慢性阻塞性肺疾病急性加重患者PGRN的水平變化及臨床意義①

周利航 王導新

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院呼吸與危重癥學科,重慶 400010)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是全球常見病和多發(fā)病，具有較高的致殘率和致死率，嚴重威脅患者的生命健康。根據(jù)全球疾病負擔(GBD)研究，從1990年到2013年，COPD從GBD的第八位上升到第五位，2013年，COPD是全球第四大死因，預計到2020年，COPD將成為第三大死因[1]。慢性阻塞急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive poAElmonary disease,AECOPD)常常導致患者日常功能的喪失甚至出現(xiàn)呼吸衰竭等嚴重并發(fā)癥,是患者就診的最主要原因，也是臨床治療成功與否的關鍵。既往研究顯示，AECOPD會導致肺功能下降，從而增加患者的死亡率和住院率[2]。如何簡單、方便的早期評估AECOPD患者的嚴重程度并預測其預后具有重要意義。顆粒蛋白前體(progranulin，PGRN)是一種多功能蛋白，在上皮細胞和髓樣細胞中高度表達，主要在維持和調節(jié)正常組織發(fā)育、增殖、再生和宿主防御反應中起關鍵作用[3]。目前已有報道證明氣道上皮細胞中的PGRN可以調節(jié)香煙誘導的肺泡上皮細胞凋亡，可能參與COPD的發(fā)生發(fā)展[4]。目前PGRN在COPD中的確切作用尚不清楚，國內外對AECOPD患者中的PGRN水平的動態(tài)變化研究較少，因此，我們檢測了AECOPD患者和健康受試者的血清PGRN水平，并分析其急性加重期相關臨床資料，以探索PGRN在AECOPD患者臨床病情變化評估的應用價值。

1 資料與方法

1.1資料 選擇2018年1月至2019年1月我院呼吸與危重癥醫(yī)學科收治的AECOPD患者97 例為觀察組，男性61 例，女性36 例，平均年齡(65.76±9.47)歲。納入標準：所有患者均符合COPD疾病全球倡議(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)2018年指南的COPD診斷標準，且近期有咳嗽、咳痰、呼吸困難加重，超出日常變異，需調整治療方案，符合AECOPD診斷標準[5]。排除標準：合并其他肺部疾病患者，如哮喘、支氣管擴張、活動性肺結核、肺栓塞、間質性肺疾病、氣胸等；合并嚴重心臟功能、肝功能、腎功能不全的患者；合并惡性腫瘤、糖尿病、自身免疫性疾病、癡呆的患者。選擇同期于本院體檢的健康成年人32 例作為對照組，其中男性19 例，女性13 例，平均年齡(62.22±12.94)歲。比較兩組患者的年齡、性別比例、體重指數(shù)、吸煙狀況，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。所有的AECOPD患者入院第1天為觀察組治療前，入院第7天為觀察組治療后。

1.2方法

1.2.1資料收集 收集所有研究對象的一般資料：包括年齡、性別、身高、體重、體質指數(shù)(BMI)=體重/身高2(kg/m2)，吸煙狀況：包括從未吸煙、既往吸煙(進入研究前停止吸煙≥6月)、目前吸煙(每天至少吸1支煙且持續(xù)6月以上)、既往史等。觀察組患者被要求于入院第1、7天獨立完成修改后的英國醫(yī)學研究委員會(mMRC)呼吸困難問卷和慢阻肺評估測試(CAT)，并同時記錄白細胞計數(shù)(Leukocyte,WBC)、中性粒細胞計數(shù)(Neutrophil，NEUT)、C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)等。

1.2.2肺功能測定 觀察組于入院第1天檢測第1秒用力呼氣容積占用力肺活量(Forced expiratory volume in one second/Forced vital capacity,FEV1/FVC)、FEV1占預計值百分比(FEV1/pred) 等肺功能指標。肺功能測定采用德國MS-Diffusion耶格(Jaeger)肺功能儀。

1.2.3血清PGRN測定 觀察組于入院后第1天及第7天的清晨空腹狀態(tài)下取肘靜脈血5 ml，室溫下靜置20 min，以3 000 r/min離心10 min，吸取上層血清0.2 ml于離心管內，同理取對照組體檢當日血清，均保存于-80℃冰箱中備用，采用ELISA法測定血清中PGRN的水平。人PGRN ELISA分析試劑盒購自江蘇酶標生物有限公司，嚴格按照說明書操作。

