血漿膜微粒水平與慢性阻塞性肺疾病的相關性研究

孫靜

?

血漿膜微粒水平與慢性阻塞性肺疾病的相關性研究

孫靜

目的 對慢性阻塞性肺疾病患者循環中細胞膜微粒的水平與肺功能進行檢測，并探討其相關性。方法 選取 2014 年6月-2015年6月在本院門診及住院治療的慢阻肺患者106例，包括穩定期患者和急性加重期患者各53例，并選取同期的健康體檢者53例為對照組；流式細胞儀檢測各組患者和53例健康志愿者血漿膜微粒水平，包括內皮細胞膜微粒(EMP)、血小板膜微粒(PMP)、組織因子陽性膜微粒(TF+MP)，并記錄肺功能情況，探討膜微粒水平與慢阻肺肺功能變化的相關性。結果 3 組血漿EMP和PMP水平比較，差異有統計學意義 (P<0.01)，其中慢阻肺 穩定期組的EMP和PMP水平顯著低于AECOPD 組，差異有統計學意義(P<0.05)。對照組的EMP和PMP水平顯著低于穩定期和急性加重期患者，差異有統計學意義(P<0.05)；各組血漿TF+MP水平差異無統計學意義。慢阻肺患者EMP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC均呈負相關(P<0.01)；PMP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC均呈負相關(P<0.01)；TF+MP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC無明顯相關性。結論 內皮細胞膜微粒、血小板膜微粒水平變化與慢阻肺及其急性加重過程密切相關，可作為其診斷和疾病進展的生物學標志物之一。

慢性阻塞性肺疾病；膜微粒；相關性

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是指以不完全可逆氣流受限為特征一種進展性臨床綜合征，最終可引起慢性肺源性心臟病和呼吸衰竭，具有高患病率和高死亡率的特點,其急性加重是是老年人群的主要住院病因之一[1]。慢阻肺并非不可逆性疾病，可以通過緩解臨床癥狀，預防急性加重,提高活動耐受性來改善疾病進展[2]。膜微粒(microparticles，MPs)是細胞受到刺激后從胞漿膜表面脫落的顆粒，其含有親本細胞抗原，因此可反映親本細胞的狀態和特性。在慢性炎癥性疾病、糖尿病和心血管疾病等發現循環微顆粒水平升高，其生物學活性(如細胞間生物信號的轉導、免疫調節、血管生成和組織修復等)與疾病的發生發展密切相關[3]。所有細胞均可產生微顆粒，包括內皮細胞膜微粒(EMP)、血小板膜微粒(PMP)、組織因子陽性膜微粒(TF+MP)、淋巴細胞膜微粒(LMP)等[4]。內皮細胞和血小板在血栓、抗凝、炎癥和腫瘤中具有重要作用，因此內皮細胞膜微粒及血小板膜微粒備受關注[5]。本研究通過檢測慢阻肺患者外周血EMP、PMP、TF+MP水平并記錄同時段肺功能情況，評估其與慢阻肺進展之間的關系。

資料與方法

一、一般資料

選取2014 年6月-2015年6月在本院門診及住院治療的慢阻肺患者106例，包括穩定期患者和急性加重期患者各53例，和同期的健康體檢者53例為對照組；病例納入標準：參照中華醫學會的呼吸學分會的慢性阻塞性肺疾病中的診斷標準[6]①穩定期患者咳嗽、咳痰、氣短等癥狀穩定或癥狀較輕，急性加重期患者短期內咳嗽、咳痰、氣短和(或)喘息加重，痰量增多，呈膿性或粘液膿性，可伴發熱等炎癥明顯加重的表現；②臨床資料完整，醫院倫理委員會批準，患者簽署知情同意書。排除標準：①活動性結核、肺癌以及支氣管擴張伴感染的患者；②肝、腎功能不全、嚴重室性心律失常及血液系統疾病患者；③有精神疾病，無法配合相關治療。慢阻肺穩定期53例：男37例，女16例，平均年齡(51.35±6.42)歲。慢阻肺急性期53例：男39例，女14例，平均年齡(53.60±6.18)歲。以同期在本院行健康體檢的健康志愿者53例作為對照組：男33例，女20例，平均年齡(51.64±5.76)歲。經統計學分析，各組間性別和年齡差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

