原發性青光眼患者血清STAT3和SMAD4水平表達在臨床早期診斷及分期中的應用價值研究

李亞楠，賈洪強，魏素平，趙 駿（滄州市眼科醫院 .眼科；.眼底病科；.檢驗科；.功能科，河北滄州 061000）

青光眼是以視神經萎縮和視野缺損為共同特征的疾病，可引起不可逆轉的視野破損以及視力減退，是世界范圍內主要的致盲眼病[1]。原發性青光眼（primary glaucoma）是臨床上較為多見的慢性疾病，多發于老年人群體，其主要臨床癥狀為視野損傷、視力下降、眼壓高等，對患者日常生活造成極大威脅，帶來諸多不便[2]。目前主要使用眼壓測定和視力檢測等方法對原發性青光眼進行早期診斷和病情嚴重程度評判，但易受儀器設備和操作人員技術問題而影響檢查結果，由此會導致延誤病情診治[3]。因此，需要找尋更加準確、及時有效評判原發性青光眼病情的方法，這對于原發性青光眼的早期診斷有重要價值。信號轉導和轉錄激活因子3（signal transducers and activators of transduction 3，STAT3）是調節抗腫瘤免疫反應的核心，其在腫瘤生態系統內的癌癥和非癌細胞中廣泛活化，在抑制關鍵免疫活化調節劑的表達和促進免疫抑制因子產生方面起重要作用[4]。人類STAT3 的突變與免疫缺陷、自身免疫和癌癥等疾病有密切關系[5]。SMAD4 是SMAD蛋白家族中的一種，SMAD4 是轉化生長因子-β（TGF-β）信號傳導中的關鍵細胞內介質，在許多組織和器官正常發育中起關鍵作用，而TGF-β 是眼睛前段內細胞外基質形成的關鍵調節因子[6-7]。有研究表明[8]，TGF-β2 與原發性青光眼的發病機制有關，而TGF-β2 是TGF-β 的家族成員，由此可推測，SMAD4 與原發性青光眼也有一定聯系。目前血清STAT3 和SMAD4 表達水平在原發性青光眼患者中的研究較少，因此，本研究通過測定血清STAT3 和SMAD4 表達水平，進一步分析血清STAT3 和SMAD4 水平表達在原發性青光眼患者臨床早期診斷及分期中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取滄州市眼科醫院2021年8月～2023年5月收治的原發性青光眼患者86 例作為研究組，納入標準：①符合《我國原發性青光眼診斷和治療專家共識》[9]中原發性青光眼診斷標準；②無精神異常和認知障礙者；③房角鏡檢查顯示房角開放者；④患者及其家屬均知情并簽署同意書。排除標準：①并發有其他重癥眼部疾病患者；②檢查報告單和臨床資料不完善者；③近期內有抗青光眼相關治療史者或伴有內眼手術病史；④年齡＜18 歲；⑤伴隨有可能影響視功能障礙的其他疾病者。另選取同期在本院進行體檢的健康正常者86 例作為對照組。研究組男性44 例，女性42例，平均年齡54.95±6.5 歲，體質量指數（BMI）23.12±2.36kg/m2，舒張壓85.11±10.19mmHg，收縮壓133.94±15.25mmHg，血糖5.32±0.70mmol/L；對照組男性45 例，女性41 例，平均年齡54.12±6.15 歲，BMI 23.37±2.48 kg/m2，舒張壓85.46±10.15mmHg，收縮壓133.14±15.62mmHg，血糖5.21±0.63mmol/L。研究組和對照組的性別、年齡、BMI，舒張壓、收縮壓、血糖等一般資料比較差異無統計學意義（χ2/t=0.023，0.856，0.677，0.226，0.340，1.083，均P＞0.05），具有可比性。本研究已經過醫院倫理委員會審核并批準。

1.2 儀器與試劑 人血清STAT3（上海康朗生物有限公司，貨號EH0602），SMAD4 酶聯免疫吸附試劑盒（北京安迪華泰生物科技有限公司，貨號ELK2676），HFA（Humphrey Visual Field Analyer）標準自動視野計（德國Carl Zeiss 公司，型號750i）。