2 結果

2.1觀察組治療前后及對照組血炎性標志物水平的比較 AECOPD患者入院治療前與健康對照組的WBC、NEUT、CRP的差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，因此，可認為AECOPD患者入院第1天WBC、NEUT、CRP水平明顯高于健康對照組。且AECOPD患者入院治療后的WBC、NEUT、CRP較入院治療前均明顯降低，其中CRP水平在治療后仍高于健康對照組(P<0.05，表1)。

2.2觀察組治療前后及對照組的血清PGRN的表達水平 AECOPD患者入院治療后的血清PGRN水平(101.16±10.76 ng/ml)較入院治療前(126.64±13.73 ng/ml)明顯降低，且均高于健康對照組(92.36±8.25 ng/ml)，差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05，圖1)。

2.3觀察組治療前后血清PGRN水平分別與吸煙狀況、血清炎癥標志物、肺功能的相關性分析 AECOPD患者入院治療前血清PGRN水平與CRP(r=0.871，P<0.001)、NEUT(r=0.786，P=0.005)、CAT評分(r=0.664，P<0.001)以及吸煙狀況(r=0.576，P<0.001)呈正相關，與FEV1/pred(r=-0.635，P<0.001)呈負相關。而年齡、 BMI、 住院天數(shù)、WBC、mMRC評分、FEV1/FVC，血清PGRN水平無明顯相關性，見表2。AECOPD患者治療后血清PGRN水平與CAT評分(r=0.084，P=0.002)、吸煙狀況(r=0.598，P<0.001)呈正相關，但與患者的治療后的mMRC評分、CRP、WBC、NEUT水平均無明顯相關性，見表3。

圖1 三組血清PGRN的表達水平Fig.1 Expression of serum PGRN in three groupsNote:Compared with HE,*.P<0.05;compared with AECOPD after treatment,#.P<0.05.

2.4觀察組治療前血清PGRN表達水平的多變量分析 將上述指標納入多元線性回歸分析，以確定在本研究人群中與血清PGRN顯著相關的重要因素，結果發(fā)現(xiàn)FEV1/pred、CRP、CAT評分是AECOPD治療前血清PGRN水平的獨立影響因素，見表4。

表1 AECOPD治療前后和對照組血炎性指標水平的比較

表2 AECOPD治療前組血清PGRN與臨床資料、血清炎癥指標、肺功能的相關性分析

表3 AECOPD治療后組血清PGRN與臨床資料、血清炎癥指標的相關性分析

表4 血清PGRN水平的多元線性回歸分析

3 討論

PGRN是一種多功能生長因子，參與多種炎癥性疾病的病理生理過程，并在哺乳動物細胞中高度表達，包括氣道上皮細胞[6]。有研究報道，在脂多糖(lipopolysaccharides，LPS) 誘導的小鼠急性肺損傷的肺泡灌洗液中，伴有大量中性粒細胞浸潤及炎性因子聚集，PGRN能明顯阻止小鼠體重減輕和死亡并呈劑量依賴性的阻止促炎因子的釋放，從而發(fā)揮了重要的抗炎作用[7]。Ungurs等[8]的研究表明PGRN可以被中性粒細胞彈性蛋白酶(Neutrophil-elastase,NE)和蛋白酶-3(Proteinase-3,PR3)等蛋白酶消化，導致Granulin(GRN)肽的釋放，從而招募更多的炎性細胞，阻止PGRN發(fā)揮其抗炎作用而導致慢性炎癥。PGRN在炎癥反應中的作用復雜，可以通過調節(jié)免疫反應中不同的關鍵信號通路，在炎癥性疾病中發(fā)揮抗炎或促炎作用，這與其所在的炎癥部位、炎癥介質及所處不同的炎癥階段相關[9]。因此，推測PGRN在AECOPD炎癥反應中起著重要的介質作用。