二、方法

清晨空腹用抗凝管抽取兩組患者外周靜脈血 5 ml，加入血小板活化抑制劑PGE1(300 nmoL/L)和Apyrase(0.5 U ATPase/mL)，于4℃400 ×g離心15 min得到富血小板血漿，然后以1800×g離心15 min后得無血小板血漿，吸去上層血漿，置于-80℃冰箱凍存備用，即用于血漿微顆粒水平的檢測。流式細胞儀技術檢測各組內皮細胞微顆粒(EMP)、血小板微顆粒(PMP)、組織因子陽性微顆粒(TF+MP)。采用德國耶格Master Screen肺功能儀分別測定急性加重期、穩定期患者以及健康組的FEV1/FVC、FEV1/預計值%。

三、統計學方法

結 果

一、各組血漿膜微粒水平變化的比較

3 組血漿EMP和PMP水平比較，差異有統計學意義 (P<0.01)，其中慢阻肺 穩定期組的EMP和PMP水平顯著低于AE慢阻肺 組，差異有統計學意義(P<0.05)。對照組的EMP和PMP水平顯著低于穩定期和急性加重期患者，差異有統計學意義(P<0.05)。各組血漿TF+MP水平差異無統計學意義， P>0.05，(見表1)。

表1 各組血漿微顆粒水平變化比較

aP<0.05，與對照組比較；bP<0.05，與穩定期慢阻肺組比較

二、各組肺功能比較

3 組FEV1/FVC、FEV1/預計值%比較，差異有統計學意義 (P<0.01)；其中，穩定期和急性加重期患者較對照組FEV1/FVC、FEV1/預計值%降低，差異均有統計學意義 ( P<0.05)；急性加重期較穩定期患者FEV1/FVC、FEV1/預計值%降低，差異均有統計學意義，P<0.05，(見表2)

表2 各組肺功能比較

aP<0.05，與對照組比較；bP<0.05，與穩定期慢阻肺組比較

三、血漿微顆粒水平變化與肺功能相關性分析

Pearson相關分析顯示，慢阻肺患者EMP水平與肺功能中的FEV1/FVC、FEV1/預計值%均呈負相關(r=-0.737、-0.695，P=0.000、0.000)；PMP水平與肺功能中的FEV1/FVC、FEV1/預計值%均呈負相關(r=-0.614，-0.691，P=0.003，0.001)；TF+MP水平與肺功能中的FEV1/FVC、FEV1/預計值%無明顯相關性(r=0.048，0.059，P=0.608，0.601)。

討 論

循環膜微粒是細胞激活、損傷或凋亡后從胞膜脫落的直徑小于1μm的小囊泡，在慢性炎癥性疾病、糖尿病和心血管疾病等發現循環微顆粒水平升高，其生物學活性(如細胞間生物信號的轉導、免疫調節、血管生成和組織修復等)與疾病的發生發展密切相關[7]。研究表明，MPs(特別是EMP和PMP)與危險因素如吸煙，呼吸系統疾病，如慢阻肺等密切相關，Gordon等學者發現，香煙可以增加循環MPs水平，健康吸煙者循環EMP輕度增加，并提出早期的肺氣腫可能與血漿EMP水平升高密切相關[8]。

EMP主要通過內皮細胞的活化或凋亡所產生，EMP表面表達的相關分子受體使其具有不同的生物學活性，如在血栓形成、血管生成、炎性反應、細胞凋亡和調節血管張力等方面均具有重要的作用[9-10]。有研究表明，給大鼠注射EMP后可引起大鼠的急性肺損傷；體外實驗發現EMP可釋放炎癥因子、過氧化物酶等，并上調IL-1β、TNF-α等的表達使中性粒細胞聚集和激活增加，從而加重炎癥反應[11]。許多疾病如高血壓、糖尿病、動脈粥樣硬化等血液循環中EMP水平均升高，且升高的EMP水平與疾病的進展相關，提示EMP可作為臨床上干預治療的靶點[12]。Takahashi[13]等提出EMP水平與肺組織破壞程度及氣流受限明顯相關，內皮損傷是慢阻肺重要的病理生理過程，認為MPs特別是EMP可作為慢阻肺新的生物學標記物。本研究中，各組血漿EMP水平差異具有統計學意義，其中急性期慢阻肺組高于穩定期慢阻肺組和對照組，穩定期慢阻肺組高于對照組，且慢阻肺患者EMP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC均呈負相關，提示EMP在慢阻肺特別是急性加重期起著重要作用，且與其氣流受限密切相關。

