急性加重期慢性阻塞性肺疾病老年患者血清Irisin濃度變化及臨床意義

桂菲 石建邦 劉曉峰 華琳 陳千 潘京 薛國(guó)輝

(九江市第一人民醫(yī)院 1檢驗(yàn)科，江西 九江 332000；2呼吸內(nèi)科)

隨著環(huán)境變化和全球煙草負(fù)擔(dān)加重，慢性阻塞性肺疾病(COPD)已經(jīng)成為威脅全球公眾健康問(wèn)題，尤其對(duì)于老年人群〔1〕。其是以持續(xù)進(jìn)展的氣流受限為特征的嚴(yán)重呼吸道疾病，而這種特征主要是由于外界有害顆?；驓怏w等造成的持續(xù)氣道慢性炎癥誘發(fā)的〔2〕。除了肺部炎癥，COPD患者常常表現(xiàn)出與COPD嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)病誘因密切相關(guān)的全身系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，而這在急性加重期患者中更加明顯〔3〕。急性加重期可增加COPD患者的總體發(fā)病率和死亡率，嚴(yán)重危害患者生命和生活質(zhì)量，因此早期診斷治療顯得尤為關(guān)鍵。當(dāng)前急性加重期COPD(AECOPD)的診斷主要依賴(lài)排痰性咳嗽和呼吸困難等臨床癥狀，但這些癥狀并無(wú)特異性，主觀性較強(qiáng)，且容易與其他疾病混淆〔4〕。而用于預(yù)測(cè)AECOPD風(fēng)險(xiǎn)的客觀血清標(biāo)志物甚少，因而發(fā)掘AECOPD新的早期診斷和評(píng)估預(yù)后血清標(biāo)志物在其診療過(guò)程中顯得意義重大。Irisin是近期發(fā)現(xiàn)的新型脂肪因子，起初研究證實(shí)其在糖尿病等代謝性疾病中具有重要作用，近期基礎(chǔ)研究表明Irisin具有抗炎效應(yīng)〔5〕。因此，推測(cè)血清Irisin在伴隨廣泛炎癥的AECOPD患者中可能存在異常。本研究擬通過(guò)檢測(cè)血清Irisin水平并與臨床指標(biāo)間行相關(guān)性分析，探討Irisin在AECOPD患者中的變化及其作為早期診斷生物標(biāo)志物的可能性。

1 材料與方法

1.1研究對(duì)象 選取2017年5月至2019年3月于九江市第一人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科和重癥監(jiān)護(hù)病房就診的AECOPD患者58例及呼吸內(nèi)科就診的穩(wěn)定期COPD(SCOPD)患者50例。SCOPD和AECOPD診斷均符合慢性阻塞性肺病全球倡議指南(GOLD)2015年更新版〔6〕。COPD診斷必要條件為存在氣流受限；而AECOPD診斷依靠患者臨床表現(xiàn)即短期內(nèi)出現(xiàn)呼吸道癥狀明顯加重，超出日常波動(dòng)范圍，需要更改藥物治療。排除存在肺結(jié)核、腫瘤、自身免疫性疾病、間質(zhì)性肺病或臨床癥狀顯著的支氣管擴(kuò)張的病例。同時(shí)選取同期年齡、性別及體重指數(shù)(BMI)均匹配的健康體檢對(duì)照者45例。研究對(duì)象均由醫(yī)院肺功能室同一資深人員在同一肺功能儀上完成肺功能檢測(cè)。COPD患者和健康對(duì)照組均排除急慢性感染、糖尿病、活動(dòng)性肝病或肝功能不全、急慢性腎病或腎功能不全、免疫性疾病、甲狀腺功能亢進(jìn)和(或)甲狀腺功能減退及惡性腫瘤等。所有患者及家屬簽署知情同意書(shū)。

