慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清SFRP1水平的變化

張 輝，吳秋歌，伍冬冬，馬東波，鄧 翔，張 坤，朱靜靜

鄭州大學第一附屬醫院呼吸與危重癥醫學科 鄭州450052

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是呼吸系統常見病、多發病，以不完全可逆的持續性氣流受限為特征，以持續咳嗽、黏液增多、呼吸困難為主要臨床表現。該病可隨疾病進展呈進行性加重，在外來刺激下，氣道與肺組織炎癥反應加強，造成程度不一的肺功能損害，甚至累及循環、中樞神經系統以及肝腎器官，誘發呼吸衰竭和全身炎癥反應。有文獻[1-2]報道，COPD具有極高的致死率，尤其是在急性加重期，多種炎癥因子大量分泌，全身炎癥反應加劇，致殘率、致死率急劇升高。目前，COPD的發病機制尚不明確，對其發作和進展相關分子機制的研究，將可為監測疾病進展、開發新型治療藥物和評估預后提供助益。Wnt信號通路是參與組織、細胞損傷和修復的關鍵信號通路，已被證明是慢性炎癥、氣道重塑發展的重要環節，主要由共受體低密度脂蛋白受體相關蛋白(LRP)、卷曲蛋白相關受體(FZD)、Wnt蛋白及下游分子組成[3]。Wnt蛋白屬于分泌性糖蛋白家族；而分泌性卷曲相關蛋白1(secretory frizzled-associated protein 1，SFRP1)亦為一種分泌型糖蛋白，可通過與Wnt信號通路中的FZD競爭，抑制Wnt信號傳導；因此推測SFRP1與呼吸道炎癥性疾病存在內在聯系[4]。本研究通過比較穩定期和急性加重期COPD患者血清SFRP1水平及其與氣道炎癥和氣道重塑指標的相關性，為SFRP1在急性加重期COPD臨床診治中的應用價值分析提供一線資料。

1 對象與方法

1.1研究對象選取我院2018年4月到2019年11月收治的118例臨床資料齊全的COPD患者作為研究對象，其中急性加重期43例，穩定期75例。COPD的診斷標準依據《慢性阻塞性肺疾病診治指南》[5]，并經影像學檢查確診。急性加重期判定標準：①咳嗽、咳痰、呼吸困難癥狀明顯加重。②氧分壓<60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，呼吸頻率>30 次/min。③二氧化碳分壓>50 mmHg。排除合并有哮喘、肺炎、肺結核、急性肺栓塞、呼吸窘迫綜合征等呼吸系統疾病者，伴有急性心血管疾病者，合并嚴重精神疾患、無法配合檢查者,合并嚴重肝腎功能障礙者，患有糖尿病、惡性腫瘤、自身免疫性疾病、風濕結締組織疾病者。另取同期在我院體檢的健康成年人50例作為正常對照。該研究經我院醫學倫理委員會同意，患者及其家屬同意且簽署知情同意書。

1.2標本的采集及處理正常對照組在體檢當日空腹采集靜脈血5 mL，COPD患者在入院后第2天清晨抽取空腹外周靜脈血5 mL， 3 000 r/min離心10 min，取上層血清備用。

1.3檢測指標采用ELISA法檢測血清SFRP1及炎癥因子IL-17、IL-33、脂聯素(APN)水平。采用放射免疫法檢測血清基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)、基質金屬蛋白酶抑制因子-1(TIMP-1)、神經生長因子(NGF)、堿性成纖維細胞生長因子(b-FGF)、血管內皮生長因子(VEGF)等氣道重塑相關指標水平。試劑盒均由廈門慧嘉生物科技有限公司提供。

1.4統計學處理采用SPSS 21.0進行數據分析。3組各指標血清水平、年齡和BMI的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗，3組性別構成、吸煙狀況的比較采用χ2檢驗；相關性檢驗采用Pearson相關分析；檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.13組基線資料的比較3組均未發生病例脫落，3組研究對象基線資料(表1)差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

表1 3組研究對象基線資料的比較

2.23組血清SFRP1水平的比較見表2。COPD穩定期組和急性加重期組血清SFRP1水平均高于正常對照組，急性加重期組血清SFRP1水平高于穩定期組(P<0.05)。

2.33組血清炎癥反應相關指標水平的比較見表2。COPD穩定期組和急性加重期組IL-17、IL-33水平高于正常對照組，APN水平低于正常對照組(P<0.05)；急性加重期組IL-17、IL-33水平高于穩定期組，APN水平低于穩定期組(P<0.05)。

2.43組血清氣道重塑相關指標水平的比較COPD急性加重期組和穩定期組MMP-9、TIMP-1、VEGF、NGF、b-FGF水平均高于正常對照組(P<0.05)； COPD急性加重期組上述指標高于穩定期組(P<0.05)。見表3。

2.5相關性分析相關分析結果顯示，COPD患者血清SFRP1水平與APN呈負相關(r=-0.426，P=0.005)；與IL-17、IL-33及MMP-9、TIMP-1、VEGF、NGF、b-FGF水平均呈正相關(r=0.306、0.315、0.395、0.328、0.305、0.462、0.506，P<0.05)。

