急性加重期特發性間質性肺炎患者血清CD59、Gremlin-1表達及與近期預后的相關性

符艷,金朝暉,王偉,閔銳,肖雪飛

特發性間質性肺炎(idiopathic interstitial pneumonia,IIP)是以肺實質慢性炎性反應及纖維化為主要病理改變的非特異性疾病[1]。急性加重期IIP患者可發生嚴重肺部感染、呼吸衰竭及肺心病,病死率可達50%,威脅患者生命[2]。病理組織學檢查是IIP診斷的金標準,但具有一定的創傷性。CD59是一種細胞膜補體調節蛋白,參與調節補體激活。研究表明,CD59能夠抑制T淋巴細胞活性,參與樹突狀細胞和B細胞的信號傳導,發揮調節免疫的作用,是潛在的IIP生物標志物[3-4]。Gremlin-1是一種促血管生成因子,能夠拮抗骨形態發生蛋白4結合其受體,抑制呼吸道上皮細胞的分化發育,參與肺間質纖維化的過程[5-6]。目前急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1表達及其與近期預后的關系報道較少。本研究通過檢測急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平,探討兩者的臨床意義,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2020年3月—2022年2月湖南中醫藥大學第一附屬醫院呼吸內科診治的急性加重期IIP患者90例為研究對象(急性加重期組),男48例,女42例,年齡(67.74±2.12)歲;體質量指數(21.86±2.11)kg/m2;有吸煙史44例。以同期診治的穩定期IIP患者60例為穩定期組,男32例,女28例,年齡(67.56±2.29)歲;體質量指數(21.94±2.13)kg/m2;有吸煙史27例。以同期體檢的健康者60例為健康對照組,男33例,女27例,年齡(67.16±2.38)歲;體質量指數(21.53±2.07)kg/m2;有吸煙史26例。3組的性別、年齡、體質量指數及吸煙史比較,差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究已經獲得醫院倫理委員會批準[科倫審(2019)2019-61-3號],受試者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①結合高分辨率計算機斷層掃描(high resolution computed tomography,HRCT)對急性加重期IIP進行診斷,同時符合2011年美國胸科學會制定的標準[7];②年齡≥18歲;③患者能夠配合相關檢查及治療。(2)排除標準:①排除結締組織疾病、藥物毒性等引起的間質性肺疾病;②合并嚴重肝、腎等器質功能障礙;③合并惡性腫瘤;④妊娠或哺乳期婦女。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 血清CD59、Gremlin-1檢測:留取急性加重期組IIP患者入院后即刻、穩定期組患者門診復查及健康對照組健康體檢時清晨空腹靜脈血5 ml,室溫靜置1 h后,離心留取上層血清。 采用酶聯免疫吸附實驗(雙抗體夾心法)檢測血清CD59、Gremlin-1的表達。人CD59 ELISA試劑盒購自上海初態生物公司,貨號QT1957;人Gremlin-1 ELISA試劑盒購自上海優唯科生物科技公司,貨號YKW-11815。試驗步驟按照試劑盒說明書進行。終止液終止反應后15 min內以ELx800TM型酶標儀(美國Biotek公司生產)檢測各孔OD450值,根據標準品各濃度值對應的OD450值繪制標準曲線,對應計算標本孔的濃度。

1.3.2 實驗室指標檢查:白細胞計數(WBC),C反應蛋白(CRP),紅細胞沉降率(ESR),高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C),低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),總膽固醇(TC),三酰甘油(TG),乳酸脫氫酶(LDH)。

1.3.3 血氣分析:動脈血氧分壓(PaO2),動脈血二氧化碳分壓(PaCO2),動脈血氧飽和度(SaO2)。

1.3.4 IIP患者HRCT評分:所有急性加重期IIP患者入院后24 h內均予以胸部HRCT,選取主動脈弓、氣管分叉、膈頂上1 cm三個層面,根據是否存在磨玻璃樣、網格樣、蜂窩樣改變三個方面,由3位放射科醫生對讀片進行HRCT評分。每個方面根據病變范圍分為:無改變為0分,≤5%為1分,6%～25%為2分,26%～50%為3分,51%～75%為4分,>75%為5分。將3個平面的3個方面的病變范圍評分相加得到最終的HRCT總分。

1.3.5 隨訪:所有患者入院后開始隨訪,根據隨訪3個月時生存預后情況,將IIP患者分為生存亞組(n=59)和死亡亞組(n=31)。

2 結 果

2.1 3組血清CD59、Gremlin-1比較 急性加重期組血清CD59、Gremlin-1水平分別為(10.56±2.11)μg/L、(10.48±1.12)μg/L,明顯高于穩定期組的(2.08±0.30)μg/L、(3.14±0.52)μg/L和健康對照組(1.13±0.28)μg/L、(2.26±0.41)μg/L(t=30.916、47.431,34.379、54.420,P均<0.001)。穩定期組血清CD59、Gremlin-1水平明顯高于健康對照組(t=5.253,8.363,P均<0.001)。

