血清TNF-α、HIF-1α水平與纖維化性間質(zhì)性肺病相關(guān)性分析

李永懷 于文靜 朱世博

間質(zhì)性肺病(interstitial lung disease,ILD)是一大群異質(zhì)性的炎癥和纖維化性疾病,其中纖維化性間質(zhì)性肺病(fibrotic interstitial lung disease,FILD)是構(gòu)成全球主要健康問題的疾病亞群,其包含的疾病種類很多,且不同類型間質(zhì)性肺病患者預(yù)后大相徑庭,特別是表現(xiàn)為進(jìn)行性肺纖維化表型的患者,往往會在較短時間內(nèi)發(fā)生呼吸衰竭甚至死亡[1-3]。進(jìn)一步探究肺纖維化的發(fā)病機制和尋找安全有效的治療藥物仍是亟待解決的醫(yī)學(xué)難題,目前針對FILD的治療主要以抗纖維化及對癥治療為主,近期一些正在進(jìn)行的相關(guān)生物標(biāo)記物研究,再加上新的或聯(lián)合的治療靶點,可能會改變FILD患者的治療前景[1, 4]。巨噬細(xì)胞功能表型的轉(zhuǎn)化對纖維化的發(fā)生發(fā)展起重要作用,研究巨噬細(xì)胞極化和一些細(xì)胞相關(guān)炎癥分子的調(diào)節(jié)可能為治療間質(zhì)性肺纖維化性疾病提供新的思路[5-7]。本研究分析FILD患者血清中TNF-α、HIF-1α水平及肺纖維化評分與肺功能的相關(guān)性,為探究間質(zhì)性肺纖維化疾病未來治療方法提供新思路。

資料與方法

一、研究對象

挑選2022年4月—2022年12月于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院住院并診斷為纖維化性間質(zhì)性肺病患者56例,期間因不能配合行肺功能檢查或未能收集患者血液排除26例,最終納入30例作為研究組,同期健康體檢人群15例作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn):非特異性間質(zhì)性肺炎、未分類間質(zhì)性肺炎的診斷符合美國胸科學(xué)會/歐洲呼吸學(xué)會發(fā)表的特發(fā)性間質(zhì)性肺炎國際多學(xué)科分類的更新[8],CTD-ILD參照各自的分類標(biāo)準(zhǔn)明確診斷, 原發(fā)性干燥綜合征[9]、系統(tǒng)性硬化癥[10]、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎[11]、混合性結(jié)締組織病[12]、系統(tǒng)性紅斑狼瘡[13]、多發(fā)性肌炎/皮肌炎[14]均采用相應(yīng)的國際通用診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘、肺栓塞、支氣管擴張。(2)嚴(yán)重心、肝、腎功能異常患者。(3)其他惡性腫瘤等嚴(yán)重疾病患者。本項目通過安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所選研究對象均知情同意(快-安醫(yī)一附院倫理-PJ2023-11-57)。

二、分組及CT肺纖維化評分

FILD患者作為研究組(見納入標(biāo)準(zhǔn)),同期健康體檢的研究志愿者為對照組。CT肺纖維化評分由2名從事胸部影像診斷10年以上的高年資醫(yī)師采用Camiciottoli視覺評分法[15]對研究組患者的HRCT圖像進(jìn)行評分,評分內(nèi)容包括病變類型和病變范圍,病變類型及分值分別為:磨玻璃影1分、 實變影2分、小葉間隔不規(guī)則增厚3分、網(wǎng)格影4分、蜂窩樣改變5分。病變范圍及分值分別為:某種病變分布范圍在1～3個肺段為1分,4～9個肺段為2分,9個以上肺段為3分。最終,兩者相加為該患者肺纖維化評定的總分,總分范圍為0～30分(若影響中無5類中任何一種類型病變則為0分)(見表1和圖1、2)。

圖1 箭頭所指為網(wǎng)格樣改變伴支氣管牽拉,依據(jù)病變類型評分為4分

圖2 箭頭所指蜂窩樣改變,依據(jù)病變類型評分為5分

表1 Camiciottoli視覺評分法

三、方法

1. 檢測血清TNF-α、HIF-1α水平

所有選取的病例均抽取空腹靜脈血5mL,常溫靜置后離心處理,通過離心獲取的血清保存于-80℃ 冰箱待測用;所有血清采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbentassay,ELISA)測定TNF-α、HIF-1α水平,其中TNF-α試劑盒購于合肥啟邁生物科技有限公司,HIF-1α試劑盒購于江西中洪博元生物技術(shù)有限公司,均嚴(yán)格按照說明進(jìn)行操作。