表2 3組血清SFRP1及炎癥指標水平的比較

表3 3組血清氣道重塑相關指標水平的比較

3 討論

臨床研究[6]顯示，COPD急性加重是疾病臨床過程中的重要事件，可累及多器官損傷，是導致患者死亡的重要因素。因此，尋求有效生物標志物監測COPD疾病進展，對了解患者病性嚴重程度和評估預后具有積極意義。目前認為氣道炎癥、氣道重塑是引起氣流受限的關鍵環節，貫穿COPD發生進展過程。Wnt信號通路是參與肺組織發育、損傷修復等過程的關鍵因素[7]。Naujok等[8]對小鼠胚胎干細胞進行GSK3β活化后，Wnt信號通路能夠加速肺泡上皮細胞修復并減輕小鼠肺氣腫。還有研究[9]指出，COPD患者肺組織中Wnt mRNA和蛋白表達相較于正常體檢者明顯更高。這些研究結果均提示Wnt信號通路參與了COPD的發病，并可被用于預測相關并發癥。SFRP是Wnt信號通路拮抗劑中最大的家族，能通過與Wnt蛋白競爭性結合細胞膜上的FZD形成無活性復合物，抑制信號傳導；或通過富含半胱氨酸的結構域隔離Wnt信號傳導[10]。有研究[11]顯示SFRP1在肺氣腫患者肺組織中表達增高。亦有文獻[12]報道，與野生型小鼠相比，SFRP1基因敲除小鼠肺組織遠端上皮和周圍間質中能夠觀察到明顯的肺泡管擴張及肺間質減少。本研究發現COPD患者血清SFRP1水平異常增高，且急性加重期患者高于穩定期患者，提示其可能參與COPD的發生及病情進展，其表達量可能與患者氣流受限程度有關。

既往研究[13]顯示，反復急性炎癥發作是COPD發病的起始原因，可造成氣道上皮損傷，故炎癥反應程度可間接反映COPD患者病情嚴重程度。Kim等[14]的研究證實炎癥激活是導致COPD患者氣道損傷的直接原因之一。APN在COPD發病過程中起著重要的抗炎作用，可與氣道表皮細胞及巨噬細胞產生的脂聯素受體1結合，抑制炎癥趨化因子的分泌，實現級聯放大效應，發揮抗炎作用[15]。IL-17主要參與啟動多種機體炎癥反應，是炎癥早期的啟動因子，其可促進前炎性細胞因子的釋放，影響氣道纖維結締組織的構建和平滑肌的增生，進一步加重病情。IL-33則是通過激活NK細胞和氣道上皮間淋巴細胞，促使致炎細胞因子分泌[16]。抑制肺組織炎癥反應，可以減輕COPD模型大鼠的肺損傷[17]。本研究結果顯示，與正常對照組相比，COPD急性加重期組和穩定期組血清IL-17、IL-33水平上調，其中急性加重期患者上述炎癥因子水平變化更為顯著，這與既往研究[18]一致。進一步的分析結果顯示，COPD患者血清SFRP1水平與APN呈負相關，與IL-17、IL-33水平均呈正相關。相關機制可能為炎癥因子分泌逐步激活Wnt信號通路，導致β-catenin蛋白表達增加，而作為Wnt信號通路拮抗劑的SFRP1反應性合成增加以抑制炎性因子的進一步浸潤。可以認為SFRP1與COPD患者的炎癥反應程度密切相關，然而SIRT1對APN、IL-17、IL-33等炎癥介質或細胞因子的具體調控機制還有待深入探究。

除了炎癥反應，氣道重塑是COPD發展的關鍵。Grzela等[19]的研究證實COPD患者存在顯著氣道重塑。Kosciuch等[20]指出COPD患者均存在明顯的氣道重塑，且伴隨著氣道上皮細胞的增殖、血管再生。MMP-9作為基質金屬蛋白酶的一種，具備分解呼吸道及肺內部結構復合物的功能，可使肺內彈性酶活力異常升高，有助于氣道平滑肌細胞增殖。TIMP-1是MMPs分子的抑制劑，可抑制細胞外基質過度降解。VEGF是一種作用于血管內皮細胞的多功能細胞因子，其通過與受體結合可促進巨噬細胞、肥大細胞等合成，促進氣道重塑。NGF是由支氣管肺泡巨噬細胞分泌的神經生長因子，在調控細胞增殖分化中扮演重要角色。另外，氣道平滑肌內細胞外基質的降解與合成過程失衡是氣道重塑的關鍵病理因素，多種蛋白酶指標異常表達[21]。b-FGF是一種細胞有絲分裂原，有助于加快體內組織細胞的分化、生長、趨化，其可通過促進肥大細胞增殖而參與氣道重塑。本研究結果顯示，與正常對照組相比，COPD急性加重期組和穩定期組血清MMP-9、TIMP-1、VEGF、NGF、b-FGF水平顯著上調，其中急性加重期患者上述氣道重塑相關指標水平上調更為明顯。進一步分析結果顯示，COPD患者血清SFRP1水平與MMP-9、TIMP-1、VEGF、NGF、b-FGF水平均呈正相關，提示SFRP1可能促進COPD患者的氣道重塑。其可能機制為SFRP1過表達通過負性調節Wnt信號通路，降解細胞外基質、損傷肺泡及氣管壁結構，同時促進毛細血管生成，進一步促進氣道重塑進程。

綜上所述，COPD患者血清SFRP1水平增高，并與病情急性加重、炎癥反應激活、氣道重塑加劇有關。但本次研究的樣本量相對較小，可能導致數據存在部分偏倚，還需深入分析。