慢性阻塞性肺疾病患者外周血炎癥因子及細胞外基質(zhì)蛋白水平的變化

張運濤 程宏寧 符詒慧 符史鍵 張 欽 林亞發(fā)

(海口市第四人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，海南 海口 571100)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫，可進一步發(fā)展為肺心病和呼吸衰竭，其與有害氣體及有害顆粒的異常炎癥反應(yīng)有關(guān)，致殘率和病死率很高，全球40歲以上發(fā)病率已高達9%～10%〔1,2〕。有研究預(yù)計到2020年COPD將成為全球第5位影響生存時間、生活質(zhì)量和經(jīng)濟負擔(dān)的疾病〔3〕。COPD多發(fā)于抵抗力低下及患有基礎(chǔ)肺部疾病的中老年人，有研究表明，吸煙能夠顯著促進COPD的發(fā)生，吸煙人群的COPD發(fā)病率顯著高于不吸煙人群〔3～5〕。目前，關(guān)于COPD發(fā)病的具體機制尚不明確，但有研究顯示，一些有害煙霧如香煙、霧霾等能夠引發(fā)肺部異常炎癥反應(yīng)，進而引發(fā)肺部細胞外基質(zhì)蛋白異常積累等現(xiàn)象，引發(fā)肺部纖維化等病理變化〔6～9〕。為進一步明確COPD與炎癥及細胞外基質(zhì)蛋白的關(guān)系，本研究觀察COPD患者外周血炎癥及細胞外基質(zhì)蛋白水平的變化。

1 對象與方法

1.1研究對象 隨機選取2015年11月至2016年11月海口市第四人民醫(yī)院住院124例COPD患者(COPD組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者病史、體征、心電圖、胸片X線及肺功能檢查符合COPD相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡38～65歲；③所有COPD患者按肺功能進行分級，病情處于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并腎功能不全、造血系統(tǒng)或內(nèi)分泌等嚴(yán)重原發(fā)性疾病者；②支氣管哮喘、支氣管擴張、肺結(jié)核、肺癌、肺間質(zhì)纖維化、肺部手術(shù)等病史；③心腦血管疾病、慢性肝病、結(jié)締組織病、惡性腫瘤、活動性肺結(jié)核及急性感染性疾病。COPD組男92例，女32例，年齡(52.7±18.6)歲，Ⅰ級42例，Ⅱ級43例，Ⅲ級39例。選擇同期健康人群115例作為對照組，男88例，女27例，年齡(50.4±20.9)歲。兩組年齡(P=0.552),性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.416)。

1.2標(biāo)本采集 所有受試者于早晨8點左右，空腹采集5 ml血漿。將受試者的血漿置于抗凝管中，1 700 r/min低溫離心機下離心5 min收集血清，用于血清指標(biāo)的檢測。

1.3檢測指標(biāo)及方法 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗對血清白細胞介素(IL)-1β、IL-6、纖維蛋白原(Fg)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子(TNF)-α、層黏蛋白(LN)、透明質(zhì)酸(HA)、Ⅳ型膠原(cⅣ)及腱糖蛋白(Tn)-C水平進行檢測。試劑盒購于R&D公司。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件行χ2及t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1兩組炎癥因子水平比較 COPD患者血清IL-1β、IL-6、Fg、CRP及TNF-α水平顯著高于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組炎癥因子水平比較

2.2兩組細胞外基質(zhì)蛋白水平比較 COPD患者血清LN、HA、cⅣ及TN-C水平顯著高于對照組(P<0.05)，見表2。

2.3不同病情COPD患者炎癥因子水平比較 COPD患者血清IL-1β、IL-6、Fg、CRP及TNF-α水平隨COPD病情加重而顯著增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表2 兩組細胞外基質(zhì)蛋白水平比較

