慢性阻塞性肺疾病患者TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能的相關(guān)性研究

馬偉雄 沈曉莉 王麗娜

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)氣流受限特征顯著，發(fā)作時(shí)可有不同程度咳嗽、咳痰、氣促和呼吸困難等癥狀[1]。近年來(lái)，該病發(fā)病率上升明顯，住院率和病死率隨之上升。研究顯示[2]，此病對(duì)人類生命安全危害極大，使得整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)進(jìn)一步加重?，F(xiàn)階段該疾病發(fā)病機(jī)制尚未明確，大部分研究均在分子學(xué)角度進(jìn)行。近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)[3-4]，慢阻肺除局部炎癥反應(yīng)外，T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫在其發(fā)生發(fā)展的不同階段發(fā)揮著重要作用，Toll樣受體4(TLR4)和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)在炎癥反應(yīng)發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，外周血程序性死亡受體-1(PD-1)及其配體PD-L1關(guān)系著多種免疫性疾病的產(chǎn)生與發(fā)展[5-6]。在此背景下，本文對(duì)慢阻肺患者TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能的相關(guān)性予以探討。

資料與方法

一、一般資料

本次研究選取2018年6月至2020年6月慢阻肺急性期患者110例設(shè)為觀察1組，慢阻肺緩解期患者110例設(shè)為觀察2組，以及同期收治的110例肺功能正常者為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)觀察組患者符合慢阻肺的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；(2)入選前7 d內(nèi)無(wú)可影響本研究結(jié)果的相關(guān)藥物使用史；(3)對(duì)本研究知情同意，主動(dòng)參與。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并有重要臟器功能障礙；(2)合并有兩種或兩種以上肺部疾?。?3)存在其他類型免疫系統(tǒng)病變。觀察1組，男54例、女56例，年齡42～79歲，均值(59.82±19.24)歲，長(zhǎng)期吸煙者47例；觀察2組，男58例、女52例，年齡39～77歲，均值(61.08±19.87)歲，長(zhǎng)期吸煙者53例；對(duì)照組男57例、女53例，年齡40～80歲，均值(60.27±20.18)歲，長(zhǎng)期吸煙者49例。三組患者基線資料數(shù)據(jù)一致性良好(P>0.05)，具有可比性。醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：20180212)此番研究，患者了解詳情后參與其中。

二、肺功能檢測(cè)

開啟Master Screnn肺功能儀(北京世博達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn))預(yù)熱模式，對(duì)氣體濕度、溫度和壓強(qiáng)予以調(diào)整，記錄受試者信息，指導(dǎo)受試者取端坐位，用鼻夾夾緊鼻翼，平靜呼吸3～4周期，在呼氣快結(jié)束時(shí)深吸一口氣，直到到達(dá)殘氣量所在位置，大口吸氣，反復(fù)三次，取最佳數(shù)值；對(duì)同一位受試者進(jìn)行三次測(cè)量，結(jié)果為三次平均值，記錄第一秒用力呼氣容積(FEV1)和第一秒用力呼氣容積/用力肺活量(FEV1/FVC)。

三、TLR4、PD-1、HMGB1測(cè)定

受試者停止進(jìn)食、進(jìn)水8～10 h后，抽取患者晨起空腹外周靜脈血4 mL，4 ℃環(huán)境下3000 r/min(離心半徑10 cm)離心處理10 min，取上層清液置于無(wú)菌EP管，存放于-80℃環(huán)境中待檢。嚴(yán)格遵照儀器及試劑盒說明書采用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)定血清TLR4、PD-1及HMGB1水平。TLR4、HMGB1酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒由上海西寶生物科技有限公司生產(chǎn)；PD-1酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒由上海鑫樂生物科技有限公司生產(chǎn)；BIO-RAD-Model1680型酶標(biāo)儀由美國(guó)BioTek公司生產(chǎn)。

四、觀察指標(biāo)

統(tǒng)計(jì)分析三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1以及FEV1、FEV1/FVC水平。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平對(duì)比

TLR4、PD-1、HMGB水平相比，觀察1組>觀察2組>對(duì)照組(P<0.05)(見表1)。

表1 三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平對(duì)比

二、三組患者FEV1、FEV1/FVC水平對(duì)比

FEV1、FEVQ/FVC對(duì)比，觀察1組<觀察2組<對(duì)照組(P<0.05)(見表2)。

表2 三組患者肺功能指標(biāo)FEV1、FEVQ/FVC比較

三、相關(guān)性分析

慢阻肺患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平與FEV1、FEV1/FVC呈顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05)(見表3)。

表3 血清TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能指標(biāo)相關(guān)性分析

討 論

慢阻肺普遍存在，發(fā)病率居高不下，炎癥浸潤(rùn)既可在肺部出現(xiàn)，也可累及內(nèi)分泌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)等其他組織系統(tǒng)，引起相應(yīng)的病變，使得患者不適感和死亡風(fēng)險(xiǎn)增加[9]。流行病學(xué)研究結(jié)果顯示[9]，慢阻肺的發(fā)病率約為10%，且隨著人口老齡化進(jìn)程的加快和吸煙者數(shù)量的增加，慢阻肺的發(fā)病率也逐漸增加，并成為整個(gè)社會(huì)需要重點(diǎn)解決的公共健康問題之一。研究發(fā)現(xiàn)[10-11]，慢阻肺與肺部炎癥之間的關(guān)系密切，多種炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子的異常表達(dá)在慢阻肺患者的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮調(diào)控作用。除此之外，炎性介質(zhì)在肺循環(huán)作用下還可進(jìn)入其他組織，引發(fā)相應(yīng)的肺外并發(fā)癥。

