慢性阻塞性肺疾病患者誘導痰中細胞因子HMGB1的變化及臨床意義

代靈靈 程 哲 康 燕 李 芳

(鄭州大學第一附屬醫院呼吸與危重癥醫學二科 河南省高等學校臨床醫學重點學科開放實驗室，河南 鄭州450052)

目前針對慢性阻塞性肺疾病(COPD)炎癥因子的研究主要集中在早期炎癥因子，如 IL-4，IL-6，IL-10，TNF-α 和 IFN-γ〔1，2〕，而國內外關于晚期炎癥因子與COPD炎癥關系的研究較少。高遷移率族蛋白1(High Mobility Group Box 1，HMGB1)是在細胞核、細胞質中廣泛存在的DNA結合蛋白，近年眾多研究證明HMGB1具有晚期炎癥介質作用，可促進多種晚期炎癥因子釋放，是一個具有顯著促炎效應的細胞因子。本研究通過比較COPD患者和健康人群誘導痰中HMGB1的表達水平，以及COPD不同嚴重程度及COPD治療前后HMGB1表達水平，探討HMGB1與COPD嚴重程度的相關性及在COPD發病機制中的作用。

1 對象與方法

1.1 對象 COPD組：收集2011年1月至6月鄭州大學第一附屬醫院呼吸科病房和門診就診的COPD患者58例，男40例，女18例，平均年齡(63.5±12)歲，對照組：同期健康體檢者30例，男20例，女10例，平均年齡(62.2±13.1)歲。兩組年齡、性別差異無統計學意義。COPD診斷標準、嚴重程度分級、穩定期和急性加重期的定義均參考GOLD2010，其中穩定期28例，急性加重期30例;輕度8例，中度8例，重度16例，極重度26例。納入對象排除標準：①肺部活動性結核，肺膿腫，肺部腫瘤，肺部間質纖維化，急性肺損傷，近期進行過機械通氣治療;②有腫瘤、腸道炎癥性疾病，肝炎，系統性紅斑狼瘡，燒傷，系統性炎癥反應，類風濕疾病，休克等;③其他可以影響HMGB1水平變化的疾病。該研究經醫院倫理委員會批準，所有受試者均獲知情同意。

1.2 方法

1.2.1 指標檢測方法 對所有受試者入組時進行肺功能檢查及誘導痰中性粒細胞計數、上清液HMGB1水平檢測;所有入組COPD患者治療前及治療4 w后行肺功能檢查及誘導痰中性粒細胞計數、上清液HMGB1水平檢測。誘導痰技術參照文獻〔3〕推薦的步驟進行，痰標本的處理依照文獻〔4〕的方法進行，痰涂片中以鱗狀上皮細胞＞10個/低倍視野，且中性粒細胞＞25個/低倍視野為合格痰標本。選取少量新鮮痰標本進行涂片，風干后進行瑞氏染色，進一步行誘導痰細胞計數和分類，計算中性粒細胞百分比。采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測上清液中HMGB1水平，檢測方法嚴格按照說明書進行。肺功能儀(德國JAEGER公司)記錄第1秒用力呼氣容積(FEV1)，占預計值的百分比(FEV%)，第1秒用力呼氣容積占用力肺活量的比(FEV1/FVC)。

1.2.2 治療方法 COPD患者均給予規范的ICS/LABA(布地奈德福莫特羅160/4.5 μg)聯合治療，2次/d。每周電話隨訪1次，如果癥狀變化或控制不良，隨時調整治療方案。

2 結果

2.1 治療前后COPD組誘導痰中中性粒細胞百分比和HMGB1水平 治療前COPD組患者誘導痰中中性粒細胞百分比、HMGB1水平均高于對照組，差異具有統計學意義(P＜0.01)。急性加重期誘導痰中 HMGB1的含量〔(565.2±18.7)ng/ml〕高于穩定期〔(410.2 ±17.4)ng/ml〕，差異有統計學意義(P＜0.01)。治療前COPD患者HMGB1的表達及中性粒細胞水平在不同嚴重程度差異有統計學意義(P＜0.01)，見表1，表2。治療后誘導痰中的HMGB1的含量及中性粒細胞水平均較治療前明顯下降，差異有統計學意義(P＜0.01)。

表1 治療前后兩組誘導痰中性粒細胞、HMGB1水平比較(s)

表1 治療前后兩組誘導痰中性粒細胞、HMGB1水平比較(s)

組別 n 中性粒細胞(%)HMGB1(ng/ml)30 25.1±4.3 43.3±1.5 COPD組 58 治療前 65.3±10.7 490.4±16.9治療后 420±8.5 405.1±12.8 t值 25.0 200.7 P值對照組0.000 0.000

2.2 COPD治療前后誘導痰中HMGB1水平和FEV1%、FEV1/FVC、誘導痰中性粒細胞百分比相關性分析 治療前后誘導痰中HMGB1濃度和FEV1%呈負相關(r值分別為-0.632、-0.710，P＜0.01)，與 FEV1/FVC呈負相關(r值分別為-0.592，-0.613，P＜0.01)，與誘導痰中性粒細胞百分比呈負相關(r值分別為0.368、0.412，P ＜0.01)。

表2 治療前不同嚴重程度的COPD患者誘導痰中HMGB1水平比較(s)

表2 治療前不同嚴重程度的COPD患者誘導痰中HMGB1水平比較(s)

與重度與極重度比較：1)P＜0.05

嚴重程度分級 n 中性粒細胞(%)輕度 8 321.6±10.41)0.000中度 8 458.8±9.01)重度 16 497.3±14.1極重度 26 547.8±10.5 F值 562.5 P值

3 討論

HMGB1是一種新近發現的晚期炎癥介質，在膿毒癥〔5〕、急性肺損傷〔6〕、類風濕關節炎〔7〕、支氣管哮喘〔8〕等炎癥狀態下高表達，能激發“壞死誘導炎癥”，可促進炎性細胞活化和促進多種炎癥因子釋放，且在動物實驗中表明HMGB1拮抗劑能在多種炎癥疾病中起到保護作用，因此被認為是多種炎癥疾病治療的潛在靶點〔9〕。COPD是一種氣道慢性炎癥性疾病，其發病機制仍不完全清楚，HMGB1在COPD發生中的作用國內外研究較少。因此本研究對COPD患者誘導痰HMGB1進行了研究。結果顯示HMGB1在COPD誘導痰中水平較健康對照組明顯升高，且在不同分期、不同嚴重程度存在差異，提示 HGMB1在COPD患者中存在異常。提示HMGB1不僅是COPD的晚期炎癥介質，而且影響到肺功能，并且抗炎治療可以降低其水平，提示可以將HMGB1作為治療COPD的新靶點。

國外有學者對COPD患者肺泡灌洗液中HMGB1表達水平進行了研究，結果顯示COPD患者肺泡灌洗液中HMGB1表達水平升高，且與疾病嚴重程度相關〔10〕，與本研究結果一致，進一步提示HGMB1參與了COPD疾病的進展，誘導痰中HMGB1水平可以作為監測COPD嚴重程度的指標。

既往研究表明在COPD誘導痰中，中性粒細胞比例升高，且與疾病嚴重程度相關〔11〕，本研究證實了這一點，提示中性粒細胞是COPD中HMGB1釋放的重要來源，而既往研究提示提示單核細胞和肺泡巨噬細胞是COPD患者HMGBl的重要來源〔9〕，這提示COPD中HGMB1存在多種來源，不同來源的HGMB1在COPD發生、發展過程中的地位尚需進一步研究。

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