COPD急性加重期血漿Ang-2的變化及臨床意義

李少軍　張永紅　韓　冬　劉　璐　朱燕亭

馮　維　李鳳娟　李滿祥

COPD急性加重期血漿Ang-2的變化及臨床意義

李少軍張永紅韓冬劉璐朱燕亭

馮維李鳳娟李滿祥

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種多發、常見、高致殘率、高致死率的肺部慢性炎癥性疾病，具有反復惡化的傾向，即急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, AECOPD)，這一不良事件使患者呼吸系統癥狀急劇加重，給其生活和健康帶來巨大負擔[1-3]。研究表明反復的急性加重可導致肺功能的持續下降，影響 COPD 的自然進程，加速疾病進展[4]。因此，提高 COPD 患者生活質量、改善預后很大程度上依賴于對 AECOPD 病理生理學認識的提高及對其病理生理過程的有效干預。越來越多的證據顯示 AECOPD 與全身、氣道炎癥反應的增加密切相關[5-7]，目前圍繞著 AECOPD 的炎性生物標志物已開展了大量研究，多種標志物在 AECOPD的病因、輔助診斷、病情程度評估等方面具有重要意義，但至今還沒有一項單一的生物標志物可應用于 AECOPD 的臨床診斷和評估中。未來可能將有多種生物標志物被聯合應用于AECOPD的病因學診斷和病因治療。

血管生成素2(angiopoietin-2, Ang-2)是一種內皮細胞特異性促血管新生因子，在病理性血管新生中發揮重要作用。新近研究發現，Ang-2除了調節血管新生外，還可促進炎癥反應，是重要的炎癥介質，參與了炎癥性腸病、類風濕性關節炎等多種炎癥性疾病的病理生理過程，并與患者預后密切相關[8-10]。眾所周知，COPD 是一種以氣道炎癥為主并伴有全身炎癥反應的疾病，急性加重期炎癥達到峰值，然而，Ang-2在AECOPD中的相關研究尚少，因此本研究檢測了 COPD 急性加重期以及經治療臨床緩解后患者的血漿Ang-2水平，并探討了其與超敏C反應蛋白(high-sensitivity-C-reactive protein, hs-CRP)、動脈血氧分壓(PaO2)及肺功能指標的關系，旨在評估 Ang-2 作為AECOPD炎性標志物的價值和意義，并為 AECOPD 的防治提供新線索。

對象與方法

一、研究對象

選擇2012年11月～2013年4月在西安交通大學醫學院第二附屬醫院呼吸內科住院治療的急性加重期COPD患者44例，其中男32例，女12例，年齡48～83歲，平均(67.3±8.1)歲。均符合2007年中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制定的 COPD 診斷標準[11]：吸入支氣管舒張劑后FEV1/FVC<70%，并排除支氣管哮喘、支氣管擴張等其他呼吸系統疾病、甲亢、糖尿病等內分泌系統疾病、左心功能不全、冠心病、肝腎功能衰竭、惡性腫瘤等疾病。全部患者同意參加本研究，并簽署知情同意書。急性加重根據 GOLD 指南定義為：在疾病過程中，呼吸系統癥狀(咳嗽、咳痰、氣短和/或喘息)急劇惡化，超出日常的變異，并且需要改變藥物治療方案。患者入院后予以吸氧、抗感染、止咳化痰及平喘等常規對癥治療。臨床緩解標準為：咳嗽、咳痰、呼吸困難癥狀明顯好轉，肺部濕啰音和哮鳴音消失，血象正常。所有患者臨床緩解后行肺功能檢查 (儀型號：MasterScreen，德國)。

二、研究方法

1. 血樣采集: 患者共采血2次，第一次為入院后24 h內抽取晨起靜脈血樣本備用，同時采動脈血行血氣分析。臨床緩解出院前再次采血。所有血樣加入乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝試管，采血后60 min內離心(1 000×g，15 min)，取上清液置于-70 ℃冰箱內保存待測。

2. 血漿Ang-2、hs-CRP檢測: 采用雙抗體夾心酶聯免疫吸附測定法(ELISA)測定血漿Ang-2水平，嚴格按照說明書操作。試劑盒由北京科盈美科技有限公司提供。血清hs-CRP采用乳膠增強速率散射比濁法測定。

