COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平檢測與并發肺動脈高壓的相關性研究

王 苗,張 萍

（1．咸陽市第一人民醫院檢驗科，陜西咸陽 712000；2．商洛市中心醫院醫學檢驗科，陜西商洛 726000）

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以呼吸氣流阻塞為主要特征的呼吸系統疾病[1]。COPD 相關肺動脈高壓(pulmonary hypertension,PH)是影響COPD患者預后的嚴重并發癥，研究認為慢性缺氧引起肺小動脈收縮而導致的血管重塑最終引起PH 的發生[2]。動物實驗的研究顯示小窩蛋白-1(caveolave-1,Cav-1)與COPD 大鼠的肺損傷有關,其通過抑制肺血管重塑而延緩PH 的病情進展[3-4]。另外的研究表明COPD患者血清中的趨化因子C-X-C 基元配體12(chemokine C-X-C ligand 12,CXCL12)水平明顯增高,該指標對老年COPD患者的預后具有較高的預測價值[5]。本研究通過分析COPD患者血清Cav-1和 CXCL12水平的變化,探討兩指標與COPD患者PH 形成的相關性。現報道如下：

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取2019年3月～2020年3月于咸陽市第一人民醫院和商洛市中心醫院就診的 115例COPD患者作為研究對象。依據患者是否并發PH分為非PH組(NPH組，45例)和PH組（70例）。PH組男性47例,女性23例；年齡43～71歲，平均年齡57.23 ± 9.12歲；COPD 病程4～11年，平均7.82 ±2.37年，NPH組男性29例,女性16例；年齡45～70歲，平均年齡56.19±9.73歲；COPD 病程 3～11年,平均7.99±2.26年。COPD 診斷均符合我國《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》[6]。排除標準：原發性PH、肺栓塞及嚴重肝腎功能不全者;并發自身免疫系統疾病或血液系統疾病者;氣流阻塞的其他疾病或需無創正壓機械通氣治療者及精神性疾病、并發糖尿病者。另選取同期體檢健康者43例作為對照組，男性28例,女性15例;年齡43～70歲,平均年齡57.39±8.86歲，三組研究對象的性別和年齡比較差異均無統計學意義(P＞0.05),COPD兩組的病程比較差異無統計學意義(P＞0.05)。本研究經咸陽市第一人民醫院和商洛市中心醫院醫學倫理委員會批準,并得到所有研究對象的知情同意。

1.2 儀器與試劑 B型腦利鈉肽(brain natriuretic peptide,BNP)和白介素-6(interleukin- 6,IL-6)水平檢測采用羅氏ROCHE ECL411 電化學發光分析儀及其配套試劑盒；CXCL12試劑盒購于江萊生物科技有限公司；Cav-1試劑盒購于美國CST 公司。采用GE Volution E8 彩色多普勒超聲診斷儀(美國 GE公司Vivid7-BT6型)測量肺動脈收縮壓(pulmonary artery systolic pressure,PASP)。

1.3 方法

1.3.1 觀察指標：收集各組的臨床基線資料,包括性別、年齡、二氧化碳分壓(PCO2)、氧分壓(PO2)等。

1.3.2 標本采集：所有研究對象禁食8 h 后被采集靜脈血5 ml，然后以3 000r/min 離心15 min,取上層血清用于檢測Cav-1,CXCL12,IL-6和BNP水平。Cav-1 和 CXCL12水平采用酶聯免疫吸附法檢測，IL-6和BNP水平采用電化學發光免疫法檢測。

1.3.3 肺功能檢測：用肺功能檢測儀檢測患者治療前的1s 用力呼氣容積占預計值的百分比(forced expiratory volume/predicted value,FEV1/Pre)及FEV1占用力肺活量(forced vital capacity,FVC)的百分比(FEV1/FVC),每項結果均檢測3次,結果取平均值[6]。