2.2 急性加重期組2亞組血清CD59、Gremlin-1水平及臨床指標比較 死亡亞組患者ESR、HRCT評分,血清CD59、Gremlin-1明顯高于生存亞組,差異有統計學意義(P均<0.05)。2亞組在性別、年齡、病程、吸煙史、體質量指數(BMI),HDL-C、LDL-C、TC、TG、WBC、CRP、 LDH,PaO2、PaCO2、SaO2之間比較,差異無統計學意義(P均>0.05),見表1。

表1 生存亞組與死亡亞組患者血清CD59、Gremlin-1水平及臨床指標比較

2.3 急性加重期組血清CD59、Gremlin-1水平與臨床指標的相關性 Pearson相關分析結果顯示,急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平與ESR、HRCT評分呈正相關(P均<0.01),與WBC、CRP、PaO2、PaCO2、SaO2無明顯相關性(P均>0.05),見表2。

表2 急性加重期IIP組血清CD59、Gremlin-1水平與臨床指標的相關性

2.4 急性加重期IIP患者死亡預后的多因素Logistic回歸分析 以急性加重期IIP患者隨訪3個月時生存預后為因變量(賦值:1=死亡,0=生存),以表1中差異有統計學意義的指標(P<0.05)為自變量,進行多因素Logistic回歸分析,結果顯示:HRCT評分高、CD59高、Gremlin-1高是影響急性加重期IIP患者死亡預后的危險因素,見表3。

表3 急性加重期IIP患者死亡預后多因素Logistic回歸分析

2.5 急性加重期IIP患者死亡預后的評估價值ROC曲線分析 繪制急性加重期IIP患者死亡預后的評估價值ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC), 結果顯示:HRCT評分,血清CD59、Gremlin-1及聯合檢測評估預后的AUC分別為0.807、0.779、0.752、0.867,以聯合檢測的AUC最大(Z=5.183、4.349、5.127,P均<0.001),見表4、圖1。

圖1 急性加重期IIP患者死亡預后的評估價值ROC曲線

表4 急性加重期IIP患者死亡預后的評估價值ROC曲線分析

3 討 論

IIP是病因不明的一組能夠廣泛累及雙肺實質和間質的疾病,病理上表現為彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂及肺間質纖維化。目前IIP發病機制尚不清楚,可能與遺傳因素和免疫因素有關[8]。IIP起病較為隱匿,早期臨床表現不明顯,當發展為急性加重期時,患者病死率較高。本研究中,急性加重期IIP患者病死率為34.4%(31/90),與既往研究報道結果一致[9]。病理學檢查雖然是IIP診斷的金標準,但存在活檢位置及取材的不確定性,穿刺可能導致出血及氣胸等風險,導致部分患者不能得到準確的診斷。臨床上,胸部HRCT是IIP主要的輔助檢查手段,有助于評估IIP病情嚴重程度,但由于具有輻射性,急性加重期IIP患者短期反復復查受到一定的限制[10]。深入研究急性加重期IIP患者疾病機制,尋找能夠評估患者臨床預后的血清標志物,對于早期積極診治,具有重要臨床意義。

CD59是一種細胞表面糖蛋白,該蛋白是補體膜攻擊復合物的有效抑制因子,結合補體C8和C9,抑制C8和C9參與膜攻擊復合物的組裝過程,調節補體介導的細胞裂解[11]。近年來有學者報道,CD59表達上調能夠加重肺泡上皮損傷,促進特發性間質性肺纖維化的疾病進展[3]。本研究中,IIP患者血清CD59水平升高,這與既往Cameli等[3]在特發性肺纖維化患者中報道的血清CD59水平升高結果一致,該研究表明,CD59水平升高能夠加重患者肺泡及支氣管黏膜上皮損傷,導致患者不良預后。本研究證實,在急性加重期IIP患者血清CD59升高更為明顯,提示CD59可能參與IIP急性加重期的疾病發生。分析其原因,可能是急性加重期IIP患者轉化生長因子β促進CD59的表達。既往研究發現,IIP患者中存在轉化生長因子β表達升高的現象[12],轉化生長因子β能夠通過磷酸化激活細胞內SMAD家族成員3,促進其與CD59啟動子結合,在轉錄水平上調CD59的表達,加重肺組織纖維化程度[13]。本研究中,急性加重期IIP患者血清CD59水平與ESR、HRCT評分呈正相關,表明血清CD59水平有助于反映急性加重期IIP患者病情程度。分析其機制,可能是CD59能夠活化單核細胞、T細胞等免疫細胞。研究表明,CD59的表達上調能夠促進單核巨噬細胞中CXC趨化因子配體10表達,進而募集活化單核細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞和自然殺傷細胞等免疫細胞并大量浸潤,加重組織局部炎性反應程度[14]。本研究中,血清CD59升高是影響急性加重期IIP患者死亡預后的獨立危險因素,提示血清CD59水平是潛在的評估急性加重期IIP患者近期預后的血清標志物。分析其原因,CD59表達上調能激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路,促進氣道平滑肌細胞過度增殖,同時增加血管內皮細胞表面細胞間黏附分子1、白介素-8的表達水平,促進免疫細胞與血管內皮細胞的黏附,加重組織炎性反應程度,導致IIP患者不良預后[15]。

