血清IL-6、IL-8、TNF-α在COPD患者肺癌輔助診斷中的價值分析

李林，楊智暉，劉青，梁瑞凱，梁瑞景，馮海利，侯亮，林飛剛

(1.河北省老年病醫(yī)院呼吸內(nèi)科，河北 石家莊 050011；2.武安市第一人民醫(yī)院病理科，河北 武安 056300)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種病情呈持續(xù)性進(jìn)展的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，具有較高的發(fā)病率和死亡率。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的統(tǒng)計(jì)，目前COPD位居全球人口死因順位的第4位，我國40歲以上成年人群的COPD患病率為9.9%，且發(fā)病率仍然在逐年上升[1]。作為另一種重要的致死性肺部疾病，肺癌的發(fā)病率與病死率也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。目前肺癌病例占全球惡性腫瘤病例的12%以上，也是導(dǎo)致癌癥患者死亡的首位原因[2]。在以往的研究中，學(xué)者通常是將COPD與肺癌作為兩種獨(dú)立的疾病進(jìn)行研究，隨著研究的深入，COPD與肺癌的相關(guān)性越來越受到重視，COPD已被視為導(dǎo)致肺癌的獨(dú)立于吸煙之外的另一項(xiàng)危險因素。相關(guān)研究結(jié)果顯示，COPD患者的肺癌發(fā)病風(fēng)險比一般人群高2.76倍[3]。COPD穩(wěn)定期患者是以胸悶、氣促、咳嗽等不完全可逆性氣流阻塞為主要臨床表現(xiàn)，而肺癌的早期特征為咳嗽、咳痰、痰中帶血、低燒、胸悶等，兩者的臨床癥狀十分類似，發(fā)生在COPD患者的肺癌在臨床上易被忽視而且延誤治療[4]，故對于COPD患者合并肺癌進(jìn)行的有效早期診斷，具有十分重要的臨床意義。相關(guān)研究結(jié)果[5]顯示，在COPD和肺癌的發(fā)生過程中，存在著慢性炎癥、氧化應(yīng)激、免疫應(yīng)答異常、基因遺傳異常等多種共同機(jī)制，其中，炎癥反應(yīng)損害是核心環(huán)節(jié)，COPD的發(fā)病主要與氣道和肺組織對有害氣體或顆粒的慢性炎癥反應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致了肺部及其它眾多組織器官的損害，也是引發(fā)COPD各類并發(fā)癥的病理基礎(chǔ)[6]，而肺癌的發(fā)生和發(fā)展同樣與炎癥反應(yīng)的加劇具有密切的關(guān)系。因此，從炎癥反應(yīng)機(jī)制出發(fā)，通過檢測COPD患者的血清炎癥因子表達(dá)水平對于肺癌進(jìn)行早期篩查和診斷，具有較為廣闊的研究前景。但國內(nèi)外的相關(guān)研究較為缺乏，基于這一研究現(xiàn)狀，本研究選取了與COPD和肺癌關(guān)系較為密切的血清白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)作為研究指標(biāo)，針對這3種血清炎癥因子在COPD患者肺癌輔助診斷中的價值進(jìn)行了分析，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2014年12月至2015年12月河北省老年病醫(yī)院收治的41例COPD合并肺癌患者作為研究組，選取41例COPD穩(wěn)定期患者作為對照組。對所有患者的血清IL-6、IL-8、TNF-α水平進(jìn)行分析。

納入標(biāo)準(zhǔn)：COPD穩(wěn)定期診斷標(biāo)準(zhǔn)參考中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會慢性阻塞性肺疾病學(xué)組制訂的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》[7]，肺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考衛(wèi)計(jì)委制訂的《原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2011年版)》[8]，患者年齡均>18歲，臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確診斷為COPD急性加重期合并肺癌的患者；(2)合并有肺結(jié)核、哮喘、支氣管擴(kuò)張、慢性支氣管炎、肺炎、肺部良性腫瘤等其它肺部疾病的患者；(3)明確診斷合并有其它部位原發(fā)性惡性腫瘤的患者；(4)入院前接受過手術(shù)、放療、化療、靶向治療等抗腫瘤治療的患者；(5)合并心腦卒中、自身免疫疾病、肝腎功能不全、血液系統(tǒng)疾病的患者；(6)妊娠期或哺乳期患者。所有患者均對本研究知情并簽署知情同意書。

1.2 檢測指標(biāo)

于入院當(dāng)日對兩組患者的年齡、性別、COPD病程、吸煙史、合并癥進(jìn)行調(diào)查和分析，對兩組患者的體質(zhì)指數(shù)(BMI)、一秒用力呼出量(FEV1)、用力肺活量(FVC)進(jìn)行檢測和分析；于入院次日采集空腹外周靜脈血樣本3 mL，于常溫下靜置2 h后，以3 000 r/min的速度離心15 min后分離血清，置于-18 ℃冰箱中保存待測，采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA法)對血清IL-6、IL-8、TNF-α水平進(jìn)行檢測和分析，試劑購自美國R&D Systems公司，嚴(yán)格按照說明書步驟操作。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組患者臨床資料的比較

