內皮特異性分子-1、纖維蛋白原在慢性阻塞性肺疾病急性加重期診斷及病情評估中的價值

彭貴鑫 管淑紅 周軍

1蘇州大學附屬第三醫院呼吸與危重癥醫學科（江蘇常州 213000）；2常州市婦幼保健院，南京醫科大學常州醫學中心，呼吸與危重癥醫學科（江蘇常州 213000）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種復雜的異質性疾病，特征是慢性不可逆轉的氣流受限，通常是因大量接觸有毒顆粒或氣體引起，并受到宿主因素的影響［1］。慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是大部分COPD 患者住院的主要原因，在美國AECOPD 住院費用占COPD 相關醫療費用的70%以上，而2019年我國AECOPD 一次住院的直接費用占人均國民總收入的13.7%［2］。此外，頻繁的急性加重導致患者身體功能惡化，生活質量嚴重下降，并預示了不良的預后，研究表明其一年病死率超過20%，五年病死率超過50%［3］。因此，COPD 病情的急性加重，給患者及其家庭、衛生服務和社會帶來了沉重的負擔。至今，對于AECOPD早期識別、評估病情、分級診療，仍缺乏明確和客觀的生物標志物。雖然關于COPD 生物標志物的研究有很多，如嗜酸性粒細胞、C-反應蛋白（CRP）、纖維蛋白原（fibrinogen，Fib）、丙二醛、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、IL-6 及內皮微粒等［4］，但這些標志物大多不是起源于肺，并受到全身因素影響較大。內皮特異性分子-1（endothelial specific molecule-1，Endocan）是主要在肺和腎的內皮細胞中表達的一種蛋白多糖。最近的研究表明，血清Endocan 可能是新的檢測COPD 患者內皮功能障礙和預測病情惡化的生物標志物［5］。本研究旨在通過檢測患者血清Endocan、Fib、CRP 及降鈣素原（PCT）水平，來分析對比其在AECOPD 診斷、病情嚴重程度評估中的價值，為臨床醫生提高疾病的診斷及判斷病情，進一步減少患者家庭經濟負擔、提高生存率及生存質量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用病例對照研究。收集蘇大附三院2021年4月至2022年4月期間在呼吸內科收治的AECOPD 患者臨床資料。納入標準：均符合COPD 相關診斷指南［6］；AECOPD 根據疾病嚴重程度及相關指南［7］，分為三個亞組（表1）；COPD 穩定期（SCOPD）其病情平穩時長＞2月。排除標準：有膿毒癥、相關腫瘤疾病，有心血管、肝腎等慢性疾病，有支氣管擴張、肺動脈高壓、結節病、肺栓塞等肺部疾病，有入院前使用抗凝藥物及其他凝血異常的疾病，不予配合及資料不齊的受試者。該研究獲倫理委員會的批準（批件號（2021）第025號），受試者均簽署知情同意書。AECOPD 組共納入79 例患者（Ⅰ級28 例，Ⅱ級25 例，Ⅲ級26 例），SCOPD 組為同期我院門診復診的30 例患者，選取本院健康體檢的30 例為對照組。

表1 AECOPD 臨床分級Tab.1 AECOPD clinical classification

1.2 研究方法 采集受試者入院第1 天空腹靜脈血3 mL/管，3 800 r/min離心5 min，取上清液，-80 ℃低溫冰箱保存待測，Endocan 經酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測，檢測儀器為瑞士Hamilton公司FAME 24/20 酶標儀，Endocan 試劑盒購于Elabscience 公司，依照試劑說明書嚴格操作。Fib、PCT、CRP 經檢驗科人員細致嚴格操作，Fib 經全自動血凝測試儀測定，CRP 用速率散射比濁法，PCT 經化學發光法檢測。

1.3 觀察指標 （1）比較不同組間Endocan 和Fib水平；（2）對比各亞組間CRP、PCT、Endocan 及Fib水平的差異；（3）繪制受試者各組曲線（receiver operating characteristic curve，ROC），分析各因子對AECOPD 的預測價值。

1.4 統計學方法 使用SPSS 26.0 軟件進行分析，連續變量經Shapiro-Wilk 檢驗，以驗證其正態性。正態資料用（）表示，多組間比較用t檢驗。偏態資料用M（P25，P75）表示，Kruskal-WallisH檢驗用于多組間對比。計數資料采用χ2檢驗。運用ROC曲線分析各因子水平對AECOPD 的預測價值。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料的比較 各組基線資料差異無統計學意義（均P＞0.05）。見表2。

