YKL-40和NGAL聯(lián)合檢測在哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊患者中的診斷價(jià)值*

鄧林鋒，石建邦，徐非州，吳健衛(wèi)

九江市第一人民醫(yī)院/南昌大學(xué)附屬九江醫(yī)院:1.檢驗(yàn)科；2.呼吸內(nèi)科,江西九江 332000

2014年慢性阻塞性肺疾病(COPD)全球倡議(GOLD)和哮喘全球倡議(GINA)聯(lián)合提出哮喘-COPD重疊(ACO)的概念[1]。ACO患者不但具有COPD的部分特征，而且還具有支氣管哮喘的部分臨床特征，而小氣道結(jié)構(gòu)的變化是ACO的獨(dú)特病理生理特點(diǎn)。研究表明，與COPD或哮喘患者比較，ACO患者發(fā)作頻率明顯增加，病情更重，肺功能下降更快，生活質(zhì)量更差，且死亡率更高，因此早期識(shí)別ACO具有重要意義[2]。目前ACO發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，臨床診斷主要依據(jù)患者疾病特征及肺功能等綜合判斷，缺乏可靠的診斷生物標(biāo)志物。

YKL-40可由多種細(xì)胞分泌，包括中性粒細(xì)胞、活化的巨噬細(xì)胞、分化晚期的巨噬細(xì)胞、分化的血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞等，它可誘導(dǎo)多種慢性炎癥性疾病的發(fā)生，如骨關(guān)節(jié)炎、哮喘等[3]。YKL-40是輔助型T細(xì)胞2(Th2)介導(dǎo)的炎癥和組織重塑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可刺激樹突狀細(xì)胞聚集活化，并抑制T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞凋亡。血清YKL-40水平與上皮下基底膜厚度以及氣道壁中的細(xì)胞外基質(zhì)沉積呈正相關(guān)，其在氣道重塑中起著重要的作用[4]。MATSUURA等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，吸煙的COPD患者血清YKL-40水平明顯高于不吸煙的COPD患者。JAMES等[6]同樣發(fā)現(xiàn)，與健康對照組比較，哮喘組和COPD組的血清YKL-40水平均有升高，但COPD組升高更明顯。鑒于YKL-40與吸煙和氣道重塑的相關(guān)性，以及ACO、COPD和哮喘患者中YKL-40水平存在差異，筆者認(rèn)為YKL-40可能有助于ACO的診斷。中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(NGAL)是一種急性期反應(yīng)蛋白，主要由中性粒細(xì)胞分泌，也能由各種上皮細(xì)胞，包括肺泡上皮細(xì)胞、腎臟上皮細(xì)胞、消化道內(nèi)皮細(xì)胞等分泌[7]。NGAL與中性粒細(xì)胞性炎癥、吸煙和支氣管氣道重塑有關(guān)，并可在血清和肺泡灌洗液中檢測到[8]。EAGAN等[7]研究發(fā)現(xiàn)，COPD患者血清NGAL水平明顯高于健康者，且氣道阻塞程度越嚴(yán)重者血漿NGAL水平越高。提示NGAL對ACO的診斷有較大的臨床意義，可能是診斷ACO的生物學(xué)標(biāo)志物。

