COPD急性加重期患者治療前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平的變化和意義*

李尚茹， 羅璐玲， 劉禮銀， 胡系偉， 佘國

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 全科醫(yī)學(xué)科， 貴州 貴陽 550004； 2.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科， 貴州 貴陽 550004； 3.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 臨床檢驗中心， 貴州 貴陽 550004)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種以不可逆的持續(xù)性氣流受限為特征的常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，通常與長期暴露于有毒氣體、有害顆粒以及與遺傳因素、環(huán)境因素密切相關(guān)[1-2]，我國COPD總患病率8.6%，男性患病率>女性，已成為我國死亡原因前3位之一[3]。氧化應(yīng)激參與了COPD的發(fā)生發(fā)展，尤其是在COPD急性加重時炎癥細胞的聚集、炎性因子的大量釋放可促進氧化應(yīng)激失衡，過量的氧化應(yīng)激又加重了炎癥反應(yīng)，形成惡性循環(huán)，損傷細胞結(jié)構(gòu)，引起堿基顛換，造成脫氧核糖(deoxyribonucleic acid，DNA)損傷,誘導(dǎo)自身免疫反應(yīng)等[4-5]。8-羥基-2′-脫氧鳥苷(8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG)是一種被廣泛用于評價氧化應(yīng)激反應(yīng)中DNA氧化損傷的生物標志物，具有靈敏度較高、性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點[4]。研究表明，COPD急性加重期患者8-OHdG水平與氣道阻塞程度及癥狀嚴重程度正相關(guān)[5]，且與患者認知功能的改變有一定的相關(guān)性[6]，提示氧化應(yīng)激參與了COPD的病情發(fā)展。通過測定8-OHdG水平，可以幫助了解機體氧化應(yīng)激失衡的情況，然而COPD治療前后氧化應(yīng)激改善的研究一直較為缺乏。因此，本研究通過檢測COPD急性加重期患者治療前后的8-OHdG、C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)及降鈣素原(procalcitonin，PCT)水平變化，探討氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在COPD發(fā)病機制中的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2019年12月—2020年12月呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科住院的COPD急性加重期且經(jīng)治療進入穩(wěn)定期的患者，要求年齡≥40歲、COPD急性加重期和穩(wěn)定期的診斷及肺功能分級符合2020年COPD診斷指南標準[1]，其中肺功能診斷標準為吸入支氣管擴張劑后第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)/用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)<70%。排除標準：(1)就診時合并有支氣管擴張、胸腔積液、哮喘等肺部疾病，合并嚴重心臟疾病如急性心梗、不穩(wěn)定型心絞痛、嚴重心律失常等，合并嚴重高血壓、糖尿病及其他內(nèi)分泌疾病、惡性腫瘤、風(fēng)濕免疫系統(tǒng)疾病、嚴重凝血障礙及嚴重肝腎功能不全，合并嚴重神經(jīng)精神疾病等；(2)近期服用過維生素C、維生素E等已知抗氧化劑；(3)近3月重大創(chuàng)傷及手術(shù)史；(4)不能配合完成肺功能測定或抽血者；(5)不能持續(xù)治療至進入穩(wěn)定期患者，如死亡、轉(zhuǎn)科或提前出院；(6)病情嚴重需使用機械通氣者。納入患者60例作為試驗組，男46例、女14例，年齡55～87歲、平均(74.70±8.08)歲，再根據(jù)FEV1%預(yù)測值分為輕+中度組(n=31，F(xiàn)EV1%預(yù)測值≥50%)和重+極重度組(n=29，F(xiàn)EV1%預(yù)測值<50%)。同時選取年齡、性別與試驗組相匹配的健康體檢人群30例作為對照組，要求近2月無呼吸系統(tǒng)疾病史，體格檢查、胸部計算機斷層掃描(computed tomography，CT)、肺功能測定無異常，男20例、女10例，年齡58～82歲、平均(72.23±6.10)歲。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 治療方案

試驗組患者入院后均予持續(xù)低流量吸氧(2 L/min)，經(jīng)驗性選擇抗生素治療，同時完善痰涂片及痰培養(yǎng)，根據(jù)培養(yǎng)結(jié)果選擇敏感抗生素；如培養(yǎng)結(jié)果在入院前3天未回示或沒有陽性結(jié)果，則根據(jù)患者癥狀、體征及炎性指標變化調(diào)整抗生素方案，同時予解痙平喘、止咳化痰及氣道管理等對癥支持治療，待癥狀改善，病情穩(wěn)定，評估進入穩(wěn)定期。

