慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者8-OHdG、8-iso-PG及ET-1水平與認知功能的相關(guān)性

袁 圓，楊思偉，余美瓊

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pul‐monary disease，COPD）作為呼吸科常見的疾病之一，COPD 多發(fā)于秋冬寒冷季和中年人群。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國從2014 年至2018年40 歲以上COPD發(fā)病率已由8.7% 上升至13.7%，具有高發(fā)病率、高致殘率、高病死率、治療費用高的特點[1]。其早期臨床特征主要表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、呼吸困難和胸悶等，不及時治療，進一步可發(fā)展為肺源性心臟病和呼吸衰竭等常見慢性呼吸道疾病，嚴重危害患者生命安全。COPD 的具體發(fā)病原因比較復(fù)雜，目前普遍認為機體的炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致COPD 的主要原因[2]。同時，氧化應(yīng)激反應(yīng)在COPD 炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展中也起到不容忽視的作用。大量研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激反應(yīng)加速人體的炎癥反應(yīng)發(fā)生，對各器官功能和中樞神經(jīng)造成損傷，當(dāng)中樞神經(jīng)遭受損傷時，會出現(xiàn)認知功能障礙[3]。相關(guān)研究顯示，穩(wěn)定期COPD 患者約10% 會出現(xiàn)認知功能障礙，而急性加重期會高達22.6%，如需機械通氣則增至43%[4]。8-羥基脫氧 鳥 苷（8 - hydroxy-2′- deoxyguanosine, 8-OHdG） 是DNA 氧化損傷的重要生物學(xué)標(biāo)志物，COPD 患者血清8-OHdG 水平明顯升高[5]。8-異前列腺素（ 8-isoprostaglandin，8-iso-PG） 是一種能夠準(zhǔn)確反映患者體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)的特異性標(biāo)志物[6]。內(nèi)皮素-1（endothelin-1，ET-1）是一種重要的促炎因子，血中ET-1 水平與機體認知功能呈顯著正相關(guān)[7]。同時，大量研究顯示，在COPD患者血清中8-OHDG、8-iso-PG、ET-1 水平呈增高狀態(tài)，在急性加重期更為明顯[8]，而上述因子又均與認知功能具有密切關(guān)系，因此，8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 可能與COPD 患者并發(fā)認知障礙具有密切相關(guān)性。本研究選擇8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 作為研究指標(biāo)，探討8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 與AECOPD 患者認知功能障礙的相關(guān)性及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年4 月-2021 年4 月在自貢市第一人民醫(yī)院治療的35 例慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstruc‐tive pulmonary disease，AECOPD）患者為AECOPD組，其中男21 例，女14 例，年齡46～70（61.79 ±7.53）歲，病程3～7（4.89±4.11）年；選取同期符合慢性阻塞性肺疾病急性穩(wěn)定期（stable chronic ob‐structive pulmonary disease，SCOPD）患 者31 例 為SCOPD 組，其 中 男19 例，女12 例，年 齡44～81（65.82±8.64）歲，病程4～9（5.91±4.23）年；兩組COPD 患者均是入院前6個月內(nèi)按慢性阻塞性肺疾病全球倡議（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD） 分 級 為Ⅲ級（ 重 度30%≤FEV1% 預(yù)計值＜50%）。同期在我院體檢中心進行正常體檢的健康人員30 例，設(shè)為對照組。經(jīng)檢驗，各組基線資料無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 納入與排除

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①所有COPD 入選患者均符合GOLD 中 的COPD 診 斷 標(biāo) 準(zhǔn)[9]；②AECOPD 診 斷 標(biāo)準(zhǔn)：咳嗽、咳痰、氣短情況短期內(nèi)加重，可伴有發(fā)熱感染表現(xiàn)，呼吸道癥狀加重超過平日的情況，需改變過往的治療方式緩解癥狀；③SCOPD 診斷標(biāo)準(zhǔn)：咳嗽、咳痰、氣短或喘息等癥狀穩(wěn)定或輕微，病情基本恢復(fù)到急性加重期前狀態(tài)；④所有入選患者及成員均簽署知情同意書，且本研究通過我院倫理委員會批準(zhǔn)（倫理號2021010）。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) ①合并有肺炎等呼吸系統(tǒng)疾病患者；②合并有心肌疾病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等心血管疾病患者；③合并腫瘤及臟器功能不全的患者；④合并精神異常等不能配合完成研究的患者。