1.2血液標(biāo)本采集及處理 采集所有受試者治療前清晨空腹靜脈血6 ml，其中4 ml于干燥管中3 500 r/min 10 min離心分離血清并于-80℃冰箱保存，用于血清Irisin、白細(xì)胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α測(cè)定，其中Irisin、IL-6及TNF-α均采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測(cè)定，人Irisin酶聯(lián)免疫試劑盒(DY9420-05)、人IL-6酶聯(lián)免疫試劑盒(D6050)及人TNF-α酶聯(lián)免疫試劑盒(QTA00B)均購(gòu)自美國(guó)R&D公司，所有步驟嚴(yán)格按照試劑盒操作說(shuō)明書(shū)執(zhí)行。另2 ml于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中，混勻后用于血常規(guī)檢測(cè)。COPD患者于入院當(dāng)日未吸氧時(shí)抽取橈動(dòng)脈血行動(dòng)脈血?dú)夥治?。?shí)驗(yàn)前保證檢驗(yàn)儀器室內(nèi)質(zhì)量控制合格。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、χ2檢驗(yàn)、Spearman相關(guān)分析、受試者工作特征(ROC)曲線(xiàn)。

2 結(jié) 果

2.1研究對(duì)象一般資料 AECOPD組、SCOPD組及健康對(duì)照組年齡、性別比例及BMI等資料間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。而WBC在AECOPD組中顯著高于SCOPD組及健康對(duì)照組(P<0.05)，SCOPD組白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)顯著高于健康對(duì)照組(P<0.05)。AECOPD組氧分壓(PaO2)、第1秒用力呼氣容積(FEV1)及FEV1/用力肺活量(FVC)均低于SCOPD組，而二氧化碳分壓(PaCO2)則高于SCOPD組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 納入研究對(duì)象的一般臨床資料

2.2各組血清Irisin、IL-6及TNF-α比較 AECOPD組血清Irisin顯著高于SCOPD組和健康對(duì)照組(P<0.000 1)。IL-6及TNF-α在AECOPD組中高于SCOPD組和健康對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 3組Irisin、IL-6及TNF-α比較

2.3血清Irisin與IL-6、TNF-α及臨床參數(shù)間的相關(guān)性 COPD患者血清Irisin與IL-6(r=-0.571)和TNF-α(r=-0.437)均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與PaO2(r=0.459)呈明顯正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，而與WBC(r=-0.212)、PaCO2(r=-0.201)、FEV1(r=0.197)及FEV1/FVC(r=0.213)的相關(guān)性并不顯著。單獨(dú)分析AECOPD患者血清Irisin與以上指標(biāo)的關(guān)系顯示，Irisin與IL-6(r=-0.682)和TNF-α(r=-0.411)亦呈現(xiàn)顯著負(fù)性相關(guān)，與PaO2(r=0.564)間呈顯著正相關(guān)，而與WBC(r=-0.221)、PaCO2(r=-0.186)、FEV1(r=0.208)及FEV1/FVC(r=0.199)的相關(guān)性并不顯著。

2.4Irisin、IL-6與TNF-α用于診斷COPD及AECOPD的ROC曲線(xiàn) ROC曲線(xiàn)結(jié)果顯示，血清Irisin用于診斷COPD時(shí)其曲線(xiàn)下面積(AUC)高達(dá)0.913；診斷AECOPD，區(qū)分SCOPD和健康人群時(shí)候，AUC高達(dá)0.880，是較好的診斷標(biāo)志物。綜合評(píng)價(jià)Irisin、IL-6與TNF-α的診斷性能時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是區(qū)分健康人群和COPD(AUC分別為0.91、0.86和0.81)，還是鑒別AECOPD與SCOPD和健康人群(AUC分別為0.88、0.86和0.08)，血清Irisin的診斷性能均優(yōu)于IL-6和TNF-α。

3 討 論

COPD已經(jīng)成為當(dāng)下危害全球范圍人群，尤其是老年群體健康的嚴(yán)重疾病，其中AECOPD是COPD患者重要臨床病程，直接影響COPD患者死亡率和生存情況〔7〕。時(shí)下AECOPD診斷手段有限，發(fā)掘新的客觀的血清學(xué)生物標(biāo)志物成為研究熱點(diǎn)。COPD的發(fā)病機(jī)制尚不明確，但炎癥因子扮演重要角色已經(jīng)得以證實(shí)〔8〕。既往研究發(fā)現(xiàn)IL-6和TNF-α在COPD患者中異常上調(diào)，并與疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)，已經(jīng)成為臨床常規(guī)檢測(cè)指標(biāo)〔9〕。新型脂肪因子Irisin已經(jīng)在多種炎癥性疾病如糖尿病、銀屑病、骨關(guān)節(jié)炎及動(dòng)脈粥樣硬化等中被發(fā)現(xiàn)異常表達(dá)，并與炎癥因子如IL-6、CRP及IL-17等存在相關(guān)關(guān)系〔10～12〕。以上結(jié)果提示Irisin或在COPD尤其是AECOPD患者中發(fā)揮一定的生物學(xué)效應(yīng)。