Gremlin-1是一種內源性骨形態發生蛋白4拮抗因子,參與正常氣道遠端上皮細胞分化的調節。研究表明,Gremlin-1在肺動脈高壓、肺纖維化等肺部疾病中異常表達上調,通過抑制肺動脈內皮細胞凋亡,促進肺動脈平滑肌細胞的過度增殖,導致肺動脈高壓的形成[16-17]。本研究中,急性加重期IIP患者血清Gremlin-1水平升高,表明Gremlin-1參與促進IIP急性加重期的疾病發生。這與既往學者在IIP小鼠動物模型中發現的肺組織中Gremlin-1蛋白表達升高的結果一致[5]。分析其原因,可能與微小RNA對Gremlin-1表達調控失常有關。研究發現,IIP中轉化生長因子β信號通路的過度激活能夠抑制肺泡上皮細胞中微小RNA-27b的表達,導致其下游靶點Gremlin-1 mRNA穩定性增加,Gremlin-1蛋白水平相應升高,進而誘導肺組織間質中Ⅰ型膠原蛋白表達增加及肺纖維化的發生[18]。此外,本研究中,急性加重期IIP患者血清Gremlin-1水平與ESR、HRCT評分呈正相關,表明血清Gremlin-1水平能夠反映急性加重期IIP患者病情嚴重程度。既往研究發現,博來霉素誘導的IIP小鼠動物模型中,肺組織成纖維細胞中Gremlin-1的上調能夠抑制骨形態發生蛋白4,促進成纖維細胞增殖分化為肌成纖維細胞,促進肺組織纖維化[5, 19]。Farkas等[20]研究發現,在大鼠肺中過表達Gremlin-1能夠上調成纖維細胞生長因子-10,促進肺組織纖維化的同時,誘導肺泡上皮過度活化及細胞凋亡,加重IIP疾病嚴重程度。本研究中,血清Gremlin-1升高是影響急性加重期IIP患者死亡預后的獨立危險因素,提示血清Gremlin-1水平有助于反映急性加重期IIP患者臨床預后。分析其原因,可能是Gremlin-1表達升高促進肺纖維化的疾病進展,導致急性加重期IIP患者的不良生存預后。研究表明,纖維化肺組織中肺泡巨噬細胞Gremlin-1表達是正常肺泡上皮細胞的116.2倍,肺泡巨噬細胞Gremlin-1的過度表達能誘導轉化生長因子β的表達,轉化生長因子β促進肺泡上皮細胞發生上皮間質轉化,導致肺組織的纖維化,加重肺組織纖維化程度[21]。本研究中,HRCT評分、CD59、Gremlin-1三項聯合對急性加重期IIP患者死亡預后有較高的預測價值,提示HRCT評分、CD59、Gremlin-1三項聯合能夠有效評估急性加重期IIP患者死亡預后,為臨床早期評估急性加重期IIP患者預后提供可靠信息。

綜上所述,急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平升高,兩者表達水平與ESR、HRCT評分呈正相關,是影響急性加重期IIP患者死亡預后的獨立危險因素。HRCT評分,血清CD59、Gremlin-1聯合對急性加重期IIP患者死亡預后具有較高的評估價值。臨床醫生可參考該模型,對急性加重期IIP患者預后進行評估,并采取有針對性的治療措施,延緩肺部病情進展,改善IIP患者的臨床預后。本研究也存在一定的不足,本研究未對治療前后血清CD59、Gremlin-1水平動態變化進行監測,有待今后進行深入研究。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

符艷:設計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;金朝暉:提出研究思路,論文審核;王偉:資料搜集整理,論文修改;閔銳:分析試驗數據,進行統計學分析;肖雪飛:課題設計,論文撰寫