血清endocan、CRP、PCT 對AECOPD 的診斷和病情評估價值研究

王春林，李宏云，趙文飛，苗少一

（河南省鄭州市鄭州大學第五附屬醫院 呼吸內科，河南 鄭州）

0 引言

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease， COPD）的急性發作次數與患者死亡風險密切相關，慢阻肺急性發作（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease， AECOPD)加速肺功能下降，不斷破壞肺組織正常結構，給患者造成沉重的心理和經濟負擔[1]。雖然近年對AECOPD 的病理生理研究有所進展，但對AECOPD 的判定主要依據是患者臨床表現，然而不同患者AECOPD 的臨床表現變化較大，難以準確開展早期診斷和病情評估，進而造成治療的延誤。COPD 急性發作時炎性介質大量釋放，因此，如果能結合一些炎性生物學標記物，早期識別AECOPD 病情變化，做到精準治療，將給病人帶來一個較好預后。Koutsokera A[2]等檢測AECOPD 患者多種炎性標志物，研究發現大多數炎癥指標在COPD 急性發作時增加并且在惡化過程中消退，但與病情變化相關性難以確定。雖然有相關國內外研究，但到目前為止，尚無一種生物標志物在AECOPD 的診斷應用中獲得廣泛認可，需進一步對可以識別AECOPD 生物標志物進行研究識別[3]。內皮細胞特異性分子-1（endocan）是內皮細胞相關蛋白多糖，在腎和肺臟內皮高表達，反映內皮激活和功能障礙，其可能成為評估研究呼吸系統阻塞性疾病和炎癥疾病的生物標志物[4]。C-反應蛋白（C-reactive protein， CRP）、降鈣素原（procalcitonin， PCT）是目前臨床中常用的炎癥反應標志物，為進一步明確上述三種炎癥標志物在AECOPD 的意義，分別對AECOPD 患者、COPD穩定期患者和健康者的血清中endocan 、CRP 以及PCT 進行檢測分析，旨在探討endocan、CRP、PCT 在AECOPD 判定和病情評估中的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院呼吸內科于2017 年10 月至2019 年1 月收治的 AECOPD 患者85 例，COPD 及AECOPD 診斷符合中華醫學會呼吸病學分會制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》[5]，其中男性47例，女性38 例，年齡45～82 歲，平均(65.05±7.80)歲，按照病情嚴重程度即肺功能結果以及是否合并呼吸衰竭、需要無創呼吸機治療將AECOPD 患者從輕度至重度依次分為A 、B、C、D 四組，患者肺功能第一秒用力呼氣容積（FEV1）占預計值的百分比（FEV1%預計值）≥50%者為A 組，30%≤FEV1%預計值＜50%者為B 組，FEV1%預計值＜30%者為C 組，動脈血氣分析提示呼吸衰竭或需要無創呼吸機輔助呼吸者為D 組。以上患者經治療癥狀體征均緩解到穩定狀態為穩定期組，選取同期來本院進行體檢的30 例健康體檢者為對照組，年齡40～80 歲，平均(64.20±9.42) 歲。各組受試者一般資料詳見表1。排除標準包括：①有嚴重的心、肝、腎、惡性腫瘤等嚴重疾病；②有其他慢性疾病如糖尿病、心臟病、慢性腎炎、風濕性自身免疫性疾病等；③有其他肺部疾病如支氣管擴張、肺結核、肺動脈栓塞等；④住院期間不能配合檢查治療的患者。各組間年齡、性別比差異無統計學意義(P＞0.05)，研究數據具有可比性。入組患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書，本院倫理委員會已對該項研究審核和批準。

1.2 研究方法

1.2.1 檢測指標

AECOPD 患者及健康體檢者均于入院后或入院第二日即刻抽取空腹靜脈血，COPD 穩定期組于評估為穩定期后立即抽取空腹靜脈血。采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測endocan、PCT，免疫比濁法檢測CRP。

