GM 試驗聯合G 試驗評估AECOPD 患者病情的嚴重程度

趙靜渝 李翠萍 魏春華 孟凡梅

1東營市東營區人民醫院老年病科 257085；2東營市東營區新區醫院心電圖室 257000；3濰坊市濰坊衛恩醫院呼吸科 261041

COPD 是一種常見的侵犯氣道和肺組織的慢性炎癥反應性疾病,嚴重地威脅著中老年人的身心健康。該病以氣流受限不完全可逆為特征,病情呈進行性發展并多有持續加重。近年來,COPD 的發病率和病死率逐年升高,目前已經躍居為我國居民主要死亡原因的第4位[1]。COPD 患者在呼吸道黏膜受損、呼吸道防御機能下降的情況下,細菌和真菌反復多次感染,導致氣道慢性炎癥急性加重,曲霉菌及真菌感染導致慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD）患者病情進一步發展,已經成為COPD 病死率攀升的主要原因之一。并且這一現象呈上升趨勢,越來越多地引起了臨床醫師們的關注。本研究對東營市東營區人民醫院住院的110例AECOPD 患者進行了血清GM 試驗及血漿G 試驗檢測,并通過血清半乳甘露聚糖水平、血漿1,3-β-D葡聚糖水平將AECOPD 患者分為2組,對比2組患者的病情嚴重程度,在一定程度上可以指導臨床治療并判斷預后。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性研究。收集2018年1月至2020年3 月于東營市東營區人民醫院住院的AECOPD 患者110 例,其中男68 例 （61.7%）,女42例（38.3%）,診斷均符合《慢性阻塞性肺疾病全球倡議2019：慢性阻塞性肺疾病診斷、治療和預防全球策略解讀》[2]中的診斷標準。患者入院后于第2天凌晨空腹抽取靜脈血,行GM 試驗及G試驗,5 h后根據患者血清半乳甘露聚糖水平和血漿1,3-β-D 葡聚糖水平進行分組。半乳甘露聚糖水平＞0.7μg/L,1,3-β-D葡聚糖水平＞200 ng/L的患者為觀察組,共24例,其中男16例,女8例,年齡72.00 （5.25）歲,年齡范圍為66～86歲；半乳甘露聚糖水平＜0.5μg/L,1,3-β-D 葡聚糖水平＜50 ng/L 的患者為對照組,共70 例,其中男42例,女28例,年齡68.50 （4.00）歲,年齡范圍為65～85 歲。2 組患者均合并其他基礎疾病：高血壓、2型糖尿病、心絞痛、慢性心力衰竭、腦梗死。2組患者均有入院前4周內有糖皮質激素和β2受體激動劑吸入史。排除標準：（1）慢性肺曲霉菌病、侵襲性肺曲霉菌病、變態反應性支氣管炎、細菌性肺炎及其有胸部CT 表現者；（2）免疫缺陷及受損患者；（3）實體器官移植,移植物抗宿主疾病患者及正在使用免疫抑制劑的患者。2組患者在性別、年齡、病程等方面比較差異均無統計學意義（P值均＞0.05）。本研究已通過東營市東營區人民醫院倫理委員會批準（14126）,所有入選患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 試劑和儀器 血清GM 試驗和血漿G 試驗試劑盒均購自天津丹娜生物有限責任公司。血清GM試驗采用酶聯免疫夾心法,半乳甘露聚糖試劑盒,產品批號200601；血清G 試驗采用動態濁度法,真菌1,3-β-D 葡聚糖檢測試劑盒,產品批號200403,儀器使用迪肯Sunrise微生物快速動態監測系統,TECAN 酶標儀購自上海賀德實驗設備有限公司,型號：Sunrise。隔水式電熱恒溫培養箱購自上海賀德實驗設備有限公司,型號：GNP-9160。

1.3 檢驗方法

1.3.1 血清GM 試驗檢測操作過程 采取外周血2 ml,離心后取血清300μl,放入離心管后加入100μl處理液,置入電熱恒溫培養箱煮熱3 min。超速離心后取上清液100μl,加入酶標板,加入質控品,樣本,封板置入37℃孵育箱孵育1 h,每個酶標孔加入300μl洗滌液靜置40 s,洗滌拍干后每孔加入100μl酶標抗體,封板置入孵育30 min,重復洗滌拍干3次,加入顯色劑100μl,再入37 ℃孵育箱30 min （此過程避光）,30 min后加入50μl終止液,酶標儀450 nm/620 nm 雙波長處讀吸光度值。

