血清晚期糖基化終產(chǎn)物及其可溶性受體對(duì)特發(fā)性肺纖維化與肺纖維化實(shí)質(zhì)性疾病的鑒別診斷價(jià)

值張旋 錢媛媛 陳曉辰 郭春燕

特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)是一種進(jìn)行性纖維化間質(zhì)性肺疾病，與高齡密切相關(guān)，其預(yù)后較差，一般在診斷后5年內(nèi)，病人因呼吸衰竭死亡[1]。在臨床實(shí)踐中，由于IPF與一些肺纖維化實(shí)質(zhì)性疾病[如慢性過敏性肺炎(chronic hypersensitivity pneumonitis，cHP)和纖維化非特異性間質(zhì)性肺炎(fibrotic nonspecific interstitial pneumonia，fNSIP)]在臨床和影像學(xué)上具有一定的相似性，因此IPF的鑒別診斷具有一定的挑戰(zhàn)性[2]。目前，血清生物標(biāo)志物分析有望成為IPF診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)的一個(gè)有效手段。晚期糖基化終產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGEs)是一種細(xì)胞表面受體，特異性高表達(dá)于肺泡Ⅰ型上皮細(xì)胞。有研究證實(shí)，RAGE敲除的小鼠模型經(jīng)石棉誘導(dǎo)后，肺纖維化進(jìn)程明顯加快[3]。晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)是RAGEs的主要配體之一，通過與RAGEs結(jié)合影響細(xì)胞活化和下游基因轉(zhuǎn)錄[4]。RAGEs有2種亞型，即全長(zhǎng)RAGE(full length RAGE，F(xiàn)L-RAGE)和可溶性RAGE(soluble RAGE，sRAGE)。FL-RAGE與AGEs結(jié)合后通過NF-κB激活炎癥信號(hào)通路，增加RAGEs表達(dá)且阻止AGEs降解[5]。但是當(dāng)AGEs與sRAGE結(jié)合時(shí)，其對(duì)AGEs/RAGEs通路有一定的抑制作用。因此，本研究旨在分析老年IPF病人血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE與肺功能的相關(guān)性及對(duì)IPF、cHP、fNSIP的鑒別診斷價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年2月至2021年8月我院呼吸內(nèi)科收治的79例老年IPF病人(IPF組)、30例老年cHP病人(cHP組)和30例老年fNSIP病人(fNSIP組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有病人的診斷均在多學(xué)科委員會(huì)進(jìn)行了討論，病人的病史、臨床癥狀、高分辨率CT、肺功能檢查、病理肺組織活檢等符合臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[6-7]；所有病人均處于疾病活動(dòng)期，以不同程度的咳嗽、活動(dòng)后氣短造成呼吸困難、發(fā)熱、吸氣時(shí)爆裂音為主要臨床癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)致肺纖維化的原因已知者(如因家庭、職業(yè)環(huán)境暴露引起的肺纖維化，結(jié)締組織病繼發(fā)的肺纖維化，藥物、放射治療引起的肺纖維化)；(2)合并其他呼吸系統(tǒng)疾病者，如慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張、肺炎、肺膿腫、活動(dòng)性肺結(jié)核、肺栓塞、肺梗死等；(3)合并惡性腫瘤者；(4)合并急性腦卒中、腦梗死、血液系統(tǒng)疾病以及嚴(yán)重的心、腎、肝臟疾??；(5)近期伴感染性疾病或使用免疫抑制劑。另外同時(shí)期招募30例老年健康志愿者(無慢性疾病、肺功能檢查正常者)作為對(duì)照組。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)及機(jī)構(gòu)辦事處批準(zhǔn)、備案(2017017)，并取得所有研究對(duì)象的知情同意書。

1.2 研究指標(biāo) (1)收集所有研究對(duì)象的基線資料，包括年齡、性別、BMI、吸煙史、戒煙時(shí)間、病程、臨床表現(xiàn)等。(2)檢測(cè)所有受試者入組時(shí)血清AGEs、sRAGE水平，囑其坐姿靜休30 min后采集外周靜脈血置于乙二胺四乙酸抗凝管中，通過離心機(jī)3000 r/min離心20 min后，留取上清液待檢測(cè)。使用ELISA試劑盒測(cè)定AGEs(華美生物科技有限公司，武漢)及sRAGE(R&D公司，美國(guó))，并計(jì)算AGEs/sRAGE比值。(3)使用VmaxTMEncore肺功能測(cè)試系統(tǒng)(耶格公司，美國(guó))評(píng)估所有受試者入組時(shí)的肺功能，記錄用力肺活量占預(yù)計(jì)值百分比(percentage of predicted forced vital capacity，F(xiàn)VC%)、一氧化碳彌散量占預(yù)計(jì)值百分比(percentage of predicted diffusing capacity of lung for carbon monoxide，DLCO%)、肺總?cè)萘?total lung capacity，TLC)。

2 結(jié)果

2.1 4組一般臨床資料比較 4組年齡、性別、吸煙比例、戒煙時(shí)間、病程差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但cHF組、fNSIP組、IPF組病人的肺功能指標(biāo)(FVC%、DLCO%、TLC)水平均顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 4組一般臨床資料比較

2.2 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平比較 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，其中IPF組和cHP組的血清sRAGE水平低于對(duì)照組和fNSIP組(P<0.05)，AGEs、AGEs/sRAGE水平高于對(duì)照組和fNSIP組(P<0.05)；但對(duì)照組與fNSIP組血清AGEs、sRAGE水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平比較

