血清組織蛋白酶L與慢性阻塞性肺疾病嚴(yán)重程度相關(guān)性研究

胡丹平 趙德軍 王霞 顏金農(nóng) 朱慧琳 陳恩國

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmo?nary disease，COPD）是一種嚴(yán)重危害人類健康的常見病，以持續(xù)氣流受限為特征[1]。研究顯示蛋白酶和抗蛋白酶失衡這一發(fā)病機制在COPD 發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用[2]。組織蛋白酶（cathepsin，Cat）家族與肺氣腫的形成相關(guān)，如Cat-E[3]，Cat-G[4]等，有望成為COPD 病情評估的生物標(biāo)記物。本次研究觀察血清Cat-L 水平與COPD 嚴(yán)重程度的相關(guān)性，評價血清Cat-L 水平能否作為COPD 嚴(yán)重程度的生物學(xué)標(biāo)記物?，F(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年10 月至2020 年12 月杭州市富陽區(qū)第一人民醫(yī)院呼吸二科門診及住院部診治的COPD 患者170 例作為觀察組，觀察組患者COPD 診斷和分級均符合慢性阻塞性肺疾病全球創(chuàng)議（global initiative for chronic obstructive lung dis?ease，GOLD）2017版的標(biāo)準(zhǔn)[5]，并剔除：①口服糖皮質(zhì)激素者；②合并肺結(jié)核、支氣管哮喘、支氣管擴張癥、肺部惡性腫瘤和肺間質(zhì)纖維化等除COPD 以外的肺部疾病者；③合并糖尿病、肥胖、甲狀腺疾病等代謝性疾病者；④合并高血壓、心功能不全、動脈粥樣硬化等心血管或腦部疾病者；⑤合并慢性腎臟病者。同時選取無肺部疾患的健康體檢人員45 例作為對照組。所有參與研究的對象均簽署知情同意書。按GOLD 肺功能分級分為四個亞組：GOLD1 級（46 例）、GOLD2 級（46 例）、GOLD3 級（41 例）、GOLD4 級（37 例）；觀察各組與對照組在年齡、性別、體重指數(shù)、吸煙指數(shù)及血壓以及血肌酐、尿素氮、腎小球濾過率（glomerular flltration rate，GFR）、空腹血糖等方面比較見表1。觀察組各級肺功能亞組和對照組的一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05）。

表1 各組研究對象一般資料比較

1.2 方法 抽取觀察組患者入院次日空腹晨血及對照組體檢時的空腹晨血，檢驗科采用全自動生化分析儀檢測血糖、血脂、肌酐及尿素氮等，糖化血紅蛋白采用離子交換高效液相色譜分析法。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法檢測血清Cat-L 水平，同時完善肺功能及胸部高分辨率CT（high resolution CT，HRCT）檢查。比較觀察組與對照組間的血清Cat-L水平、肺功能相關(guān)指標(biāo)和HRCT 參數(shù)的差異，以及Cat-L水平與肺功能指標(biāo)及HRCT參數(shù)的相關(guān)性。

肺功能檢查采用德國SPIROSTIK 肺功能儀，肺功能指標(biāo)包括、第一秒用力呼氣量（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）/用力肺活量（forced vi?tal capacity，F(xiàn)VC）、FEV1 占預(yù)計值的百分比（forced expiratory volume in one second as percentage of pre?dicted volume，F(xiàn)EV1/pred）、肺一氧化碳彌散量（dif?fusion capacity of carbon monoxide of lung，DLCO）、殘總氣量百分比（ratio of residual volume to total lung capacity，RV/TLC）等。HRCT 參數(shù)指標(biāo)包括：低衰減區(qū)域（low attenuation area，LAA）占全肺體積的百分比（LAA%）[6，7]、氣道壁厚度/氣管管腔外徑（times the ratio of airway wall thickness to outer di?ameter，T/D）和管壁面積與總橫截面面積比（ratio of wall area to total airway area，WA）[8]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 25.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。計量資料比較采用方差分析和t檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。Cat-L 與肺功能及HRCT 參數(shù)相關(guān)性采用pearson相關(guān)性分析。設(shè)P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 觀察組各級肺功能亞組與對照組肺功能及CT影像各參數(shù)比較見表2