1.3.2 血清G 試驗檢測操作過程 采外周血3 ml超速離心后,加標準品60μl,加入質控品,入酶標儀樣品孔,取血漿20μl入40 ml處理液,啟用G 試驗10 min 程序孵育,孵育結束每孔加入100μl酶反應主劑溶液,37 ℃酶標儀孵育40 min,讀取吸光度值。

1.4 觀察指標 比較2組患者治療前吸煙史（＞5年）、合并癥、治療前肺功能情況、肺通氣功能指標[第1秒用力呼氣容積占預計值百分比 （forced expiratory volume in the first second in percent predicted values,FEV1% pred）、FVC% pred、FEV1/FVC]等。比較2組入院時癥狀（是否有咳嗽、憋喘、發熱）、肺部體征 （濕啰音及哮鳴音的情況）、血常規結果、動脈血氣分析結果 （p H、PaO2、PaCO2）、嗜酸粒細胞百分比高于5.0%結果、炎性指標如C 反應蛋白 （C-reactive protein,CPR）、降鈣素原 （procalcitonin,PCT）、ESR等。比較2組的癥狀緩解時間、住院時間、住院期間的治療方案包括抗生素使用的種類及時間、吸入激素或靜脈激素的使用、支氣管擴張劑的使用等。比較2組住院期間的預后。比較在此次住院期間內,2組死亡例數等方面的差異。

1.5 統計學分析 采用SPSS 19.0進行統計學數據處理。計量資料以±s表示,組間比較采用獨立樣本的t檢驗；非正態分布連續變量以M（QR）示,組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。分類變量用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組AECOPD 患者的臨床特征比較 觀察組吸煙比例及合并慢性心力衰竭的情況均高于對照組（P值均＜0.05）。觀察組吸入大劑量倍氯米松的比例也更高 （χ2＝4.292,P＝0.038）。觀察組肺功能FEV1%pred明顯低于對照組 （t＝ˉ2.238,P＝0.028）。觀察組與對照組在性別、年齡、病程、體質量指數、合并高血壓、2型糖尿病、心絞痛、腦梗死、肺功能和前1年AECOPD 發次數等方面差異均無統計學意義（P值均＞0.05）。見表1。

表1 2組AECOPD患者治療前一般資料比較

2.2 2組AECOPD 患者的癥狀、體征、實驗室指標比較 觀察組患者出現喘憋癥狀和肺部哮鳴音體征的比例均明顯高于對照組 （P值均＜0.05）。觀察組嗜酸粒細胞百分比高于5.0%的患者比例明顯高于對照組、PaO2則較對照組明顯下降 （P值均＜0.05）。2組患者白細胞計數、中性粒細胞比率、CRP、PCT、ESR 等實驗室指標比較差異均無統計學意義（P值均＞0.05）。見表2。

表2 2組AECOPD 患者的癥狀、體征、實驗室指標比較

2.3 2組AECOPD 患者的臨床治療和短期療效比較 觀察組使用超過1類抗生素治療的比例以及治療時間比例均明顯高于對照組,觀察組吸入較高劑量布地奈德的患者數量比例明顯高于對照組,觀察組病情緩解時間及平均住院時間比對照組更長,且觀察組患者死亡比例明顯高于對照組 （P值均＜0.05）。見表3。

表3 2組AECOPD 患者的臨床治療和短期療效比較

3 討論

COPD 患者每年急性加重次數約為0.5～3.5次,急性發作是導致COPD 患者病情加重和死亡率升高的主要因素[3]。COPD 反復急性發作降低了患者生活質量、惡化的肺功能和臨床癥狀直接或間接導致死亡[3]。近年來,AECOPD 的發生頻率逐年升高,每年發作次數可達3次或以上[4]。因此,管理COPD、預測和預防AECOPD 至關重要。肺功能氣流不可逆受限的指標并不能全面地預測AECOPD 風險[4-6]。

