慢性阻塞性肺疾病患者血清S100A8/A9、 CX3CL1聯合檢測的臨床價值*

梁月明，張培芳，魏曉群，莫冠文，李敏菁

廣東省佛山市第一人民醫院呼吸科，廣東佛山 528000

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種常見的呼吸系統慢性疾病，主要特征是持續的氣流受限，且氣流受限呈進展性發展，可導致呼吸衰竭，嚴重威脅患者的生命健康和生活質量[1]。全球40歲及以上人群COPD的患病率為7%～12%，高患病率顯著增加了全球醫療負擔[2-3]。COPD的發病機制復雜，目前尚未完全明確，研究顯示，炎性反應在COPD的發病機制中起重要作用，并且氣道炎癥可以通過循環系統引起全身性炎癥損傷[4-5]。S100鈣結合蛋白A8/A9復合物(S100A8/A9)是一種異源二聚體，主要在活化的巨噬細胞和中性粒細胞中表達，可以介導炎癥因子的分泌并級聯放大炎性反應[6]。C-X3-C趨化因子配體1(CX3CL1)可以在COPD的病理生理過程中募集表達C-X3-C趨化因子受體1(CX3CR1)的細胞，具有黏附和趨化雙重作用，可通過介導炎性反應造成組織損傷[7-8]。因此，本研究檢測了COPD患者和健康人群血清S100A8/A9和CX3CL1水平，以探討S100A8/A9和CX3CL1在COPD患者病情評估和預測中的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2019年1—12月于本院確診的COPD患者120例,根據COPD的不同病程[9]，將患者分為COPD急性加重期(AECOPD)組和COPD穩定期組，其中AECOPD組53例，男32例，女21例；年齡55～79歲，平均(68.72±10.25)歲；體質量指數(BMI)20.4～27.9 kg/m2，平均(24.36±3.27)kg/m2；吸煙年限為7～24年，平均(15.36±6.23)年；病程6～18年，平均(13.74±2.05)年。COPD穩定期組67例，男39例，女28例；年齡55～83歲，平均(69.24±12.56)歲；BMI 19.3～28.6 kg/m2，平均(23.95±4.61)kg/m2；吸煙年限為7～22年，平均(14.83±5.92)年；病程6～20年，平均(13.15±2.19)年。納入標準：(1)患者均符合《慢性阻塞性肺疾病基層診療指南(2018年)》中的診斷標準[9]；(2)能夠完成肺功能檢查；(3)肝功能和腎功能正常。排除標準：(1)近兩個月內有手術史；(2)有呼吸系統變態反應史，肺結核史；(3)患有心血管疾病、風濕性疾病、惡性腫瘤等疾病。另選取同期90例體檢健康者作為對照組，其中男56例，女34例；年齡55～80歲，平均(67.23±10.62)歲；BMI 19.3～28.2 kg/m2，平均(24.08±4.07)kg/m2；吸煙年限為5～16年，平均(10.83±3.18)年。本研究通過醫院倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。3組受試者男女比例、年齡及BMI比較，差異無統計學意義(P>0.05)，對照組的吸煙年限低于AECOPD組和COPD穩定期組(P<0.05)，AECOPD組的吸煙年限與COPD穩定期組比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1肺功能檢查 由肺功能室專業醫師采用MasterScope肺功能儀(德國JAEGER公司)檢測所有研究對象的肺功能，收集吸入支氣管舒張劑后的用力肺活量(FVC)，第1秒用力呼氣容積(FEV1)，FEV1占預計值百分比(FEV1/Pre)和FEV1/FVC，連續測兩次，取患者配合較好的結果。

1.2.2血液標本的采集與測定 AECOPD組、COPD穩定期組于入院第2天；對照組于體檢當天采集肘靜脈血5 mL，將采集的血液裝入非抗凝管中，在4 ℃環境中以3 000 r/min的條件離心10 min，將上清液轉移至新的EP管中備用。使用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清中S100A8/A9、CX3CL1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)和C反應蛋白(CRP)水平，其中S100A8/A9 ELISA試劑盒購自上海梵態生物科技有限公司，CX3CL1 ELISA試劑盒購自北京中儀遠大科技有限公司，TNF-α、IL-1β和CRP ELISA試劑盒購自上海臻科生物科技有限公司。

2 結 果

2.13組血清S100A8/A9、CX3CL1水平比較 對照組血清S100A8/A9、CX3CL1水平低于AECOPD組和COPD穩定期組(P<0.05)，COPD穩定期組血清S100A8/A9和CX3CL1水平低于AECOPD組(P<0.05)。見表1。

表1 3組血清S100A8/A9、CX3CL1水平比較

2.23組肺功能比較 對照組的FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC高于AECOPD組和COPD穩定期組(P<0.05)，COPD穩定期組的FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC高于AECOPD組(P<0.05)。見表2。

表2 3組肺功能比較

2.33組血清炎癥因子水平比較 對照組血清TNF-α、IL-1β、CRP水平低于AECOPD組和COPD穩定期組，COPD穩定期組TNF-α、IL-1β、CRP水平低于AECOPD組(P<0.05)。見表3。

表3 3組血清炎癥因子水平比較

2.4COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1與肺功能和炎癥因子的相關性分析 COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平與血清TNF-α、IL-1β和CRP水平均呈正相關(P<0.05)，與肺功能指標FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC均呈負相關(P<0.05)。見表4。

