韋鵬,吳麗娟,羅毅灃,施建剛,黎雨,吳文彬,覃淑娟,馮潔美▲
(1.廣西醫(yī)科大學(xué)第八附屬醫(yī)院暨貴港市人民醫(yī)院 a.呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,b.超聲科,c.重癥醫(yī)學(xué)科,d.檢驗科,廣西貴港 537100;2.廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,廣西南寧530023)
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種常見的、可預(yù)防和治療的疾病,其特點是持續(xù)的呼吸道癥狀和氣流受限[1]。COPD現(xiàn)在已成為全球三大死因之一[2],也是我國最常見的慢性氣道疾病,嚴(yán)重危害患者健康,尤其是急性加重期患者,常反復(fù)住院治療,給患者家庭及社會帶來深重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。COPD的發(fā)病機制復(fù)雜且尚未明確,慢性缺氧和反復(fù)的炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是較為可能的發(fā)病機制[4]。目前有證據(jù)表明慢性阻塞性肺疾病急性加重期(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)患者可能存在內(nèi)分泌紊亂和腎上腺皮質(zhì)功能障礙[5-6]。皮質(zhì)醇(cortisol,Cor)作為體內(nèi)下丘腦-垂體-腎上腺軸的激素指標(biāo)之一,能間接反映腎上腺皮質(zhì)功能的狀態(tài),與COPD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素8(interleukin-8,IL-8)和C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)是臨床呼吸道感染常用的炎癥因子指標(biāo)。目前AECOPD患者血清皮質(zhì)醇水平和TNF-α、IL-8等炎癥因子的相關(guān)研究仍存在爭議。因此本研究主要通過探討COPD患者的皮質(zhì)醇和炎癥因子的表達(dá)水平及相關(guān)性,為之后的臨床診治提供理論依據(jù)。
1.1 一般資料隨機選取2019年3月至2020年6月間在貴港市人民醫(yī)院住院治療的62名AECOPD患者作為COPD組,同期住院的30例非COPD患者為對照組。所有入組患者中,男性52例,女性40例,年齡56~83歲,平均年齡(65.98±8.02)歲。對照組男性15例,女性15例,其中胃息肉患者12例,體表脂肪瘤患者9例,白內(nèi)障患者9例,平均年齡(64.13±7.23)歲。COPD組中男性37例,女性25例,平均年齡(66.87±8.29)歲。COPD組根據(jù)第八版《內(nèi)科學(xué)》中肺功能嚴(yán)重程度分級分為輕、中度組和重、極重度組。其中,輕、中度組中男性18例,女性12例,平均年齡(66.33±7.49)歲;重、極重度組中男性19例,女性13例,平均年齡(67.38±9.04)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所有研究對象均簽署書面知情同意書。
1.2 COPD組研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)①符合中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會慢性阻塞性肺疾病學(xué)組修訂的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2019版)》中COPD疾病的診斷標(biāo)準(zhǔn);②無其他嚴(yán)重疾??;③近3個月未服用過可能影響實驗結(jié)果的藥物。
1.3 研究對象排除標(biāo)準(zhǔn)①合并其他嚴(yán)重疾?。虎谕瑫r參與其他研究;③哺乳期婦女或孕婦;④患有神經(jīng)精神疾病及(或)依從性差;⑤近3個月服用過可能影響實驗結(jié)果的藥物。
1.4 儀器及設(shè)備①德國羅氏(Roche)公司生產(chǎn)的E601全自動電化學(xué)發(fā)光儀;②中國安圖生物A2000PLUS化學(xué)發(fā)光儀;③流式細(xì)胞儀;④日本三洋電氣公司的超低溫冰箱;⑤意大利科時邁Quark PFT肺功能儀。
1.5 研究方法
1.5.1 肺功能檢測方法所有研究對象于入組病情穩(wěn)定后使用意大利科時邁Quark PFT肺功能儀檢測肺功能指標(biāo),所有檢測步驟由專人負(fù)責(zé),檢測指標(biāo)包括:第1秒用力呼氣量(FEV1)、用力肺活量(FVC)和第1秒用力呼氣量占預(yù)計值的百分比(FEV1%)。結(jié)合病史、體征及慢性阻塞性肺疾病診治指南中的標(biāo)準(zhǔn),將COPD患者分為輕、中度組,即第1秒用力呼氣量與用力肺活量(FEV1/FVC)<70%,吸入支氣管舒張劑后FEV1≥50%,有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀;重、極重度組,即FEV1/FVC<70%,吸入支氣管舒張劑后FEV1<50%,有或無慢性咳嗽、咳痰、慢性呼吸衰竭癥狀。
