COPD患者血清Lp-PLA2、ES水平及對并發肺動脈高壓的診斷價值*

陶赟臻 趙曉秋 劉曉倩 李霞

(張家口市第一醫院1.老年病一科;2.呼吸與危重癥一科,河北 張家口 075000)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以持續存在的氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病[1]。COPD的病理機制主要是慢性支氣管炎和局限性肺氣腫,且呈進行性發展,若治療不及時,易引發呼吸衰竭、慢性肺源性心臟病及肺動脈高壓(Pulmonary arterial hypertension,PAH)等一系列并發癥[2-3]。因此,及時準確的預測COPD并發PAH的發生風險是控制病情進展的重要環節。脂蛋白相關磷脂酶A2(Lipoprotein associated phospholipase A2,Lp-PLA2)屬于磷脂酶A2超家族成員,包含441個氨基酸,其相對分子質量約為45000,在促進炎癥反應和血管粥樣硬化等方面發揮作用[4]。研究[5]顯示,Lp-PLA2能夠誘導巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor -α,TNF-α),提高相應區域的炎癥水平,促進細胞核水解及泡沫細胞合成,從而介導粥樣斑塊的形成。內皮抑素(Endostatin,ES)是一種內源性血管生成抑制因子,其表面含有一個特異性的保守的精氨酸殘基,對內皮細胞的凋亡、增殖及遷移具有調控作用[6]。在急性肺損傷的早期,肺泡灌洗液中的ES水平明顯升高,且與中性粒細胞數量密切相關,能夠反映肺組織損傷時的生理紊亂程度[7]。目前,Lp-PLA2和ES是否參與COPD的發生發展報道尚少,且對COPD并發PAH的預測價值尚不清楚。因此,本研究探討COPD患者血清Lp-PLA2、ES水平及對并發PAH的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本院2020年6月-2021年11月收治的112例COPD患者,以是否并發PAH將其分為并發PAH組(n=51)和未并發PAH組(n=61),同時選取60例相同年齡段來院檢查的健康人群設為對照組。納入標準:①符合《慢性阻塞性肺疾病全球倡議2019》[8]的診斷標準。②并發PAH者均符合《肺動脈高壓診斷和治療指南》[9]的診斷標準。③4周內未服用過糖皮質激素、β受體激動劑等抗炎和支氣管擴張藥。排除標準:①原發性PAH或除COPD外的其他因素所致的PAH。②伴有支氣管哮喘、氣胸及間質性肺疾病等影響通氣功能的肺部疾病。③心功能不全和肝腎功能障礙者。④急性感染進展期者。本研究經倫理委員會批準,且研究對象或其家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法 研究對象均于空腹狀態下采集10 mL靜脈血置于抗凝管中,通過離心機(生產廠家:凱特實驗儀器設備有限公司;型號:KS50R)離心,條件為6000 r/min(4 ℃)、離心半徑10 cm 、離心時間5 min,收集上層清液,將其置于-80 ℃冰箱中保存。通過酶聯免疫吸附法檢測血清中Lp-PLA2、ES水平。Lp-PLA2試劑盒購自美國eBioscience公司(貨號:HZ-E14251)。ES試劑盒購自美國eBioscience公司(貨號:hz-R0364c)。嚴格遵照試劑盒流程操作。采用MicroLoop型肺功能儀(生產廠家:德國jaeger公司)檢測第1秒用力呼氣容積(Forced expiratory volume in one second,FEV1)占預計值百分比(FEV1%)和FEV1占用力肺活量(Forced volume capacity,FVC)百分比(FEV1/FVC)。

2 結果

2.1 3組患者一般資料比較 并發PAH組患者年齡44～70歲;未并發PAH組年齡42～67歲;對照組年齡43～71歲。3組患者一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性,見表1。

