癥組＜對(duì)照組。見表2。

表2 3 組血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平對(duì)比（±s）Table2 Comparison of serum CysC，VEGF，IL-17 and Acta levels between the 2 groups（±s）

表2 3 組血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平對(duì)比（±s）Table2 Comparison of serum CysC，VEGF，IL-17 and Acta levels between the 2 groups（±s）

注：與對(duì)照組比較aP＜0.05；與健康對(duì)照組比較bP＜0.05

組別觀察組輕癥組對(duì)照組F 值P 值n 78 146 86 Cys C（ng/mL）151.23±30.24ab 130.47±24.58b 102.41±20.37 79.021＜0.001 VEGF（mg/L）323.43±54.12ab 387.64±69.12b 451.63±67.29 79.267＜0.001 IL-17（ng/L）65.14±18.52ab 44.87±15.76b 18.31±12.84 182.984＜0.001 ACTA（ng/L）45.69±8.24ab 36.51±6.25b 25.74±6.13 178.781＜0.001

2.2 血清指標(biāo)相關(guān)性分析

觀察組VEGF 與CysC、IL-17、ACTA（水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，CysC 與IL-17、ACTA 水平呈正相關(guān)關(guān)系，IL-17 與ACTA 呈正相關(guān)（P＜0.05）。見圖1。

2.3 不同預(yù)后患者血清指標(biāo)水平、APACHEII 評(píng)分

經(jīng)有效治療后，觀察組死亡28例，存活50例。死亡患者血清CysC、IL-17、ACTA 水平、APACHEⅡ評(píng)分高于存活患者，VEGF 水平低于存活患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

2.4 血清指標(biāo)與APACHEII 評(píng)分相關(guān)性分析

觀察組VEGF（r=-0.349）水平與APACHEⅡ評(píng)分呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，CysC（r=0.836）、IL-17（r=0.654）、ACTA（r=0.675）水平與APACHEⅡ評(píng)分呈正相關(guān)關(guān)系，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

圖1 血清指標(biāo)相關(guān)性分析Figure1 Correlation Analysis of serum indexes

表3 不同預(yù)后患者血清指標(biāo)水平、APACHEⅡ評(píng)分對(duì)比（±s）Table3 Comparison of serum index level and APACHEⅡscore in patients with different prognosis（±s）

表3 不同預(yù)后患者血清指標(biāo)水平、APACHEⅡ評(píng)分對(duì)比（±s）Table3 Comparison of serum index level and APACHEⅡscore in patients with different prognosis（±s）

組別死亡患者存活患者t 值P 值n 28 50 CysC（ng/mL）169.32±31.25 141.10±22.83 5.283＜0.001 VEGF（mg/L）158.14±31.31 415.82±70.26 30.775＜0.001 IL-17（ng/L）74.56±19.62 48.31±15.37 6.541＜0.001 ACTA（ng/L）49.30±9.47 39.25±6.12 5.689＜0.001 APACHEⅡ評(píng)分（分）31.41±5.02 24.78±4.83 5.734＜0.001

2.5 血清指標(biāo)對(duì)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值

繪制ROC 曲線，血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平聯(lián)合對(duì)預(yù)測(cè)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后的AUC 為0.864（95%CI：0.768～0.931，Z 統(tǒng)計(jì)：9.204），大于血清VEGF（0.806）、IL-17（0.796）、ACTA（0.743）、CysC（0.696）敏感性為92.86%，特異性為70.00%。見圖2。

圖2 血清指標(biāo)單一及聯(lián)合對(duì)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值Figure2 the predictive value of single and combined serum indexes for the prognosis of COPD with severe respiratory failure in the elderly

3 討論

COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭病理學(xué)改變表現(xiàn)為肺實(shí)質(zhì)與氣道慢性炎癥，可導(dǎo)致肺泡組織、氣道持續(xù)損傷，肺功能受損加重，引發(fā)一系列生理功能與代謝紊亂［6-7］。因此，早期診斷及預(yù)測(cè)預(yù)后對(duì)降低COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭病死率具有重要意義。

血清CysC 在老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者呈過度表達(dá)。老年COPD 患者通常合并低氧血癥，可加重巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞缺氧受損，進(jìn)而導(dǎo)致二氧化碳過度潴留，引發(fā)體內(nèi)氧化應(yīng)激，繼而誘導(dǎo)大量CysC 釋放，加重體內(nèi)炎癥細(xì)胞浸潤，損傷呼吸道肺泡上皮，增加肺換氣功能障礙發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［8-9］。經(jīng)ROC 曲線發(fā)現(xiàn)血清CysC 水平具有成為老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后的有效預(yù)測(cè)因子潛力。

VEGF 水平高表達(dá)，在肺動(dòng)脈重建中起著關(guān)鍵作用［10］。本研究結(jié)果顯示，血清VEGF 水平在老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者中呈低表達(dá)，與古力鮮·馬合木提等［11］研究相似，VEGF 水平下降一定程度會(huì)破壞肺部微血管與肺泡壁，增強(qiáng)與肺部炎性反應(yīng)對(duì)抗所致代償性，從而進(jìn)一步降低呼吸功能，最終發(fā)展為嚴(yán)重呼吸衰竭。本研究還發(fā)現(xiàn)，VEGF 水平下降可能增加老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭死亡患者風(fēng)險(xiǎn)，原因可能與VEGF 水平下調(diào)可能會(huì)降低肺部血管、內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量，對(duì)肺泡壁及微血管產(chǎn)生間接影響有關(guān)。

相關(guān)研究表明，COPD 患者氣道慢性炎癥持續(xù)存在的主要原因與自身免疫反應(yīng)有關(guān)［12-13］。老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者血清IL-17 水平明顯上調(diào)。自身免疫反應(yīng)紊亂，會(huì)降低老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者肺功能，促進(jìn)IL-17 分泌，誘導(dǎo)、活化中性粒細(xì)胞，參與肺部慢性炎癥進(jìn)展病理損傷，從而加重氣道受限程度，誘發(fā)呼吸衰竭。Pearson線性相關(guān)分析進(jìn)一步證明抑制IL-17 水平表達(dá)會(huì)減輕全身炎癥反應(yīng)，阻斷炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，優(yōu)化氣道功能，減輕病情程度，提高老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭患者存活率。另外，隨COPD 病情嚴(yán)重程度加重，ACTA 合成、分泌增多，可通過自分泌、旁分泌方式上調(diào)炎癥因子表達(dá)，促進(jìn)氣道平滑肌細(xì)胞增殖與遷移，引發(fā)細(xì)胞外基質(zhì)沉積，致使氣道平滑肌纖維化加重，肺功能減低［14］。本研究還發(fā)現(xiàn)CysC、VEGF、IL-17、ACTA 存在一定關(guān)聯(lián)性，對(duì)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭具有一定診斷價(jià)值。進(jìn)一步采用聯(lián)合應(yīng)用模式，血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平聯(lián)合預(yù)測(cè)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后特異性可達(dá)70.00%，提示血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 水平聯(lián)合檢測(cè)在預(yù)測(cè)老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭預(yù)后方面具有一定價(jià)值。

綜上可知，血清CysC、VEGF、IL-17、ACTA 聯(lián)合檢測(cè)有望成為老年COPD 伴嚴(yán)重呼吸衰竭診斷及預(yù)后判斷的有效手段。