現(xiàn)階段，臨床對(duì)慢阻肺發(fā)病分子機(jī)制的研究主要是從與炎癥因子相關(guān)的信號(hào)通路方面進(jìn)行的，TLR4和HMGB1是此類研究者的主要研究對(duì)象，但上述指標(biāo)對(duì)慢阻肺的調(diào)控機(jī)制尚不明確[12]。TLR4是一種關(guān)系著炎癥反應(yīng)的免疫受體，對(duì)機(jī)體促炎因子的釋放有著明顯的刺激作用，可在機(jī)體組織炎癥反應(yīng)中發(fā)揮明顯的調(diào)控作用[13]。近些年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者開始研究TLR4在慢阻肺不同發(fā)展階段中的調(diào)控作用，并逐漸發(fā)現(xiàn)其可參與肺組織損傷的發(fā)生發(fā)展[14]。此番研究將肺功能正常者和慢阻肺患者外周血TLR4水平作為研究著手點(diǎn)，可見肺功能正常者該指標(biāo)水平不及慢阻肺患者。HMGB1屬于核蛋白，多存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄和修復(fù)有著理想的調(diào)控作用，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)胞分化與發(fā)育的調(diào)控[15]。機(jī)體處于病理狀態(tài)時(shí)，HMGB1為重要的促炎因子，可對(duì)炎癥性病變和自身免疫性病變予以預(yù)警[16]。除此之外，HMGB1可使炎性因子聚集，增加炎癥反應(yīng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)一系列臨床表現(xiàn)。本研究通過對(duì)比慢阻肺急性期與緩解期患者以及肺功能正常者外周血TLR4及HMGB1水平發(fā)現(xiàn)，慢阻肺急性期患者外周血TLR4及HMGB1水平顯著高于慢阻肺緩解期患者、慢阻肺緩解期患者外周血TLR4及HMGB1水平又顯著高于肺功能正常者。如此可見，在判定慢阻肺嚴(yán)重性時(shí)，可對(duì)比TLR4和HMGB1水平，以提高準(zhǔn)確性。

相關(guān)研究顯示，慢阻肺發(fā)生發(fā)展時(shí)，細(xì)胞線粒體自噬作用，使得線粒體完整性被破壞，進(jìn)而對(duì)程序性壞死發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，而PD-1作為免疫抑制分子的一種，可在微生物感染、腫瘤免疫和炎癥病變中發(fā)揮重要作用[17]。慢阻肺發(fā)展過程中，程序性壞死經(jīng)線粒體調(diào)節(jié)參與，細(xì)胞在此作用下破壞線粒體完整性，對(duì)程序性壞死發(fā)揮調(diào)節(jié)作用；此外，香煙提取物可使線粒體去極化，激活自噬體，使得細(xì)胞因煙霧誘導(dǎo)而出現(xiàn)程序性死亡。其中有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[18-19]，胰腺癌患者機(jī)體內(nèi)可溶性PD-1和PD-L1表達(dá)水平上升，可作為胰腺癌重要診斷指標(biāo)之一；肺泡型包蟲病患者血清可溶性PD-1和PD-L1高度表達(dá)，隨著患者病情加重而上升。本研究通過對(duì)比慢阻肺急性期與緩解期患者以及肺功能正常者外周血PD-1水平發(fā)現(xiàn)，慢阻肺急性期患者外周血PD-1水平顯著高于慢阻肺緩解期患者、慢阻肺緩解期患者外周血PD-1水平又顯著高于肺功能正常者?？梢?，PD-1與肺部疾病的產(chǎn)生與發(fā)展，存在明顯的關(guān)聯(lián)，可考慮將該指標(biāo)運(yùn)用至慢阻肺診斷與評(píng)估中。

本研究進(jìn)一步對(duì)慢阻肺患者血清TLR4、PD-L1和HMGB1水平與FEV1和FEV1/FVC的相關(guān)性，予以分析發(fā)現(xiàn)，患者肺功能和血清TLR4、PD-1、HMGB1水平之間負(fù)相關(guān)性明顯，證實(shí)了患者FEV1和FEV1/FVC水平隨著TLR4、PD-1和HMGB1水平表達(dá)，水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1可能在慢阻肺患者疾病產(chǎn)生與發(fā)展中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。

綜上所述，慢阻肺患者FEV1和FEV1/FVC水平隨著TLR4、PD-1和HMGB1水平表達(dá)水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1表達(dá)水平上調(diào)可能共同參與了慢阻肺的發(fā)生發(fā)展，值得進(jìn)一步深入研究探討。另外，此次研究樣本量較小，研究周期有限，所得結(jié)論主觀性較強(qiáng)，與其他醫(yī)院展多中心RCT研究，以總結(jié)歸納影響患者肺功能的因素，進(jìn)而予以針對(duì)性肺功能改善措施，降低患者病死風(fēng)險(xiǎn)實(shí)為必要。