表1 3組研究對象一般資料的比較

2.2 3組研究對象血清指標及肺功能相關指標的比較 未并發PAH組和并發PAH組患者血清中的Lp-PLA2和ES水平均較對照組升高,而FEV1%和FEV1/FVC均較對照組下降(P<0.05);并發PAH組患者血清中的Lp-PLA2和ES水平較未并發PAH組升高,而FEV1%和FEV1/FVC均較未并發PAH組降低(P<0.05)。見表2。

表2 3組研究對象血清指標及肺功能相關指標的比較

2.3 COPD患者血清中Lp-PLA2、ES水平與FEV1%和FEV1/FVC的相關性 COPD患者血清中Lp-PLA2、ES水平均與FEV1%和FEV1/FVC呈負相關(P<0.05),見表3。

表3 COPD患者血清中Lp-PLA2、ES水平與FEV1%和FEV1/FVC的相關性

2.4 二元Logistic回歸模型分析COPD并發PAH的危險因素 二元Logistic回歸分析顯示,較高水平的FEV1%及FEV1/FVC是COPD并發PAH的保護因素,而較高水平的Lp-PLA2、ES是COPD并發PAH的危險因素(P<0.05),見表4。

表4 二元Logistic回歸模型分析COPD并發PAH的危險因素

2.5 血清中的Lp-PLA2、ES水平對COPD并發PAH的診斷價值 以COPD患者是否出現PAH為前提繪制ROC曲線。Lp-PLA2、ES的最佳截斷值分別為125.78 μg/L、94.03 μg/L,Lp-PLA2、ES的AUC值分別為0.778、0.749(Z=6.321,P<0.05;Z=5.300,P<0.05)。Lp-PLA2聯合ES的AUC為0.832(0.752～0.911),其靈敏度和特異度分別為80.39和83.61(Z=8.140,P<0.05),見表5、圖1。

圖1 血清中的Lp-PLA2、ES水平對COPD并發PAH的診斷價值

表5 血清中的Lp-PLA2、ES水平對COPD并發PAH的診斷價值

3 討論

據流行病學統計,COPD發生率在40歲以上人群中約為10%～12%,且急性進展期的并發癥發生率和再住院率較高,不僅增加患者的經濟負擔,并嚴重威脅患者的生存質量和生命安全[1]。COPD的發生機制復雜,多與病原菌感染、空氣污染及吸煙有關。這些因素使氣道或支氣管發生慢性炎癥,支氣管黏膜充血水腫,誘導呼吸道上皮細胞分泌黏液,支氣管平滑肌痙攣,使氣道狹窄,肺組織過度充氣,導致肺血管阻力增加,最終造成COPD患者并發PAH[10]。COPD并發PAH是病情加速進展的重要環節,若控制不及時,其死亡率和致殘率較高,但目前臨床檢測手段以臨床表現和肺動脈壓監測為主,無法進行早期預測和評估[11-12]。因此,分析COPD并發PAH的危險因素,篩選生化指標早期預測COPD并發PAH的可能性,這對及時干預治療、改善患者預后具有重要價值。