1.3 方法

1.3.1 認知功能評定 所有入選患者及成員應(yīng)用蒙特利爾認知評估量表（Montreal cognitive assess‐ment，MoCA）進行認知功能評定，AECOPD 組患者于入組之后在安靜和清醒狀態(tài)下，SCOPD 組及對照組人員于入組當(dāng)日，由同一批培訓(xùn)過的護士提問，入選對象回答的形式進行評定，患者量表包括視空間與執(zhí)行能力、命名能力、語言能力、注意力、延遲回憶、抽象能力及定向力7 個認知領(lǐng)域，總分30 分，≥26 分為正常，分值越低表示認知功能障礙越嚴重。

1.3.2 8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 檢測 AECOPD 組患者于入院次日清晨，SCOPD組及對照組患者于入院當(dāng)日清晨空腹抽取外周靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min 取上清，-80 ℃儲存。采用酶聯(lián)免疫吸附（enzyme linked immuno sorbed assay，ELISA）法測定血清8-OHDG、8-iso-PG、ET-1表達水平，試劑均由美國R＆D公司提供。所有操作嚴格依據(jù)相關(guān)說明書步驟進行操作。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS19.0 軟件，計數(shù)資料以率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，多組間采用單因素方差分析，組內(nèi)兩兩比較采用t檢驗，采用Pearson 相關(guān)系數(shù)對MoCA 評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平的相關(guān)性進行分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MoCA 評分比較3 組MoCA 評分顯示，AE‐COPD 組各項認知領(lǐng)域及MoCA 總分低于SCOPD組和對照組（P＜0.05），SCOPD組命名能力與語言能力與對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），其余領(lǐng)域與總分則顯著低于對照組（P＜0.05），表1。

表1 3組MoCA評分情況（±s）

表1 3組MoCA評分情況（±s）

與對照組比較*P＜0.05，與SCOPD組比較#P＜0.05

MoCA項目視空間與執(zhí)行能力命名能力注意力語言能力抽象能力延遲回憶定向力總分AECOPD組（n=35）1.32±0.31*#1.77±0.42*#2.05±0.41*#2.32±0.52*#1.41±0.26*#1.71±0.13*#4.38±0.82*#14.96±2.87*#SCOPD組（n=31）3.17±1.12*2.57±0.68 4.21±0.87*2.92±0.38 1.62±0.21*2.97±0.46*5.16±0.67*22.62±4.39*對照組（n=30）3.96±1.09 2.69±0.69 5.32±1.01 2.91±0.31 1.89±0.25 3.65±0.51 5.93±0.62 26.35±4.48 F值19.012 8.899 12.003 10.389 6.021 11.413 9.685 42.981 P值＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05

2.2 8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平比較 AECOPD組和SCOPD 組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平顯著高于對照組（P＜0.05），兩兩比較AECOPD 組各項指標(biāo)水平顯著高于SCOPD組（P＜0.05），表2。

表2 3組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平比較（±s）

表2 3組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平比較（±s）

與對照組比較*P＜0.05，與SCOPD組比較#P＜0.05

組別AECOPD組SCOPD組對照組FP例數(shù)35 31 30- -8-OHdG（ng/mL）13.89±4.18*#6.56±2.56*2.17±0.63 27.832 0.000 8-iso-PG（pg/mL）35.63±6.59*#22.19±5.62*17.63±3.69 12.649 0.001 ET-1（pg/mL）94.86±21.52*#59.87±16.28*19.96±4.26 19.563 0.001

2.3 MoCA 評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平的相關(guān)性分析 經(jīng)Pearson 檢驗，COPD 急性加重患者血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平與MoCA 評分呈負相關(guān)（P＜0.05），表3。

表3 3組MoCA評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平的相關(guān)性

3 討論

COPD 是以不間斷性氣流受限為主要臨床特征并伴有全身炎癥反應(yīng)的呼吸系統(tǒng)疾病，隨著病情的進展可誘發(fā)高碳酸血癥或低氧血癥。2017 年GOLD 指南中指出COPD 通常與氣道和肺臟對有毒顆?；驓怏w的慢性炎癥反應(yīng)增強有關(guān)，由于氣道與肺臟長期低氧或與有毒物質(zhì)接觸可導(dǎo)致其清除自由基力減弱，從而使機體細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除平衡打破，發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，同時，產(chǎn)生的大量活性氧又具有細胞毒性反應(yīng)，通過損傷DNA、蛋白質(zhì)等進行誘導(dǎo)細胞凋亡，對周圍組織、細胞進行破壞。目前，國內(nèi)已有大量研究證實，COPD 患者認知功能普遍存在明顯下降[10]。

