低劑量呼氣相CT聯合外周血特異性標志物的表達對肺小氣道病變的臨床診斷研究*

馮 光 楊靈芝 鄭 浩 王新舉 劉樹芳

在臨床上，肺小氣道病變是一種常見的以阻塞性病變為特征的呼吸系統疾病[1]。肺小氣道包含細支氣管、呼吸性細支氣管及終末細支氣管等內徑＜2 mm的氣道，這些小氣道阻塞性病變會導致肺功能的一些指標發生異常改變[2-3]。已有研究結果證明，低劑量呼氣相CT不僅可以獲取可供診斷的高質量圖像，又可以有效降低輻射的劑量，可以作為肺小氣道病變臨床診斷的重要手段[4-5]。低劑量呼氣相CT影像學特征包括磨玻璃樣密度影、空氣潴留、小葉中心肺氣腫等[6]。有文獻[6]報道，外周血中沉默信息調節因子2相關酶1(Sirt-1)、Nod樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3(NLRP3)、腫瘤壞死因子及白介素等標記物的表達與磨玻璃樣密度影、空氣潴留和小葉中心肺氣腫等影像學改變存在聯系。

本研究通過分析低劑量CT影像學特征與外周血特異性標志物表達水平的相關性，論證出在肺小氣道病變患者中低劑量呼氣相CT聯合外周血特異性標志物表達是一種更準確的診斷方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年6月至2017年10月在河北省胸科醫院檢查肺功能被診斷為中、重度小氣道病變的90例患者，將其納入觀察組，其中男性46例，女性44例；年齡20～60歲，平均年齡(43.89±12.02)歲。同期另選取在醫院檢查確定為健康的90名體檢者，納入健康對照組，其中男性和女性均為45名；年齡為19～57歲，平均年齡(42.46±10.93)歲。體質量指數觀察組和健康對照組分別為(24.13±1.41)kg/m2和(23.97±1.87)kg/m2。兩組在性別、年齡、體質指數、病變程度及文化程度等基本資料比較，差異均無統計學意義，具有可比性。所有患者及家屬均簽署研究知情同意書。本研究經醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①年齡為20～60歲；②無精神疾?。虎蹮o其他腫瘤；④無心理疾??；⑤中途不能堅持進行治療者。

(2)排除標準：①并發艾滋病等嚴重疾病；②合并心腦血管、肝臟及腎臟等嚴重疾??；③處于妊娠期或哺乳期婦女；④并發免疫性疾病及傳染性疾病。

1.3 儀器設備

采用Bright Speed型16排螺旋CT掃描儀(美國GE公司)；7180型全自動生化分析儀(日本日立公司)；IMMULITE2000型免疫發光儀(德國西門子公司)。

1.4 胸部CT掃描

采用Bright Speed 16排螺旋CT掃描儀對所有受檢者進行檢查，在掃描前要進行呼吸訓練，先用力吸氣，再用力將全部氣體呼出后屏息。設定掃描參數，采用螺旋CT從肺尖至肺底進行容積采集。將檢測到的全肺呼氣相螺旋CT容積數據傳送至后處理工作站進行分析。

1.5 外周血特異性標志物檢測

(1)測定外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)中核苷酸結合寡聚化結構域(nucleotide binding oligomerization domain，NOD)樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3(NOD-like receptor pyrin domain containing 3，NLRP3，NLRP3)和沉默信息調節因子2相關酶1(silent information regulator factor 2related enzyme 1，Sirt-1)蛋白的表達水平。抽取受檢者清晨空腹靜脈血5 ml，加入淋巴細胞分離液后分離出PBMCs，利用Western blot法檢測NLRP3及Sirt-1蛋白的表達水平，設定β-肌動蛋白為內參抗體。

(2)測定血清中白細胞介素8(interleukin-8，IL-8)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor–α，TNF-α)和轉化生長因子β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)IL-8、TNF-α和TGF-β1炎性因子。受檢者早晨保持空腹抽取大約3 ml靜脈血進行離心，去沉淀收集血清，采用酶聯免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)法測定IL-8、TNF-α和TGF-β1炎性因子的含量水平。

1.6 觀察與評價指標

閱片由兩位有豐富經驗的影像醫師進行，評判小氣道病變特征，兩位醫師共同達成一致后作為最終判定結果，并以此作為依據將觀察組再分為有磨玻璃樣密度影組和無磨玻璃樣密度影組；有空氣潴留組和無空氣潴留組；有小葉中心肺氣腫組和無小葉中心肺氣腫組；對兩組外周血特異性標志物NLRP3、Sirt-1、IL-8、TNF-α及TGF-β1表達水平進行比較。

1.7 統計學方法

采用SPSS17.0統計學軟件對測定數據進行分析。計數資料比較采用x2檢驗，計量資料以均數士標準差(±s)表示，符合正態資料分布的計量資料采用t檢驗，采用Pearson相關分析方法分析其相關性，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組外周血特異性標志物表達水平比較

采用Western blot和ELISA法測定兩組外周血特異性標志物NLRP3、Sirt-1、IL-8、TNF-α及TGF-β1表達水平，發現觀察組外周血特異性標志物表達水平均顯著高于健康對照組，其差異有統計學意義(t=4.186，t=7.122，t=24.279，t=43.318，t=37.346；P＜0.05)，見表1。

