慢性阻塞性肺疾病患者血漿晚期糖基化終末產物和可溶性糖基化終末產物受體濃度變化及其臨床意義

雷 超，胡占升

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一組以氣流受限不完全可逆為特征的可以預防和治療的慢性炎癥性疾病，該病病程中氣流受限持續存在且呈進行性發展，但其確切發病機制目前尚不清楚。晚期糖基化終末產物(advanced glycation end-products，AGEs)是一種在人體內以脂肪、蛋白質、核酸以及還原糖(大部分為葡萄糖)等為原料通過催化化學反應生成的有機化合物。可溶性晚期糖基化終末產物受體(soluble receptor for advanced glycation end products，sRAGE)是一種可以與AGEs、淀粉樣肽、S100鈣粒蛋白等多種配體結合的受體，AGEs通過與sRAGE結合而啟動細胞信號轉導通路，發揮其生物學效應。國外研究表明，AGEs和sRAGE與炎癥密切相關[1-2]，可能與COPD有關并具有一定的診治意義。本研究旨在探討COPD患者血漿AGEs和sRAGE濃度變化及其意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2012年5月—2013年5月遼寧醫學院附屬第一醫院重癥監護病房收治的患者共102例，其中COPD患者53例為COPD組，非COPD患者49例為非COPD組；COPD的診斷符合中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)》中的診斷標準[3-4]；排除高血壓、糖尿病、腎衰竭及腫瘤患者。非COPD組中癲癇7例，消化道出血8例，腦梗死9例，藥物中毒12例，創傷術后13例。兩組患者性別構成、平均年齡、BMI及吸煙率比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)，具有可比性。

表1 兩組患者一般資料比較

注：*為t值

1.2 觀察指標

1.2.1 血漿AGEs和sRAGE濃度 采集每例患者外周靜脈血6 ml，分為2管，每管3 ml，用EDTA抗凝，-20 ℃冰箱保存。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定所有患者血漿AGEs和sRAGE濃度，人AGEs抗體試劑盒購自天津瑞愛生物科技有限公司，人sRAGE抗體試劑盒購自上海研域生物科技有限公司，均嚴格按照試劑盒說明操作。

1.2.2 肺功能 兩組患者均在吸入支氣管舒張劑后測定一秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)及FEV1占預計值百分比(FEV1%)，并將COPD嚴重程度分為4級：(1)輕度：FEV1/FVC<70%，FEV1%≥80%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(2)中度：FEV1/FVC<70%，50%≤FEV1%<80%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(3)重度：FEV1/FVC<70%，30%≤FEV1%<50%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(4)極重度：FEV1/FVC<70%，FEV1%<30%或FEV1%<50%而患者伴有慢性呼吸衰竭[3]。

2 結果

2.1 血漿AGEs和sRAGE濃度 正態性檢驗結果顯示，血漿AGEs和sRAGE濃度近似正態分布。COPD組患者血漿AGEs濃度為(35.45±3.30)μg/ml，非COPD組為(29.62±0.83)μg/ml，COPD組血漿AGEs濃度高于非COPD組，差異有統計學意義(t=3.25，P<0.001)。COPD組患者血漿sRAGE濃度為(330.15±112.11)pg/ml，非COPD組為(884.53±190.94)pg/ml，COPD組血漿sRAGE濃度低于非COPD組，差異有統計學意義(t=3.32，P<0.001)。

2.2 亞組分析 根據肺功能檢測結果，將COPD患者分為輕度COPD組15例、中度COPD組13例、重度COPD組15例以及極重度COPD組10例。輕度COPD組血漿AGEs濃度為(31.93±0.90)μg/ml、中度COPD組為(33.87±0.70)μg/ml、重度COPD組為(36.99±1.13)μg/ml、極重度COPD組為(40.47±1.87)μg/ml，4個亞組COPD患者血漿AGEs濃度比較，差異有統計學意義(F=3.99，P=6.30×10-4)；極重度COPD組高于重度COPD組，重度COPD組高于中度COPD組，中度COPD組高于輕度COPD組，差異均有統計學意義(P<0.01)。輕度COPD組血漿sRAGE濃度為(372.13±130.64)pg/ml、中度COPD組為(322.92±117.39)pg/ml、重度COPD組為(322.53±92.59)pg/ml、極重度COPD組為(288.00±96.32)pg/ml，4個亞組COPD患者血漿sRAGE濃度比較，差異無統計學意義(F=2.71，P=0.84)。

2.3 相關性分析 直線相關分析結果顯示，COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%呈負相關(r=-0.90，P<0.05，見圖1)；血漿sRAGE濃度與FEV1%無直線相關關系(r=0.270，P>0.05，見圖2)。

