慢性阻塞性肺疾病患者TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能的相關性研究

馬偉雄 沈曉莉 王麗娜

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)氣流受限特征顯著，發作時可有不同程度咳嗽、咳痰、氣促和呼吸困難等癥狀[1]。近年來，該病發病率上升明顯，住院率和病死率隨之上升。研究顯示[2]，此病對人類生命安全危害極大，使得整個社會經濟負擔進一步加重。現階段該疾病發病機制尚未明確，大部分研究均在分子學角度進行。近年來有研究發現[3-4]，慢阻肺除局部炎癥反應外，T淋巴細胞介導的細胞免疫在其發生發展的不同階段發揮著重要作用，Toll樣受體4(TLR4)和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)在炎癥反應發生發展中發揮著重要作用，外周血程序性死亡受體-1(PD-1)及其配體PD-L1關系著多種免疫性疾病的產生與發展[5-6]。在此背景下，本文對慢阻肺患者TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能的相關性予以探討。

資料與方法

一、一般資料

本次研究選取2018年6月至2020年6月慢阻肺急性期患者110例設為觀察1組，慢阻肺緩解期患者110例設為觀察2組，以及同期收治的110例肺功能正常者為對照組。納入標準：(1)觀察組患者符合慢阻肺的診斷標準[7]；(2)入選前7 d內無可影響本研究結果的相關藥物使用史；(3)對本研究知情同意，主動參與。排除標準：(1)合并有重要臟器功能障礙；(2)合并有兩種或兩種以上肺部疾病；(3)存在其他類型免疫系統病變。觀察1組，男54例、女56例，年齡42～79歲，均值(59.82±19.24)歲，長期吸煙者47例；觀察2組，男58例、女52例，年齡39～77歲，均值(61.08±19.87)歲，長期吸煙者53例；對照組男57例、女53例，年齡40～80歲，均值(60.27±20.18)歲，長期吸煙者49例。三組患者基線資料數據一致性良好(P>0.05)，具有可比性。醫院倫理委員會批準(批準文號：20180212)此番研究，患者了解詳情后參與其中。

二、肺功能檢測

開啟Master Screnn肺功能儀(北京世博達科技發展有限公司生產)預熱模式，對氣體濕度、溫度和壓強予以調整，記錄受試者信息，指導受試者取端坐位，用鼻夾夾緊鼻翼，平靜呼吸3～4周期，在呼氣快結束時深吸一口氣，直到到達殘氣量所在位置，大口吸氣，反復三次，取最佳數值；對同一位受試者進行三次測量，結果為三次平均值，記錄第一秒用力呼氣容積(FEV1)和第一秒用力呼氣容積/用力肺活量(FEV1/FVC)。

三、TLR4、PD-1、HMGB1測定

受試者停止進食、進水8～10 h后，抽取患者晨起空腹外周靜脈血4 mL，4 ℃環境下3000 r/min(離心半徑10 cm)離心處理10 min，取上層清液置于無菌EP管，存放于-80℃環境中待檢。嚴格遵照儀器及試劑盒說明書采用酶聯免疫吸附實驗測定血清TLR4、PD-1及HMGB1水平。TLR4、HMGB1酶聯免疫吸附試驗試劑盒由上海西寶生物科技有限公司生產；PD-1酶聯免疫吸附試驗試劑盒由上海鑫樂生物科技有限公司生產；BIO-RAD-Model1680型酶標儀由美國BioTek公司生產。

四、觀察指標

統計分析三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1以及FEV1、FEV1/FVC水平。

五、統計學方法

結 果

一、三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平對比

TLR4、PD-1、HMGB水平相比，觀察1組>觀察2組>對照組(P<0.05)(見表1)。

表1 三組患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平對比

二、三組患者FEV1、FEV1/FVC水平對比

FEV1、FEVQ/FVC對比，觀察1組<觀察2組<對照組(P<0.05)(見表2)。

表2 三組患者肺功能指標FEV1、FEVQ/FVC比較

三、相關性分析

慢阻肺患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平與FEV1、FEV1/FVC呈顯著負相關性(P<0.05)(見表3)。