研究發現，PMP在病理狀態下為凝血蛋白組裝提供組織因子及陰離子磷脂表面，因此可介導凝血的產生。生理狀態下血液中亦有少量的PMP起到抗凝作用，主要通過促進蛋白酶C抗凝血酶來完成，提示PMP在凝血與抗凝系統中存在調控點，但其具體機制還不明確[14]。研究表明，PMP不僅在凝血與抗凝系統發揮作用，在惡性腫瘤、膿毒癥、動脈粥樣硬化和2型糖尿病等疾病的血液循環中均發現PMP的水平明顯升高[15]。不管是血漿分離還是血小板刺激產生的PMP，均可作用于不同的細胞促使其產生黏附分子，釋放細胞因子、調節血管反應性并誘導血管生成和腫瘤的生長轉移。PMP可促使內皮細胞和單核細胞黏附，增加環氧合酶-2的表達，從而加重炎癥反應[16-17]。體外實驗發現PMP可通過刺激前列腺癌細胞分泌MMP-2，促使腫瘤細胞遷移并發生遠處轉移，且MMP的分泌不受內源性血小板相關血管生長因子的調節。提示目前PMP的研究已深入到炎癥、組織修復、腫瘤等諸多方面[18-19]。本研究中，各組血漿PMP水平差異具有統計學意義，其中急性期慢阻肺組高于穩定期慢阻肺組和對照組，穩定期慢阻肺組和對照組比較差異無統計學意義，且PMP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC均呈負相關，提示PMP在慢阻肺特別是急性加重期的炎癥反應中起著重要作用，其升高亦與其氣流受限有關。本研究中，各組血漿TF+MP水平差異無統計學意義，且TF+MP水平與肺功能中的FEV1、FEV1/FVC無明顯相關性，提示TF+MP與慢阻肺及其急性加重過程無明顯相關性。

綜上所述，循環微顆粒中的血小板微顆粒、內皮細胞微顆粒水平變化與慢阻肺及其急性加重過程密切相關，可作為其病情變化的標志物，亦可能作為其重要的干預治療靶點，但還有待于更進一步研究。

[1]LiuY,YanS,PohK,etal.ImpactofairqualityguidelinesonCOPDsufferers[J].IntJChronObstructPulmonDis,2016,11:839-872.

[2]CohenJS,MilesMC,DonohueJF,etal.DualtherapystrategiesforCOPD:thescientificrationaleforLAMA+LABA[J].IntJChronObstructPulmonDis,2016,11:785-797.

[3]BurnoufT,ChouML,GoubranH,etal.Anoverviewoftheroleofmicroparticles/microvesiclesinbloodcomponents:Aretheyclinicallybeneficialorharmful?[J].TransfusApherSci,2015,53(2):137-145.

[4]KoliopoulouA,McKellarSH,RondinaM,etal.Bleedingandthrombosisinchronicventricularassistdevicetherapy:focusonplatelets[J].CurrOpinCardiol,2016,31(3):299-307.

[5]BerenjiArdestaniS,BuzzacottP,EftedalI.Theagingdiver:endothelialbiochemistryanditspotentialimplicationsforcardiovascularhealth[J].DivingHyperbMed,2015,45(4):235-239.

[6] 中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組．慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)[J/CD]．中國醫學前沿雜志(電子版)，2014，36(2)：67-79, 80．

[7]LacedoniaD,CarpagnanoGE,TrottaT,etal.Microparticlesinspu-tumofCOPDpatients:apotentialbiomarkerofthedisease[J].IntJChronObstructPulmonDis,2016,11:527-533.

[8]GordonC,GudiK,KrauseA,etal.Circulatingendothelialmicroparticlesasameasureofearlylungdestructionincigarettesmokers[J].AmJRespirCritCareMed,2011,184(2):224-232.

[9]TakahashiT,KobayashiS,FujinoN,etal.AnnualFEV1changesandnumbersofcirculatingendothelialmicroparticlesinpatientswithCOPD:aprospectivestudy[J].BMJOpen,2014,4(3):e004571.