本研究旨在探討血清和痰中YKL-40和NGAL水平對ACO的診斷價(jià)值，以及探討臨床特征與血清和痰中YKL-40和NGAL水平的關(guān)系，以期為臨床的精準(zhǔn)治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年1月至2021年12月就診于本院呼吸內(nèi)科門診的40例ACO患者(重疊組)、40例哮喘患者(哮喘組)、40例COPD患者(COPD組)，同時(shí)選取同期在健康體檢中心體檢的健康者，其中包括20例健康吸煙者(健康吸煙組)及20例健康不吸煙者(健康不吸煙組)。重疊組、哮喘組及COPD組納入標(biāo)準(zhǔn)(全部滿足)：(1)年齡40～80歲。(2)重疊組患者符合GINA 2014年版制訂的關(guān)于ACO的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]，即滿足以下兩個(gè)診斷標(biāo)準(zhǔn)之一，①40歲之前診斷為哮喘，具備氣流受限的證據(jù)[使用支氣管擴(kuò)張劑后第1秒用力呼氣容積(FEV1)/用力肺活量(FVC)<0.7]；②既往診斷或新診斷的COPD，使用支氣管擴(kuò)張劑后FEV1改善>12%且絕對值>200 mL)。(3)哮喘組符合GINA 2014年制訂的關(guān)于哮喘的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]，并處于穩(wěn)定期。(4)COPD組患者符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組制訂的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》的診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]，并處于穩(wěn)定期。(5)自愿配合完成研究。健康吸煙組和健康不吸煙組納入標(biāo)準(zhǔn)(全部滿足)：(1)年齡40～80歲，無過敏史；(2)最近4周內(nèi)無上、下呼吸道感染史；(3)無慢性呼吸道疾病或其他系統(tǒng)嚴(yán)重疾病史；(4)可完成肺功能檢查及肺功能正常；(5)自愿配合完成研究。排除標(biāo)準(zhǔn)(滿足其中之一)：(1)心臟動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定；(2)合并其他呼吸系統(tǒng)疾病，如典型支氣管擴(kuò)張、典型肺纖維化、睡眠呼吸暫停、肺結(jié)核等；(3)存在任何系統(tǒng)惡性腫瘤；(4)最近1個(gè)月病情出現(xiàn)急性加重并使用糖皮質(zhì)激素或抗菌藥物；(5)有自身免疫性疾病、精神疾病、神經(jīng)肌肉疾病或嚴(yán)重腦血管意外后遺癥。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審批，所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2方法 所有研究對象均記錄血常規(guī)、紅細(xì)胞沉降率(ESR)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、性別、肺功能(FEV1和FVC)、吸煙史等。(1)血液標(biāo)本：分別收集研究對象清晨空腹外周靜脈血于EDTA 抗凝管中(2管，5 mL)，常溫下靜置30 min，然后分別以8 cm離心半徑，3 000 r/min離心10 min，分別留取血清于-80 ℃冰箱保存待測。(2)痰標(biāo)本：通過超聲霧化吸入高滲(3%)鹽水誘導(dǎo)患者咳出痰液(合格痰標(biāo)本滿足痰直接涂片光鏡下每低倍鏡視野下痰標(biāo)本的白細(xì)胞數(shù)>25個(gè)、鱗狀上皮細(xì)胞<10個(gè)，或鱗狀上皮細(xì)胞數(shù)∶白細(xì)胞數(shù)<1∶2.5)；合格痰標(biāo)本予以0.1%二硫蘇糖醇磷酸鹽緩沖液(PBS)處理后離心，吸取上清液于EP管中，-80 ℃保存待測。(3)采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測血清和痰上清液中YKL-40及NGAL水平,試劑盒購自美國R&D公司，試驗(yàn)步驟嚴(yán)格按照說明書操作。