表3 血清TLR4、PD-1、HMGB1水平與肺功能指標相關性分析

討 論

慢阻肺普遍存在，發病率居高不下，炎癥浸潤既可在肺部出現，也可累及內分泌系統、心血管系統、骨骼系統等其他組織系統，引起相應的病變，使得患者不適感和死亡風險增加[9]。流行病學研究結果顯示[9]，慢阻肺的發病率約為10%，且隨著人口老齡化進程的加快和吸煙者數量的增加，慢阻肺的發病率也逐漸增加，并成為整個社會需要重點解決的公共健康問題之一。研究發現[10-11]，慢阻肺與肺部炎癥之間的關系密切，多種炎性介質和細胞因子的異常表達在慢阻肺患者的炎癥反應中發揮調控作用。除此之外，炎性介質在肺循環作用下還可進入其他組織，引發相應的肺外并發癥。

現階段，臨床對慢阻肺發病分子機制的研究主要是從與炎癥因子相關的信號通路方面進行的，TLR4和HMGB1是此類研究者的主要研究對象，但上述指標對慢阻肺的調控機制尚不明確[12]。TLR4是一種關系著炎癥反應的免疫受體，對機體促炎因子的釋放有著明顯的刺激作用，可在機體組織炎癥反應中發揮明顯的調控作用[13]。近些年來，越來越多的學者開始研究TLR4在慢阻肺不同發展階段中的調控作用，并逐漸發現其可參與肺組織損傷的發生發展[14]。此番研究將肺功能正常者和慢阻肺患者外周血TLR4水平作為研究著手點，可見肺功能正常者該指標水平不及慢阻肺患者。HMGB1屬于核蛋白，多存在于哺乳動物細胞內，對基因轉錄和修復有著理想的調控作用，可在此基礎上進行細胞分化與發育的調控[15]。機體處于病理狀態時，HMGB1為重要的促炎因子，可對炎癥性病變和自身免疫性病變予以預警[16]。除此之外，HMGB1可使炎性因子聚集，增加炎癥反應發生風險，引發一系列臨床表現。本研究通過對比慢阻肺急性期與緩解期患者以及肺功能正常者外周血TLR4及HMGB1水平發現，慢阻肺急性期患者外周血TLR4及HMGB1水平顯著高于慢阻肺緩解期患者、慢阻肺緩解期患者外周血TLR4及HMGB1水平又顯著高于肺功能正常者。如此可見，在判定慢阻肺嚴重性時，可對比TLR4和HMGB1水平，以提高準確性。

相關研究顯示，慢阻肺發生發展時，細胞線粒體自噬作用，使得線粒體完整性被破壞，進而對程序性壞死發揮調節作用，而PD-1作為免疫抑制分子的一種，可在微生物感染、腫瘤免疫和炎癥病變中發揮重要作用[17]。慢阻肺發展過程中，程序性壞死經線粒體調節參與，細胞在此作用下破壞線粒體完整性，對程序性壞死發揮調節作用；此外，香煙提取物可使線粒體去極化，激活自噬體，使得細胞因煙霧誘導而出現程序性死亡。其中有學者發現[18-19]，胰腺癌患者機體內可溶性PD-1和PD-L1表達水平上升，可作為胰腺癌重要診斷指標之一；肺泡型包蟲病患者血清可溶性PD-1和PD-L1高度表達，隨著患者病情加重而上升。本研究通過對比慢阻肺急性期與緩解期患者以及肺功能正常者外周血PD-1水平發現，慢阻肺急性期患者外周血PD-1水平顯著高于慢阻肺緩解期患者、慢阻肺緩解期患者外周血PD-1水平又顯著高于肺功能正常者。可見，PD-1與肺部疾病的產生與發展，存在明顯的關聯，可考慮將該指標運用至慢阻肺診斷與評估中。

本研究進一步對慢阻肺患者血清TLR4、PD-L1和HMGB1水平與FEV1和FEV1/FVC的相關性，予以分析發現，患者肺功能和血清TLR4、PD-1、HMGB1水平之間負相關性明顯，證實了患者FEV1和FEV1/FVC水平隨著TLR4、PD-1和HMGB1水平表達，水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1可能在慢阻肺患者疾病產生與發展中發揮著重要的調控作用。

綜上所述，慢阻肺患者FEV1和FEV1/FVC水平隨著TLR4、PD-1和HMGB1水平表達水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1表達水平上調可能共同參與了慢阻肺的發生發展，值得進一步深入研究探討。另外，此次研究樣本量較小，研究周期有限，所得結論主觀性較強，與其他醫院展多中心RCT研究，以總結歸納影響患者肺功能的因素，進而予以針對性肺功能改善措施，降低患者病死風險實為必要。