8-OHdG 是DNA 氧化損傷的最終產(chǎn)物，主要有大量活性氧自由基攻擊組織細胞核及線粒體DNA中鳥嘌呤堿基第8 位碳原子而生成[5]。8-OHdG 在阿爾茨海默病中表達水平明顯增高，表明8-OHdG可從多疾病角度評估患者認知功能，但8-OHdG 在COPD 患者中作用研究甚少，在急性加重期更少。本研究顯示，在COPD 患者體內(nèi)8-OHdG 水平急性加重期顯著高于穩(wěn)定期和對照組，穩(wěn)體期患者體內(nèi)8-OHdG水平高于對照組。本研究分析其機制可能為：AECOPD 患者體內(nèi)氧化與抗氧化失衡，產(chǎn)生氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激直接損失肺內(nèi)基質(zhì)蛋白，破壞肺泡結(jié)構(gòu)，從而形成肺氣腫，影響患者肺功能。

8-iso-PG 不僅在氧化應(yīng)激加重時大量生存，在血清、尿、呼出氣體均能檢測到[6]，有研究表明，免疫球蛋白E、轉(zhuǎn)化生長因子β1、白介素-6參與了哮喘和COPD 的氣道炎癥和肺損傷，在該病中具有重要作用[11]，但8-iso-PG 與COPD 的發(fā)病以及急性加重風(fēng)險尚不確定。本研究發(fā)現(xiàn)，在COPD 患者體內(nèi)8-iso-PG 水平急性加重期顯著高于穩(wěn)定期和對照組，穩(wěn)定期患者體內(nèi)8-iso-PG 水平高于對照組。其具體機制目前尚不清楚，本研究推測可能與8-iso-PG可刺激血管和心肌細胞的增值和分化以及ET-1 的釋放有關(guān)，加重肺組織的損傷。

ET-1是一種重要的血管活性物質(zhì)，是血管內(nèi)皮損傷性疾病的共同致病因子，具有收縮氣管、支氣管以及促進血管平滑肌增值的作用[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，在COPD患者體內(nèi)ET-1水平急性加重期顯著高于穩(wěn)定期和對照組，穩(wěn)體期患者體內(nèi)ET-1 水平高于對照組。其機制可能為：當(dāng)肌體發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)時，ET-1引起血管內(nèi)皮細胞內(nèi)分泌異常導(dǎo)致微循環(huán)血管內(nèi)皮細胞受損、通透性改變和舒張功能紊亂，同時通過刺激興奮性氨基酸釋放致使鈣內(nèi)流導(dǎo)致細胞凋亡，從而影響人體肺功能。

本研究顯示，AECOPD 患者MoCA 分數(shù)最低，SCOPD 患者其次，對照組分數(shù)最高；而AECOPD 患者的血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平最高，SCOPD患者其次，對照組最低。進一步相關(guān)性分析顯示AECOPD 患者和SCOPD 患者血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平均與MoCA 評分呈負相關(guān)，AECOPD組Pearson相關(guān)系數(shù)更高，說明COPD血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平與COPD 認知功能障礙呈正相關(guān)。這可能是因為氧化應(yīng)激加速人體炎癥反應(yīng)，影響肺功能，此時對氧需求較大的中樞系統(tǒng)成為靶器官，同時ET-1與8-OHdG、8-iso-PG一同參與了AE‐COPD 患者認知障礙的發(fā)生與發(fā)展，促進炎癥反應(yīng)使花生四烯酸代謝產(chǎn)生大量氧自由基進一步加重腦損傷。

本研究存在的不足：①樣本量較小，存在一定局限性；②缺乏一些認知受損的相關(guān)實驗室指標(biāo)；③對認知狀態(tài)評價影響的因素較多，研究中無法做到全部納入，后續(xù)還需進行更多的基礎(chǔ)研究進行驗證。

綜上所述，8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 與AECOPD患者認知功能呈正相關(guān)，可在一定程度上反應(yīng)患者認知障礙程度。