研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，AECOPD患者的血清PGRN水平顯著升高，且與NEUT呈正相關。我們考慮這可能與AECOPD通常由細菌感染誘發(fā)有關，氣道感染時大量炎癥因子聚集，從而使暴露于細菌的中性粒細胞瞬時上調PGRN基因的表達[10]。Lee等[4]的動物實驗研究結果表明，PGRN可通過調節(jié)內質網應激反應有效抑制香煙煙霧誘導的氣道上皮細胞凋亡，對肺泡上皮細胞凋亡具有保護作用，但在COPD穩(wěn)定期人群中檢測了血清PGRN水平，較健康對照組相比顯著降低。我們推測PGRN的低水平除了與肺氣腫相關的肺泡上皮細胞的破壞有關，還可能與PGRN處于疾病的不同階段相關。已有研究表明，PGRN的抗炎作用是通過與腫瘤壞死因子受體α(TNFR-α)結合并干擾TNF-α與TNFR相互作用而抑制中性粒細胞脫顆粒來介導的[7]。以上均提示PGRN在COPD患者氣道中性粒細胞中發(fā)揮抗炎作用。與我們的研究不同的是，Ungurs等[8]發(fā)現(xiàn)COPD穩(wěn)定期患者的痰溶膠PGRN水平與中性粒細胞炎癥成負相關。我們考慮這可能與氣道中的NE、PR3以及定植在氣道的細菌的蛋白水解作用有關。值得指出的是，國內外對血清PGRN在AECOPD患者中的動態(tài)變化鮮有研究。本研究結果顯示，AECOPD患者入院治療后血清PGRN水平較入院治療前顯著降低，且仍高于健康對照組，提示PGRN可能參與AECOPD的發(fā)生發(fā)展過程，同時在治療后的血清炎癥指標WBC、NEUT、CRP均較治療前明顯降低，說明患者的感染得到一定有效的控制，可以結合患者的癥狀評分評估患者是否達到出院指針而進行下一步家庭治療。AECOPD患者住院時間越長，越加重患者的經濟及心理負擔，也會消耗大量的醫(yī)療資源。在監(jiān)測臨床常用血清炎癥標志物的同時，結合患者血清PGRN水平，可以更充分地預測患者病情，指導臨床用藥及評估治療效果。

CRP是一種全身性炎癥因子，AECOPD時CRP 水平明顯升高，研究表明它可作為AECOPD較好的炎癥標志物[11]。本研究結果表明，AECOPD患者血清PGRN水平與CRP呈顯著正相關，提示血清PGRN可以反映AECOPD期的炎癥水平。先前的研究已經表明，CAT評分不僅可以用于評估COPD的病情狀況，還可以用來衡量AECOPD患者的治療效果和預后[12]。而肺功能檢查是確診COPD及臨床評價氣流受限嚴重程度中必不可少的客觀指標。本研究發(fā)現(xiàn)血清PGRN水平與FEV1/pred呈負相關，與CAT評分呈正相關，且多元線性回歸分析后仍提示FEV1/pred與CAT評分是血清PGRN的獨立影響因素。表明了血清PGRN水平與氣道阻塞嚴重程度相關，且可作為AECOPD患者炎癥情況及病情評估的一個參考指標。遺憾的是，由于資料缺失，本此研究沒有對慢阻肺急性加重患者治療后肺功能水平與血清PGRN水平進行相關性分析，期待國內外學者進一步研究血清PGRN水平與COPD穩(wěn)定期患者或AECOPD患者治療后的肺功能水平的相關性。

最后還需指出的一點是，Lee等[4]的研究還證明了香煙煙霧暴露顯著增加了氣道上皮PGRN的表達。本研究通過單因素分析表明，無論在AECOPD患者治療前還是治療后，血清PGRN水平均與吸煙狀況呈正相關，但在線性回歸分析后差異無明顯統(tǒng)計學意義。我們推測其一原因可能與本研究使用吸煙狀況分類描述而不是吸煙指數(shù)有關，其次還可能與COPD患者的肺氣腫嚴重程度所致肺泡上皮細胞的破壞有關。

綜上，本研究發(fā)現(xiàn)PGRN可能通過干擾炎癥反應參與AECOPD的發(fā)生發(fā)展，并與疾病的嚴重程度相關。臨床上檢測血清PGRN有助于疾病病情及預后的評估，有利于指導治療。本研究的不足在于樣本量相對較小，沒有深入研究PGRN在痰液、肺泡灌洗液、氣道上皮細胞和肺組織中的表達差異，還需要進一步擴大研究。