兩組患者在年齡、性別構(gòu)成、病程、吸煙史、合并癥、BMI、FEV1、FVC水平方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2.2 兩組患者血清IL-6、IL-8、TNF-α水平的比較

研究組的血清IL-6、IL-8、TNF-α水平均高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

2.3 血清IL-6、IL-8、TNF-α水平在COPD患者合并肺癌輔助診斷中的價值分析

Logistic多元回歸分析結(jié)果顯示，COPD患者合并肺癌的發(fā)生與血清IL-6、IL-8、TNF-α水平均具有相關(guān)性(P<0.05)。見表3。ROC曲線分析結(jié)果顯示，血清IL-6、IL-8、TNF-α水平診斷COPD患者合并肺癌的AUC分別為0.783、0.830、0.677(P<0.05)，其中，以血清IL-8的AUC最高，在Cutoff值下，靈敏度和特異度分別為0.732和1.000，當(dāng)將3種血清指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合檢測時，AUC未獲得提高。見表4、圖1。

表1 兩組患者臨床資料的比較

組別IL-6IL-8TNF-α研究組(n=41)57.10±26.9663.03±34.7939.31±13.48對照組(n=41)30.73±6.7123.65±5.6331.17±5.03t值6.0767.1553.623P值<0.001<0.0010.001

表3血清IL-6、IL-8、TNF-α水平與COPD患者合并肺癌相關(guān)性的Logistic多元回歸分析

變量β值S.E.值Waldχ2值P值OR值OR值的95.0%置信區(qū)間下限上限IL-60.1150.03322.336<0.0011.9921.9272.057IL-80.0850.02314.368<0.0011.0891.0441.134TNF-α0.0640.01610.037<0.0011.2691.2381.300常數(shù)項(xiàng)-3.0370.72017.794<0.0010.048--

表4 血清IL-6、IL-8、TNF-α診斷COPD患者合并肺癌的價值分析

3 討論

研究結(jié)果顯示，COPD穩(wěn)定期患者與COPD合并肺癌患者在人口學(xué)特征、病程、合并癥、吸煙史、肺功能指標(biāo)、消瘦狀態(tài)等方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)研究[9]顯示，COPD合并肺癌患者常見于中老年男性，特別是吸煙指數(shù)較高的患者，患者的臨床癥狀以咯血、胸痛、消瘦、肺不張、胸腔積液、聲音嘶啞、乏力為主，其中，以咯血、胸腔積液等癥狀比較嚴(yán)重，肺功能可出現(xiàn)顯著的下降。然而，COPD穩(wěn)定期患者(特別是病程較長、并發(fā)癥較多的患者)也會出現(xiàn)類似的臨床表現(xiàn)，故根據(jù)臨床癥狀和體征進(jìn)行鑒別診斷的難度較大，利用血清標(biāo)志物對COPD合并肺癌進(jìn)行有效的輔助診斷具有重要的臨床意義。關(guān)于炎癥因子在COPD合并肺癌發(fā)病中的機(jī)制研究已成為一項(xiàng)熱門的課題，相關(guān)研究[10-11]已證實(shí)了IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23等輔助性T細(xì)胞(Th)17相關(guān)細(xì)胞因子及轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)等上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換EMT相關(guān)調(diào)節(jié)因子的異常表達(dá)均與COPD合并非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)發(fā)病具有相關(guān)性。但針對血清炎癥因子標(biāo)志物對于COPD合并肺癌的診斷研究并不充分，需要進(jìn)一步的臨床研究予以分析和討論。