1.5.2 血液標(biāo)本的采集及檢測所有研究對象在入院后次日上午8點采靜脈血,每管5 mL,標(biāo)本做好標(biāo)記后置于日本三洋電氣公司的超低溫冰箱冷藏(Cor的檢測標(biāo)本可保存3個月,ACTH、CRP、TNF-α和IL-8的檢測標(biāo)本可保存1個月)。使用電化學(xué)發(fā)光法檢測Cor及促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)水平,使用免疫比濁法檢測CRP水平,使用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測TNF-α、IL-8水平。
2.1 各組的一般數(shù)據(jù)比較對照組與輕、中度組和重、極重度組在年齡、性別方面無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。見表1。
表1 三組研究對象的一般數(shù)據(jù)比較
2.2 各組Cor和ACTH比較與對照組對比,輕、中度組及重、極重度組患者的Cor水平較低,ACTH水平較高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與輕、中度組相比,重、極重度組患者的Cor水平更低,ACTH水平更高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表2。
表2 三組研究對象Ror和ACTH水平對比
2.3 各組CRP、TNF-α和IL-8對比與對照組對比,輕、中度組及重、極重度組患者的CRP、TNF-α和IL-8水平較高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與輕、中度組相比,重、極重度組患者的CRP、TNF-α水平更高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),IL-8水平同樣更高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
表3 三組研究對象CRP、TNF-α和IL-8水平對比
由于患病率和死亡率居高不下,慢性阻塞性肺疾病已被視為危害人類健康的主要疾病之一[7]。COPD主要累及肺部,同時也可引起肺外的不良反應(yīng),常并發(fā)多器官功能損害[8],嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。COPD的發(fā)病機制尚未明確,慢性缺氧和反復(fù)的炎癥反應(yīng)是目前專家們較為認(rèn)可的發(fā)病機制。因此,探討慢性阻塞性肺疾病特異性的生物學(xué)指標(biāo)及炎癥因子,對疾病的診治和預(yù)后評估具有重要的臨床意義[9]。
慢性阻塞性肺疾病可引起下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸功能障礙,繼而使得激素分泌紊亂[6],血清皮質(zhì)醇含量受下丘腦-垂體-腎上腺軸調(diào)節(jié),皮質(zhì)醇的持續(xù)刺激導(dǎo)致下丘腦軸異常及調(diào)節(jié)能力失衡,使得促腎上腺皮質(zhì)激素隨之改變,而腎上腺是下丘腦軸的重要器官之一,其直徑常與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)[6]。皮質(zhì)醇是人類處于壓力狀態(tài)下在HPA軸中異常分泌的重要激素之一[10]。COPD患者血清皮質(zhì)醇水平的研究結(jié)果一直存在爭議[11-12]。既往的一項研究表明,COPD及哮喘患者皮質(zhì)醇過度表達(dá),而過高的皮質(zhì)醇水平會導(dǎo)致器官持續(xù)性損害,并導(dǎo)致惡性循環(huán)[11]。近年來,由于實驗室檢驗設(shè)備的提升和更先進(jìn)的檢測技術(shù)的出現(xiàn),學(xué)術(shù)界有了不同的觀點。研究表明,COPD 穩(wěn)定期或急性加重期患者的血清皮質(zhì)醇水平均是降低的[12-13]。楊凝[12]的研究顯示:AECOPD患者血清皮質(zhì)醇水平較對照組明顯降低,合并呼吸衰竭組較無呼吸衰竭組降低的水平更顯著。高英翠等[13]認(rèn)為,COPD 患者皮質(zhì)醇水平明顯低于正常對照組,且急性加重期較穩(wěn)定期水平更低。本研究結(jié)果與上述觀點一致,AECOPD患者的血清皮質(zhì)醇水平明顯低于對照組。組間對比后,我們發(fā)現(xiàn)患者皮質(zhì)醇水平與肺功能嚴(yán)重程度有關(guān),重、極重度組患者皮質(zhì)醇水平較輕、中度組更低。COPD患者皮質(zhì)醇水平降低的可能機制如下[14-16]:①低氧血癥或部分既往生活在高海拔地區(qū)的患者長期處于缺血缺氧狀態(tài),使得垂體功能抑制,下丘腦促腎上腺皮質(zhì)激素分泌增多,導(dǎo)致皮質(zhì)醇分泌減少;②COPD患者常發(fā)生全身炎癥反應(yīng)(尤其是急性加重期),導(dǎo)致炎癥因子增加,使得腎上腺分泌皮質(zhì)醇的能力減弱,血清皮質(zhì)醇水平降低;③COPD患者的能量消耗高于正常人群,長期處于高代謝狀態(tài),導(dǎo)致營養(yǎng)不良,病情惡化,進(jìn)而影響腎上腺功能,導(dǎo)致皮質(zhì)醇分泌不足;④COPD患者因病情反復(fù)加重頻繁使用糖皮質(zhì)激素,外源性激素反饋抑制HPA軸,使得腎上腺皮質(zhì)功能不全,最終導(dǎo)致皮質(zhì)醇水平降低。