1.2.2 統計學處理

采用SPSS 22.0 統計學分析相關數據，對計量資料使用±s 記錄，計數資料使用百分比（%）形式記錄，多組間比較時先使用單因素方差分析，若單方差分析結果提示存在差異再使用LSD-t檢驗進行組間兩兩比較，計數資料使用卡方檢驗，檢驗水準α 設為0.05。為減少組間并將加重期的各項指標統計繪制受試者工作特征（ROC）曲線，計算曲線下面積AUC(area under the ROC curve)和最佳臨界值，AUC 越大，提示該試驗的診斷價值越高。當AUC接近1.0 時，表示指標的診斷效能較高，當AUC 在0.7～0.9 之間時表示指標具有一定的診斷效能，當AUC=0.5 則指標不具有診斷價值。

2 研究結果

2.1 患者一般資料比較（表1）

健康對照組、穩定期及A、B、C、D 各組間性別、年齡差異均無統計學意義(P＞0.05)，基線資料均衡，具有可比性。

表1 各組受試者基線資料比較

2.2 AECOPD 各組患者各指標比較

患者血清endocan 水平各組間差異均有統計學意義(P＜0.05)，并隨分組嚴重程度增高而增高；患者血清PCT 水平除A 組與B組組間差異無統計學意義(P＞0.05)外，余組間差異均有統計學意義(P＜0.05)；患者血清CRP 水平除A 組與B 組、C 組與D 組組間差異均無統計學意義(P＞0.05)外，余組間差異均有統計學意義(P＜0.05)，詳見表2。

表2 AECOPD 患者各組指標比較

2.3 不同受試者各指標對比

穩定期患者血清endocan、PCT、CRP 水平均高于健康組，各組間差異有統計學意義(P＜0.05)。AECOPD 患者血清endocan、PCT、CRP 水平均高于穩定期組，各組間差異有統計學意義(P＜0.05)。詳見表3。

2.4 各指標對AECOPD 診斷價值（表4；圖1）

用endocan、CRP、PCT 診 斷AECOPD 的AUC 為0.900、0.823、0.819；endocan 最佳臨界值為1.315μg/L 時診斷AECOPD的敏感度(the true positive rate，TPR)為83.5%，特異度(the false positive rate，FPR) 為84.3%；CRP 最佳臨界值為13.565mg/L 時診斷AECOPD 的TPR 為61.2%，FPR 為93%；PCT 最佳臨界值為0.235μg/L 時診斷AECOPD 的TPR 為54.1%，FPR 為98.3%。

圖1 endocan、CRP、PCT 診斷AECOPD 的ROC 曲線

3 討論

COPD 的發病機制尚不完全清楚，目前普遍接受的可能發病機制是氣道炎癥學說，肺內炎癥細胞在致病因素的刺激下活化并分泌大量炎癥因子和其他介質，肺內微環境的改變造成肺組織和氣道損傷[6]，炎癥亦在AECOPD 發病機制中起著決定性作用，炎癥反應可由感染，吸煙，纖塵和其他因素引起，這加劇了支氣管壁的破壞和重塑，導致AECOPD 的反復發作。有文章指出，COPD患者血液中炎性生物標志物的增加可反映氣道炎癥是AECOPD的關鍵特征[7]。因此，結合一些特異性、靈敏性更好的炎性生物學標記物對AECOPD 進行診斷是可行的。

Enodcan 主要由肺血管內皮、腎臟血管內皮以及腫瘤血管內皮細胞分泌，在腸道血管內皮也可檢測到，其可能在調節細胞粘附中起重要作用，并且升高的血漿水平可能反映內皮功能障礙[8]。 多名國內外學者研究endocan 對肺部炎癥疾病的臨床價值展開研究。 Mikkelsen 等[9]研究表明，血清endocan 的變化可以預測肺損傷(ALI) 的發生的風險。Scherpereel 等[10]研究認為，endocan對膿毒血癥的診斷和預測有重要意義，可作為診斷膿毒癥及嚴重程度分級的生物標志物。有研究表明[11]，血清endocan 評估社區獲得性肺炎（CAP）嚴重程度方面優于 CRP 和白細胞計數（WBC），且與肺炎嚴重程度顯著相關。Bechard 等[12]研究表明，endocan 在急性和嚴重炎癥反應過程中被正調節，在控制肺部炎癥反應中發揮關鍵作用。 以上研究說明血清中endocan 可反映肺部炎癥存在、嚴重程度以及預后情況，也使endocan 作為診斷AECOPD 的生物標志物成為可能。本研究顯示，AECOPD 患者血液中endocan 水平高于COPD 穩定期及健康組，并隨AECOPD嚴重程度增高而呈遞增趨勢，能夠較好的反映AECOPD 嚴重程度，因此我們認為endocan 對于評估AECOPD 的嚴重程度判斷具有較高臨床價值。Endocan 在AECOPD 升高的調節機制和信號通路還未明確，研究表明VEGF（血管內皮生長因子）、TNF（腫瘤壞死因子）、TGF-β（轉化生長因子-β）的表達增加可以活化蛋白激酶C/ 核因子kB 信號通路，從而上調endocan mRNA 的表達[13-16]。而國內外多項研究表明VEGF、TNF、TGF-β 在COPD的發病過程中起重要作用，并在AECOPD 期間明顯升高[17-20]，因此我們推測endocan 在COPD 的急性發作時分泌增加可能與VEGF、TNF、TGF-β 相關。