三、統計學方法

結果

一、研究對象基線資料

表1為所有患者基線資料。44例COPD急性加重期患者中男性32例，女性12例，平均年齡(67.3±8.1)歲。按照吸煙史將研究對象分為三組：非吸煙組(11例)，已戒煙組(23例，戒煙至少1年)，持續吸煙組(10例)。

二、AECOPD治療前后的Ang-2、hs-CRP和PaO2水平

AECOPD治療前血漿 Ang-2 濃度為(2 937.2±938.1)pg/ml，血清 hs-CRP濃度為(6.5±3.9)mg/dl，PaO2為(66.9±9.5)mmHg。經吸氧、抗感染、止咳、化痰、平喘等常規治療，平均治療(11.2±4.5)d后，臨床癥狀緩解，PaO2升高至(79.4±9.6 )mmHg，血漿 Ang-2、hs-CRP 均明顯降低，分別為(1 919.7±672.1)pg/ml、(2.6±1.9)mg/dl，各指標與治療前相比，差異有統計學意義(P<0.01)。

三、血漿Ang-2與hs-CRP、PaO2、肺功能的相關性

AECOPD治療前血漿Ang-2 與 AECOPD 急性炎癥指標 hs-CRP 呈正相關(r=0.404，P<0.01)；并隨著 PaO2降低而升高，與 PaO2負相關(r=-0.327，P=0.03)。患者經治療臨床緩解后，進行肺功能檢查，相關性分析顯示血漿 Ang-2 濃度與肺功能指標 FEV1/FVC以及 FEV1占預計值百分比無顯著相關性(P>0.05)。

四、血漿 Ang-2 濃度與吸煙狀態的關系

按照吸煙史將研究對象分為非吸煙組，已戒煙組和持續吸煙組。三組患者之間治療前及治療后的血漿 Ang-2 濃度無顯著差異(P>0.05)，見表2。

表2　吸煙對血漿Ang-2水平的影響

注：Ang-2：血管生成素-2

討論

本研究發現AECODP患者經有效治療臨床緩解后血漿 Ang-2 水平顯著下降，與Cho等[12]的研究結果一致。Ang-2 是一種內皮細胞特異性促血管新生因子，可與內皮特異性受體酪氨酸激酶 Tie-2 結合，從而促進血管基膜降解，使內皮細胞失去穩態，增加血管滲漏，并誘導內皮細胞分裂、移位，使新生血管呈非出芽式生長，在病理性血管新生中發揮重要作用[13]。Ang-2 主要表達于血管內皮細胞，并儲存在 Weibel-Palade 小體(Weibel-Palade body, WPB)中，在炎癥因子、缺血、缺氧等異常因素刺激下，其表達增加，并從 WPB 中釋放，使血液循環及組織內的 Ang-2 濃度升高。COPD 是一種慢性氣道炎性疾病，急性加重期患者氣道炎癥反應明顯加重，激活的炎性細胞釋放多種介質[14]，而升高的炎性因子(TNF-α 等)可促進血管內皮細胞合成和釋放 Ang-2，導致血漿 Ang-2 水平升高。當給予抗感染、抗炎、吸氧等治療后，炎癥得到控制，Ang-2 水平相應下降。因此血漿 Ang-2 水平一定程度上能夠反映 COPD 氣道炎癥程度。