2. 肺功能檢查

所有受檢者于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院肺功能室應(yīng)用德國MasterScreen Diffusion肺功能檢測儀完善肺功能檢查,檢查肺功能前囑患者調(diào)整呼吸,待呼吸平穩(wěn)后接受檢查,取坐位進(jìn)行肺通氣功能及彌散功能的測定,記錄包括用力肺活量(forced vital capacity,FVC),第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1),一氧化碳彌散量(diffusion capacity for carbon monoxide,DLCO)等項目結(jié)果,且均以實際值占預(yù)計值的百分比表示。

四、統(tǒng)計學(xué)方法

結(jié) 果

一、兩組基線資料比較

纖維化性間質(zhì)性肺疾病患者30例,其中男性16例,女性14例,年齡為35～78歲,平均年齡為(61.5±11.4)歲,兩組比較年齡和性別差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表2)。

表2 兩組基線資料比較

二、兩組血清TNF-α及HIF-1α水平比較

兩組血清相關(guān)因子比較,研究組血清TNF-α水平高于對照組,差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),研究組血清HIF-1α水平低于對照組,差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表3)。

表3 兩組血清TNF-α及HIF-1α水平比較

三、研究組血清TNF-α、HIF-1α水平及CT肺纖維化評分與肺功能的相關(guān)性

研究組TNF-α、HIF-1α水平及CT肺纖維化評分與肺功能相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,CT肺纖維化評分與DLCO(%)呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),血清TNF-α、HIF-1α水平與肺功能結(jié)果無相關(guān)性(P>0.05)(見表4)。

表4 研究組血清TNF-α、HIF-1α水平及CT肺纖維化評分與肺通氣指標(biāo)相關(guān)性分析(r)

討 論

間質(zhì)性肺病是一大類威脅人類健康的慢性疾病,其發(fā)病原因多種多樣,且大多數(shù)患者往往預(yù)后較差,近些年來,在其治療方式上并沒有取得突破性進(jìn)展,目前常見的治療方式為抗纖維化及對癥治療,但這些常規(guī)方法對改善患者的預(yù)后并無積極影響。對于纖維化性間質(zhì)性肺病患者來說,幾乎所有患者均存在不同程度的呼吸困難、運動耐力下降,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[3,16],目前公認(rèn)的能夠完全解除患者病痛的方式是肺移植,除此之外,尚沒有發(fā)現(xiàn)更好的解決方法,但肺移植風(fēng)險高,且一般人很難承受高昂的治療費用,因此迫切需要有效且安全的治療手段,近期也有很多研究者針對與肺纖維化發(fā)生發(fā)展過程相關(guān)的細(xì)胞相關(guān)炎癥分子進(jìn)行深入探究,以期望能夠發(fā)現(xiàn)間質(zhì)性肺纖維化性疾病治療的新靶點以及新思路。

目前關(guān)于肺纖維化機制的研究有很多方向,其中研究較多的方向是巨噬細(xì)胞極化,巨噬細(xì)胞極化是一個動態(tài)的過程,在不同微環(huán)境刺激和信號的作用下巨噬細(xì)胞會表現(xiàn)出不同的功能表型[17],會釋放多種炎性細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)肺纖維化的進(jìn)展,TNF-α在此過程中發(fā)揮了重要作用。它是單核吞噬細(xì)胞分泌的,可以介導(dǎo)炎癥因子的表達(dá),加重炎癥反應(yīng)并使成纖維細(xì)胞增殖,從而促進(jìn)肺纖維化的發(fā)生和發(fā)展[18]。在本研究中,研究組患者血清TNF-α水平高于健康組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,這也表明TNF-α在一定程度上參與到了肺纖維化的過程中,其水平升高可以導(dǎo)致肺纖維化的發(fā)生,相反,抑制TNF-α表達(dá)能夠減輕肺纖維化程度[19]。關(guān)于TNF-α導(dǎo)致肺纖維化的作用機制,有研究認(rèn)為其通過激活NF-κB通路來控制巨噬細(xì)胞中相關(guān)基因的表達(dá)來促進(jìn)肺纖維化的發(fā)生[20]。目前市面上也有通過抑制TNF-α等炎性細(xì)胞因子的表達(dá)來達(dá)到抗纖維化的作用的藥物應(yīng)用到肺纖維化患者當(dāng)中去,比如吡非尼酮[5],因此,我們是否能夠通過對巨噬細(xì)胞極化因子及相關(guān)表達(dá)通路的進(jìn)一步研究來發(fā)現(xiàn)是否存在其他更有用的作用靶點,來控制甚至逆轉(zhuǎn)患者病情,這是我們所希望的。

缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)是螺旋環(huán)螺旋轉(zhuǎn)錄因子超家族成員,一般在缺氧狀態(tài)下發(fā)揮特異性轉(zhuǎn)錄活性,調(diào)控多種靶基因的轉(zhuǎn)錄,參與細(xì)胞增殖、凋亡等多種生物學(xué)過程[21]。在肺纖維化的發(fā)生過程中,HIF-1α也參與到其中,有研究表明,在博來霉素誘導(dǎo)的小鼠肺組織中HIF-1α水平升高,其水平與小鼠肺纖維化程度具有相關(guān)性,在肺纖維化患者中情況也是如此,HIF-1α極大地上調(diào)了巨噬細(xì)胞極化相關(guān)蛋白TGF-β水平,HIF-1α在肺纖維化進(jìn)程中可發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用[22,23]。雖然本研究的結(jié)果提示,在肺纖維化患者中,其血清HIF-1α低于健康組,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,與上述研究的結(jié)果相悖,但由于本實驗納入研究人數(shù)較少,結(jié)果可能存在差異,后期將進(jìn)行更大規(guī)模實驗來驗證實驗結(jié)果。Gali Epstein Shochet在自己的文章中提出,在肺纖維化患者體內(nèi)會存在一個能夠促纖維化的反饋回路,而降低HIF-1α水平可以達(dá)到阻斷細(xì)胞外基質(zhì)傳播的促纖維化過程[24],上述研究都表明,HIF-1α在肺纖維化的進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用,通過降低其水平,患者的肺纖維化的發(fā)展過程會被阻斷,從而減輕患者的肺纖維化程度及進(jìn)展速度,但是目前通過降低HIF-1α水平來阻斷肺纖維化進(jìn)程的相關(guān)治療研究并不多,或許未來會成為探究肺纖維化靶向精確治療的方向。

對于 FILD 患者的診斷與病情嚴(yán)重程度評估,高分辨CT(HRCT)在其中發(fā)揮著重要的作用。本研究通過將肺纖維化評分與肺功能相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),CT肺纖維化評分與DLCO(%)呈負(fù)相關(guān),即隨著肺纖維化評分的增大,患者DLCO(%)下降。眾所周知,HRCT 是診斷間質(zhì)性肺病必不可少的輔助方法,在臨床中不僅在診斷和鑒別中發(fā)揮作用,在疾病嚴(yán)重程度的評估中也有一定地位。在肺纖維化患者中,不同疾病的不同發(fā)展過程的患者具有不同的 CT影像學(xué)表現(xiàn),我們可以用胸部 CT 影像的不同表現(xiàn)來評估患者預(yù)后[25]。通過以往的研究,我們可以發(fā)現(xiàn),胸部高分辨 CT 可以以多種不同的形式來對患者的疾病進(jìn)展或預(yù)后做出評估,由于大多數(shù)間質(zhì)性肺病的診斷多依賴于患者臨床表現(xiàn)及影像學(xué)來做出臨床診斷,那么未來 HRCT 在 FILD 患者的診斷分類和評估中一定會發(fā)揮更加重要的作用。

綜上所述,FILD患者由于缺乏有效的治療方法,往往預(yù)后不良,且嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量,因此我們急需探索并發(fā)現(xiàn)安全且有效的治療方法,研究中所提到的TNF-α、HIF-1α可能會成為未來探索其治療靶點的新方向。本研究前期收集患者數(shù)據(jù)較多,但由于部分患者未能符合納入標(biāo)準(zhǔn),遂予以剔除,未來可能需要進(jìn)一步的大規(guī)模的前瞻性實驗來進(jìn)一步驗證結(jié)果,但TNF-α、HIF-1α在肺纖維化發(fā)生發(fā)展中的作用仍有進(jìn)一步探索的價值。