CRP 是一種肝臟合成的反應蛋白，在肺部炎癥的急性期能夠用來判斷進展[21-22]，Deng 等[23]認為CRP 可以評估AECOPD 病情。本研究也表明其含量水平變化能夠反映AECOPD 患者的病情嚴重程度，但在個別組間無明顯統計意義，表明CRP 對于AECOPD病情進展的識別有時會存在一定困難。PCT 作為降鈣素的前肽物質，常應用于感染性疾病的診斷[24]。臨床上常將PCT 作為細菌感染程度判定指標，PCT 的升高提示疾病的進展，而其降低則提示是患者病情好轉。Niu R[25]等表示PCT 可以作為AECOPD 病情嚴重程度的評價標志物。本研究顯示，AECOPD 患者血液中PCT 水平顯著高于COPD 穩定期及健康對照組，AECOPD 嚴重程度與PCT 水平變化不明確，無法區分A 組和B 組，表明PCT 在AECOPD 輕度加重時對于病情變化的提示作用有限。因此CRP、PCT 可為AECOPD 的病情評估提供一定的參考價值，以上研究可以看出，Endocan、CRP、PCT 均可以提示AECOPD 的發生及不同程度反映出AECOPD 病情嚴重程度，但endocan 較CRP、PCT 能夠更好及時反映出病情變化。

在我們研究中，COPD 穩定期患者血清中三項指標均顯著高于健康對照組，差異具有統計學意義 (P＜0.05)。多名學者[26-27]研究表明COPD 穩定期檢測的相關炎癥指標顯著高于健康組。以上研究提示COPD 穩定期患者長期處于氣道炎癥狀態，這也勢必不斷對局部肺組織造成損傷，促進疾病進展。在機體受到外界因素刺激多種因素作用下，多次急性發作，造成氣道重塑和氣流阻塞，進而表現為肺功能的不可逆惡化。這也是COPD 穩定期患者肺功能逐漸下降和死亡率增加的一個重要原因。

通 過ROC 曲 線 對 比 分 析 血 清 endocan、CRP、PCT 對AECOPD 的 診 斷 價 值 發 現，endocan、CRP、PCT 對AECOPD 診斷的AUC 分別為0.900、0.823、0.819，endocan 對AECOPD 診斷價值高于CRP、PCT。當 endocan 最佳臨界值為1.315μg/L 時診斷AECOPD 的TPR 為83.5%，FPR 為84.3%；CRP 最佳臨界值為13.565mg/L 時診斷AECOPD 的TPR 為61.2%，FPR 為93%；PCT 最佳臨界值為0.235μg/L 時診斷AECOPD 的TPR 為54.1%，FPR為98.3%，結果顯示endocan 對AECOPD 的診斷敏感度高于PCT、CRP，但其特異度低于CRP、PCT。

生物標志物可為COPD 臨床診療提供重要手段，并可用以提高診斷準確性、評價治療效果。本研究顯示，血清 endocan 水平在AECOPD 的診斷價值及病情評估方面優于 CRP、PCT，提示其可能作為AECOPD 特異生物標志物具有一定的應用前景。由于本研究分組方法單一、樣本量較少.且收集的樣本只是于本單位就診的患者，因此擬下一階段對AECOPD 患者進行多樣分組.采取大樣本量、覆蓋不同區域進行研究。