表2 基線資料的比較Tab.2 Comparison of baseline data ±s

表2 基線資料的比較Tab.2 Comparison of baseline data ±s

分組健康對照組SCOPD 組AECOPD 組Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級例數30 30 79 28 25 26性別（男/女）20/10 21/9 56/23 18/10 19/6 19/7年齡（歲）65.87±8.09 66.63±7.66 67.58±7.27 66.82±7.56 68.00±7.35 67.81±6.97

2.2 三組間Endocan、Fib 水平的比較 發現AE-COPD 組和SCOPD 組的Endocan、Fib 水平均顯著高于對照組（均P＜0.05），且上述因子水平AECOPD組顯著高于SCOPD 組（均P＜0.05）。見表3。

表3 各組間血漿指標比較Tab.3 Comparison of plasma indexes between groups ±s

表3 各組間血漿指標比較Tab.3 Comparison of plasma indexes between groups ±s

注：同一指標在其組間的比較，&和AECOPD 相比較，P ＜0.05；#和SCOPD 相比較，P ＜0.05；*和健康對照比較，P ＜0.05

分組AECOPD 組SCOPD 組健康對照組H/F 值P 值例數79 30 30--Endocan（ng/mL）16.72（13.53，19.94）#*10.80（10.13，11.86）&*7.17（6.52，8.75）&*101.622＜0.001 Fib（g/L）4.82±1.40#*3.05±0.45&*2.55±0.33<.065＜0.001

2.3 AECOPD 亞組間的指標比較 各亞組間Endocan、Fib 水平差異均有統計學意義（均P＜0.05），并隨AECOPD 級別升高而增加；CRP、PCT水平在AECOPD Ⅲ級與Ⅰ、Ⅱ級間差異有統計學意義（均P＜0.05），而在AECOPDⅠ級和Ⅱ級間差異無統計學意義（均P＞0.05）。見表4。

表4 AECOPD 患者各組指標比較Tab.4 Comparison of indicators in each group of patients with AECOPD ±s

表4 AECOPD 患者各組指標比較Tab.4 Comparison of indicators in each group of patients with AECOPD ±s

注：同一指標在其組間的比較，&和Ⅰ級相比較，P ＜0.05；#和Ⅱ級相比較，P ＜0.05；*和Ⅱ級相比較，P ＜0.05

臨床指標CRP（mg/L）PCT（ug/L）Endocan（ng/mL）Fib（g/L）Ⅰ級（n=28）4.85（3.53，9.38）*0.04（0.02，0.08）*12.99±1.64#*3.62±0.83#*Ⅱ級（n=25）12.90（4.95，24.75）*0.11（0.04，0.19）*17.38±2.56&*4.57±0.58&*Ⅲ級（n=26）78.3（48.70，121.25）�.22（0.13，0.66）.19±1.79.34±0.98&#H/F 值50.605 27.921 87.645 76.985 P 值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.4 Endocan、Fib 預測AECOPD 的診斷價值 經ROC 曲線圖評估Endocan、Fib 對AECOPD 的診斷能效。Endocan 取臨界值11.22 ng/mL 對AECOPD有預測價值AUC 為0.832；Fib 取臨界值3.22 g/L對AECOPD 有預測價值，AUC 為0.729。Endocan 聯合Fib 對AECOPD 的預測價值更高，AUC 為0.855。見表5 和圖1。

圖1 Endocan、Fib 預測AECOPD 的ROC 曲線Fig.1 ROC curve of Endocan and Fib predicting AECOPD

表5 Endocan、Fib 預測AECOPD 的相關參數Tab.5 Relevant parameters of Endocan and Fib to predict AECOPD