2 結(jié) 果

2.1各組研究對象一般臨床特征和生物標(biāo)志物水平比較 所有研究對象年齡、性別比例、ESR、CRP、白細(xì)胞計(jì)數(shù)及淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與重疊組和哮喘組比較，COPD組吸煙指數(shù)更高(P<0.05)，嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、呼出氣一氧化氮(FeNO)和血清總IgE水平更低(P<0.05)。與哮喘組比較，重疊組和COPD組FEV1、FEV1/預(yù)計(jì)值、FVC及FEV1/FVC更低(P<0.05)。重疊組、哮喘組及COPD組血清YKL-40水平明顯高于健康吸煙組和健康不吸煙組(P<0.05)，重疊組和哮喘組血清YKL-40水平明顯低于COPD組(P<0.05)，重疊組和哮喘組之間及健康吸煙組和健康不吸煙組之間血清YKL-40水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。重疊組和COPD組痰YKL-40水平明顯高于哮喘組、健康吸煙組和健康不吸煙組(P<0.05)，重疊組痰YKL-40水平明顯高于COPD組(P<0.05)，哮喘組和健康吸煙組痰YKL-40水平明顯高于健康不吸煙組(P<0.05)，而哮喘組和健康吸煙組痰YKL-40水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。重疊組和COPD組血清NGAL水平明顯高于哮喘組、健康吸煙組和健康不吸煙組(P<0.05)，哮喘組和健康吸煙組血清NGAL水平明顯高于健康不吸煙組(P<0.05)，而哮喘組和健康吸煙組之間及COPD組和重疊組之間血清NGAL水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。重疊組和COPD組痰NGAL水平明顯高于哮喘組、健康吸煙組和健康不吸煙組(P<0.05)，哮喘組和健康吸煙組痰NGAL水平明顯高于健康不吸煙組(P<0.05)，而哮喘組和健康吸煙組之間及COPD組和重疊組之間痰NGAL水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 各組研究對象一般臨床特征和生物標(biāo)志物水平比較

2.2血清和痰YKL-40和NGAL水平鑒別ACO的價(jià)值 血清YKL-40水平可以鑒別ACO和COPD[曲線下面積(AUC)=0.944，P<0.01]，而不能鑒別ACO和哮喘；血清NGAL水平可以鑒別ACO和哮喘(AUC=0.763，P<0.01)，而不能鑒別ACO和COPD。痰YKL-40水平既可以鑒別ACO與COPD(AUC=0.868，P<0.01)，也可鑒別ACO和哮喘(AUC=0.973，P<0.01)；痰NGAL水平可以鑒別ACO和哮喘(AUC=0.982，P<0.01)，而不能鑒別ACO和COPD。見表2。

表2 血清和痰YKL-40和NGAL鑒別ACO的ROC曲線分析

2.3血清及痰YKL-40和NGAL水平與臨床特征之間的關(guān)系分析 將重疊組、哮喘組和COPD組患者生物標(biāo)志物匯集分析，采用多元逐步線性回歸分析方法分析作為依賴因素的生物標(biāo)志物水平與臨床變量之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，血清總IgE、吸煙指數(shù)和FEV1/預(yù)計(jì)值均是血清和痰YKL-40的影響因素(P<0.05)；而FEV1/預(yù)計(jì)值是血清和痰NGAL的影響因素(P<0.05)。見表3。

表3 血清和痰YKL-40和NGAL與臨床變量的多元逐步線性回歸分析

2.4血清及痰中YKL-40和NGAL相關(guān)性分析 血清YKL-40與痰YKL-40水平呈正相關(guān)(r=0.231，P=0.003)；而血清NGAL與痰NGAL水平呈正相關(guān)(r=0.472，P<0.01)。

3 討 論

本研究探討了血清和痰中YKL-40和NGAL作為生物標(biāo)志物從哮喘和COPD中鑒別ACO的能力，結(jié)果顯示，COPD患者血清YKL-40水平明顯高于ACO和哮喘患者；而哮喘患者血清NGAL水平明顯低于ACO患者。ACO患者痰YKL-40水平明顯高于哮喘和COPD患者，ACO患者痰NGAL水平明顯高于哮喘患者。與COPD患者比較，ACO患者血清YKL-40水平較低，而痰YKL-40水平較高；與哮喘患者比較，ACO患者血清和痰NGAL水平較高，且痰YKL-40水平較高。ACO是同時(shí)具有哮喘和COPD特征的一類疾病，具有獨(dú)特的病理生理特征；血清和痰YKL-40和NGAL水平可能是鑒別ACO與哮喘和COPD的有價(jià)值的生物標(biāo)志物。