1.3.4 肺動脈收縮壓檢測：取患者仰臥位或左側臥位,獲取三尖瓣返流最大流速,計算肺動脈收縮壓。根據2009年歐洲呼吸學會和歐洲心臟病學會聯合頒布的肺動脈高壓診治指南[7],以肺動脈收縮壓≤36mmHg 診斷為COPD 肺動脈壓正常，＞36mmHg 診斷為COPD 并發肺動脈高壓。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0 軟件進行數據分析。所有資料呈現正態分布，計數資料以均數±標準差 (±s)表示。COPD患者的年齡，FEV1/FVC，FEV1/Pre，PCO2，PO2，CXCL12，Cav-1，IL-6和BNP水平的組間比較采用單因素方差分析及q檢驗。性別的組間比較采用χ2檢驗，相關性分析采用Pearson 法。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 COPD患者的肺功能評價及PASP,IL-6和BNP水平分析 見表1。與對照組比較,NPH組和PH組的FEV1/Pre,FEV1/FVC 及PO2明顯降低,且PH組PO2降低更顯著；與對照組比較，NPH組和PH組的PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平明顯增高,且PH組增高更顯著，以上差異均有統計學意義(均P＜0.01)。

表1 COPD患者的肺功能評價及PASP,IL-6和BNP水平分析 (±s)

表1 COPD患者的肺功能評價及PASP,IL-6和BNP水平分析 (±s)

注：與對照組比較，*P＜0.01；與 NPH組比較，#P＜0.01。

項 目 對照組(n=43) NPH組(n=70) PH組(n=45) F值 P值FEV1/Pre (%) 83.23±5.67 46.29±3.07* 43.30±2.99* 38.91 0.000 FEV1/FVC(%) 85.09±5.35 54.21±3.06* 53.62±3.02* 31.97 0.000 PO2(mmHg) 88.71±6.22 67.16±4.69* 62.39±3.68#* 46.32 0.000 PCO2(mmHg) 38.35±2.61 49.53±3.09* 54.22±3.26#* 45.17 0.000 PASP(mmHg) 21.35±2.72 32.43±3.13* 55.46±4.50#* 63.93 0.000 IL-6(ng/L) 7.23±3.97 19.51±7.19* 27.45±9.60#* 96.52 0.000 BNP(ng/L) 36.39±13.27 165.26±31.39* 436.59±89.76#* 130.67 0.000

2.2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析 見表2。與對照組比較,NPH組和PH組的CXCL12水平明顯增高,且PH組增高更顯著。與對照組比較,NPH組和PH組的Cav-1水平明顯降低,且PH組降低更顯著，以上比較的差異均有統計學意義(P＜0.01)。

表2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析(±s)

表2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析(±s)

注：與對照組比較，*P＜0.01；與 NPH組比較，#P＜0.01。

項 目 對照組(n=43) NPH組(n=70) PH組(n=45) F值 P值Cav-1(μg/L) 10.37±2.28 7.23±1.72* 4.81±0.90#* 103.71 0.000 CXCL12(pg/mL) 65.74±12.27 175.36±26.19* 270.33±43.79#* 130.67 0.000

2.3 相關性分析 NPH組和PH組的血清Cav-1及CXCL12水平分別呈負相關性(r=-0.813,-0.827,均P＜0.01)。NPH組的CXCL12水平分別與PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈正相關性,而與FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈負相關性。NPH組的Cav-1水平分別與PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈負相關性，而與FEV1/Pre，FEV1/FVC及PO2呈正相關性（rCXCL12=0.845，0.810，0.807，0.783，-0.799，-0.775，-0.793，均P＜0.01；rCav-1= -0.853，-0.828，-0.816，-0.792，0.763，0.803，0.822，均P＜0.01）。PH組的CXCL12水平分別與PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈正相關性，而與FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈負相關性。PH組的Cav-1水平分別與PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈負相關性，而與FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈正相關性 （rCXCL12= 0.839，0.816，0.817，0.806，-0.782，-0.785，-0.809，均P＜0.01；rCav-1= -0.862，-0.821，-0.819，-0.797，0.782，0.811，0.829，均P＜ 0.01）。

