COPD合并呼吸衰竭患者血清HMGB1、IL-27水平變化及其與預后的關系

甘慶，唐勇

(成都市第二人民醫院急診科，四川 成都 610000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)為呼吸道慢性非特異性炎癥，隨病程進展可導致進行性呼吸道氣流受限和肺功能障礙，引起呼吸衰竭[1]。COPD患者發生呼吸衰竭的主要原因包括機體缺氧、慢性炎癥及營養不良等，多種炎癥細胞和介質在其中發揮著重要作用[2]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1，HMGB1)是廣泛分布于真核細胞的非組蛋白，通過調控基因轉錄和翻譯發揮多種生物學功能[3]。HMGB1介導的炎癥信號通路可參與COPD患者病情進展并增加患者的死亡風險[4]。白細胞介素27(interleukin-27，IL-27)為IL-6/IL-12家族成員，具有促炎和抗炎雙重調節作用，在COPD患者中其表達水平可明顯升高并影響疾病進展[5]。本研究擬探討HMGB1和IL-27在COPD合并呼吸衰竭患者中的表達水平及其與預后的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年6月至2020年6月成都市第二人民醫院收治的102例COPD合并呼吸衰竭患者為研究對象(COPD合并呼衰組)進行橫斷面研究。其中男性53例，女性49例；年齡47～82歲，平均(67.04±9.15)歲；體重指數(BMI)平均(23.19±3.46)kg/m2；COPD病程平均(12.76±3.05)年。納入標準：(1)符合COPD臨床診斷[8]；(2)靜息狀態下動脈血氧分壓(PaO2)<60 mmHg，伴或不伴動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)>50 mmHg；(3)患者意識清醒并能配合完成相關檢查；(4)患者及家屬簽署知情同意書。排除標準：(1)伴紅斑狼瘡等系統性疾病；(2)伴心腎等重要器官功能不全；(3)伴感染、腫瘤或結核等其它肺部疾病；(4)伴呼吸系統手術或外傷病史；(5)伴精神疾病或認知功能障礙；(6)伴其它影響患者預后的病變。另選取同期100例COPD患者(COPD組)和100名健康體檢者(健康對照組)進行對照研究，其中COPD患者納入和排除標準同前，并排除合并呼吸衰竭者。

1.2 研究方法

采用Cobasb 123型全自動血氣分析儀(瑞士羅氏公司)檢測PaO2和PaCO2。采集三組晨起空腹肘靜脈血5 mL，室溫靜置20 min后以3 000 rpm離心10 min，并取上清液冷凍保存。采用酶聯免疫吸附測定(ELISA)法(美國R&D公司)檢測HMGB1和IL-27水平，比較三組各項檢查結果。COPD患者按《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》[6]給予化痰、吸氧以及抗感染等對癥支持治療。隨訪COPD合并呼吸衰竭患者28 d死亡率，并根據結果將患者分為存活組和死亡組進行對比分析；比較兩組血清HMGB1和IL-27水平，分析其與患者動脈血氣指標的相關性；同時探討兩者對COPD合并呼吸衰竭患者28 d死亡率的預測價值。

1.3 統計學分析

采用了SPSS 22.0軟件進行統計分析。計數資料組間比較采用χ2檢驗；計量資料，多組間比較采用單因素方差分析，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，采用Pearson積差進行相關性分析，作受試者工作特征曲線(ROC)并計算曲線下面積(AUC)分析血清HMGB1和IL-27水平對COPD合并呼吸衰竭預后診斷價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組臨床基本資料比較

三組性別、年齡、BMI及個人史等基本資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 三組臨床基本資料比較

2.2 三組血清檢測結果比較

三組血清HMGB1、IL-27和CRP水平及外周血單核細胞計數比較，差異有統計學意義(P<0.05)；COPD合并呼衰組和COPD組HMGB1、IL-27和CRP及外周血單核細胞計數高于對照組，且COPD合并呼衰組高于COPD組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 三組血清檢測結果比較

2.3 COPD合并呼衰組患者存活組和死亡組的各項檢查結果比較

COPD合并呼吸衰竭組患者28 d死亡29例(28.43%)，死亡組PaO2低于存活組，但PaCO2和血清HMGB1、IL-27和CRP水平及外周血單核細胞計數高于存活組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 COPD合并呼吸衰竭組患者存活組和死亡組各項檢查結果比較

