慢性阻塞性肺疾病患者急性加重影響因素及血清分泌型卷曲相關蛋白1和Clara細胞分泌蛋白對其預測價值

周旭東,吳吉星,夏 杰

(1.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院普外科,湖北 武漢 430030;2.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院呼吸與危重癥醫學科,湖北 武漢 430030)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種常見的呼吸系統疾病,主要特征是氣流受限和肺部炎癥,患者經常會出現急性加重慢性阻塞性肺疾病(Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD),導致病情惡化、危險性增加,同時也增加了經濟和社會負擔[1-3]。因此,預測COPD患者的AECOPD風險具有重要的臨床意義。血清分泌型卷曲相關蛋白1(Secreted frizzled-related protein 1,SFRP1)和Clara細胞分泌蛋白(Clara cell secretory protein,CC16)是兩種與COPD相關的生物標志物,在COPD的發病機制中發揮重要作用。SFRP1是抑制Wnt信號通路的蛋白質,在COPD炎癥反應和氧化應激中發揮重要調節作用[4]。CC16是肺泡上皮細胞分泌的蛋白質,在COPD氣道炎癥和肺部纖維化中發揮重要作用[5-6]。因此,本研究探討血清SFRP1和CC16對COPD患者AECOPD風險的預測價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年1月至2022年12月華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院收治的COPD患者198例,根據出院后3個月復診是否發生AECOPD分為穩定期COPD組(102例)和AECOPD組(96例)。病例納入標準:參照《慢性阻塞性肺疾病診治指南:2021年修訂版》[7]診斷為COPD或AECOPD者;年齡>40歲;患者及家屬簽署知情同意書;穩定期COPD組患者在入組前未發生急性加重。排除標準:合并肺結核、肺癌、支氣管擴張等疾病;合并血液疾病;合并感染性疾病;存在嚴重器質性病變;患有其他嚴重的慢性疾病,如心臟病、肝病、腎病等;有嚴重的精神疾病或認知障礙;孕婦或哺乳期婦女。

1.2 研究方法

1.2.1 資料收集:記錄患者性別、年齡、體重指數(BMI)、是否吸煙及既往病史(糖尿病、高血壓、肺心病和冠心病等)[8]以及病程等。

1.2.2 實驗室指標檢測[9]:包括C反應蛋白(CRP)、白細胞(WBC)、中性粒細胞(NEU)、淋巴細胞(LYM)、血小板(PLT)、纖維蛋白原(FIB)、白蛋白(ALB)、中性粒細胞/淋巴細胞比值(NLR)、血小板/淋巴細胞比值(PLR)、纖維蛋白原/白蛋白比值(FAR)。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測CRP(試劑盒批號:20221223,上海科順生物科技有限公司);WBC、NEU、LYM和PLT通過血液細胞分析儀進行自動計數;采用比色法檢測ALB(試劑盒批號:20221202,北京世紀沃德生物科技有限公司)和FIB(試劑盒批號:20220813,北京倍肯恒業科技發展股份有限公司)。

1.2.3 血清SFRP1和CC16檢測:采集患者靜脈血樣本,放置在離心管中離心10 min,分離血清并儲存于-80 ℃冰箱中。采用ELISA法檢測血清SFRP1水平。將標準品和樣本加入預先涂有SFRP1抗體的微孔板中,孵育一段時間后洗滌孔板,加入SFRP1檢測試劑(批號:20220712,廣州萬孚生物技術股份有限公司)。孵育一段時間后洗滌孔板,加入底物,再孵育一段時間后加入停止液,最后使用酶標儀測定吸光度值。血清CC16檢測同SFRP1檢測(CC16檢測試劑批號:20220920,廣州萬孚生物技術股份有限公司)。

2 結 果

2.1 兩組患者一般資料比較 見表1。兩組患者性別、年齡、BMI、是否吸煙、既往病史(高血壓、糖尿病、肺心病和冠心病)以及病程[(18.64±5.64)年與(19.65±4.75)年]比較差異無統計學意義(均P>0.05)。

表1 兩組患者一般資料比較[例(%)]

2.2 兩組患者實驗室指標比較 見表2。AECOPD組CRP、WBC、NEU、LYM、PLT、ALB、FIB、NLR、PLR、FAR、SFRP1和CC16水平高于穩定期COPD組(均P<0.05)。

表2 兩組患者實驗室指標比較

2.3 COPD患者AECOPD發生影響因素Logistic回歸分析 見表3。以是否發生AECOPD為因變量(是=1,否=0),以CRP(>100 mg/L=1,≤100 mg/L=0)、WBC(>9.5×109/L=1,≤9.5×109/L=0)、NEU(>6.3×109/L=1,≤6.3×109/L=0)、LYM(>3.2×109/L=1,≤3.2×109/L=0)、PLT(>350×109/L=1,≤350×109/L=0)、FIB(>4.0 g/L=1,≤4.0 g/L=0)、ALB(>52 g/L=1,≤52 g/L=0)、NLR(>3.53=1,≤3.53=0)、PLR(>120=1,≤120=0)、FAR(>3.5=1,≤3.5=0)、SFRP1(>4.8 ng/ml=1,≤4.8 ng/ml=0)、CC16(>260 ng/ml=1,≤260 ng/ml=0)為自變量,納入Logistic回歸分析。結果顯示,NLR>3.53、PLR>120、FAR>3.5、SFRP1>4.8 ng/ml以及CC16>260 ng/ml是COPD患者發生AECOPD的獨立危險因素(均P<0.05)。