1.3 方法

1.3.1 血清STAT3，SMAD4 表達水平檢測：抽取研究對象空腹靜脈血5 ml，靜置30 min，以3 000 r/min離心10 mim后，收集血清置于-80℃冰箱保存。采用ELISA 法檢測血清STAT3 和SMAD4 表達水平，所有試驗相關操作均嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3.2 視野檢測和視神經損傷程度評估：原發性青光眼患者入院后進行視野檢查，所有檢查均由同一個資深醫師完成。采用HFA 標準自動視野計SITA 24-2 程序進行檢測，檢查結束后統計結果并計算平均缺損值（MD），并依據HPA 視野分期系統進行分期：MD＜-6 dB表示輕度視神經損傷（輕度損傷期，n=30），-6 dB ≤MD＜-12 dB 表示中度視神經損傷（中度損傷期，n=34），MD ≥-12 dB 表示重度視神經損傷（重度損傷期，n=22）。

1.4 統計學分析 采用SPSS 25.0 統計學軟件進行數據處理。計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析（進一步兩兩比較采用snk-q檢驗）；計數資料以例或百分率（n，%）表示，組間比較采用χ2檢驗；多因素Logistic 回歸分析影響原發性青光眼臨床分期的相關因素；運用MedCalc 軟件繪制ROC 曲線分析血清STAT3 和SMAD4 表達水平對原發性青光眼中/重度損傷期的診斷價值，使用并聯計算靈敏度、特異度，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組血清STAT3 和SMAD4 表達水平比較研究組血清STAT3（13.96±3.45 ng/ml）和SMAD4（11.23±2.85 ng/ml）表達水平均顯著高于對照組（9.83±1.72 ng/ml，7.78±1.95 ng/ml），差異有統計學意義（t=9.935，9.265，均P＜0.05）。

2.2 不同臨床分期的原發性青光眼患者血清STAT3和SMAD4 表達水平比較 見表1。輕度損傷期、中度損傷期和重度損傷期組原發性青光眼患者血清STAT3 和SMAD4 表達水平均逐漸升高，差異有統計學意義（均P＜0.05）；重度損傷期血清STAT3和SMAD4 表達水平均明顯高于輕度損傷期和中度損傷期（t=2.826，3.072；5.051，5.749，均P＜0.05），且中度損傷期血清STAT3 和SMAD4 表達水平均明顯高于輕度損傷期（t=2.548，3.378，均P＜0.05）。

表1 原發性青光眼患者血清STAT3，SMAD4 表達水平比較（±s，ng/ml）

表1 原發性青光眼患者血清STAT3，SMAD4 表達水平比較（±s，ng/ml）

項 目輕度損傷期（n=30）中度損傷期（n=34）重度損傷期（n=22）F 值P 值STAT311.88±2.5213.85±3.5116.96±4.6313.0850.000 SMAD49.15±1.9511.23±2.8314.08±4.1217.5130.000

2.3 不同臨床分期的原發性青光眼患者一般資料比較 見表2。輕度損傷期、中度損傷期和重度損傷期患者性別、年齡、舒張壓、收縮壓、血糖相比，均無明顯差異（均P＞0.05），原發性青光眼患者眼壓隨著損傷分期的升高逐漸增加（P＜0.05）。

表2 不同臨床分期的原發性青光眼患者一般資料比較[±s，n（%）]

表2 不同臨床分期的原發性青光眼患者一般資料比較[±s，n（%）]

注：a 與輕度損傷期比較，t=3.563,6.480,P ＜0.05；b 與中度損傷期比較，t=3.386,P ＜0.05。

類 別輕度損傷期（n=30）中度損傷期（n=34）重度損傷期（n=22）χ2/F 值P 值性別 男17（56.67）14（41.18）13（59.09）2.2740.321女13（43.33）20（58.82）9（40.91）年齡（歲）54.68±6.1255.12±7.0355.06±6.420.0400.961收縮壓（mmHg）132.56±15.18134.41±15.23135.11±15.360.2040.816舒張壓（mmHg）84.35±10.1385.16±10.1986.05±10.270.1770.838眼壓（mmHg）24.21±5.0328.16±6.31a32.26±7.57ab10.5770.001血糖（mmol/L）5.28±0.625.32±0.735.39±0.760.1570.855