表3 不同病情COPD患者炎癥因子水平比較

與Ⅰ級比較:1)P<0.05；與Ⅱ級比較:2)P<0.05，下表同

2.4不同病情COPD患者細胞外基質(zhì)蛋白水平比較 COPD患血清LN、HA、cⅣ及TN-C水平隨COPD病情加重而顯著增加(P<0.05)，見表4。

表4 不同病情COPD患者細胞外基質(zhì)蛋白水平比較

3 討 論

COPD是一種以氣流受限為特征的可以預(yù)防和治療的疾病，其氣流受限不完全可逆且進行性加重〔10〕。近年研究發(fā)現(xiàn)，炎癥是COPD發(fā)生發(fā)展過程中的重要因素〔11〕。空氣中的有害氣體、顆粒或細菌容易進入肺部，這些進入肺部的氣體、顆粒或細菌能夠激活肺支氣管、肺泡及肺組織中巨噬細胞、淋巴細胞、中性粒細胞等，這些激活的免疫細胞會釋放大量的炎性因子，如IL-1β、IL-6及TNF-α等，這些炎癥因子能夠進一步破壞肺部的結(jié)構(gòu)、促進淋巴細胞及中性粒細胞發(fā)生炎癥反應(yīng)；隨著肺內(nèi)部炎癥反應(yīng)的加劇，巨噬細胞和中性粒細胞會向損傷的肺組織游走，使肺內(nèi)支氣管上皮細胞發(fā)生杯狀化，產(chǎn)生杯狀細胞，這些杯狀細胞能夠產(chǎn)生黏液、酶類，進一步破壞了肺內(nèi)的組織間質(zhì)，引發(fā)肺組織的大面積損傷〔11，12〕。

臨床研究表明在患者的肺組織中遍布參與炎性反應(yīng)的各種細胞，如肺泡巨噬細胞、T 淋巴細胞、中性粒細胞，這些細胞使患者肺部處在高IL、TNF等炎性因子水平的狀態(tài)〔13,14〕。近年研究表明，GOPD不僅能夠損傷肺部，其還能夠降低患者全身的免疫能力，引發(fā)患者全身系統(tǒng)疾病〔15,16〕。我們推測該過程可能與肺部炎癥有關(guān)，肺部炎癥升高，進一步引發(fā)外周血內(nèi)炎癥反應(yīng)，當(dāng)外周血中炎癥因子升高，當(dāng)血液循環(huán)到其他器官，能夠引發(fā)其他器官的炎癥反應(yīng)，進一步引發(fā)其他器官的損傷。IL-1β是一種非常重要的炎癥標(biāo)志物，多種細胞如吞噬細胞、淋巴細胞等均能夠產(chǎn)生IL-1β。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β能夠增加肺部多種細胞因子和細胞間黏附分子(ICAM)-1、血管細胞黏附分子(VCAM)-1、E-選擇素的水平，致使嗜酸粒細胞和中性粒細胞發(fā)生炎癥募集并浸潤到支氣管黏膜〔17〕；IL-6 和TNF-α是機體內(nèi)許多細胞產(chǎn)生的一種具有多種生物學(xué)活性的刺激因子，其在病理狀態(tài)下，其濃度升高可引起免疫性的病理損傷〔18〕；CRP是一個被認(rèn)為是急性時相反應(yīng)蛋白，正常情況下含量極微量，在急性創(chuàng)傷和感染時其血濃度急劇升高，CRP是臨床上最常用的急性時相反應(yīng)指標(biāo)〔19〕；Fg是凝血系統(tǒng)是凝血系統(tǒng)中的“中心”蛋白質(zhì)，值得關(guān)注的是血漿Fg含量的升高與炎性因子的作用密不可分，血漿Fg水平可以反映血漿內(nèi)炎癥水平〔20〕。本研究結(jié)果表明，COPD能夠顯著增加患者外周血炎癥水平。

近年研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肺部巨噬細胞、淋巴細胞增多后，這些細胞會釋放多種細胞外基質(zhì)金屬蛋白酶，降解肺泡壁的膠原纖維、LN、HA及Tn-C等幾乎所有細胞外的基質(zhì)成分，參與肺氣腫的發(fā)生和發(fā)展〔21,22〕。HA是一種廣泛存在于結(jié)締組織中的大分子氨基多糖，是體內(nèi)細胞外基質(zhì)的重要成分，正常情況下，血清中HA水平很低；膠原纖維是最重要的細胞外基質(zhì)蛋白，參與細胞的結(jié)構(gòu)；LN是構(gòu)成細胞間質(zhì)的一種非膠原糖，與膠原一起構(gòu)成基底膜的成分，其生物功能是細胞黏著于基質(zhì)的介質(zhì)；Tn-C是最重要的細胞外基質(zhì)成分之一，在細胞外基質(zhì)間以及細胞外基質(zhì)-細胞間信息傳遞中發(fā)揮著重要作用〔23，24〕。本研究發(fā)現(xiàn)COPD患者外周血中LN、HA、cⅣ及Tn-C水平顯著高于健康受試者血漿水平，且隨COPD病情加重而顯著增加。這可能是肺部被降解的細胞外基質(zhì)蛋白進入外周血，且隨著病情惡化降解加劇而引起的。