特發性肺纖維化患者支氣管肺泡灌洗液及血清可溶性細胞粘附分子-1、基質金屬蛋白酶-2表達水平及臨床意義

楊曉蘭，孫 莉，胡永波，張艷秋，廖 平，賀 凡

(成都市第三人民醫院 a.入院處；b.神經內科；c.呼吸科；d.放射科，四川 成都 610000)

特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)為一種慢性、進行性纖維化肺部疾病，最終可導致呼吸衰竭甚至死亡[1,2]。現今，臨床醫師多根據患者臨床表現、高分辨CT(HRCT)、支氣管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)等對IPF進行診斷[3]。但鑒于IPF臨床表現復雜，部分患者的CT表現不典型，其他間質性肺病也可出現與IPF相同或類似的表現，故高分辨CT在診斷該病上具有一定的局限性[4]。當前對于IPF的診斷、進展監測以及預后判斷等相關研究在臨床中頗受關注。目前認為，多種細胞因子在肺損傷、修復及纖維化形成過程中異常表達，參與肺纖維化的啟動和發展。可溶性細胞粘附分子-1(sICAM-1)作為L1細胞黏附分子(L1-CAM)的可溶性形式，可參與免疫應答、血管內皮活化，目前已被證實在肺部疾病診斷中發揮一定作用[5]。基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)為Ⅱ型肺泡上皮細胞產生的一種內肽酶，在正常組織中表達水平極低，其亞型基質金屬蛋白酶-2(MMP-2)可在肺癌等疾病中檢測到[6]。目前很少有報道表明二者在IPF發病機制中是否同等發揮重要作用。本研究檢測IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2的表達水平，分析其與肺功能的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料2018年8月至2020年8月我院收治的IPF患者118例(IPF組)及同期健康體檢者63例(對照組)。納入標準：①IPF患者均符合IPF診斷[7]，經影像學檢查確診；②其他病因所致的間質性肺炎；③意識清楚，可正常語言溝通。排除標準：①氣道分泌物過多，無法行BAL者；②惡性腫瘤；③合并傳染性疾病；④語言、認知等障礙；⑤就診前4周內有呼吸道感染。入組者均知情同意，本研究已經醫院倫理委員會批準。

1.2 方法BAL與血清留取[8]：術前4 h禁食，局部麻醉后經鼻腔插入將纖維支氣管鏡，向選定右肺中葉或左肺舌葉或其他病變部位注入0.9%氯化鈉溶液100 ml，采用負壓吸引裝置吸引(25～100 mmHg)、回收BALF，回收率中葉、舌葉40%～60%，其他病變>30%，使用無菌紗布過濾，裝入硅膠滅菌器-80 ℃備用。另取患者空腹靜脈血2 ml，取上清液-80 ℃待測。采用酶聯免疫法(ELISA)測定BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達(試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司)。肺功能評價采用Muller對IPF組患者進行胸部高分辨率CT(HRCT)評分[9]。0分無改變；1分：病變范圍≤5%；2分：病變范圍6%～25%；3分：病變范圍26%～50%；4分：病變范圍51%～75%；5分：病變范圍>75%。

1.3 觀察指標①IPF組和對照組一般資料。②以患者臨床、實驗室指標作為暴露因素，分析各因素是否與IPF存在關聯。③根據美國GAP(gender)分期標準[10]對IPF組患者進行疾病嚴重度分期，GAP0～3分為Ⅰ期，4～5分為Ⅱ期，6～8分為Ⅲ期。比較不同疾病分期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平。④分析IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平與肺HRCT評分的關系。

1.4 統計學方法應用SPSS 19.0統計學軟件對數據進行分析。計量資料以均數±標準差表示，比較行t檢驗或單因素方差分析，兩兩比較行LSD-t檢驗；計數資料以(%)表示，比較行χ2檢驗；影響IPF發生的危險因素采用多因素Logistic分析；BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平與HRCT評分間的關系采用Pearson相關性分析。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 IPF組與對照組臨床基線資料比較IPF組與對照組性別、BMI、糖尿病、高血壓、高脂血癥等比較差異無統計學意義(P>0.05)； IPF組年齡、吸煙比例高于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組臨床基線資料比較

2.2 IPF組與對照組BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平比較IPF組BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平均高于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 兩組BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平比較

2.3 影響IPF發生的危險因素分析年齡≥60歲、有吸煙史、BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達是IPF發生的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表3 影響IPF發生的危險因素分析