2.4 多因素Logistic 回歸分析影響原發性青光眼臨床分期的相關因素 見表3。以原發性青光眼臨床分期為因變量（中/重度損傷期=1，輕度損傷期=0），以血清STAT3，SMAD4 和眼壓為自變量（均為連續變量），行Logistic 回歸分析，結果顯示，血清STAT3，SMAD4，眼壓為影響原發性青光眼臨床分期的危險因素（P＜0.05）。

表3 多因素Logistic 回歸分析影響原發性青光眼臨床分期的相關因素

2.5 血清STAT3 和SMAD4 表達水平對中/重度損傷期患者的診斷價值 見表4 和圖1。血清STAT3和SMAD4 以及二者聯合診斷中/重度損傷期患者的曲線下面積（area under curve，AUC）分別為0.857（95%CI：0.765～0.923），0.871（95%CI：0.782～0.934），0.963（95%CI：0.899～0.992），二者聯合優于血清STAT3，SMAD4 各自單獨診斷（Z=2.558，1.961，P=0.010，0.049），其靈敏度和特異度分別為96.43%，83.33%。

圖1 血清STAT3 和SMAD4 表達水平診斷中/重度損傷期患者的ROC 曲線

表4 血清STAT3 和SMAD4 表達水平對中/重度損傷期患者的診斷價值

3 討論

青光眼是世界上導致不可逆轉失明的常見病因，全球約12%的病例與青光眼有關。青光眼是一種退行性視神經病變，其特征是視網膜神經節細胞和視網膜神經纖維層進行性變性，導致相應視野缺損[10]。原發性青光眼是青光眼一個亞型，分為原發性開角型青光眼和原發性閉角型青光眼兩種，其發病癥狀不明顯，病發速度快，當患者感覺眼部腫脹、疼痛、視力下降時，經檢查已到中度損傷期或重度損傷期，錯過了最佳治療時間，并且青光眼造成視神經損傷是不可逆轉的[11]。因此，為了避免患者錯過最佳診治時間，深入了解探究原發性青光眼的發病機制，早期診斷出患者病情變化，需尋找有效生物學指標輔助評估患者病情發展狀況，從而降低因青光眼造成的致盲率。

信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）是細胞質轉錄因子家族，由770 個氨基酸組成的蛋白質，其特征是存在6 個功能保守結構域，STAT3 也參與許多生物過程，包括細胞增殖、分化和存活以及血管生成等[4,12]。胡鵬剛等[13]研究發現，在鼻咽癌組織中Suv39H1 表達水平顯著升高，p-JAK2 和p-STAT3 蛋白表達均明顯升高（P＜0.01），表明下調Suv39H1/JAK2/STAT3 通路可抑制鼻咽癌CNE-2細胞增殖、侵襲，促進凋亡。由此可推測，STAT3在原發性青光眼中扮演著重要角色，可通過下調STAT3 控制原發性青光眼疾病的發展進程。另外，許全林等[14]研究表明，膽囊癌患者組血清p-STAT3水平顯著高于健康對照組，低分化、臨床分期Ⅱ期患者的血清p-STAT3 水平顯著高于中高分化、Ⅰ期患者，表明膽囊癌患者血清p-STAT3 水平升高，與臨床分期和分化程度有一定關系，且影響著STAT3的水平變化，這與本研究結果類似。據報道，長非編碼RNA GAS5 與青光眼有關，GAS5 對人小梁網細胞功能的影響及其與人小梁網細胞中miR-29b-3p有相互作用，GAS5 靶向調控miR-29b-3p，STAT3與miR-29b-3p 也存在靶向關系，miR-29b-3p 沉默減輕了STAT3 抑制，研究提示GAS5/miR-29b-3p/STAT3 在人小梁網細胞中發揮著重要作用，這可能為青光眼提供有效的治療方法[15]。本研究中，原發性青光眼患者血清STAT3 表達水平顯著高于對照組，且血清STAT3 表達水平隨著損傷分期的升高，逐漸升高（P＜0.05），提示血清STAT3 水平受原發性青光眼疾病的影響，抑制STAT3 水平，可能通過提高小梁網細胞功能，改善原發性青光眼的損傷分期。陳曦等[16]研究發現，STAT3 信號通路參與年齡相關性黃斑病變的防治過程，調控多種炎癥因子的表達，推測原發性青光眼患者中STAT3 表達升高，可能通過調節炎癥因子水平促進疾病進展。本研究進一步分析原發性青光眼病情嚴重程度的影響因素，結果顯示，血清STAT3 和眼壓升高均是原發性青光眼中/重度損傷的危險因素，ROC 曲線顯示血清STAT3 表達水平對中/重度損傷期患者診斷的AUC 為0.857，當血清STAT3 水平高于13.69 ng/ml時，患者病情已到中/重度損傷期的幾率相對較高，顯示血清STAT3 對病情程度有較好的評估價值且在臨床分期中有一定應用價值。有研究表明[17]，乳腺癌患者血清STAT3 表達水平明顯高于對照組，血清STAT3 高表達水平為發生乳腺癌的獨立危險因素，與乳腺癌的發生密切相關，有利于早期識別高危乳腺癌患者，而本研究結果表明STAT3 可能作為原發性青光眼早期診斷的潛在血清標志物，這與既往研究相似。

