低氧誘導因子1α和核因子κB水平評估急性呼吸窘迫綜合征患者發生肺纖維化的價值▲

魯 帆 楊 剛 盧 波

(湖北省荊門市第二人民醫院重癥醫學科，湖北省荊門市 448000)

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)發病機制尚未闡明。美國每年ARDS新發病例數為19萬，病死率達27%～45%，危及患者生命安全[1]。既往研究表明ARDS患者晚期常會發生肺纖維化，但最近的研究顯示，早期ARDS患者也會發生肺纖維化[2]。機械通氣是治療ARDS的常用手段，但機械通氣也可能會導致肺纖維化。肺纖維化與ARDS患者預后密切相關，是導致患者死亡的主要原因之一[3]。因此，尋找可早期有效預測ARDS患者發生肺纖維化的標志物十分必要。低氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α)屬于氧依賴轉錄激活因子，可調節細胞內氧代謝，與急性肺損傷后修復有關。研究顯示，HIF-1α對于肺纖維化的形成和發展具有重要作用[4]。核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)屬于誘導型核轉錄因子，在創傷、感染等刺激下表達異常升高，并可調控腫瘤壞死因子α等促炎因子的表達，也被證實參與了ARDS的發生和發展[5]。本研究旨在檢測ARDS患者外周血HIF-1α、NF-κB的表達情況，并分析二者與肺纖維化形成的關系，為早期評估、干預ARDS患者肺纖維化提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年1月至2019年12月我院收治的86例ARDS患者為研究對象。納入標準：(1)符合ARDS的柏林定義[6]，且出現不同程度呼吸急促、呼吸窘迫等臨床表現；(2)病程均<1周；(3)均在本院完成治療及隨訪；(4)精神正常，可正常溝通交流。 排除標準：(1)合并惡性腫瘤；(2)合并肝、腎等重要臟器病變；(3)伴嚴重心律失常或急性心肌缺血；(4)伴凝血功能障礙；(5)合并免疫系統疾病。86例ARDS患者中男性46例、女性40例，年齡38～65(54.38±3.03)歲，合并基礎疾病高血壓19例、糖尿病12例，美國紐約心臟病學會(New York Heart Association，NYHA)[7]心功能分級Ⅰ級30例、Ⅱ級29例、Ⅲ級27例。本研究經我院醫學倫理委員會批準，患者及其家屬對本研究知情并簽署同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 ARDS患者肺纖維化的評估：參照Fujimoto等[8]的方法評估ARDS患者是否發生肺纖維化。使用胸部高分辨率CT(PICKER公司，IQ2000型)檢查，若出現任意一種影像學形態特征[磨玻璃影、雙肺蜂窩狀改變、纖維增殖灶、網格影(包括小葉間隔增厚、支氣管血管束增粗、胸膜下線等)]則可判斷為肺纖維化。將出現肺纖維化的患者納入纖維化組，無肺纖維化的患者納入無纖維化組。

1.2.2 外周血HIF-1α、轉化生長因子 β、血管內皮生長因子、NF-κB水平的檢測：采集所有患者入院24 h內清晨空腹外周靜脈血5 mL，以5 000 r/min離心10～15 min，離心半徑16 cm(離心機購自長沙湘銳離心機有限公司,型號：TG22-WS)，取上清液,采用ELISA檢測患者外周血HIF-1α、轉化生長因子β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、NF-κB水平，試劑盒均由R&D Systems公司提供(試劑盒生產批號分別為：20171105、20170506、20170811、20170216)，操作嚴格按照說明書進行。

1.3 統計學分析 采用SPSS 23.0軟件進行統計學分析。計量資料以(x±s)表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數資料以例數(百分比)表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料的比較采用秩和檢驗；采用Pearson檢驗進行相關性分析；采用Logistic回歸模型分析ARDS患者發生肺纖維化的影響因素；繪制受試者工作特征曲線，并計算曲線下面積(area under the curve，AUC)，評估HIF-1α、NF-κB水平對ARDS患者發生肺纖維化風險的預測價值，AUC值>0.90表示診斷性能較高，AUC值為0.70～0.90表示有一定診斷性能，AUC值為0.50～0.69表示診斷性能較差。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組患者一般資料和外周血檢測指標的比較 86例ARDS患者中有35例患者(40.70%)發生肺纖維化。纖維化組患者外周血TGF-β1、HIF-1α、NF-κB水平均高于無纖維化組(均P<0.05)，兩組患者其他一般資料的差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 兩組患者一般資料和外周血檢測指標的比較

2.2 影響ARDS患者發生肺纖維化的多因素分析 將肺纖維化作為因變量(1=有肺纖維化，0=無肺纖維化)，將外周血TGF-β1、HIF-1α、NF-κB水平(三者均為連續型變量)及性別(1=男性，0=女性)、合并基礎疾病(1=有、0=無)、NYHA分級(1=Ⅰ級，2=Ⅱ級，3=Ⅲ級)、年齡(連續型變量)、VEGF水平(連續型變量)作為自變量，建立多因素Logistic回歸模型，結果顯示，外周血TGF-β1、HIF-1α、NF-κB水平是ARDS患者發生肺纖維化的影響因素(均P<0.05)。見表2。