1.3 觀察指標

1.3.1血清8-OHdG、CRP及PCT水平 抽取試驗組患者治療前和出院前1天(治療后)、對照組受檢者體檢日清晨空腹靜脈血5 mL，1 h內(nèi)常溫3 000 r/min離心15 min，取上層血清400 μL存于EP管，-80 ℃冰箱保存，3個月內(nèi)采用上海廣銳生物科技有限公司提供的人8-OHdG酶聯(lián)吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)試劑盒完成血清8-OHdG檢測；試驗組患者治療前、后抽取清晨空腹靜脈血5 mL，采用全自動生化分析儀(Cobas8000 C702，德國羅氏)配套hs-CRP檢測試劑盒，使用超敏免疫比濁法檢測CRP，采用全自動電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(Cobas e601，德國羅氏)及配套PCT檢測試劑盒，使用免疫熒光雙抗體夾心法檢測PCT。

1.3.2一般臨床資料 收集試驗組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、吸煙史、住院時間及呼吸衰竭發(fā)生情況。

1.3.3COPD評估測試(chronic obstructive pulmonary disease assessment test，CAT)評分[7]試驗組患者治療前、后采用CAT問卷進行COPD常見癥狀評分，要求患者獨立完成該測試，由同一研究人員記錄分值。

1.3.4肺功能測定[8]試驗組患者治療后采用肺功能測試儀(MasterScreen PFT/IOS，德國耶格)進行肺功能檢測，要求受試者在面積≥10 m2、室溫為18～24 ℃、濕度為50%～70%及通風(fēng)條件良好的安全檢查室內(nèi)，安靜狀態(tài)下吸入沙丁胺醇400 μg，15 min后進行肺功能測定，記錄FEV1、FEV1/FVC及FEV1%預(yù)測值的值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分

試驗組患者治療前、后血清8-OHdG水平均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；試驗組患者治療后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分均較治療前下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 試驗組與對照組受檢者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分[M(P25,P75)]Tab.1 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in experimental group and the healthy control group[M(P25,P75)]

2.2 不同病情程度COPD患者的一般資料

輕+中度組和重+極重度組患者的性別、年齡、身高、體質(zhì)量、吸煙史及住院時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；輕+中度組患者呼吸衰竭的發(fā)生率低于重+極重度組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同病情程度COPD患者的一般臨床資料Tab.2 The general clinical data of COPD patients with different severity

2.3 不同病情程度COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分

結(jié)果顯示，輕+中度組患者和重+極重度組患者治療后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分均較治療前明顯下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；重+極重度組患者治療前、后血清8-OHdG、CRP及CAT評分高于輕+中度組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；重+極重度組患者治療前血清PCT水平高于輕+中度組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同病情程度COPD患者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分[M(P25,P75)]Tab.3 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in COPD patients with different severity[M(P25,P75)]

2.4 COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分的相關(guān)性

將試驗組患者CAT評分作為自變量，與治療前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平進行Spearman秩相關(guān)分析，結(jié)果顯示試驗組患者治療前血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分均呈正相關(guān)(P<0.05)，治療后僅血清8-OHdG水平與CAT評分呈正相關(guān)(P<0.05)。見表4。

表4 COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分的相關(guān)性Tab.4 The Correlation between the serum level of 8-OHdG, CRP, PCT ,and CAT scores in COPD patients before and after treatment

3 討論

COPD作為發(fā)病率及死亡率均位居世界前列的慢性疾病，現(xiàn)已成為全球的公共衛(wèi)生難題，由于其發(fā)展不可逆性，將引起患者生存時間縮短、生活質(zhì)量低下、住院次數(shù)逐漸增多、增加家庭及社會的經(jīng)濟負擔[2]。氧化應(yīng)激是機體或細胞內(nèi)氧化性物質(zhì)產(chǎn)生或外源性氧化物質(zhì)攝入過多與清除失衡，引起機體或細胞內(nèi)促氧化因子蓄積的一種病理性狀態(tài)，可導(dǎo)致線粒體脫氧核糖核酸DNA損傷和細胞損傷[9-10]。對于COPD患者，受外源性因素的影響，如吸煙、生物燃料、有毒氣體或顆粒等的作用下，氧化負荷加重，體內(nèi)的氧化/抗氧化機制失衡，炎癥反應(yīng)級聯(lián)放大[11]，黏液分泌增多，氣道上皮細胞損傷，細胞衰老等，最終結(jié)果是引起了肺內(nèi)慢性的炎癥反應(yīng)及肺組織破壞，肺氣腫形成，小氣道重構(gòu)及狹窄，形成肺泡惡性充氣的循環(huán)，導(dǎo)致呼吸困難和運動耐量的下降[11-12]。8-OHdG是氧化應(yīng)激損傷細胞DNA形成的，DNA中的脫氧鳥苷受到羥自由基攻擊后形成了8-OHdG，由于8-OHdG不能參與正常的DNA復(fù)制過程，導(dǎo)致DNA鏈出現(xiàn)顛換突變，隨后在堿基切除修復(fù)因子人8-氧鳥嘌呤DNA糖基化酶(human 8-oxoguanine DNA glycosylase，hOGG1)的作用下被清除入血，經(jīng)尿液排出體外[13]。Hikichi等[11]在COPD模型小鼠的肺組織中檢測到8-OHdG染色，提示氧化應(yīng)激參與了COPD的發(fā)病。Yang等[14]測定了COPD患者、吸煙的健康人群及不吸煙的健康人群肺組織和外周血淋巴細胞內(nèi)的8-OHdG和hOGG1水平，結(jié)果表明8-OHdG水平與肺功能呈負相關(guān)，且8-OHdG及hOGG1可以作為肺內(nèi)DNA氧化損傷的重要生物標志物。還有一些研究證實了穩(wěn)定期COPD患者呼出氣冷凝液及尿液中的8-OHdG水平同樣明顯高于健康人群，提示穩(wěn)定期COPD患者的氧化應(yīng)激仍然是強于健康人群的[12,15]。