SMAD4 是TGF-β 超家族細胞內關鍵性介質，TGF-β 是視網膜脈管系統發育所必需的信號通路[18]。SMAD4 在內皮細胞上的特異性丟失會導致視網膜動靜脈畸形，血管直徑增加和血管生長速度減緩[19]。本研究中，原發性青光眼患者血清SMAD4 表達水平均顯著高于對照組，提示SMAD4可能通過影響視網膜動靜脈及血管直徑參與原發性青光眼的發生。已有大量研究報道[20]，TGF-β/Smad4 通路對調節各種疾病纖維化過程中細胞外基質的產生具有本質作用，TGF-β/Smad 通路調節細胞外基質關鍵組成成分，且會在小梁網細胞中沉積，從而導致眼壓升高。有研究表明[21]，在老年肝癌患者血清SMAD4 水平明顯升高，死亡肝癌患者血清SMAD4 水平明顯高于存活肝癌患者（P＜0.05），表明SMAD4 在老年肝癌的發病過程中及預后評估中具有重要作用。史玲玲等[22]研究發現，肝癌患者組血清SMAD4 水平均顯著高于對照組，早期、中期及晚期組患者血清SMAD4 水平隨著病情進展持續升高（P＜0.05），表明血清SMAD4 水平可作為評估患者預后的血清標志物，推測SMAD4 水平變化也可評估原發性青光眼預后情況。本研究發現，SMAD4 表達水平隨著原發性青光眼損傷分期升高逐漸升高（P＜0.05），提示血清SMAD4 表達水平與原發性青光眼損傷嚴重程度具有一定相關性，且血清SMAD4 表達水平為影響原發性青光眼臨床分期的危險因素，對中/重度損傷期患者具有一定的診斷價值，這與既往研究相一致。王曉庚等[23]研究表明，在口腔癌患者中進展組SMAD4 蛋白陽性率均明顯高于穩定組、部分緩解組和完全緩解組，臨床Ⅲ期、Ⅳ期患者中SMAD4 表達量顯著高于其在臨床Ⅰ，Ⅱ期中的表達，且血清SMAD4 是口腔癌患者轉移或復發的獨立危險因素，臨床分期與SMAD4 表達水平有著緊密聯系，且臨床分期對多種疾病的靶向治療有較大影響，這與本研究結果相似。本研究進一步分析顯示，血清STAT3，SMAD4聯合評估原發性青光眼中/重度損傷期患者的AUC均高于二者單獨檢測，由此表明血清STAT3，SMAD4 聯合可更有效地評估原發性青光眼患者病情進展情況，能夠為原發性青光眼患者的臨床治療提供可靠的參考價值，可能作為原發性青光眼治療的潛在新靶點。

綜上所述，原發性青光眼患者血清STAT3 和SMAD4 表達水平均顯著升高，在臨床分期中有一定的應用價值，二者聯合檢測對中/重度損傷期患者有較好的診斷價值，值得臨床上推廣和應用。但是，血清STAT3 和SMAD4 參與原發性青光眼的發病機制，尚需更深入探討。