3 討論

Endocan 是一種由人5 號染色體上的5q11.2 位單基因編碼，分子量為50 kDa 的蛋白多糖。最早在人臍靜脈內皮細胞cDNA 文庫中克隆時發現，先前被稱為內皮細胞特異性分子-1（ESM-1），但發現其主要在肺和腎內皮細胞中表達，并且大部分表達和活化與血管內皮細胞有關，因而被更名為Endocan［8］。在炎性細胞因子TNF-α 和IL-1β 作用下Endocan 被上調，且參與了細胞黏附、遷移、增殖和血管生成［9］。Endocan 能促進內皮細胞產生炎性細胞因子、黏附分子表達以及單核細胞的黏附，揭示了其可能與內皮激活和功能障礙有關［10］。目前在不少呼吸疾病報告了Endocan 水平與其之間的關系，如肺炎、急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（OSAS）、肺動脈高壓（PAH）等［11-14］。慢性缺氧可能導致內皮激活和功能障礙，國外學者［15］探討了Endocan 與OSA 的作用關系，與對照組比較，OSA 血液中Endocan 顯著升高，提示其可能是血管內皮系統損傷的有效早期新型標記物。現全球流行的冠狀病毒病2019（COVID-19），截至2022年5月20日，WHO 發布的數據全球已有5.2 億人感染，超過627 萬例死亡。COVID-19 呈現多系統炎癥，其特征是缺氧、肺血管滲漏、細胞因子風暴和多器官功能不全，新冠肺炎中的血管生成與嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2 型（SARS-CoV-2）侵入內皮有關，繼而導致嚴重的內皮損傷及細胞膜破壞［16］。近期，對Endocan 在COVID-19 中的研究，發現作為一種新的血管內皮病理學生物標志物，血清Endocan 水平可能是新冠肺炎診斷和預測死亡率的有用生物標志物［17］。考慮到COPD 與炎癥和內皮功能障礙的關系，本研究將COPD 急性加重期患者作為研究對象，對比在COPD 穩定期及健康對照組中血清Endocan 的變化，發現Endocan 在AECOPD 組中較健康對照組及COPD 穩定期組均顯著升高，故Endocan 可作為AECOPD 的一種有效標志物。本研究將AECOPD 按疾病嚴重程度分為三個亞組，對比分析研究發現Endocan、Fib 水平均隨病情嚴重程度增加呈升高趨勢。所以，提示Endocan 水平對判斷AECOPD的疾病嚴重程度有一定的臨床價值。

血漿Fib 是由兩組二硫鍵連接的Aα-、Bβ-和γ-鏈組成，在肝細胞中合成的可溶性糖蛋白。眾所周知，它參與止血的過程，在凝血級聯反應中提供支架的作用。血漿Fib 同時是一種主要的急性期炎癥應激性蛋白，其合成在炎癥介質的刺激下被上調［18］。COPD 患者在長期的缺氧、二氧化碳潴留、機體酸中毒和反復感染等因素作用下，導致血管內皮損傷并釋放炎性介質，進而誘導Fib 生成，以及機體凝血系統激活。2016年美國食品和藥物管理局（FDA）已批準血漿Fib 可作為一種用于評估AECOPD 和COPD 的死亡率的預測性生物標志物［19］。最近，ZHOU 等［20］研究發現血循環中較高的Fib 與COPD 的嚴重程度之間存在分級、濃度依賴的顯著關系。莊瓊馨等［21］關于AECOPD 研究表明，Fib對AECOPD有診斷價值，Fib最佳診斷臨界值為3.217 g/L。本研究結果，Fib 預測AECOPD 的臨界值為3.22 g/L，靈敏度為78.6%，特異度為66.7%，Fib的AUC為0.729（95%CI：0.593～0.864），結果與國內文獻相似，證實本研究數據的有效性及可比性。將Endocan 和血漿Fib 放在一起對比研究，據目前國內外文獻檢索結果，該項研究之前尚未有人做過。國外學者［5］認為Endocan 診斷AECOPD的臨界值為434.29 pg/mL，但本研究中Endocan 臨界值為11.22 ng/mL，結果差異較大，分析原因考慮與實驗試劑、分組標準及種族不同有關。結合本研究中，ROC 曲線顯示Endocan 的AUC=0.832，大于Fib的AUC=0.729，所以提示對于AECOPD 的診斷效能Endocan 優于Fib。CRP 是臨床中常用的炎性標志物，雖能反映全身炎癥情況，但在鑒別細菌或病毒感染方面缺乏特異性及敏感性［22］。許多證據表明，在快速判斷是否為細菌感染，PCT 具有顯著優勢，并能指導其抗生素的使用［23-24］。因此，本研究中發現在AECOPDⅠ級和Ⅱ級間CRP、PCT水平無顯著差異，考慮可能與非細菌感染所致AECOPD 有關。

綜上所述，Endocan 和血漿Fib 對AECOPD 均有一定的診斷價值，并且Endocan 的診斷效能優于Fib，但兩個血清因子的聯合診斷效能大于單個因子。Endocan 水平對判斷AECOPD 的疾病嚴重程度有一定的臨床價值，有助于臨床醫師對COPD急性加重患者病情判斷。但本研究的不足之處，首先，該項目為單中心性小樣本研究。其次，未對血漿Endocan 和Fib 濃度水平進行連續測量，其水平的變化導致的病情惡化與轉歸仍不清楚。因此，需要進行更多的大樣本和隨訪數據研究，以確定Endocan 在AECOPD 中的重要性，并支持本研究結果。