Jiang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照相比，COPD穩(wěn)定期患者血清8-OHdG濃度相對更高，且總抗氧化能力也更低，這與之前的研究時符合的；杜飛等[8]研究指出COPD急性加重期時血清8-OHdG水平時高于健康人群和穩(wěn)定期患者。本研究中COPD急性加重期患者治療前血清8-OHdG水平高于治療后，且治療后血清8-OHdG水平也高于健康對照組，提示COPD患者體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)的增強；同時通過比較不同嚴重程度COPD患者的血清8-OHdG水平，發(fā)現(xiàn)在治療前、后重+極重度組患者血清8-OHdG均高于輕+中度組，這與劉婷等[17]結(jié)論基本一致。此外，COPD患者治療前后血清8-OHdG水平均與CAT評分相關(guān)，說明血清8-OHdG可以一定程度上反映患者氣道阻塞和癥狀改善情況，對指導(dǎo)COPD的治療和評估病情有一定的意義。

多項研究指出，CRP水平可以用于預(yù)測COPD急性加重、評估疾病嚴重程度及預(yù)測住院，同時臨床上普遍認為使用CRP評估COPD急性加重期患者的病情及協(xié)助制定診療計劃能顯著減少抗生素的使用[4,18-19]。Gong等[20]研究了COPD急性加重期患者的PCT、CRP及血沉、白細胞計數(shù)、中性粒細胞比值的相關(guān)性，其結(jié)果表明PCT與CRP、白細胞計數(shù)、中性粒細胞比值呈正相關(guān)，一定程度上可以預(yù)測COPD的急性發(fā)作。PCT水平在細菌感染時有一定鑒別能力，可以協(xié)助制定病情較輕的COPD患者的抗生素診療方案[21]；在COPD急性加重期PCT、CRP均能反映患者的肺功能狀態(tài)及臨床癥狀嚴重程度，對疾病的評估有著很大的作用[22]。本研究中，COPD急性加重患者治療前血清CRP和PCT水平均高于治療后，且病情越重、CPR和PCT水平越高；分析血清CRP、PCT與CAT評分間的相關(guān)性時發(fā)現(xiàn)，治療前患者血清CRP和PCT水平與CAT評分均呈正相關(guān)，但與PCT相比，CRP與CAT評分預(yù)測值的相關(guān)系數(shù)更高，提示COPD急性加重期使用CRP評估患者病情嚴重程度可能優(yōu)于PCT。本研究發(fā)現(xiàn)，輕+中度組患者治療后血清CRP水平低于重+極重度組，但2組患者治療后血清PCT水平無差異，且治療后CRP、PCT與CAT評分間無相關(guān)性，這可能表明CRP及PCT對COPD穩(wěn)定期的病情評估起到的作用并不大，二者用于COPD急性加重時更有指導(dǎo)意義。

本研究存在一些不足之處。首先樣本數(shù)量太小，需要擴大樣本量以獲取更可靠的結(jié)論，較少抽樣誤差；其次，由于COPD患者病情影響，使得本研究不易完成治療前后肺功能的對比檢查；最后，由于治療前后采樣的時間間隔較短，可能不能完全反映COPD穩(wěn)定期的氧化應(yīng)激持續(xù)狀態(tài)。

綜上，本研究結(jié)果表明COPD急性加重期患者體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)均增強，治療后可得到改善，但治療后患者體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)仍比健康人劇烈，且隨著病情加重，氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)更強；血清8-OHdG不僅能反映COPD急性加重期的病情嚴重程度，還能在COPD穩(wěn)定期提示氧化應(yīng)激狀態(tài)的變化，對患者的病情評估起到一定的補充作用。