表4 COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1與肺功能、炎癥因子的相關性分析

2.5血清S100A8/A9和CX3CL1預測COPD的價值 血清S100A8/A9預測COPD的曲線下面積(AUC)為0.743(95%CI：0.674～0.813)，最佳臨界值為1 874 ng/mL，靈敏度和特異度分別為67.37%和66.32%，約登指數為0.337；血清CX3CL1預測COPD的AUC為0.751(95%CI：0.680～0.822)，最佳臨界值為242.85 pg/mL，靈敏度和特異度分別為72.92%和67.71%，約登指數為0.406；S100A8/A9和CX3CL1聯合檢測預測COPD的AUC為0.854(95%CI：0.798～0.910)，靈敏度和特異度分別為82.29%和80.21%，約登指數為0.625。S100A8/A9和CX3CL1聯合檢測預測COPD的價值優于單獨檢測。見圖1。

圖1 血清S100A8/A9、CX3CL1預測COPD的ROC曲線

3 討 論

COPD的病因和發病機制尚不完全清楚，吸煙是COPD的重要病因，可以引起氣道和肺組織慢性炎性反應，導致免疫系統激活、肺組織損傷，進而促進了COPD的發展[10]。本研究中對照組的吸煙年限短于AECOPD組和COPD穩定期組，這與臨床研究中公認的吸煙是COPD的危險因素相符，氣道的異常炎性反應是COPD的主要病理學特征，許多炎癥因子參與了氣道炎性反應過程[5]。由于COPD患者常規生化指標的變化與哮喘等氣道疾病非常類似，且TNF-α、CRP、IL-1β等指標在許多炎性疾病中也表現為升高，因此尋找血清特異性指標有助于COPD的病情評估。S100A8/A9是一種內源性分子，在生理條件下可以維持細胞內環境穩態，當細胞受到一些內源性或外源性因素刺激后S100A8/A9被釋放，S100A8/A9是細胞損傷的危險信號分子，可用于預測疾病的發生和進展[11]。CX3CL1又稱分型趨化因子，與其受體相互作用在感染、炎癥、腫瘤性疾病中發揮重要作用，有望成為疾病治療的新靶點[12]。

COPD在臨床上通常被分為AECOPD期和COPD穩定期，在COPD病情演變過程中常伴有部分臨床指標(如肺功能)和炎癥參數的改變[13]。本研究結果顯示，COPD患者無論是處于穩定期還是急性加重期，血清S100A8/A9、CX3CL1水平均高于對照組，并且AECOPD組血清S100A8/A9、CX3CL1水平顯著高于COPD穩定期組，推測S100A8/A9和CX3CL1可能促進了COPD的發展，在機體處于應激狀態或發生炎性反應時，分泌到細胞外液的S100A8/A9含量顯著增加，通過與炎性細胞表面的Toll樣受體(TLR)和晚期糖基化終末產物受體結合參與免疫反應，進而誘導炎癥因子的表達和釋放[14]。CX3CL1可以與其唯一的受體CX3CR1結合起到趨化作用，而CX3CR1通常在單核細胞、巨噬細胞及樹突狀細胞中表達，CX3CL1與CX3CR1結合之后，能夠趨化炎性細胞(如巨噬細胞)向損傷部位遷移[15-16]，高水平的CX3CL1促使炎性細胞在COPD患者肺組織中進一步聚集、活化，加重了肺組織的炎癥水平，導致病程轉變為急性加重期。此外，AECOPD組患者的肺功能顯著低于COPD穩定期組，并且血清炎癥因子的水平也高于COPD穩定期組。CRP是一種炎性反應急性期所產生的蛋白質，主要抑制炎性反應等有害作用，通常用于輔助診斷急性細菌性感染[17]，本研究結果顯示，AECOPD組患者體內炎性反應增強，產生更多的CRP以抵抗加重的炎性反應，因此其水平升高。TNF-α、IL-1β是由單核巨噬細胞分泌的炎癥因子，可誘導巨噬細胞和中性粒細胞聚集、活化[18-19]，在COPD早期，患者肺組織就出現了炎癥損傷，炎癥因子釋放增加，導致TNF-α、IL-1β水平升高。本研究結果還顯示，COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平與TNF-α、IL-1β和CRP水平均呈正相關，與肺功能指標呈負相關，提示S100A8/A9、CX3CL1參與了COPD的發生、發展，隨著趨化因子CX3CL1及炎癥因子釋放增加，COPD患者氣道和肺組織內巨噬細胞和中性粒細胞明顯聚集、活化，導致S100A8/A9釋放增加，S100A8/A9與炎性細胞表面的TLR4結合并激活TLR4信號通路，誘發炎性反應[20]。此外，本研究對S100A8/A9和CX3CL1預測COPD的價值進行了分析，發現血清S100A8/A9和CX3CL1預測COPD的AUC分別為0.743和0.751，而S100A8/A9和CX3CL1聯合檢測預測COPD的AUC為0.854，高于單獨檢測，說明S100A8/A9和CX3CL1聯合檢測用于預測COPD的價值優于S100A8/A9、CX3CL1單獨檢測。

綜上所述，COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平升高，且與COPD患者的肺功能和炎癥因子水平相關，提示S100A8/A9、CX3CL1可能通過影響COPD患者體內炎癥過程參與COPD的病情發展，血清S100A8/A9和CX3CL1聯合檢測對COPD的預測價值較高。臨床上可以將S100A8/A9和CX3CL1作為新型的炎性反應生物標志物，用于輔助評估COPD病情。