2.3 AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對(duì)3種疾病的鑒別診斷價(jià)值 ROC曲線分析結(jié)果顯示，AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對(duì)IPF與fNSIP有良好的鑒別診斷價(jià)值(AUC均>0.7)，但是對(duì)IPF與cHP的鑒別診斷價(jià)值較低(AUC<0.7)。根據(jù)LR檢驗(yàn)結(jié)果，AGEs/sRAGE對(duì)IPF與fNSIP的鑒別診斷效能(準(zhǔn)確率和LR)均高于AGEs、sRAGE。見表3。

表3 AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對(duì)3種疾病的鑒別診斷分析

2.4 老年IPF病人血清AGEs、sRAGE水平與肺功能指標(biāo)的關(guān)系 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，老年IPF病人血清AGEs與sRAGE呈負(fù)相關(guān)(r=-0.541，P<0.001)，血清sRAGE與FVC%、DLCO%、TLC均呈正相關(guān)(r=0.445、0.452、0.312，P均<0.001)，但是血清AGEs與FVC%、DLCO%、TLC無顯著相關(guān)性(P均>0.05)。

3 討論

IPF是一種特殊類型的慢性、進(jìn)展性纖維化型間質(zhì)性肺炎，多發(fā)于老年人，其病變僅局限于肺部，組織病理學(xué)和(或)影像學(xué)表現(xiàn)為普通型間質(zhì)性肺炎，即肺組織結(jié)構(gòu)破壞并伴有蜂窩狀影[8]，與cHP或fNISP存在一定的相似性，因此鑒別診斷較為困難[9]。對(duì)于cHP或fNISP來說，雖然有些病變特征可能與IPF相似，但是此類病人預(yù)后相對(duì)良好，治療方法也與IPF存在一定差異。因此，尋找IPF有效的鑒別手段具有重要的臨床價(jià)值。

IPF典型的臨床特征為限制性通氣缺陷，這與胸壁順應(yīng)性降低和呼吸肌力量減弱有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，老年IPF、cHP、fNSIP病人FVC%都在80%左右，且3組FVC%、DLCO%、TLC水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明檢測(cè)肺功能對(duì)于IPF與cHP或fNISP鑒別診斷的敏感性較差。肺泡上皮細(xì)胞(alveolar epithelial cells，AECs)的異常激活被視作IPF纖維化的初始步驟。目前的研究認(rèn)為，AECs是通過分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1等細(xì)胞介質(zhì)來刺激上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，誘使成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞灶形成，進(jìn)而導(dǎo)致膠原合成/分解代謝失衡，因此，IPF多表現(xiàn)為致密的肺實(shí)質(zhì)膠原沉積的異質(zhì)性分布[10-11]。既往一些報(bào)告證實(shí)，RAGEs、AGEs與肺泡上皮狀態(tài)和肺損傷之間存在密切聯(lián)系[12]。AGEs是還原單糖與蛋白質(zhì)游離氨基之間的非酶反應(yīng)的結(jié)果，可誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的過度沉積、增強(qiáng)促纖維化細(xì)胞因子的表達(dá)；此外，AGEs還通過作用于細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路或ECM蛋白交聯(lián)通路等促進(jìn)傷口愈合，這些變化都與改變膠原纖維的理化特性，從而改變組織的纖維化有關(guān)[13]。RAGEs是一種免疫球蛋白超家族蛋白質(zhì)，其在健康老年肺組織Ⅰ型AECs中高度表達(dá)，并與Ⅱ型肺細(xì)胞分化至Ⅰ型、肺發(fā)育、再上皮化以及維持上皮細(xì)胞與基底膜的黏附有關(guān)。其可溶性形式sRAGE可被酶解后直接分泌到細(xì)胞外間質(zhì)，是AGEs最重要的結(jié)合因子。一些研究認(rèn)為，sRAGE可以抑制AGEs，阻斷AGEs細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，減弱AGEs的作用[14]。另一方面，sRAGE表達(dá)下調(diào)也與一些纖維化途徑有關(guān)。有報(bào)告顯示，RAGE-/-小鼠更易發(fā)生自發(fā)性纖維化[14]。本研究結(jié)果顯示，相較于健康老年人，老年IPF病人血清AGEs水平顯著升高，同時(shí)sRAGE水平顯著降低，提示AGEs、sRAGE可能參與了IPF的發(fā)生[15-17]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，相較于老年fNSIP病人，老年IPF、cHP病人血清AGEs水平顯著升高，sRAGE水平顯著降低，說明sRAGE、AGEs可為fNSIP與IPF或cHP的鑒別診斷提供有用的信息。ROC曲線分析結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了上述結(jié)論，且AGEs/sRAGE比值對(duì)IPF與fNSIP的鑒別診斷效能要高于AGEs、sRAGE單一指標(biāo)。這可能是因?yàn)閒NISP缺乏纖維母細(xì)胞病灶和蜂窩肺以及兩者致病性的差異。而fNISP組血清AGEs、sRAGE水平與對(duì)照組相比幾乎無明顯變化，說明并不是所有的纖維性病變都表現(xiàn)出sRAGE表達(dá)量減少。一些研究證實(shí)，F(xiàn)L-RAGEs是健康人群AECs分泌sRAGE的主要來源[5]，老年IPF病人血清sRAGE水平降低，說明AECs合成FL-RAGEs能力降低或者AECs細(xì)胞數(shù)量減少，因此，這也反映了老年IPF病人肺功能的變化。本研究中IPF病人血清sRAGE水平與FVC%、DLCO%、TLC水平均呈正相關(guān)也證實(shí)了這一推論。

綜上，血清AGEs/sRAGE比值可以被認(rèn)為是IPF潛在的血清生物標(biāo)志物，有助于對(duì)老年IPF病人與fNISP病人進(jìn)行鑒別診斷，而且血清sRAGE水平在一定程度上也反映了老年IPF病人肺功能損傷的程度。