注：AGEs=晚期糖基化終末產物，FEV1=一秒用力呼氣容積

圖1 COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%的相關性

Figure1 Correlation between plasma AGEs and FEV1% in COPD patients

注：sRAGE=可溶性晚期糖基化終末產物受體

圖2 COPD患者血漿sRAGE濃度與FEV1%的相關性

Figure2 Correlation between plasma sRAGE and FEV1% in COPD patients

3 討論

COPD是一種由個體易感因素和環境因素共同作用導致的常見、多發呼吸系統疾病。目前，雖然COPD的確切發病機制還不是很清楚，但普遍認為COPD以氣道、肺血管以及肺實質細胞的慢性炎癥為特征，COPD患者肺部T淋巴細胞、單核-巨噬細胞及中性粒細胞明顯增多。被激活的炎性細胞可合成與釋放大量活性炎性遞質，如白介素8、白三烯B4、可溶性糖基化終末產物(RAGE)、白介素6及腫瘤壞死因子α等，而這些活性炎性遞質不僅能夠破壞肺部正常組織，還可以促進炎性反應。AGEs是在人體內以脂肪、蛋白質、核酸以及還原糖(大部分為葡萄糖)等為原料通過催化化學反應生成的有機化合物，存在人體肺、血液、腎臟等多個部位，不易被分解，具有穩定性。在多種細胞如系膜細胞、巨噬細胞、內皮細胞表面存在AGEs的受體sRAGE，該受體能與AGEs結合而形成AGEs-sRAGE復合物，從而激活細胞內信號轉導通路，引起細胞中一系列生物化學反應，進而導致大量細胞因子、生長因子、活性氧自由基等活性炎性遞質合成并釋放入血，引起血管內皮細胞損傷或凋亡、血管損傷、微循環障礙、血流動力學變化、“瀑布樣”炎性反應等多種病理反應。van Zoelen等[5]研究證實RAGE與感染相關并在感染過程中扮演著重要角色；Friggeri等[6]研究認為AGEs與膿毒癥相關的炎癥有關。sRAGE可由多種細胞合成與分泌，肺泡Ⅰ型上皮細胞是其主要來源[7-9]，主要用于維持肺泡的穩定性以及輔助肺氣體交換[10]。

近年來，國外關于血漿AGEs、RAGE以及sRAGE在COPD中的作用研究報道很多。Wu等[11]研究表明COPD患者血漿AGEs及其受體sRAGE濃度增高，Smith等[12]研究表明COPD患者血漿sRAGE濃度降低，Sukkar等[13]研究表明中性粒細胞性哮喘和COPD患者血漿sRAGE濃度下降。而在國內，AGEs、sRAGE及RAGE研究報道主要集中在糖尿病[14]、動脈粥樣硬化[15]及腫瘤[16]等，而其在COPD中的作用研究報道極少，因此，本研究檢測了COPD患者血漿中AGEs及其受體sRAGE濃度變化，并探討其臨床意義。本研究結果顯示，COPD組血漿AGEs濃度明顯高于非COPD組，而COPD組血漿sRAGE濃度明顯低于非COPD組；極重度COPD組血漿AGEs濃度明顯高于重度COPD組，重度COPD組明顯高于中度COPD組，中度COPD組明顯高于輕度COPD組，但各亞組血漿sRAGE濃度無明顯差異；直線相關分析結果顯示，COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%呈負相關。表明血漿AGEs濃度與COPD病情嚴重程度相關，與文獻報道一致[11-13]，血漿AGEs濃度升高可能是COPD的危險因素，而血漿sRAGE濃度降低可能是COPD的保護因素。因此，血漿AGEs濃度可以作為判斷COPD患者病情嚴重程度的指標，血漿AGEs濃度升高預示COPD患者預后不良，甚至死亡；而血漿sRAGE濃度變化是否為COPD患者的保護性因素還有待于進一步擴大樣本量研究驗證。

至于COPD患者血漿AGEs濃度升高的機制，筆者認為可能包括以下兩個方面：(1)COPD患者體內炎癥-抗炎平衡系統被破壞，出現炎癥失控，導致體內細胞代謝紊亂，AGEs合成增加；(2)COPD患者體內炎癥-抗炎平衡系統被破壞，導致單核-巨噬細胞功能障礙或吞噬能力減弱，不能有效地清除合成AGEs的炎性細胞，而AGEs通過血液運輸到達腎臟，與腎臟系膜細胞上的sRAGE結合，大量AGEs-sRAGE復合物沉積在濾過膜上，引起腎臟排泄障礙。John等[17]研究認為COPD患者血漿AGEs濃度升高的機制可能與P40有關。而COPD患者血漿sRAGE濃度下降的機制，筆者認為可能是COPD患者體內AGEs-sRAGE復合物活化而促進炎癥級聯反應，引起包括肺泡Ⅰ型上皮細胞在內的肺實質細胞損傷，進而引起sRAGE合成減少。Gopal等[18]研究認為COPD患者血漿sRAGE濃度下降的機制可能與氧治療的影響有關。

總之，COPD是一種發病率和致殘率均較高的慢性疾病[19]，如能盡早做出明確診斷并在早期預測COPD高危患者預后，早期積極給予有針對性的合理的治療，是可以改善COPD患者預后及降低COPD患者病死率的。目前，常用的COPD患者預后預測指標有FEV1%及FEV1/FVC、吸氣分數(IC/TLC)[20]、最大呼氣流速(PEF)與用力呼氣時間、BODE(BMI、氣流阻塞、呼吸困難、運動能力)指數[21]、呼吸功能[22]及QQL[23]等，均具有一定的預測價值，但也存在自身缺陷，如敏感度不高、特異性不強或最佳臨界值難以確定等。本研究結果表明，血漿AGEs濃度升高可能是COPD的危險因素，而血漿sRAGE濃度降低可能是COPD的保護因素，血漿AGEs濃度可以作為判斷COPD患者病情嚴重程度的指標，血漿AGEs濃度升高預示COPD患者預后不良。但本研究樣本量較小，條件有限，COPD患者血漿AGEs濃度升高或血漿sRAGE濃度下降的確切機制及血漿AGEs對COPD患者預后的預測價值還有待于進一步研究。而對COPD患者血漿AGEs及其受體sRAGE濃度變化的深入研究有助于科研工作者開發AGEs分解劑或抑制劑，尋找新的COPD治療靶點，為臨床醫師提供COPD診治新思路[24]。

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