Lp-PLA2又稱血小板乙酰水解酶,主要由巨噬細胞和淋巴細胞合成,包含3種亞型,參與細胞因子合成、氧化應激反應及膽固醇轉運等過程[2]。Lp-PLA2是一種非Ca2+依賴性磷脂-2-酰基水解酶,通過水解酰基鏈形成溶血磷脂酰膽堿(Lysophosphatidylcholine,Lyso-PC)和氧化性脂肪酸(Oxidized free fatty acids,oxFFA),這兩種水解產物對炎癥反應均具有促進作用,是導致炎癥級聯反應的重要因素[13]。Acharya等[14]發現,在Ⅰ期臨床實驗中,特異性Lp-PLA2抑制劑Darapladib能夠顯著降低Lp-PLA2活性,同時他們還發現,血液循環中的白細胞介素(IL)-6和CRP也隨之降低。Lyubarova等[5]發現,Lp-PLA2能夠氧化分解HDL,介導髓過氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)合成,降低抗炎因子對氧磷酶(Paraoxonase 1,PON1)和載脂蛋白A-Ⅰ(Apolipoprotein A-Ⅰ,APOA-Ⅰ),從而損傷血管內皮細胞。ES是膠原X Ⅷ的內部片段,由184個氨基酸組成,分子量約為20 kDa,具有極強的抑制血管生成作用[15]。最近的相關研究[16]發現,ES可能是潛在的炎癥性疾病標志物,在一些慢性炎癥疾病(如:糖尿病視網膜病變、肺纖維化及慢性腎病)中,血清ES水平明顯升高。有學者[17]認為,ES能夠激活肺組織纖維母細胞,使成纖維細胞異常增殖,促進肺泡內膠原蛋白過度沉積,從而誘導肺組織發生纖維化。Boguslawska等[18]發現,COPD的誘因(如:吸煙和有毒氣體)能夠促進膠原X Ⅷ水解,使血漿中的分解產物ES上升,破壞ES/血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)的平衡狀態,使支氣管血管網發生重構,增加COPD發生PAH的風險。Goyanes等[19]發現,當血清中ES水平升高時,PAH患者的活動耐力和血流動力學指標均下降,可能與ES誘導血管重塑從而加重PAH有關。

本研究結果顯示,COPD未并發PAH組和并發PAH組患者血清中的Lp-PLA2和ES水平均較對照組升高,且COPD并發PAH組患者血清中的Lp-PLA2和ES水平較未并發PAH組升高,提示Lp-PLA2和ES可能對COPD的進展具有促進作用。Seri等[20-21]發現,Lp-PLA2能夠激活趨化,使單核細胞和白細胞發生趨化運動,定向集中于內皮細胞表面,釋放黏附因子和炎癥因子,使內皮細胞周圍的炎癥水平升高,并損傷內皮細胞細胞膜。Lp-PLA2的這種促炎機制可能是誘導COPD并發PAH的重要原因。ES能夠阻礙內皮細胞的修復過程,并誘導其凋亡,降低肺泡的換氣功能,同時,ES能夠使肺內毛細血管網中的內皮細胞發生功能障礙,誘導肺血管重構,促進COPD進展,增加COPD并發PAH的風險[18-19]。本研究結果提示Lp-PLA2、ES能夠反映機體的肺功能狀態,有望成為篩查肺功能的血清指標。Lp-PLA2能夠降低機體內一氧化氮水平,促進氧化應激反應,誘導Lyso-PC合成,使肺泡表面活性物發生氧化,損傷正常肺功能[22]。ES能夠抑制抗凋亡蛋白的表達,從而促進支氣管末端上皮細胞和肺泡Ⅱ型細胞的凋亡,降低肺泡的通氣換氣效率,影響肺功能[23-24]。二元Logistic回歸分析顯示,較高水平的FEV1%及FEV1/FVC是COPD并發PAH的保護因素,而較高水平的Lp-PLA2、ES是COPD并發PAH的危險因素,提示血清中Lp-PLA2、ES水平和肺功能受損程度是導致COPD并發PAH的重要因素。ROC曲線提示Lp-PLA2、ES聯合檢測能夠提高COPD并發PAH的診斷價值,且靈敏度明顯上升,有利于早期篩查COPD患者人群中可能發生PAH的情況。但Lp-PLA2、ES作用于COPD并發PAH的機制尚不清楚,需要在后續的基礎研究中進一步去探索。

4 結論

COPD患者血清中Lp-PLA2、ES水平升高。同時,血清中Lp-PLA2、ES水平能夠側面反映機體肺功能情況,有望成為臨床篩查肺功能的血清指標。Lp-PLA2、ES聯合檢測對COPD患者并發PAH具有良好的診斷效能,且敏感度較高,為臨床早期針對性治療提供有力幫助。