2.2 觀察組再分組后外周血特異性標志物表達水平比較

(1)對觀察組患者依據低劑量呼氣相CT征象進行再分組，有磨玻璃樣密度影組(25例)，無磨玻璃樣密度影組(65例)；有空氣潴留組(48例)，無空氣潴留組(42例)；有小葉中心肺氣腫組(32例)，無小葉中心肺氣腫組(58例)。

(2)分別測定各組外周血特異性標志物表達水平，結果顯示，有磨玻璃樣密度影組、有空氣潴留組、有小葉中心肺氣腫組中NLRP3和Sirt-1表達水平均顯著高于無磨玻璃樣密度影組、無空氣潴留組、無小葉中心肺氣腫組，差異有統計學意義(tNLRP3=21.133，t=40.993，t=43.473；tSirt-1=8.362，t=20.533，t=19.219；P值＜0.05)，見表2。

(3)分別測定各組外周血特異性標志物表達水平，結果顯示，有磨玻璃樣密度影組、有空氣潴留組、有小葉中心肺氣腫組中IL-8、TNF-α及和TGF-β1表達水平均顯著高于無磨玻璃樣密度影組、無空氣潴留組、無小葉中心肺氣腫組，差異有統計學意義(tIL-8=43.146，t=40.624，t=60.734；tTNF-α=37.938，t=50.031，t=76.728；tTGF-β1=56.721，t=37.230，t=64.944；P值＜0.05)，見表3。

2.3 低劑量CT特征與外周血特異性標志物表達相關性

經Pearson相關分析結果顯示，磨玻璃樣密度影、空氣潴留、小葉中心肺氣腫等低劑量CT特征與外周血特異性標志物表達水平均呈顯著正相關(r均＞0.8，P＜0.05)，見表4。

表1 兩組外周血特異性標志物表達水平(±s)

表1 兩組外周血特異性標志物表達水平(±s)

注：表中NLRP3為核苷酸結合寡聚化結構域樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3；Sirt-1為沉默信息調節因子2相關酶1；IL-8為白細胞介素8；TNF-α為腫瘤壞死因子α；TGF-β1為轉化生長因子β1

表2 觀察組再分組后組間PBMCs中NLRP3和Sirt-1水平(±s)

表2 觀察組再分組后組間PBMCs中NLRP3和Sirt-1水平(±s)

注：表中NLRP3為核苷酸結合寡聚化結構域樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3；Sirt-1為沉默信息調節因子2相關酶1

表3 觀察組再分組后組間患者血清中IL-8、TNF-α及TGF-β1水平(±s)

表3 觀察組再分組后組間患者血清中IL-8、TNF-α及TGF-β1水平(±s)

注：表中IL-8為白細胞介素8；TNF-α為腫瘤壞死因子α；TGF-β1為轉化生長因子β1

3 討論

肺小氣道病變患者外周血特異性標志物NLRP3、Sirt-1、IL-8、TNF-α和TGF-β1的表達水平發生改變，并與低劑量呼氣相CT顯示的影像學特征都有明顯相關關系[7，8]。NLRP3是胞內模式識別受體，與哮喘等疾病有關[9]。Sirt-1是一種應激蛋白，可以起到抗氧化、抗炎癥作用，與慢性阻塞性肺部疾病的產生及發展都有密切關系[10]。IL-8、TNF-α及TGF-β1等炎癥因子在支氣管哮喘伴有小氣道病變或間質性肺疾病患者中表達水平呈現升高的趨勢[11]。

肺小氣道病變患者采用低劑量CT掃描可以表現為磨玻璃樣密度影、空氣潴留、小葉中心型肺氣腫等特征。有文獻表明，外界刺激可以將半通道模式、溶酶體破壞模式等模式激活，引起體內NLRP3水平顯著上升；NF-κB和核內炎癥基因的相互結合會受到Sirt-1的抑制，可以發揮抗氧化應激與抗炎等功能[12]。本研究結果顯示，觀察組PBMCs中NLRP3和Sirt-1蛋白表達水平均顯著高于健康對照組(P＜0.05)，推測NLRP3、Sirt-1可能參與了肺小氣道病變發生發展過程。血清中炎癥因子IL-8、TNF-α及TGF-β1等過度表達可以加重患者的炎癥反應。本文結果發現，觀察組血清IL-8、TNF-α和TGF-β1炎性因子水平均顯著高于健康對照組，推斷IL-8、TNF-α和TGF-β1在肺小氣道病變患者中存在過度表達現象。本研究結果還顯示，有無磨玻璃樣密度影、空氣潴留及小葉中心型肺氣腫等征象組間的外周血特異性標志物指標水平均有顯著性差異，且經Pearson相關分析顯示，磨玻璃樣密度影、空氣潴留及小葉中心肺氣腫等低劑量CT特征與外周血特異性標志物表達水平均呈顯著高度正相關。

4 結論

低劑量呼氣相CT能夠直接體現出肺小氣道病變的特征，外周血特異性標志物表達水平能夠用于推斷肺小氣道病變患者的炎性反應程度。將低劑量呼氣相CT與外周血特異性標志物水平相聯合，可更好地診斷肺小氣道病變情況，將成為臨床診治該病的重要參考依據。