2.4 HMGB1和IL-27與動脈血氣指標的相關性分析

COPD合并呼吸衰竭患者血清HMGB1和IL-27水平與PaO2呈負相關(P<0.05)。見表4。

表4 血清HMGB1和IL-27水平與動脈血氣指標的相關性分析

2.5 HMGB1和IL-27對COPD合并呼吸衰竭患者預后的評估價值

HMGB1、IL-27及兩者聯合診斷預測COPD合并呼吸衰竭患者28 d死亡率的AUC分別為0.776、0.787和0.863，靈敏度分別為63.01%、45.21%和64.38%，特異度分別為86.21%、96.55%和96.55%。見表5。

表5 HMGB1和IL-27對COPD合并呼吸衰竭患者預后的評估價值

3 討論

呼吸衰竭是COPD常見并發癥，可導致患者病情迅速惡化，治療難度增加且病死率明顯升高，既往研究[7]認為，COPD的發生與長期慢性炎癥引起的氣道重塑緊密相關。HMGB1是對炎癥反應、氧化應激和損傷修復均具有廣泛調節作用的晚期細胞因子，由單核細胞等在接受刺激后約16～20 h釋放或自凋亡細胞中被動釋放，在血液中可持續存在1～3 d，可參與調解機體免疫和炎癥，啟動和維持炎癥反應瀑布式級聯放大，故檢測血清HMGB1對評估炎癥水平有較良好的參考價值。IL-27是主要表達于樹突狀細胞、單核細胞及巨噬細胞的異源二聚體，包括EBI3和gp130兩類亞基，通過調節Th淋巴細胞增殖和炎癥介質分泌來調控機體的炎癥反應，以減輕炎癥引起的組織損傷[8]。本研究中，COPD患者血清HMGB1、IL-27和CRP水平及外周血單核細胞計數較健康對照組升高，且COPD合并呼吸衰竭患者中上述指標的表達水平進一步升高，可見隨著COPD患者病情進展，單核細胞大量增殖并活化，促進HMGB1和IL-27表達并加重炎癥反應。炎癥反應級聯放大導致氣道重塑是COPD疾病進展的關鍵環節，其中HMGB1通常在感染和炎癥條件下釋放，與晚期的糖基化終產物受體(RAGE)和Toll樣受體(Toll-like receptors，TRLs)結合，啟動下游ERK/MAPK、MyD88/NF-κB及syk/PI3K信號通路，與IL-1、IL-6和腫瘤壞死因子α(TNF-α)等多種炎癥因子形成正反饋環路并促進肺泡內炎癥介質聚集，放大炎癥效應，引起氣道平滑肌增生和纖維化，導致呼吸功能逐漸減退和呼吸衰竭發生[9-10]。

COPD合并呼吸衰竭患者因肺通氣或換氣功能障礙，可導致缺氧和代謝障礙，嚴重者可誘發微循環障礙和酸中毒，從而造成患者預后不良[11]。本研究隨訪結果顯示，102例COPD合并呼吸衰竭患者28 d死亡29例，死亡率為28.43%，較李文文等[12]報道的住院死亡率高，可能與本研究隨訪時間更長有關。同時，本研究顯示，死亡組PaO2低于存活組，而PaCO2和血清HMGB1、IL-27和CRP水平及外周血單核細胞計數卻高于存活組，表明死亡患者肺功能相對更差并導致機體缺氧和二氧化碳潴留，其中單核細胞活化以及HMGB1、IL-27表達水平升高可能發揮著重要作用。Pearson積差系數分析顯示COPD合并呼吸衰竭患者血清HMGB1和IL-27水平與PaO2呈負相關，可見COPD合并呼吸衰竭患者肺功能隨著HMGB1和IL-27表達水平增加而減退，因此，對重癥患者常規檢測肺功能的難度較大，可嘗試采用HMGB1和IL-27等實驗室指標進行替代。本研究中HMGB1和IL-27預測COPD合并呼吸衰竭患者28 d死亡率的AUC分別為0.776和0.787，靈敏度分別為63.01%和45.21%，特異度分別為86.21%和96.55%，靈敏度相對偏低但特異度較高，對排除患者死亡風險具有良好的參考價值。由于HMGB1和IL-27在促進炎癥反應發生中的作用機制不同，本研究將兩者聯合進行預測，結果顯示AUC為0.863，靈敏度為64.38%，特異度為96.55%，其中靈敏度較單獨檢測有所提升，但仍難以滿足臨床診斷需求。因此，后續研究中還需要積極探尋更多實驗室指標進行綜合評估，以為早發現高死亡風險患者并進行干預。

綜上，HMGB1和IL-27可通過調節肺部炎癥反應影響COPD合并呼吸衰竭患者病情進展和預后，但僅依據血清HMGB1和IL-27水平判斷患者預后還存在不足，后續仍需尋求更多的指標以進行綜合評估。