本研究結(jié)果表明血清Irisin連同炎癥因子IL-6和TNF-α在COPD尤其是AECOPD患者血清中存在異常表達(dá)現(xiàn)象，提示這些血清標(biāo)志物或可成為潛在診斷指標(biāo)。這與Kureya等〔13〕發(fā)現(xiàn)血清Irisin在COPD患者中顯著下調(diào)結(jié)果一致，但該研究并未區(qū)分SCOPD和AECOPD患者，且并非針對(duì)老年人群，此外亦未評(píng)價(jià)Irisin的診斷性能。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)血清Irisin與參與COPD的重要炎癥因子IL-6和TNF-α呈顯著相關(guān)性，這可能是因?yàn)镮risin具有的抗炎效應(yīng)。正如Mazurbialy等〔14〕研究的結(jié)果一樣，該研究組發(fā)現(xiàn)給予巨噬細(xì)胞RAW264.7外源性Irisin刺激，可下調(diào)Toll樣受體4信號(hào)通路蛋白TLR4和髓樣分化因子(MyD88)水平，并降低核轉(zhuǎn)錄因子κB的磷酸化水平，因而降低了下游如IL-6和TNF-α等促炎細(xì)胞因子的分泌。Shao等〔15〕也發(fā)現(xiàn)Irisin可通過(guò)抑制IL-1β、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)-1及TNF-α等細(xì)胞因子而減輕脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)這一抑炎效應(yīng)是通過(guò)抑制脂多糖誘導(dǎo)的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核因子(NF)-κB信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。表明Irisin在炎癥性疾病中可發(fā)揮一定的抗炎作用。這也提示血清Irisin在COPD中亦可能是通過(guò)抑制炎癥因子如本研究中的IL-6和TNF-α等的分泌而發(fā)揮抑炎效應(yīng)的。除了抑炎效應(yīng)，Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中呈現(xiàn)顯著低水平可能與COPD發(fā)病機(jī)制之一的氧化應(yīng)激存在關(guān)聯(lián)，有研究發(fā)現(xiàn)Irisin可抑制機(jī)體氧化應(yīng)激水平〔16，17〕。而低水平Irisin不足以抵抗機(jī)體炎癥因子且抑制氧化應(yīng)激。近期有研究發(fā)現(xiàn)毒蕈堿受體拮抗劑治療AECOPD患者可顯著提高血清Irisin水平，而毒蕈堿受體拮抗劑的治療機(jī)制之一即可抑制COPD患者氧化應(yīng)激水平〔18〕。未來(lái)有必要進(jìn)一步設(shè)計(jì)體外實(shí)驗(yàn)探究Irisin在COPD發(fā)病中的潛在機(jī)制。此外，Irisin已在多種疾病中得以研究證實(shí)其作為輔助診斷標(biāo)志物的價(jià)值。Shen等〔19〕研究證實(shí)Irisin對(duì)于診斷急性心力衰竭具有較好的診斷性能，其AUC可達(dá)0.753。在預(yù)測(cè)2型糖尿病患者合并代謝綜合征時(shí)Irisin的AUC可高達(dá)0.931〔20〕。這與本研究結(jié)果類(lèi)似，ROC曲線(xiàn)顯示血清Irisin用于診斷COPD或AECOPD，其AUC均較高，是較好的血清輔助診斷標(biāo)志物。綜合評(píng)價(jià)Irisin、IL-6與TNF-α的診斷性能時(shí)也證實(shí)血清Irisin的診斷性能均優(yōu)于IL-6和TNF-α。

總之，血清Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中顯著下調(diào)，并與炎癥因子相關(guān)，且對(duì)于COPD或AECOPD具有一定的輔助診斷價(jià)值。