表1　研究對象基線資料

注：BMI：身體質量指數；FEV1：第1秒用力呼氣容積；FVC：用力肺活量；PaO2：動脈血氧分壓；1 mmHg=0.133 kPa

近年來發現，Ang-2 不僅是一種炎性標志物，還參與了炎癥反應過程，促進炎癥的發生和發展[15-18]。Fiedler 等[16]發現 Ang-2 可通過增加內皮細胞對TNF-α的敏感性，增加內皮細胞黏附分子表達，增加血管滲漏，促進炎癥反應。對Ang-2基因缺陷型小鼠的研究提示 Ang-2在炎癥反應中起到了類似開關功能的允許作用，是重要的炎癥介質。Scholz 等[17]證實在無外界因素刺激情況下持續高表達 Ang-2 即可促發以髓細胞為主的炎癥反應。本研究發現血漿 Ang-2 水平隨著 AECOPD 恢復而迅速降低，提示 Ang-2 可能在AECOPD的病理生理過程中起重要作用。我們推測 Ang-2 可能通過以下兩種途徑參與了AECOPD的病理生理學改變：COPD患者長期缺氧導致 Ang-2 合成分泌增加，Ang-2 持續高表達使內皮細胞失去穩態，并增加其對多種炎癥介質的敏感性，增加血管滲漏，促進白細胞粘附、聚集，促發髓細胞為主的炎癥反應，參與誘發 COPD 急性加重；另一途徑或因細菌、病毒感染及環境污染等外界刺激誘發急性加重，血管機械應力增加，多種炎癥介質釋放，進而刺激內皮細胞快速釋放Ang-2，高濃度的Ang-2促進血管新生，增加血管滲漏，進一步加重炎癥反應。然而 Ang-2 在AECOPD中的確切作用機制尚有待進一步研究。Tabruyn等[18]在肺支原體誘導的小鼠慢性氣道炎癥模型的研究中發現，通過特異性抗體阻滯 Ang-2 可以抑制白細胞聚集、減輕氣道黏膜重構、降低肺支原體負荷，減輕疾病嚴重程度。因此，應用抗體阻滯 Ang-2可能是防治AECOPD的一個新靶點。

C反應蛋白(C-reactive protein, CRP)是目前研究最多、最敏感的炎癥指標之一。研究表明，血清 CRP 是 AECOPD 有效的血清學指標，能夠反映疾病嚴重程度，與患者的預后密切相關，并有助于細菌感染的早期診斷及抗感染方案的選擇[19]。目前認為 CRP 是極具臨床應用前景的生物學標志物，而hs-CRP是近年來應用于臨床較 CRP 更敏感的指標。在本研究中，我們還發現AECODP患者血漿 Ang-2 與 hs-CRP顯著正相關，進一步提示了其作為一種生物標志物潛在的價值。

Oh 等[20]證實缺氧可以直接導致牛微血管內皮細胞Ang-2表達增加。Yamakawa等[21]在人冠脈內皮細胞和肺動脈內皮細胞的研究中也發現，缺氧使Ang-2的mRNA和蛋白表達水平升高。而COPD患者因不完全可逆的氣流受限常伴有低氧血癥。本研究中，相關性分析顯示，血漿Ang-2與PaO2呈顯著負相關，與Cho等[12]的研究相符，提示Ang-2或可一定程度上反映患者的氧合狀態，通過其改變可以幫助臨床醫生評價治療效果。

為進一步了解AECOPD患者炎癥指標與功能指標的關系，在病情緩解后，所有患者進行了肺功能檢查。相關性分析顯示血漿 Ang-2 水平和肺功能指標FEV1/FVC以及 FEV1占預計值百分比之間無顯著相關性。這可能是因為肺功能指標主要體現了氣流受限程度，除炎癥外，血管新生、肺組織、黏膜重塑及纖維化等多種因素均可影響氣道通暢性。

吸煙是COPD的首要危險因素，戒煙可有效減少急性加重及住院次數。Kanazawa等[22]發現吸煙的哮喘患者痰液Ang-2水平較非吸煙患者明顯升高，提示吸煙可能對 Ang-2的合成分泌有一定影響。但本實驗中不同吸煙狀態COPD患者Ang-2水平并無差異，可能與本實驗研究對象中非吸煙者多為女性有關，也可能與患者在家庭、工作環境中被動吸煙以及空氣污染有關。

綜上所述，AECODP患者經治療臨床緩解后血漿Ang-2水平顯著降低，血漿Ang-2水平與hs-CRP顯著正相關，并與PaO2負相關。這些結果表明，Ang-2在AECOPD中起一定作用，并有望成為一個敏感有效的AECOPD炎性生物標志物。

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(本文編輯：黃紅稷)

李少軍，張永紅，韓冬，等. COPD急性加重期血漿Ang-2的變化及臨床意義[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版， 2015， 8(3)： 279-283.

