急性加重期慢性阻塞性肺疾病老年患者血清Irisin濃度變化及臨床意義

桂菲 石建邦 劉曉峰 華琳 陳千 潘京 薛國輝

(九江市第一人民醫院 1檢驗科，江西 九江 332000；2呼吸內科)

隨著環境變化和全球煙草負擔加重，慢性阻塞性肺疾病(COPD)已經成為威脅全球公眾健康問題，尤其對于老年人群〔1〕。其是以持續進展的氣流受限為特征的嚴重呼吸道疾病，而這種特征主要是由于外界有害顆粒或氣體等造成的持續氣道慢性炎癥誘發的〔2〕。除了肺部炎癥，COPD患者常常表現出與COPD嚴重并發癥發病誘因密切相關的全身系統性炎癥反應，而這在急性加重期患者中更加明顯〔3〕。急性加重期可增加COPD患者的總體發病率和死亡率，嚴重危害患者生命和生活質量，因此早期診斷治療顯得尤為關鍵。當前急性加重期COPD(AECOPD)的診斷主要依賴排痰性咳嗽和呼吸困難等臨床癥狀，但這些癥狀并無特異性，主觀性較強，且容易與其他疾病混淆〔4〕。而用于預測AECOPD風險的客觀血清標志物甚少，因而發掘AECOPD新的早期診斷和評估預后血清標志物在其診療過程中顯得意義重大。Irisin是近期發現的新型脂肪因子，起初研究證實其在糖尿病等代謝性疾病中具有重要作用，近期基礎研究表明Irisin具有抗炎效應〔5〕。因此，推測血清Irisin在伴隨廣泛炎癥的AECOPD患者中可能存在異常。本研究擬通過檢測血清Irisin水平并與臨床指標間行相關性分析，探討Irisin在AECOPD患者中的變化及其作為早期診斷生物標志物的可能性。

1 材料與方法

1.1研究對象 選取2017年5月至2019年3月于九江市第一人民醫院呼吸內科和重癥監護病房就診的AECOPD患者58例及呼吸內科就診的穩定期COPD(SCOPD)患者50例。SCOPD和AECOPD診斷均符合慢性阻塞性肺病全球倡議指南(GOLD)2015年更新版〔6〕。COPD診斷必要條件為存在氣流受限；而AECOPD診斷依靠患者臨床表現即短期內出現呼吸道癥狀明顯加重，超出日常波動范圍，需要更改藥物治療。排除存在肺結核、腫瘤、自身免疫性疾病、間質性肺病或臨床癥狀顯著的支氣管擴張的病例。同時選取同期年齡、性別及體重指數(BMI)均匹配的健康體檢對照者45例。研究對象均由醫院肺功能室同一資深人員在同一肺功能儀上完成肺功能檢測。COPD患者和健康對照組均排除急慢性感染、糖尿病、活動性肝病或肝功能不全、急慢性腎病或腎功能不全、免疫性疾病、甲狀腺功能亢進和(或)甲狀腺功能減退及惡性腫瘤等。所有患者及家屬簽署知情同意書。

1.2血液標本采集及處理 采集所有受試者治療前清晨空腹靜脈血6 ml，其中4 ml于干燥管中3 500 r/min 10 min離心分離血清并于-80℃冰箱保存，用于血清Irisin、白細胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α測定，其中Irisin、IL-6及TNF-α均采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定，人Irisin酶聯免疫試劑盒(DY9420-05)、人IL-6酶聯免疫試劑盒(D6050)及人TNF-α酶聯免疫試劑盒(QTA00B)均購自美國R&D公司，所有步驟嚴格按照試劑盒操作說明書執行。另2 ml于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中，混勻后用于血常規檢測。COPD患者于入院當日未吸氧時抽取橈動脈血行動脈血氣分析。實驗前保證檢驗儀器室內質量控制合格。

1.3統計學方法 采用SPSS19.0軟件進行單因素方差分析、χ2檢驗、Spearman相關分析、受試者工作特征(ROC)曲線。

2 結 果

2.1研究對象一般資料 AECOPD組、SCOPD組及健康對照組年齡、性別比例及BMI等資料間差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。而WBC在AECOPD組中顯著高于SCOPD組及健康對照組(P<0.05)，SCOPD組白細胞計數(WBC)顯著高于健康對照組(P<0.05)。AECOPD組氧分壓(PaO2)、第1秒用力呼氣容積(FEV1)及FEV1/用力肺活量(FVC)均低于SCOPD組，而二氧化碳分壓(PaCO2)則高于SCOPD組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 納入研究對象的一般臨床資料

2.2各組血清Irisin、IL-6及TNF-α比較 AECOPD組血清Irisin顯著高于SCOPD組和健康對照組(P<0.000 1)。IL-6及TNF-α在AECOPD組中高于SCOPD組和健康對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 3組Irisin、IL-6及TNF-α比較