3 討論

既往研究表明,炎癥、低氧、煙草煙霧的暴露是引發COPD 血管重塑、肺血流動力學改變的主要危險因素[8]。研究認為肺動脈于低氧條件下加速收縮并加重肺淤血的形成,這些因素是導致COPD患者肺動脈壓升高的重要原因[9]。本研究發現,COPD患者存在顯著的低氧和高碳酸血癥,而當COPD 并發PH 時表現更為嚴重，提示長期的低氧和高碳酸血癥在COPD 相關的PH 發展過程中發揮重要作用。同時發現，炎性作用可能參與COPD 的病理過程并誘導PH 的發生，同時BNP水平的增高提示PH 的發生增加心力衰竭的風險。

小窩蛋白(caveolave,Cav)是一種50～100nm的瓶頸形質膜內陷結構,其參與細胞質膜微囊的組成。Caveolave家族有Caveolin-1,Caveolin-2 和Caveolin-3三種蛋白亞型[10]，Cav-1是Caveolave的主要蛋白質成分,其存在于多種細胞中,包括內皮細胞、平滑肌細胞和上皮細胞。最近的研究表明Cav-1 可能與PH 的發病機制有關[11]，Cav-1 通過和內皮型一氧化氮合成酶結合對靶蛋白進行負調控。研究發現野百合堿誘導的大鼠PH 模型和人PH 內皮細胞中的Cav-1水平顯著丟失[9]，目前Cav-1在PH 的研究主要集中在動物實驗中,與COPD 相關的PH 患者的人體研究較少。侯萬舉等[12]通過分析65例穩定期COPD患者的臨床資料結果顯示對照組、COPD組及COPD-PH組Cav-1水平呈逐漸降低趨勢,血清Cav-1 對診斷COPD 并發PH 有較高的敏感度和特異度,這與多普勒超聲診斷儀測量的PASP 結果比較有較好的一致性。本研究對COPD患者的研究結果與侯萬舉等的結論相符，進一步研究顯示Cav-1 分別與FEV1/Pre，FEV1/FVC，PO2呈正相關性，而與PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈負相關性。提示Cav-1 可能參與了COPD患者PH的形成過程,推測其可能通過抑制炎性因子的釋放延緩COPD患者的氣管重塑和血管內皮的損傷。

CXCL12 是一種與炎癥反應密切相關的細胞因子，研究顯示COPD患者外周血液CXCL12含量明顯增加，經過治療后其水平明顯降低[13]。有報道認為CXCL12 能促進淋巴細胞和單核巨噬細胞等炎癥細胞的聚集和浸潤,誘導炎癥反應的進一步加重[5]。CXCL12 在PH 中的作用已被證實，內皮細胞的增殖對PH 的發病機制至關重要。BHAGWANI 等[14]研究發現，PH 患者肺血管內皮細胞的增殖與巢蛋白的上調有關，體外培養的大鼠和人肺內皮細胞中均表達巢蛋白。研究發現內皮細胞中巢蛋白過度表達,促進CXCL12 的過量表達導致肺血管內皮細胞增殖并誘導PH 的發生。本研究顯示對照組、NPH組及PH組CXCL12水平呈逐漸升高趨勢，分析原因認為 COPD患者機體處于慢性炎癥狀態,這種狀況誘導了肺血管的重構,最終導致PH 的形成。進一步地研究顯示CXCL12水平與FEV1/Pre，FEV1/FVC，PO2，PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈明顯相關性，提示CXCL12 可能與COPD 的發生發展相關。推測下調CXCL12水平可能抑制炎癥因子釋放,緩解COPD 病情進展,改善患者的臨床癥狀。

本研究還存在一定的局限性,如樣本量少不足以代表所有病患情況,期待更深入、更大樣本的研究。但本研究確切發現,血清Cav-1 和CXCL12水平在COPD 的發生發展中具有重要的作用,其水平的變化可能與PH 的發生相關。