與COPD穩(wěn)定期患者相比較，COPD合并肺癌患者的血清IL-6、IL-8、TNF-α水平出現(xiàn)了顯著升高，特別是血清IL-6、IL-8水平在輔助診斷COPD合并肺癌中具有一定的價值。在一項(xiàng)針對COPD慢性炎癥環(huán)境對肺癌生長、轉(zhuǎn)移影響的動物模型研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，IL-6、IL-8在COPD合并肺癌的動物模型肺組織及血清中的表達(dá)水平均高于單純肺癌模型或單純COPD模型，其中，IL-6的表達(dá)水平較單獨(dú)COPD模型增加2倍以上，較空白對照模型增加5倍以上[12]。IL-6是一種由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，能夠清除傳染性病原體、誘導(dǎo)受損組織愈合、觸發(fā)急性期免疫反應(yīng)和凝血級聯(lián)反應(yīng)，可發(fā)揮多種生物保護(hù)功能[13]。IL-6的過表達(dá)已被證實(shí)是惡性腫瘤增殖和侵襲的重要機(jī)制，多項(xiàng)研究證實(shí)了在腫瘤患者外周血和腫瘤組織中IL-6均呈表達(dá)上調(diào)，IL-6可與其相應(yīng)受體結(jié)合活化STAT3和Twist，從而上調(diào)E-cadherin表達(dá)并下調(diào)N-cadherin、Vi-mentin、Snail等表達(dá)，誘發(fā)癌細(xì)胞發(fā)生EMT，從而提升腫瘤細(xì)胞的侵襲力和遠(yuǎn)處侵襲能力，抗IL-6治療也成為了腫瘤防治中的熱點(diǎn)應(yīng)用課題之一[14]。在針對肺癌的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者的肺組織和外周血中均可觀察到IL-6表達(dá)水平的上升，而且肺組織中的IL-6水平與腫瘤大小、組織分型、臨床分期、分化類型等均具有一定的相關(guān)性。在接受手術(shù)、放化療等抗腫瘤治療后，可觀察到患者血清IL-6水平的下降，且血清IL-6水平與治療效果具有相關(guān)性[15-17]。IL-8是一種促趨化性細(xì)胞因子，主要由單核細(xì)胞、免疫細(xì)胞、上皮細(xì)胞等產(chǎn)生，在機(jī)體的炎癥和免疫防御機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用，當(dāng)發(fā)生病原體入侵時，炎癥組織表達(dá)的IL-8可與中性粒細(xì)胞表面的相關(guān)受體結(jié)合，對中性粒細(xì)胞發(fā)揮趨化作用，使之遷移至炎癥部位發(fā)揮吞噬和殺滅病原體的作用。IL-8在肺癌等上皮源性惡性腫瘤的預(yù)后預(yù)測、腫瘤細(xì)胞耐藥性評價、放射性肺損傷預(yù)測和細(xì)胞干性調(diào)控等方面均具有重要的作用[18-19]。相關(guān)研究[20-22]顯示，初診肺癌患者的血清IL-8水平高于健康人群，隨著病情的加重，其水平也不斷升高，與腫瘤的分化、是否淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤分期均有關(guān)，體外研究也證實(shí)了IL-8可通過調(diào)節(jié)Racl、Cdc42等蛋白的表達(dá)促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖和遷移。可見，IL-6、IL-8的表達(dá)上調(diào)是與肺癌發(fā)病相關(guān)的重要表現(xiàn)之一，但血清炎癥因子的過表達(dá)也是COPD患者的重要表現(xiàn)，較少的研究者針對兩類患者的血清IL-6、IL-8水平進(jìn)行對比分析。本研究認(rèn)為，IL-6、IL-8的持續(xù)高水平表達(dá)可能參與了COPD合并肺癌的發(fā)生，此類患者的血清IL-6、IL-8水平相較COPD穩(wěn)定期患者升高幅度更大，這兩個指標(biāo)可用于輔助鑒別診斷。

研究發(fā)現(xiàn)，在COPD合并肺癌患者中雖然也可觀察到血清TNF-α水平的升高，但其在輔助診斷中的AUC較低，特別是在Cutoff值下的靈敏度較低，而且在將其與血清IL-6、IL-8進(jìn)行聯(lián)合檢測時，也未能提升診斷效能，這提示了雖然TNF-α水平表達(dá)水平的上調(diào)可能參與了COPD合并肺癌的發(fā)生，但其變化趨勢可能與IL-6、IL-8具有一定的差異。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是由于TNF-α是一種具有促進(jìn)炎癥反應(yīng)和抗腫瘤雙重生物學(xué)功能的細(xì)胞因子。TNF-α在與相關(guān)受體結(jié)合后，可激活多種信號通路，對炎性反應(yīng)、免疫功能、細(xì)胞凋亡等發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，相關(guān)研究[23-24]已證實(shí)了TNF-α的表達(dá)異常在胃癌等上皮源性腫瘤的發(fā)病、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、新生血管形成等多個病理過程中均發(fā)揮著重要的作用。與此同時，TNF-α可對腫瘤細(xì)胞發(fā)揮直接殺傷作用，可作為治療惡性腫瘤的藥物[25]。在針對肺癌患者的相關(guān)研究[26-28]證實(shí)了肺癌患者血清TNF-α水平呈現(xiàn)上升趨勢，其水平與肺癌的發(fā)病及進(jìn)展相關(guān)，在接受手術(shù)治療后，其水平會逐漸降低，而且TNF-α特定位點(diǎn)基因多態(tài)性與中國原發(fā)性肺癌發(fā)病易感性顯著相關(guān)。顯然，血清TNF-α水平的升高提示著肺癌發(fā)生風(fēng)險的上升，但它在COPD患者合并肺癌病理過程中的作用和變化趨勢相對比較復(fù)雜，這需要進(jìn)一步的研究予以討論和分析，同時，臨床醫(yī)生在診斷應(yīng)用中需要將其與其它腫瘤標(biāo)志物協(xié)同考查。

綜上所述，相對于COPD穩(wěn)定期患者，COPD合并肺癌患者表現(xiàn)為血清IL-6、IL-8、TNF-α水平更加顯著的上升，其中，血清IL-6、IL-8水平能夠較好地用于COPD合并肺癌的輔助診斷，臨床醫(yī)生應(yīng)對COPD患者的血清炎癥因子水平進(jìn)行有效監(jiān)測，以提高肺癌的早期診斷效率。