2.3血清Irisin與IL-6、TNF-α及臨床參數間的相關性 COPD患者血清Irisin與IL-6(r=-0.571)和TNF-α(r=-0.437)均呈顯著負相關關系(P<0.05)，與PaO2(r=0.459)呈明顯正相關關系(P<0.05)，而與WBC(r=-0.212)、PaCO2(r=-0.201)、FEV1(r=0.197)及FEV1/FVC(r=0.213)的相關性并不顯著。單獨分析AECOPD患者血清Irisin與以上指標的關系顯示，Irisin與IL-6(r=-0.682)和TNF-α(r=-0.411)亦呈現顯著負性相關，與PaO2(r=0.564)間呈顯著正相關，而與WBC(r=-0.221)、PaCO2(r=-0.186)、FEV1(r=0.208)及FEV1/FVC(r=0.199)的相關性并不顯著。

2.4Irisin、IL-6與TNF-α用于診斷COPD及AECOPD的ROC曲線 ROC曲線結果顯示，血清Irisin用于診斷COPD時其曲線下面積(AUC)高達0.913；診斷AECOPD，區分SCOPD和健康人群時候，AUC高達0.880，是較好的診斷標志物。綜合評價Irisin、IL-6與TNF-α的診斷性能時發現，無論是區分健康人群和COPD(AUC分別為0.91、0.86和0.81)，還是鑒別AECOPD與SCOPD和健康人群(AUC分別為0.88、0.86和0.08)，血清Irisin的診斷性能均優于IL-6和TNF-α。

3 討 論

COPD已經成為當下危害全球范圍人群，尤其是老年群體健康的嚴重疾病，其中AECOPD是COPD患者重要臨床病程，直接影響COPD患者死亡率和生存情況〔7〕。時下AECOPD診斷手段有限，發掘新的客觀的血清學生物標志物成為研究熱點。COPD的發病機制尚不明確，但炎癥因子扮演重要角色已經得以證實〔8〕。既往研究發現IL-6和TNF-α在COPD患者中異常上調，并與疾病嚴重程度密切相關，已經成為臨床常規檢測指標〔9〕。新型脂肪因子Irisin已經在多種炎癥性疾病如糖尿病、銀屑病、骨關節炎及動脈粥樣硬化等中被發現異常表達，并與炎癥因子如IL-6、CRP及IL-17等存在相關關系〔10～12〕。以上結果提示Irisin或在COPD尤其是AECOPD患者中發揮一定的生物學效應。

本研究結果表明血清Irisin連同炎癥因子IL-6和TNF-α在COPD尤其是AECOPD患者血清中存在異常表達現象，提示這些血清標志物或可成為潛在診斷指標。這與Kureya等〔13〕發現血清Irisin在COPD患者中顯著下調結果一致，但該研究并未區分SCOPD和AECOPD患者，且并非針對老年人群，此外亦未評價Irisin的診斷性能。相關性分析發現血清Irisin與參與COPD的重要炎癥因子IL-6和TNF-α呈顯著相關性，這可能是因為Irisin具有的抗炎效應。正如Mazurbialy等〔14〕研究的結果一樣，該研究組發現給予巨噬細胞RAW264.7外源性Irisin刺激，可下調Toll樣受體4信號通路蛋白TLR4和髓樣分化因子(MyD88)水平，并降低核轉錄因子κB的磷酸化水平，因而降低了下游如IL-6和TNF-α等促炎細胞因子的分泌。Shao等〔15〕也發現Irisin可通過抑制IL-1β、IL-6、單核細胞趨化蛋白(MCP)-1及TNF-α等細胞因子而減輕脂多糖誘導的急性肺損傷，進一步研究發現這一抑炎效應是通過抑制脂多糖誘導的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核因子(NF)-κB信號通路實現的。表明Irisin在炎癥性疾病中可發揮一定的抗炎作用。這也提示血清Irisin在COPD中亦可能是通過抑制炎癥因子如本研究中的IL-6和TNF-α等的分泌而發揮抑炎效應的。除了抑炎效應，Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中呈現顯著低水平可能與COPD發病機制之一的氧化應激存在關聯，有研究發現Irisin可抑制機體氧化應激水平〔16，17〕。而低水平Irisin不足以抵抗機體炎癥因子且抑制氧化應激。近期有研究發現毒蕈堿受體拮抗劑治療AECOPD患者可顯著提高血清Irisin水平，而毒蕈堿受體拮抗劑的治療機制之一即可抑制COPD患者氧化應激水平〔18〕。未來有必要進一步設計體外實驗探究Irisin在COPD發病中的潛在機制。此外，Irisin已在多種疾病中得以研究證實其作為輔助診斷標志物的價值。Shen等〔19〕研究證實Irisin對于診斷急性心力衰竭具有較好的診斷性能，其AUC可達0.753。在預測2型糖尿病患者合并代謝綜合征時Irisin的AUC可高達0.931〔20〕。這與本研究結果類似，ROC曲線顯示血清Irisin用于診斷COPD或AECOPD，其AUC均較高，是較好的血清輔助診斷標志物。綜合評價Irisin、IL-6與TNF-α的診斷性能時也證實血清Irisin的診斷性能均優于IL-6和TNF-α。

總之，血清Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中顯著下調，并與炎癥因子相關，且對于COPD或AECOPD具有一定的輔助診斷價值。