·論著·

【摘要】目的探討血漿血管生成素-2(Ang-2)在慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)治療前后的變化及其臨床意義。方法選擇44例AECOPD患者，入院后予以吸氧、抗感染、止咳化痰及平喘等常規治療。比較治療前后Ang-2、超敏C反應蛋白 (hs-CRP) 水平以及動脈血氧分壓(PaO2)的變化，并探討治療前血漿Ang-2與hs-CRP及PaO2相關性，治療后血漿Ang-2與肺功能指標 FEV1/FVC以及 FEV1占預計值百分比的相關性。按照吸煙史將研究對象分為非吸煙組、已戒煙組及持續吸煙組，比較三組患者血漿Ang-2水平。結果AECOPD患者治療前血漿 Ang-2 濃度為(2 937.2±938.1)pg/ml，血清 hs-CRP 濃度為(6.5±3.9)mg/dl，PaO2為(66.9±9.5)mmHg，經治療臨床緩解后血漿 Ang-2 濃度為(1 919.7±672.1)pg/ml，hs-CRP 濃度為(2.6±1.9)mg/dl，PaO2為(79.4±9.6)mmHg，各指標與治療前相比，差異有統計學意義(P<0.01)。相關性分析顯示，治療前血漿 Ang-2與 血清hs-CRP 呈正相關(r=0.404，P<0.01)，與 PaO2呈負相關(r=-0.327，P=0.03)，治療后血漿Ang-2與肺功能指標 FEV1/FVC以及FEV1占預計值百分比無顯著相關性(P>0.05)。非吸煙組、已戒煙組及持續吸煙組患者血漿 Ang-2 水平無顯著差異(P>0.05)。結論血漿Ang-2可作為AECOPD的候選炎性生物學標志物。

【關鍵詞】急性加重，肺疾病，慢性阻塞性；血管生成素-2；C反應蛋白；炎性生物學標志物

Changes of plasma Ang-2 and its clinical significance during acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary diseaseLiShaojun,ZhangYonghong,HanDong,LiuLu,ZhuYanting,FengWei,LiFengjuan,LiManxiang.DepartmentofRespiratoryandCriticalCareMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofMedicalCollege,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710061,China

Correspondingauthor：LiManxiang,Email:manxiangli@hotmail.com

【Abstract】ObjectiveTo investigate the change of plasma levels of angiopoietin-2 in patients with acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) before and after the effective treatment, and its clinical significance was also analyzed. Methods44 patients with acute exacerbations of COPD were enrolled in the study. All patients were given continuous low flow oxygen, antibiotics, antitussive, expectorant, antiasthma and other conventional treatment. Plasma levels of Ang-2, serum hs-CRP and PaO2were measured in patients with AECOPD within 24 h of hospitalization and pre-discharge (convalescence). The relationship between Ang-2 and hs-CRP, PaO2during the acute exacerbation were analyzed. After clinical recovery from the acute exacerbation the relationship between Ang-2 and FEV1/FVC, FEV1% pred were analyzed. Patients were divided into three groups according to the smoking status: never smokers, ex-smokers and current smokers. The levels of plasma Ang-2 were compared among different groups. ResultsThe levels of Ang-2, hs-CRP and PaO2during the acute exacerbation were (2 937.2±938.1)pg/ml, (6.5±3.9)mg/dl and (66.9±9.5)mmHg, respectively. After clinical recovery from the acute exacerbation the levels of Ang-2, hs-CRP and PaO2were (1 919.7±672.1)pg/ml, (2.6±1.9)mg/dl and (79.4±9.6)mmHg, respectively. The levels of plasma Ang-2 and serum hs-CRP decreased significantly after clinical recovery from the acute exacerbation (P<0.01). Analysis results indicated that during an acute exacerbation plasma Ang-2 was significantly positively correlated with serum hs-CRP (r=0.404, P<0.01), but inversely correlated with PaO2(r=-0.327, P=0.03). However, there was no significant correlation between plasma Ang-2 levels and FEV1/FVC or FEV1% pred (P>0.05). No significant difference was found in the level of Ang-2 among never smokers, ex-smokers and current smokers (P>0.05). ConclusionsPlasma Ang-2 may serve as a biomarker for inflammation during COPD exacerbations.

【Key words】Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease;Angiopoietin-2;C-reactive protein;Inflammatory biomarker

收稿日期：(2014-10-20)

文獻標識碼：中圖法分類號： R563 A

通訊作者：李滿祥，Email: manxiangli@hotmail.com

基金項目：作者單位： 710061 西安，西安交通大學醫學院第一附屬醫院呼吸與危重癥醫學科

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2015.03.002