表2 觀察組各級肺功能亞組與對照組肺功能及CT影像各參數(shù)比較

由表2 可見，隨著COPD 患者的肺功能分級增加，從GOLD 1 級至GOLD 4 級，血清Cat-L 水平逐級升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=7.34，P＜0.05），且GOLD1 級、GOLD2 級、GOLD3 級、GOLD4 級的Cat-L水平均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（t分別=3.25、4.34、5.12、6.57，P均＜0.05）。

觀察組各級肺功能亞組和對照組的FEV1/FVC、FEV1/Pred、DLCO、RV/TLC 水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（F分別=5.14、10.35、3.24、6.25，P均＜0.05）；觀察組各級和對照組之間的LAA%、T/D、WA 水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（F分別=8.34、2.62、4.21，P均＜0.05）。

2.2 Cat-L 與肺功能指標(biāo)及HRCT 參數(shù)的相關(guān)性分析 血清Cat-L 與FEV1/Pred 呈負(fù)相關(guān)，與RV/TLC呈正相關(guān)（r分別=-0.47，0.35，P均＜0.05）。血清Cat-L 與LAA%、T/D、WA 呈正相關(guān)（r分別=0.37、0.41、0.38，P均＜0.05）。

3 討論

COPD 的發(fā)病機制尚不完全清楚，蛋白酶和抗蛋白酶失衡[9]等在COPD 發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用。COPD 發(fā)生時，肺組織中釋放出能夠降解彈性蛋白的蛋白水解酶，蛋白酶-抗蛋白酶失衡，促進形成肺氣腫和小氣道重塑。Gat 包括Gat-B、Cat-L、Gat-S 等，與人類多種疾病密切相關(guān)[10～12]，是一類研究熱門的靶標(biāo)蛋白酶。例如Nakajima 等[13]研究發(fā)現(xiàn)COPD 患者血漿Cat-S 與COPD 患者氣流受限的程度及肺氣腫的程度相關(guān)。Cat-L 和Gat-S 是肺泡巨噬細胞產(chǎn)生的溶酶體半胱氨酸蛋白酶[14]，可以降解彈性蛋白酶[15]，促進肺氣腫的形成和氣道重塑。目前，有研究觀察到Cat-L 與COPD 氣流受限相關(guān)[16]。臨床上缺乏Cat-L 與COPD 相關(guān)性的研究，本次研究旨在對血清Cat-L 與COPD 嚴(yán)重程度的相關(guān)性展開研究。

本次研究結(jié)果顯示，GOLD1 級、GOLD2 級、GOLD3 級、GOLD4 級的Cat-L 水平均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05），提示Cat-L 表達水平的增加與COPD 的發(fā)生存在相關(guān)性。結(jié)果與Takeyabu 等[17]研究顯示肺氣腫患者肺泡灌洗液中Cat-L 明顯升高結(jié)果相似。進一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著COPD 患者的肺功能分級增加，從GOLD 1 級至GOLD 4 級的血清Cat-L 水平逐級升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），提示血清Cat-L 水平與COPD 的病情嚴(yán)重程度相關(guān)。

另外，本次研究結(jié)果還顯示，觀察組各級和對照組之間的FEV1/FVC、FEV1/Pred、DLCO、RV/TLC水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05），且血清Cat-L 與FEV1/Pred 呈負(fù)相關(guān)，與RV/TLC 呈正相關(guān)（P均＜0.05），提示Cat-L 與COPD 氣流受限存在正相關(guān)性。另外，觀察組各級肺功能亞組和對照組之間的LAA%、T/D、WA 水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05），且Cat-L 與LAA%、T/D、WA 呈正相關(guān)（P均＜0.05），提示Cat-L 與氣道重塑存在正相關(guān)性。

綜上所述，血清Cat-L 與COPD 病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，提示Cat-L 可以作為COPD 病情分級的血清標(biāo)志物，對疾病的診斷有潛在的指導(dǎo)意義。本次研究存在的不足之處包括：①樣本量需要進一步擴大，增強研究結(jié)果的可信度；②血清Cat-L 的來源及其活化程度尚無法確定，需多種組織標(biāo)本檢測Cat-L 水平；③影響血清Cat-L 水平的因素較多，如血糖、血脂、腎功能等，需進一步細化研究方案降低干擾因素的作用；④需進一步研究血清Cat-L 與COPD 相關(guān)的機制通路，深入理解Cat-L 的作用機制。