[10]EltomS,DaleN,RaemdonckKR,etal.Respiratoryinfectionscausethereleaseofextracellularvesicles:implicationsinexacerbationofasthma/COPD[J].PLoSOne,2014,9(6):e101087.

[11]LeeSH,TeoJ,HengD,etal.Steroid-decoratedantibioticmicroparticlesforinhaledanti-infectivetherapy[J].JPharmSci,2014,103(4):1115-1125.

[12]BarberàJA.Chronicobstructivepulmonarydisease:adiseaseoftheendothelium[J].AmJRespirCritCareMed,2013,188(1):5-7.

[13]TakahashiT,KuboH.Theroleofmicroparticlesinchronicobstructivepulmonarydisease[J].IntJChronObstructPulmonDis,2014,9:303-314.

[14]LiuH,DingL,ZhangY,etal.Circulatingendothelialmicroparticlesinvolvedinlungfunctiondeclineinaratexposedincigarettesmokemaybefromapoptoticpulmonarycapillaryendothelialcells[J].JThoracDis, 2014,6(6):649-655.

[15]ThomashowMA,ShimboD,ParikhMA,etal.Endothelialmicroparticlesinmildchronicobstructivepulmonarydiseaseandemphysema.TheMulti-EthnicStudyofAtherosclerosisChronicObstructivePulmonaryDiseasestudy[J].AmJRespirCritCareMed,2013,188(1):60-68.

[16]TakahashiT,KobayashiS,FujinoN,etal.Differencesinthereleasedendothelialmicroparticlesubtypesbetweenhumanpulmonarymicrovascularendothelialcellsandaorticendothelialcellsinvitro[J].ExpLungRes, 2013,39(4-5):155-161.

[17]vanNoortJM,BsibsiM,NackenPJ,etal.Activationofanimmune-regulatorymacrophageresponseandinhibitionoflunginflammationinamousemodelofCOPDusingheat-shockproteinalphaB-crystallin-loadedPLGAmicroparticles[J].Biomaterials,2013,34(3):831-840.

[18]TakahashiT,KobayashiS,FujinoN,etal.IncreasedcirculatingendothelialmicroparticlesinCOPDpatients:apotentialbiomarkerforCOPDexacerbationsusceptibility[J].Thorax,2012,67(12):1067-1074.

[19]GongSG,YangWL,LiuJM,etal.Changeinpulmonaryfunctioninchronicobstructivepulmonarydiseasestage0patients[J].IntJClinExpMed,2015,8(11):21400-21406.

Clinical research of correlation between circulating microparticles level and chronic obstructive pulmonary disease

SUNJing

DepartmentofRespiratoryMedicine,ZaozhuangHospitalofZaozhuangMiningGroup,Zaozhuang,Shandong277100,China

Objective To investigate the correlation between the changes of cell membrane microparticles and chronic obstructive pulmonary disease. Methods 106 COPD patients were collected from June 2014 to June 2015, including 53 cases at stable stage and 53 cases at acute exacerbation in patients with 53 cases in each group, and another 53 healthy people were taken as the control group. Their plasma membranes particulate level, including TF+MP endothelial microparticles (EMP), platelet membrane microparticles (PMPs), and tissue factor positive membrane particles were detected by flow cytometry, and their lung function was observed. The correlation between membrane microparticles and pulmonary function changes was analyzed. Results There were significant differences in plasma EMP and PMP levels among the 3 groups (P<0.01). The levels of EMP and PMP were significantly lower in the COPD group than in the AECOPD group (P<0.05), and they significantly lower in the control group than in the COPD group and the AECOPD group (P<0.05). There was no significant difference in plasma TF+MP level among the three groups. FEV1and FEV1/FVC of lung function and EMP showed a negative correlation in COPD patients (P<0.01). PMP level and FEV1and FEV1/FVC showed a negative correlation (P<0.01). TF+MP level and lung function had no significant correlation. Conclusion The changes of endothelial membrane microparticles and platelet membrane particles are closely related to the COPD and acute exacerbation, and it can be used as one of the biomarkers for diagnosis and disease progression.

chronic obstructive pulmonary disease; membrane particle; correlation

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.01.035

277100 山東 棗莊，棗莊礦業集團棗莊醫院呼吸內科

2016-05-20]