YKL-40是Th2介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和組織重塑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑[10]。有研究表明，在支氣管哮喘患者血清及肺組織中YKL-40水平明顯升高，且與疾病的嚴(yán)重程度及氣道重塑有關(guān)[11]。本研究表明，ACO、哮喘和COPD患者血清YKL-40水平均明顯高于健康吸煙者和健康不吸煙者，但哮喘和ACO患者之間血清YKL-40水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而JAMES等[6]的研究報(bào)道，COPD患者YKL-40水平的升高較哮喘患者更明顯，這也與本研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果顯示，健康吸煙者血清YKL-40水平高于健康不吸煙者，這表明血清YKL-40可能與吸煙引起氣道或系統(tǒng)性炎癥有關(guān)。國外研究表明，血清YKL-40水平可用于鑒別ACO和COPD[12]，這與本研究結(jié)果相似。筆者通過多元逐步線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，血清總IgE、吸煙指數(shù)和FEV1/預(yù)計(jì)值均是血清和痰YKL-40的影響因素(P<0.05)。重疊組、哮喘組、COPD組及健康吸煙組痰YKL-40水平均明顯高于健康不吸煙組，且重疊組明顯高于哮喘組和COPD組，這提示ACO患者氣道炎癥反應(yīng)可能更嚴(yán)重，從而導(dǎo)致ACO患者更易出現(xiàn)急性加重的情況。而血清和痰YKL-40水平僅呈弱相關(guān)，這可能與本研究所有入組患者均為穩(wěn)定期及納入標(biāo)本量有限有關(guān)。因此，YKL-40可能是臨床上鑒別ACO的潛在生物標(biāo)志物[13]，將來需要進(jìn)行更多多中心前瞻性的研究以闡明YKL-40在慢性氣道疾病發(fā)病機(jī)制中的作用。

目前研究表明，NGAL與吸煙和慢性感染相關(guān)疾病的炎癥和肺氣腫高度相關(guān)[7]。而ACO在長期吸煙和反復(fù)發(fā)作的哮喘患者中很常見，特別是在老年患者中[14]。本研究表明，重疊組、哮喘組、COPD組及健康吸煙組血清NGAL水平均明顯高于健康不吸煙組，COPD組和重疊組均高于哮喘組，但在COPD組和重疊組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。重疊組和COPD組中痰NGAL水平均明顯高于哮喘組、健康吸煙組和健康不吸煙組。ROC曲線分析結(jié)果顯示，血清和痰NGAL均可用于鑒別ACO和哮喘。多元逐步線性回歸分析結(jié)果顯示，F(xiàn)EV1/預(yù)計(jì)值是血清和痰NGAL的影響因素(P<0.05)。且血清與痰NGAL呈正相關(guān)，這表明肺功能越差的患者血清及痰NGAL水平可能更高。COPD患者的氣道炎癥細(xì)胞以中性粒細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞為主，血清和痰NGAL水平的升高與氣道中性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)和呼吸道上皮持續(xù)損傷有關(guān)。本研究結(jié)果也證實(shí)了ACO具有與COPD相似的炎癥反應(yīng)，且與哮喘之間存在差異，這與以往研究結(jié)果相似[15]。

目前關(guān)于ACO前瞻性治療相關(guān)研究較少，未來需要基于不同表型的患者制訂最佳的治療方案[16]。血清和痰YKL-40是鑒別ACO和COPD有價(jià)值的生物標(biāo)志物，同時(shí)血清和痰NGAL是鑒別ACO和哮喘有價(jià)值的標(biāo)志物，因此可通過YKL-40和NGAL的聯(lián)合檢測來鑒別ACO，這些對于早期識(shí)別ACO及隨后的靶向干預(yù)具有重要臨床意義。在未來需要進(jìn)一步研究這些生物標(biāo)志物在疾病發(fā)病機(jī)制中的可能作用，同時(shí)增加樣本量來進(jìn)一步確定YKL-40和NGAL的鑒別意義，并通過疾病嚴(yán)重程度的分層研究進(jìn)一步分析生物標(biāo)志物在ACO、哮喘及COPD治療指導(dǎo)和預(yù)防判斷等多方面的可能價(jià)值。