表3 COPD患者AECOPD發生影響因素Logistic回歸分析

2.4 血清SFRP1和CC16對COPD患者發生AECOPD的預測價值 見表4。血清SFRP1、CC16對COPD患者發生AECOPD具有一定的預測價值,且兩者聯合的預測價值更高。

表4 血清SFRP1和CC16對COPD患者發生AECOPD的預測價值

3 討 論

COPD是常見且嚴重的呼吸系統疾病,并且有不斷加重的趨勢。AECOPD患者通常表現為嚴重呼吸困難、低氧血癥和肺功能下降,導致患者再入院率和病死率增加[10]。血清SFRP1和CC16是與COPD發展和急性加重有關的生物標志物。有研究[11]表明,血清SFRP1和CC16在預測COPD急性加重風險中有潛在應用價值。SFRP1是Wnt信號通路調節劑,在COPD患者發生急性加重時大量分泌。CC16是具有抗氧化、抗炎和抗纖維化作用的蛋白質,在急性加重期水平會顯著下降[12]。因此,檢測血清SFRP1和CC16水平有助于更準確地評估COPD患者的急性加重風險,采取早期干預和治療,從而避免COPD患者的不良預后。

本研究Logistic回歸分析結果顯示,病情嚴重程度(Ⅲ級)、NLR>3.53、PLR>120、FAR>3.5、SFRP1>4.8 ng/ml以及CC16>260 ng/ml是COPD患者發生AECOPD的獨立危險因素。NLR是用于評估炎癥狀態和免疫系統功能的生物標志物,越來越多的證據表明NLR在評估COPD急性加重期中有重要作用。NLR升高意味著中性粒細胞數量增加,淋巴細胞數量減少[13]。這種情況通常代表體內的炎癥反應,并且被認為是促進發病機制的一種炎癥體征。具體來說,NLR可能通過多種機制參與COPD急性加重。首先,NLR的升高可能意味著肺組織損傷和炎癥反應加劇。其次,NLR的升高還與氧化應激和SIRT1等因子的降低、糖皮質激素抵抗、免疫功能紊亂和自噬異常等機制相關聯[14]。最后,NLR還與慢性病感染、肺病毒感染、社會心理和健康行為等因素密切相關,并可能導致COPD急性加重的發生和發展[15]。PLR是反映炎癥水平和免疫狀態的生物標志物,研究表明PLR在預測COPD急性加重期中具有應用價值。首先,PLR可以反映肺部炎癥程度。當COPD發生急性加重時,外周血液將會流入肺部,導致局部肺加劇、血小板聚集以及淋巴細胞降低。尤其當PLR升高可能與支氣管炎癥和肺炎癥等相關因素有關[16]。其次,PLR可能與自身免疫異常有關。有研究發現,COPD急性加重往往意味著機體免疫系統功能紊亂,使得身體對感染的抵御能力降低。而PLR升高可能與機體免疫學異常和自身免疫反應失衡有關,如自身免疫性肺炎、肺間質纖維化等[17]。最后,PLR可能與氧化應激有關。在COPD急性加重的病程中,氧化應激和炎癥反應都會導致血小板激活和電化學信號的變化,而PLR升高可能反映了由于一氧化氮合成不足而引起氧化應激反應增加[18]。FAR是反映炎癥狀態和病情嚴重程度的生物標志物。FAR可以反映肺部炎癥程度,當COPD發生急性加重時,肺部炎癥程度加劇,蛋白質代謝失衡,肺內的蛋白質被分解成小分子并釋放到外周血液中,導致白蛋白水平下降和纖維蛋白原水平升高[19]。其次,FAR可能與氧化應激有關。在COPD發生急性加重時,氧化應激及氧自由基引起的炎性損傷是可能的致病因素,而FAR的變化可能反映了機體的氧化應激反應[20]。而且,FAR可以反映肺部彈性損害和肺功能下降程度。肺部彈性損傷和肺功能下降是COPD急性加重的主要特征之一,FAR水平升高可能與這些因素有關。

本研究中,SFRP1聯合CC16預測急性加重期的敏感度和特異度分別為97.96%、93.88%,顯著高于單項SFRP1或CC16指標的預測效能。SFRP1是Wnt信號通路調節劑,在COPD發展和急性加重事件中具有重要作用。有研究發現,SFRP1在預測COPD急性加重期中具有潛在應用價值,其可能的作用機制主要包括以下幾個方面:首先,SFRP1可以反映肺部盤狀細胞與血管內皮細胞的功能狀態。盤狀細胞和血管內皮細胞在COPD急性加重的發展中起著重要作用,可能通過SFRP1的特定分泌來實現其生物學功能。其次,SFRP1可以反映細胞凋亡和細胞增生狀態。COPD急性加重事件往往意味著肺組織中較大程度的細胞增殖和凋亡,SFRP1的分泌與這些過程密切相關。CC16是在氣道黏上皮細胞表面表達的蛋白質,在COPD炎癥反應和急性加重事件中具有一定作用。CC16可反映肺泡毛細血管微環境的變化。COPD急性加重事件往往伴隨著肺泡毛細血管損傷與血液-肺泡屏障受損,導致肺內毒素等外源性刺激物進入肺泡,而CC16作為一種特異性肺泡分泌蛋白質,可以反映肺泡微環境狀態的改變。其次,CC16與氧化應激反應有關。在氧化應激反應過程中,自由基的產生會攻擊細胞膜,并導致細胞膜上蛋白質的氧化和降解。CC16作為一種相對容易氧化的低分子量蛋白,其水平下降可能反映細胞的受氧化程度。

綜上所述,NLR、PLR、FAR、SFRP1及CC16是COPD患者發生AECOPD的獨立影響因素。SFRP1聯合CC16預測COPD患者發生AECOPD的預測價值較高。