高原慢性阻塞性肺疾病穩定期血清SP-D水平與肺功能及炎癥因子的臨床意義

何軍頵 徐紅艷 曾以萍 邵 佳 陳 杰 申永春 文富強

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是呼吸系統的常見病和多發病，肺功能檢查是其主要診斷手段[1-2]。中國最新的流行病學調查顯示20歲以上COPD患病率達到8.6%，40歲以上人群達到13.7%，居我國死亡原因第三位[3]。COPD是以不完全可逆的氣流受限為特征的慢性炎癥疾病，持續的氣道炎癥反應還可以參與全身炎癥反應，介導并參與COPD多種合并癥的進程[4-8]。肺泡表面活性蛋白D(surfactant protein D, SP-D)主要由肺的Ⅱ型肺泡上皮及Clara細胞合成和分泌的由4級結構組成的親水性糖蛋白，能維持肺泡表面活性物質的平衡，清除凋亡細胞，并激活機體的炎癥反應[9]，在COPD疾病的嚴重程度和治療評價中越來越受到重視。西藏平均海拔超過3 000米，環境惡劣、氧含量低是其獨特的地理環境特點[10]。而西藏地區人群吸煙率較高，一項流行病學調查顯示，西藏林芝男性吸煙率為36.8%，有87.8%的被調查者使用生物燃料[11]。而另一項基于西藏地區多城市教師的流行病學調查顯示，教師的總體吸煙率高達29.6%[12]。上述多因素共同構成了西藏地區人群罹患COPD的危險因素，本文通過檢測高原COPD穩定期SP-D的濃度，探討其與肺功能、全身炎癥反應、CAT、mMRC的關系。

資料與方法

一、臨床資料

收集2016年5月至2017年12月就診于我院的世居高原的COPD穩定期患者，平均居住海拔均在3 500米以上，診斷符合中國COPD診治標準[13]。近3月內無急性加重病史，近2周內無激素使用史。排除合并支氣管哮喘、肺間質纖維化等其它肺部疾病患者；排除合并腫瘤、糖尿病、心、肝、腎功能不全及腦血管意外事件，以及終末期疾病等患者；排除近期接受過糖皮質激素和支氣管擴張劑治療的患者。最終研究共納入穩定期COPD患者150例(COPD組)，其中男107例，女43例，年齡36～86歲，平均年齡(64.3±10.1)歲。另外招募在我院進行體檢的67位世居高原的健康者作為對照組，其中男性46人， 女性21人，年齡31～62歲，平均年齡(47.2±12.7)歲。本項目得到華西醫院醫學理論委員會批準(2017-270號)。

二、研究方法

所有的研究對象均收集年齡、性別、身高、體重、吸煙史等基礎信息，完成CAT評分、mMRC評分的收集。所有研究對象均采用德國JAEGER肺功能儀完成肺功能檢查，收集FEV1、FEV1%、FEV1/FVC%。所有受試者均采集空腹靜脈血3 ml，離心、分離血清置于-80 ℃冰箱待測。血清SP-D、CRP、IL-6、TNF-α的濃度均采用Luminex液相芯片進行分析，試劑盒由美國R&D公司生產，嚴格按說明書進行操作，患者的基礎信息、疾病狀態對操作者保密。

比較兩組之間及COPD穩定期在漢、藏族之間的血清SP-D、CRP、IL-6、TNF-α的濃度差異；將血清SP-D與COPD穩定期患者的肺功能、全身性炎癥、CAT、mMRC評分作相關性分析；作SP-D在COPD穩定期的多因素回歸分析。作SP-D在診斷COPD穩定期的ROC分析。

三、統計學方法

結 果

一、一般資料比較

兩組人員在性別比，民族、BMI指數方面沒有明顯差異， 但COPD組在年齡，吸煙史、mMRC、CAT評分均顯著高于對照組(均P<0.01)，COPD穩定期患者血清SP-D濃度高于對照組(P<0.05)，另外，COPD穩定期患者血清中炎癥因子CRP、IL-6、TNF-α的濃度水平均較對照組均升高(P<0.05)，見表1。

二、血清SP-D與COPD的肺功能、系統性炎癥、CAT、mMRC評分的相關性分析

COPD穩定期患者，血清SP-D濃度水平與FEV1%，見圖1、FEV1/FVC呈負相關(r=-0.404，P<0.05；r=-0.171，P<0.05)。SP-D濃度水平與炎癥標志物CRP見圖2，TNF-α，見圖3。相關性分析均為正相關(r=0.369，P<0.05；r=0.454，P<0.05；r=0.529，P<0.05)。COPD患者血清SP-D與CAT見圖4，mMRC評分見圖5，顯示兩者呈正相關(r=0.498，P<0.05；r=0.512，P<0.05)。

表1 COPD患者臨床一般資料比較

注： SP-D：血清肺泡表面活性蛋白D；BMI：體質指數；CRP：C反應蛋白；IL-6：白介素6；TNF-α：腫瘤壞死因子α；FEV1：第1 s用力呼出氣容積；FEV1%：第1 s用力呼出氣容積占預計值百分比；FEV1/FVC%：第1 s用力呼出氣容積/用力肺活量比值