COPD 患者由于氣道黏膜損傷、氣道慢性炎癥以及氣道防御功能的下降,導致真菌、曲霉孢子與上皮細胞的結合,從而導致氣道和肺組織[7-8]真菌和曲霉菌的感染,這是AECOPD 的一個重要原因。本研究通過檢測AECOPD 患者血清半乳甘露聚糖抗原的水平、1,3-β-D 葡聚糖抗原的水平,幫助評估曲霉菌及真菌感染導致AECOPD 患者病情嚴重程度。

GM 試驗的主要檢測物質是血清半乳甘露聚糖抗原,是目前診斷曲霉菌感染最常用的標記方法。其半乳甘露聚糖是構成曲霉菌細胞壁的重要組成成分,當機體感染曲霉菌后,半乳甘露聚糖被釋放入血,可反映感染曲霉菌的嚴重程度[9]。G 試驗檢測成分是構成真菌細胞壁組成成分的1,3-β-D 葡聚糖抗原。1,3-β-D 葡聚糖在細菌、病毒中均不存在[10],人體一旦感染真菌,機體可通過啟動免疫應答將真菌清除,將1,3-β-D 葡聚糖釋放入血[11]。

吸煙是導致AECOPD 的危險因素之一。吸煙產生的有害煙霧、有害顆粒導致氣道上皮細胞、氣道結構和功能的改變[12-14]。氣道的異常炎癥反應可改變肺組織、肺血管的結構和功能,從而降低機體對入侵的病原體如細菌、真菌、曲霉菌等的防御功能,從而損害氣道上皮細胞[15-16],導致血清半乳甘露聚糖水平＞0.7μg/L,1,3-β-D 葡聚糖水平升高,從而加速AECOPD 的發生,進一步加劇AECOPD 患者的病情。

本研究結果顯示血清半乳甘露聚糖水平高、血漿1,3-β-D 葡聚糖水平高的AECOPD 患者,大多數患者具有吸煙史,這與2019年版慢性阻塞性肺病全球倡議中指出的吸煙是COPD 發病的主要風險因素的結論相一致。

慢性心力衰竭、吸入性糖皮質激素的使用可能是血清半乳甘露聚糖水平＞0.7μg/L,1,3-β-D 葡聚糖水平升高的危險因素,從而使AECOPD 患者病情加重。

本研究表明真菌和/或曲霉菌感染導致的高半乳甘露聚糖水平和高1,3-β-D 葡聚糖水平可能與AECOPD 的嚴重程度有關。吸入大劑量糖皮質激素治療可能與曲霉菌和/或真菌感染有關,并引起相關的過敏反應及臨床癥狀。曲霉菌感染或真菌感染,可能導致加劇過敏反應。其過敏反應的機制可能與曲霉菌絲、真菌參與的抗原觸發的肥大細胞脫顆粒、組胺和炎癥因子的釋放有關[17-20]。高半乳甘露聚糖水平和高1,3-β-D 葡聚糖水平可能加重患者氣道高反應性,在加重氣道炎癥的同時引起支氣管收縮,黏液腺分泌增多,進而導致AECOPD 患者肺功能及PaO2的下降。嚴重缺氧導致患者肺動脈高壓進一步加重,心肌細胞變性壞死,導致慢性心力衰竭和慢性心力衰竭程度較前進一步加重。觀察組FEV1%pred、PaO2明顯低于對照組,說明觀察組病情較對照組重。高半乳甘露聚糖和高1,3-β-D葡聚糖可能引起持續性炎癥以及相關的過敏反應,可能增加重度AECOPD 的發病率和病死率。

真菌或曲霉菌感染與AECOPD 患者的臨床表現及短期預后有關,血清半乳甘露聚糖水平、1,3-β-D 葡聚糖水平或可作為一種新的檢測指標,可能用于評估嚴重AECOPD 的風險,并可為探討真菌或曲霉菌與AECOPD 發病機制提供依據。由于本研究為回顧性研究,受試者選擇偏倚和試驗條件的限制等因素,試驗有可能存在誤差。其次,本研究評估了納入住院的嚴重AECOPD 患者,而未納入未住院的輕至中度COPD,尤其是門診患者。因此,半乳甘露聚糖水平、1,3-β-D 葡聚糖水平與重度AECOPD 相關性的機制應在今后的工作中揭示。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突