表2 ARDS患者發生肺纖維化的影響因素分析

2.3 外周血HIF-1α水平與NF-κB水平的相關性 Pearson相關分析結果顯示，ARDS患者外周血HIF-1α水平與NF-κB水平呈正相關(r=0.410，P<0.001)。

2.4 外周血HIF-1α、NF-κB水平單獨及聯合預測ARDS患者發生肺纖維化的價值 將ARDS患者發生肺纖維化情況作為狀態變量(1=有肺纖維化，0=無肺纖維化)，外周血HIF-1α、NF-κB水平作為檢驗變量，繪制受試者工作特征曲線，見圖1。結果顯示，當外周血HIF-1α、NF-κB的截斷值分別取70.025 ng/L、68.525 pg/mL時，外周血HIF-1α、NF-κB水平單獨評估ARDS患者發生肺纖維化風險的AUC分別為0.874、0.866，二者聯合的AUC為0.919，說明外周血HIF-1α、NF-κB水平對ARDS患者發生肺纖維化均有一定預測價值，但三者間的診斷效能差異無統計學意義(HIF-1α與NF-κB的AUC比較，z=0.151、P=0.440；HIF-1α與聯合檢測的AUC比較，z=0.949、P=0.171；NF-κB與聯合檢測的AUC比較，z=1.095、P=0.137)。見表3、圖1。

表3 外周血HIF-1α、NF-κB水平單獨及聯合預測ARDS患者發生肺纖維化的價值

圖1 外周血HIF-1α、NF-κB水平單獨及聯合預測ARDS患者發生肺纖維化的受試者工作特征曲線圖

3 討 論

ARDS患者體內的抗蛋白酶及炎癥因子等相互作用，易增加膠原合成，加速膠原沉積，進而誘發肺纖維化[9]，而肺纖維化的形成是導致ARDS患者死亡的重要原因之一，與患者預后及生活質量具有密切聯系[10]。但肺纖維化發病隱匿，尋找能夠早期有效預測ARDS患者發生肺纖維化的指標對降低ARDS患者病死率、改善患者預后、提高其生活質量均有重要意義。

TGF-β1是一種具有多種功能的蛋白質，其活性強，分布廣，參與促進心肌纖維化、心肌肥大等多種病理過程[11]。在TGF-β超家族成員中，TGF-β1是致纖維化因子，其可參與TGF-β/Smads纖維性疾病信號通路傳導，引起膠原蛋白及細胞外基質沉積，促進纖維化形成[12-13]。本研究結果顯示，纖維化組患者外周血TGF-β1水平高于無纖維化組(P<0.05)，Logistic回歸分析結果顯示，外周血TGF-β1水平升高可能是ARDS患者發生肺纖維化的獨立危險因素(P<0.05)，提示TGF-β1可能參與ARDS患者肺纖維化的發生，但該指標在肺纖維化發生和發展過程中的具體作用機制還需進一步研究。

HIF-1α是具有轉錄活性的核蛋白，在缺氧組織新生血管生成、細胞增殖、鐵代謝、紅細胞生成等過程中均起關鍵作用[14]。正常氧環境下，HIF-1α處于低表達狀態，而在炎癥狀態下，HIF-1α活性增加，參與機體的能量代謝過程[15]。研究顯示，HIF-1α對肺組織纖維化的發生具有一定的促進作用，抑制其表達，可減輕肺纖維化程度[16]。NF-κB主要存在于胞漿內，其在炎癥反應調控中具有重要作用，可以調控細胞增殖和凋亡，參與炎癥免疫反應[17]。研究顯示，NF-κB對參與ARDS發生和發展的多種炎癥介質及細胞因子具有調控作用，抑制NF-κB的活性或下調炎癥介質的產生，可延緩ARDS的發生和發展[18]。本研究結果顯示，纖維化組患者外周血HIF-1α、NF-κB水平高于無纖維化組(P<0.05)；Logistic回歸分析結果顯示，外周血HIF-1α、NF-κB表達水平升高是ARDS患者發生肺纖維化的危險因素(P<0.05)，提示HIF-1α、NF-κB可能參與ARDS患者肺纖維化的發生。其機制可能是，ARDS患者肺纖維化的形成是抗蛋白酶與炎癥介質相互作用的結果[19]，而HIF-1α表達水平升高可促進缺氧組織的血管生成和炎癥反應的發生和發展，反之，其表達降低可在一定程度上降低炎癥反應[20]。NF-κB是調控炎癥的關鍵指標，對炎癥介質及細胞因子具有調控作用，可在NF-κB信號通路的上游調控炎癥反應[21]。本研究結果顯示外周血HIF-1α水平與NF-κB水平呈正相關(P<0.05)，這說明兩者可能共同參與肺纖維化的形成，但這一關系的具體機制尚未明確，具體結論還需進一步證實。本研究結果還顯示，外周血HIF-1α、NF-κB水平單獨及聯合對評估ARDS患者發生肺纖維化均有一定的價值，且當二者分別取截斷值70.025 ng/L、68.525 pg/mL時，可獲得最佳評估價值。

綜上所述，ARDS患者外周血TGF-β1、HIF-1α、NF-κB水平升高，三者是ARDS患者發生肺纖維化的影響因素，HIF-1α、NF-κB水平有助于評估ARDS患者發生肺纖維化的風險。