2.4 不同疾病分期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平比較根據GAP分期標準將IPF患者分為Ⅰ期38例，Ⅱ期47例，Ⅲ期33例。Ⅲ期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達高于Ⅱ期、Ⅰ期患者(P<0.05)。見表4。

表4 不同疾病分期IPF組患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平比較

①與Ⅰ期比較，P<0.05；②與Ⅱ期比較，P<0.05

2.5 IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平與肺HRCT評分的關系IPF患者的HRCT評分為(8.28±2.48)分。其BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平均與HRCT評分呈正相關(P<0.05)。見表5。

表5 IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平與肺HRCT評分的關系

3 討論

sICAM-1為LI-CAM的可溶性形式，其分布較為廣泛，黏附分子在細胞表面脫落并溶解在血液中，能夠介導細胞間或細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)之間的聯合，側面反映肺部疾患的進展情況[11]。本研究中，與對照組相比，IPF組BALF和血清中sICAM-1表達水平均較高，提示IPF患者BALF和血清中存在sICAM-1水平表達異常的情況。此前有學者測定了IPF、肺癌以及慢性咳嗽患者BALF及其血清中sICAM-1的水平，發現IPF患者BALF及其血清中sICAM-1的水平明顯高于肺癌以及慢性咳嗽患者，提示sICAM-1可能參與IPF的發病機制，并有可能成為IPF的診斷性標志物[12]。在如今IPF的臨床研究中，注意力已從炎癥反應轉移到肺泡上皮損傷和ECM過度沉積[13]。Grigorieva等[14]認為，盡管IPF的原發病因存在較大的差異，但病情進展中出現的ECM代謝異常大體是類似的。MMP是一類可以合成和降解ECM的蛋白水解酶。近年研究顯示，其家族成員MMP-2、MMP-9在多種肺部疾病中均呈高表達，且與肺組織纖維化有關聯[15]。MMP-2的特異性底物主要是Ⅳ型膠原，在IPF的病理過程中，MMP-2可通過分解Ⅳ型膠原降解肺基質成分，破壞肺基膜結構和肺泡壁的完整性，引起肺纖維化改變。張娟娟等[16]研究表明，肺組織內MMP-2的高表達是發生IPF的重要機制。本研究中，與對照組相比，IPF組BALF和血清中MMP-2表達水平均較高，提示MMP-2表達的異常升高與IPF疾病的發生發展有關。

IPF的病因尚未完全明確，可能與遺傳、吸煙、職業暴露、微生物感染等有關。本研究結果顯示，年齡≥60歲、有吸煙史、BALF和血清中sICAM-1、MMP-2過度表達是IPF的危險因素，或許可作為預測IPF的特異性敏感標志物，但其中的因果關系仍不清晰，有待后期進一步研究。另外，隨著疾病分期的加重，IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水也存在差異，其中Ⅲ期IPF患者其BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平均高于Ⅱ期、Ⅰ期患者。在受到炎癥因子的刺激時，機體MMP-2水平增高，加速ECM分解，使炎癥細胞向深層組織浸潤，隨著病情進展，成纖維細胞增多，基質金屬蛋白酶抑制劑(TIMPs)和MMP-2分泌增多，進而導致MMP/TIMPs比例逐漸下降，在肺部形成不益于ECM降解的微環境，肺泡間質膠原過度沉積，加速肺纖維化進展，改變疾病分期，加重患者病情[17,18]。

胸部影像學表現以及肺功能與間質性肺病嚴重程度關系密切，臨床上常將其用作疾病轉歸的評價指標[19]。但肺功能測定對于早期和亞臨床損害該項檢測并不敏感，難免有漏診、誤診病例。在2011、2018版IPF診治指南中，臨床已認可肺HRCT在IPF診斷、病情嚴重程度評估、指導治療中的重要價值[20]。張穎等[21，22]證明，HRCT比肺功能可以更為敏感地發現肺間質疾患，并在IPF患者后續隨訪與控制治療方面價值較為突出。劉曦等[23]研究亦表明，HRCT評分對急性肺損傷(ALI)的病情評估有重要價值。本研究根據IPF患者的胸部HRCT影像學特征，對其行HRCT量化評分，發現IPF患者BALF及血清中sICAM-1、MMP-2表達分別與HRCT評分呈正相關，提示BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平能夠反映IPF患者肺損傷程度，表現為BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表達水平越高，IPF患者的HRCT評分越高，提示患者肺病病灶范圍越廣，肺功能受損越嚴重，sICAM-1、MMP-2這兩項指標能夠提示IPF患者的疾病分期情況，有利于臨床醫師準確把握患者疾病進展，方便后續治療的行進。