三、漢、藏族人群血清SP-D及炎癥因子之間的濃度比較

對穩定期的COPD患者，漢、藏族人群血清SP-D及炎癥因子CRP、IL-6、TNF-α之間的濃度水平均無統計學差異(P>0.05)。

圖1COPD患者血清SP-D與FEV1%的關系

圖2COPD患者血清SP-D與CRP的關系

圖3COPD患者血清SP-D與TNF-α的關系

圖4COPD患者血清SP-D與CAT的關系

圖5COPD患者血清SP-D與mMRC的關系

四、SP-D在COPD穩定期的多因素回歸分析

評估SP-D在COPD穩定期的多因素回歸分析，沒有發現與穩定期相關的指標，如表2所示，均P>0.05。

表2 SP-D在COPD穩定期的多因素回歸分析

五、SP-D在診斷COPD穩定期的(receiveroperating characteristic, ROC)分析

在ROC統計結果中，SP-D的閾值為9 303.5，敏感度為0.576，特異度為0.616，SP-D對診斷COPD穩定期有一定診斷價值，見表3，圖6。

表3 SP-D在診斷COPD穩定期的ROC分析結果

圖6SP-D診斷COPD穩定期的ROC分析

討 論

在COPD的慢性過程中，各種炎癥因子的浸潤及細胞因子介導的非特異性的炎癥反應發揮了重要作用。COPD循環系統(血清)生物學標志物成為了越來越多研究者關注的重點[14]。研究發現CRP、IL-6、TNF-α等在COPD的診斷和預后評估中有重要指示意義[15-16]，研究結果顯示，這些炎癥介質“溢出”到血液循環，誘導及加重全身性炎癥反應，參與介導多個靶器官的損傷，嚴重影響COPD的臨床進程[17]。而在高原缺氧、環境因素、全身性炎癥、氧化應激等綜合作用下，則可能會進一步促進、加重COPD的發生、發展。SP-D是一種親水性大分子蛋白，屬于C型膠原凝集素的一種，其主要由Clara細胞和Ⅱ型肺泡上皮細胞合成分泌。近年來研究證實，SP-D在機體免疫調節及抵抗病原微生物方面起重要作用[18]。SP-D可以通過以下幾個方面發揮其維持肺泡表面穩態及肺部免疫平衡的作用，包括抵御病毒感染，清除細菌、真菌及凋亡細胞以及促進炎癥的消退[19]。SP-D在Ⅱ型肺泡上皮細胞中合成后，主要分泌到呼吸道，但也有部分SP-D分泌進入循環系統。在對小鼠的基礎研究中發現，缺氧有可能導致血紅蛋白增加，而缺氧誘導因子會導致血紅蛋白mRNA增加，導致相應的表面活性蛋白亦隨之減少，而無血紅蛋白增加的小鼠，其表面活性蛋白則無明顯下降[20]。而新近研究發現，相較于健康正常人，COPD患者肺泡灌洗液中SP-D水平明顯下降，相反血清SP-D的表達量明顯升高，同時SP-D水平與吸煙狀態以及患者氣流受限程度有關[21]。進一步研究發現AECOPD患者血清SP-D水平也有明顯升高[22]，同時穩定期COPD患者血清SP-D水平高于一定水平時，患者急性加重的風險明顯增加[19]，更重要的是，SP-D的變化在COPD中是特異性的[23]。在高原多因素的綜合作用下，COPD的炎癥反應會導致SP-D的升高。而本文結果也證實了血清SP-D在COPD穩定期是高于正常對照組的。

本文發現，包括CRP、IL -6、IL-8、TNF -α在內的炎癥因子在COPD患者血清中濃度升高，CRP作為經典的炎癥標記物，反應全身性炎癥程度，CRP在COPD穩定期吸煙者及肺功能降低者有顯著升高[24]；IL-6是一種免疫調節因子，直接參與炎癥損傷，刺激成纖維細胞的增殖，可引起COPD的氣道纖維結締組織的形成和平滑肌的增生，參與氣道重構；TNF-α是多種細胞產生的具有廣泛生物活性的信號因子，能刺激中性粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞等釋放促炎癥顆粒，最終導致肺組織損傷加重[25]。本文結果發現SP-D與包括CRP、IL-6、 TNF-α在內的炎癥因子濃度水平呈正相關；與肺功能測試水平呈負相關；在頻繁加重患者中的濃度高于非頻繁加重的COPD患者，提示SP-D可用于評估COPD患者的病情和全身性炎癥反應的嚴重程度，持續監測SP-D有望預測COPD急性加重風險，具有潛在的生物標記物功能。

CAT和mMRC評分可評估COPD患者的臨床癥狀和生活質量，并評估病情和治療反饋。定期監測COPD穩定期患者的CAT得分，可有助于了解患者健康狀況的急性惡化。當得分較前增加4分，可預測COPD患者急性健康狀況的惡化，為臨床早期干預提供證據[26]。本文結果發現SP-D與COPD患者的CAT、mMRC評分呈正相關，提示SP-D可用于評估COPD患者的綜合狀態，定期監測SP-D可有助于預測COPD急性加重的發生，及時評估COPD患者的病情變化。

綜上所述，SP-D在COPD的病情評估及嚴重程度判斷上均有很好的應用價值，血清SP-D升高可反映系統性炎癥和肺功能水平。因高原地區肺功能檢查難以大面積推廣，如果能通過血清檢查SP-D這一簡便、操作性強、適用面廣且經濟適用的方法為該地區COPD的診斷及病情評估提供新的手段，將大大促進高原地區COPD的防治工作，降低重度COPD患者比例，并減少COPD帶來的疾病負擔。