COPD患者血清CTSB、CTSS表達(dá)水平及臨床意義

盧春蘭， 李 寧， 蔣碧佳

(桂林醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，廣西省桂林市 541199)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫，通常與氣道和肺實(shí)質(zhì)的進(jìn)行性破壞有關(guān)[1-2]。目前COPD的診斷及療效評(píng)估主要依據(jù)第一秒用力呼氣量(forced expiratory volume in the first second，F(xiàn)EV1)占預(yù)計(jì)值百分比值的變化以及急性發(fā)作頻率等多種臨床參數(shù)[3]。肺內(nèi)蛋白酶和抗蛋白酶失衡與COPD等肺部疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)[4]。血清組織蛋白酶B(cathepsin B，CTSB)、組織蛋白酶S(cathepsin S，CTSS)與非小細(xì)胞肺癌、纖維化肺疾病等肺部疾病的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)[5-6]，但在COPD中研究較少。本文觀察COPD患者CTSB、CTSS表達(dá)水平及其臨床意義。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2018年3月—2019年3月本院收治的156例COPD患者為COPD組，其中男98例，女58例，年齡50～81歲，平均(69.37±12.55)歲。另選取同時(shí)期體檢的60例肺功能正常的健康者作為對(duì)照組，其中男38例，女22例，年齡50～80歲，平均(70.12±12.40)歲。兩組性別、年齡等資料比較，差異均無顯著性(P>0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受試者自愿參加試驗(yàn)并簽署知情同意書。

1.2 入組標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合2011年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸分會(huì)制定的《慢性阻塞性肺疾病診療指南》中COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；②1周內(nèi)未應(yīng)用過糖皮質(zhì)激素治療；③臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肺結(jié)核、哮喘、支氣管擴(kuò)張者；②肝、腎功能嚴(yán)重受損者；③嚴(yán)重心腦血管疾病患者；④惡性腫瘤患者；⑤血液系統(tǒng)疾病患者。

1.3 血清CTSB、CTSS水平測定

全部受試者禁食12 h，次日清晨取靜臥位，采集外周靜脈血4 mL，采用低溫高速離心機(jī)離心5 min分離血清，轉(zhuǎn)速3 000 r/min；采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)測定血清CTSB、CTSS水平，ELISA試劑盒購自上?？祈樕锟萍加邢薰荆僮鞑襟E嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

1.4 COPD患者病情嚴(yán)重程度分級(jí)

病情嚴(yán)重程度采用BODE指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]，該標(biāo)準(zhǔn)從體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)、第1秒用力呼氣末量占預(yù)計(jì)值百分比(forced expiratory volume in one second/pred，F(xiàn)EV1%pred)、改良英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)呼吸困難量表(modified British medical research council dyspnea scale，MMRC)以及6 min步行試驗(yàn)(6-minutes walk test，6MWT)4個(gè)方面將肺功能分為4級(jí)，其中Ⅰ級(jí)為0～2分；Ⅱ級(jí)為3～4分；Ⅲ級(jí)為5～6分；Ⅳ級(jí)為7～10分，級(jí)別越高表示患者病情越嚴(yán)重。

1.5 COPD患者肺氣腫程度評(píng)估

采用GE軟件自動(dòng)辨識(shí)并定量COPD患者低衰減區(qū)域(low attenuation area，LAA)；采用Kitaguch方法[9]對(duì)患者進(jìn)行LAA分級(jí)，并計(jì)算各層面LAA評(píng)分，根據(jù)肺氣腫總評(píng)分評(píng)估肺氣腫嚴(yán)重程度。0級(jí)為0分；1級(jí)為1～6分；2級(jí)為7～12分；3級(jí)為13～18分；4級(jí)為19～24分；級(jí)別越高表示肺氣腫程度越嚴(yán)重。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 兩組血清CTSB、CTSS水平的比較

COPD組血清CTSB水平低于對(duì)照組，CTSS水平高于對(duì)照組(P<0.05；表1)。

表1 兩組血清CTSB、CTSS水平的比較 單位：μg/L

2.2 不同病情嚴(yán)重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比較

156例COPD患者BODE指數(shù)Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)者分別為37例、56例、44例、19例。Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)COPD患者血清CTSB水平依次降低(P<0.05)，而CTSS水平依次升高(P<0.05；表2)。

表2 不同病情嚴(yán)重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比較 單位：μg/L

2.3 不同肺氣腫嚴(yán)重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比較

156例COPD患者肺氣腫0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)者分別為33例、54例、49例、20例，無4級(jí)患者。0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)COPD患者血清CTSB水平依次降低(P<0.05)，而CTSS水平依次升高(P<0.05；表3)。

表3 不同肺氣腫嚴(yán)重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比較 單位：μg/L

2.4 血清CTSB、CTSS對(duì)COPD的診斷效能

血清CTSB、CTSS及兩者聯(lián)合診斷COPD均具有一定的診斷價(jià)值，其中兩者聯(lián)合診斷價(jià)值最高(圖1)。

圖1 血清CTSB、CTSS及聯(lián)合診斷COPD的ROC曲線圖

3 討 論

COPD是一種由氣道炎癥和重塑引起的進(jìn)行性不可逆性氣道阻塞及實(shí)質(zhì)破壞的疾病[10]。目前已經(jīng)報(bào)道與COPD病理相關(guān)的蛋白酶被分為三大類：絲氨酸蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶[11]。

CTSS為木瓜蛋白酶超家族的一種半胱氨酸蛋白酶，是一種有效的彈性蛋白降解蛋白酶，參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答，目前已經(jīng)報(bào)道CTSS與包括關(guān)節(jié)炎、癌癥和心血管疾病在內(nèi)的多種病理過程相關(guān)[12]。相較于其他半胱氨酸組織蛋白酶家族成員，CTSS具有獨(dú)特的限制性組織表達(dá)，主要分布于肺部、淋巴結(jié)以及脾臟等器官[13]。研究表明，CTSS可促進(jìn)肺部炎癥和破壞，可能在阻塞性肺病的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展中發(fā)揮重要作用[14]。CTSB是一種溶酶體半胱氨酸組織蛋白酶，其缺失與細(xì)胞凋亡的增強(qiáng)有關(guān)[15]。本文COPD患者血清CTSS水平較健康人群升高，分析原因主要包括兩個(gè)方面：①COPD患者常伴有低氧血癥，缺氧狀態(tài)下巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞CTSS釋放量增加；②誘發(fā)肺部感染的病菌可導(dǎo)致炎癥細(xì)胞在血液中大量集聚，從而增加CTSS釋放量。CTSS在參與COPD發(fā)病的細(xì)胞(包括巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞)中存在高度表達(dá)，且COPD患者支氣管肺泡灌洗液中組織蛋白酶S水平及活性均高于健康志愿者[16]，與本文結(jié)果一致。本文COPD患者血清CTSB水平低于健康人群，與李毅[17]研究結(jié)論一致，但具體原因尚未明確。本文結(jié)果顯示，隨著病情及肺氣腫嚴(yán)重程度的增加，COPD患者血清CTSS水平依次升高、CTSB水平則依次降低；血清CTSB、CTSS及兩者聯(lián)合診斷COPD均具有一定的診斷價(jià)值，其中兩者聯(lián)合診斷最高，表明血清CTSB、CTSS能提高COPD的診斷效能，可作為診斷COPD的生物學(xué)指標(biāo)。

綜上所述，COPD患者存在血清CTSB水平降低和CTSS水平升高，且其血清CTSB、CTSS水平與病情嚴(yán)重程度及肺氣腫嚴(yán)重程度相關(guān)。