反復(fù)的炎癥反應(yīng)一直被認(rèn)為是慢性阻塞性肺疾病發(fā)病機制中重要的部分。COPD患者氣道存在持續(xù)的炎癥反應(yīng),多種炎性細(xì)胞浸潤到氣管壁,使氣管黏液分泌物增多,引起管腔堵塞,使得氣管壁結(jié)構(gòu)重塑并導(dǎo)致肺泡破壞[17]。慢性阻塞性肺疾病急性加重時,肺內(nèi)細(xì)胞釋放大量炎癥因子,誘導(dǎo)氣道高反應(yīng)性,并促使氣道平滑肌細(xì)胞持續(xù)抽搐,加重了肺功能的損害。特別是IL-8、TNF-α和干擾素G誘導(dǎo)蛋白10(IP-10)的異常表達(dá)可能使下游炎癥信號通路激活,從而導(dǎo)致疾病進(jìn)展[18]。
近年來,COPD的相關(guān)炎癥因子得到了廣泛的研究。其中,CRP是一種急性時相蛋白,是五聚體蛋白家族成員之一,作為已成熟的血液炎性標(biāo)志物,目前已廣泛用于COPD等感染性疾病的臨床實踐[19]。TNF-α是一種多功能促炎性細(xì)胞因子,已有動物實驗表明,TNF-α過度表達(dá)會引起類似于肺氣腫和肺纖維化的病理變化[20]。例如,在小鼠模型中,過高水平的TNF-α?xí)?dǎo)致胸腔體積增大、膠原蛋白增加及胸膜間隔增厚等變化。IL-8是中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的最強趨化因子,在COPD的氣道炎癥中發(fā)揮重要作用[21-22]。IL-8的異常表達(dá)可以誘導(dǎo)單核細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞浸潤,導(dǎo)致支氣管平滑肌細(xì)胞麻痹,加重阻塞性通氣功能障礙,并加劇了炎癥部位的負(fù)擔(dān)。炎癥部位釋放的其他炎癥因子,如 TNF-α、人干擾素γ(γ-IFN),可損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,影響氧自由基和氮基團(tuán)的釋放,從而介導(dǎo)炎癥因子的進(jìn)一步釋放,放大炎癥作用,加劇炎癥損傷[23]。潘美妮等[24]的研究顯示,AECOPD患者外周血中的CRP和IL-6水平較穩(wěn)定期組及正常對照組顯著升高,并認(rèn)為CRP和IL-6升高水平與患者病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)。亦有研究表明,與正常受試者相比,COPD患者的血清、支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BAL)和痰液中的TNF-α和 IL-1β的含量更高,且升高的水平與氣流阻塞的程度密切相關(guān)[25-26]。而在臭氧誘導(dǎo)的存在氣道炎癥的小鼠模型中,F(xiàn)EI等[27]研究人員發(fā)現(xiàn),小鼠血清中炎癥因子(如 IL-1β、IL-8 和 IL-6)的水平和核因子κB(NF-κB)的活性以及氣道炎癥因子浸潤的密度均顯著升高。HUANG等人[28]的研究認(rèn)為,COPD患者痰液中IL-8水平明顯升高,且升高程度與患者中性粒細(xì)胞浸潤增加和肺功能下降具有顯著相關(guān)性。本研究結(jié)果亦支持上述觀點,結(jié)果顯示:與對照組相比,輕、中度組及重、極重度組中AECOPD患者的CRP、TNF-α和IL-8水平均明顯升高。組間對比后,我們發(fā)現(xiàn)患者炎癥因子水平與肺功能嚴(yán)重程度有一定的相關(guān)性。與輕、中度組相比,重、極重度組患者的CRP、TNF-α水平更高,而IL-8水平同樣較輕、中度組更高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
COPD作為一種慢性炎癥性疾病,病程較長,患者多為老年人,故許多危險及干預(yù)因素?zé)o法統(tǒng)一。此外,本研究也存在以下局限性:①我們忽略了皮質(zhì)醇的晝夜節(jié)律和不同時間段皮質(zhì)醇水平的變化,未獲得動態(tài)數(shù)據(jù);②研究樣本量較小,限制了統(tǒng)計分析;③選取的測量指標(biāo)較少,作用機制方面探討不夠深入。盡管如此,結(jié)合眾多研究結(jié)果,我們依然認(rèn)為AECOPD患者存在腎上腺皮質(zhì)功能異常及炎癥反應(yīng),表現(xiàn)為皮質(zhì)醇水平降低,CRP、TNF-α及IL-8等炎癥因子水平升高,并與肺功能嚴(yán)重程度有一定相關(guān)性,有待未來更大樣本量的研究進(jìn)一步證實。