Vanin-1在慢性阻塞性肺疾病患者血清中的表達及臨床意義

鄭琪 秦斌斌 沈斌 黃穎駿 朱佳嫣 胡婧瑋 鄭興東 宋雅君

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種常見的肺部疾病[1],是以氣流受限為特征[2],通常與顯著暴露于有毒顆粒或氣體后引起的氣道和肺泡異常炎癥反應有關[3]。目前臨床上將吸入支氣管擴張劑后,一秒鐘用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity,FVC)<0.7作為診斷COPD的金標準評估COPD患者的氣流受限情況[4],但是肺功能的測定受年齡和患者配合度及測試者的專業水平等因素的影響[5],不能取得有價值的測定值,影響對病情的評估[6]。所以尋找評估COPD的檢驗指標,對COPD的診斷具有重要意義。血管非炎性分子1(vascular non-inflammatory molecule 1,Vanin-1)是一種泛酰巰基乙胺酶[7],Vanin-1在疾病的氧化應激和炎癥反應中的作用受越來越多的關注,可作為疾病標志物[8]。另外,大量的研究表明炎癥和氧化應激在COPD中發揮重要作用[9],所以Vanin-1是否可以作為COPD的生物標志物值得研究。本研究探究Vanin-1在COPD患者血清中的表達及臨床意義,旨在為COPD的病情評估以及尋找新的治療靶點提供新思路。

資料與方法

一、研究對象

選取2022年3月至2022年12月入上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院黃浦分院呼吸內科門診住院部就診的COPD穩定期患者136例作為COPD組。所有COPD受試者診斷均符合全球慢性阻塞性肺疾病倡議 (GOLD指南)[10]。納入標準：(1)年齡≥40歲;(2)配合肺功能測試的患者;(3)COPD穩定期患者為3個月內病情穩定的患者;(4)肺功能檢查結果為 FEV1/FVC<70%,FEV1<80%預計值;(5)30天內未使用激素。排除標準：(1)哮喘、間質性肺疾病、肺源性心臟病及肺結核等其他肺部疾病患者;(2)嚴重心臟病以及肝腎功能異常的患者;(3)合并貧血等血液類疾病和甲狀腺功能亢進患者;(4)合并心腦血管疾病(高血壓、冠心病)、腫瘤及免疫疾病患者;(5)長期服用精神藥物患者。同時選取體檢健康者100例作為對照組。健康者無肺氣腫病史、既往無慢性支氣管炎,肺功能檢查無氣流受限的受試者。本研究均經過受試者同意,并通過本院醫學倫理委員會批準(2022-19)。

二、 臨床資料收集

依據信息采集表收集患者的臨床資料,包括性別、年齡、體重指數(BMI)、吸煙指數,以及肺功能指標,包括第 1 秒用力呼氣容積(FEV1)、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比(FEV1%pred)、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼氣容積/用力肺活量(FEV1/FVC),采用日本捷斯特公司生產的HI-101肺功能儀進行檢測。

三、血清中Vanin-1與IL-6、TNF-α、ROS水平檢測

收集受試者空腹的靜脈血6 mL,3 000 r/ min離心10 min,分離血清,保存于-80 ℃冰箱中待檢。采用酶聯免疫吸附試驗法(ELISA)檢測Vanin-1與IL-6、TNF-α水平,按照試劑盒的使用說明進行嚴格操作,Vanin-1 ELISA試劑盒、IL-6、TNF-α試劑盒由武漢默沙克生物科技有限公司提供。采用比色法檢測活性氧簇(ROS)水平,比色試劑盒由武漢明德生物科技股份有限公司提供。

四、觀察內容

①比較兩組受試者的臨床資料。②比較兩組受試者血清中Vanin-1的表達水平。③比較兩組受試者血清炎癥因子及ROS 的表達水平。④分析血清Vanin-1水平對COPD的診斷價值。⑤分析Vanin-1與IL-6、TNF-α及ROS的相關性。

五、統計學處理

采用SPSS 21.0軟件進行統計學處理,符合正態分布的計量指標采用均數±標準差表示,組間兩兩比較采用獨立樣本t檢驗;計數資料采用例數(百分比)表示,行χ2檢驗,Pearson分析Vanin-1與IL-6、TNF-α及ROS的相關性,運用受試者工作特征曲線(ROC)及曲線下面積(AUC)分析評價Vanin-1在COPD患者中的診斷價值。P<0.05差異有統計學意義。

結 果

一、兩組受試者的臨床資料比較

兩組受試者的性別構成比、年齡、BMI比較,差異無統計學意義(P>0.05); COPD組患者的吸煙指數明顯高于對照組(P<0.01), FEV1、FEV1% pred、FVC、FEV1/FVC明顯低于對照組,差異均有統計學意義(P<0.001)(見表1)。

表1 兩組受試者的臨床資料比較

二、兩組受試者血清Vanin-1表達水平比較

COPD組患者的血清Vanin-1的表達水平為(2.63±0.22)ng/mL,對照組受試者的血清Vanin-1的表達水平為(0.87±0.19)ng/mL,COPD組中Vanin-1的表達水平明顯高于對照組,差異有統計學意義(t=8.874,P<0.001)。

三、兩組受試者血清炎癥因子及ROS表達水平比較

COPD組患者的血清IL-6、TNF-α和ROS的表達水平均明顯高于對照組,差異有統計學意義(P<0.001)(見表2)。

表2 兩組受試者血清炎癥因子及ROS表達水平比較

四、Vanin-1在COPD 診斷中的臨床價值

ROC分析結果顯示,當截斷值為1.724 ng/mL時,Vanin-1診斷COPD疾病的AUC為0.912(95%CI：0.873～0.952),敏感度為87.39%,特異度為79.46%(見圖1)。

圖1 Vanin-1診斷COPD疾病ROC曲線

五、COPD 患者血清中Vanin-1與IL-6、TNF-α及ROS的相關性

Pearson分析結果顯示,Vanin-1與IL-6(r=0.319,P<0.001)、TNF-α(r=0.336,P<0.001)及ROS(r=0.429,P<0.001)均呈正相關(見圖2)。

圖2 Vanin-1與IL-6、TNF-α及ROS的相關性分析

討 論

COPD屬于一種慢性炎癥性疾病,該病的發病機制為累及中央及外周氣道、肺實質和肺血管的慢性氣道炎癥[11],以及因為慢性炎癥的反復損傷和修復而引起的氣道組織的結構變化,即為氣道重塑,其中氣道重塑是氣流受限的病理基礎,而小氣道的慢性炎癥是氣道重塑的主要原因[12]。目前利用現有的方法對COPD的診斷不足或者過度診斷是導致COPD治療復雜化的重要因素之一,目前COPD診斷主要依靠肺功能檢查,雖然被用作目前的金標準,但癥狀可能要到晚期才會顯現,相關研究表示,肺功能指標如FEV1參數存在一定的變異性,在評估疾病及臨床診療方面有一定的局限性[12],所以有必要尋找能夠較為準確預測COPD的標志物,以促進準確的診斷和治療。

氧化應激與炎癥反應的關系已有相當多的研究證實,炎癥反應可以導致氧化應激失衡,而氧化應激失衡也可以導致炎癥反應水平進一步加重[13]。炎癥反應在COPD的氧化應激發病機制中發揮著重要的作用,同時炎癥因子可以進一步促進氧化能力增強導致氧化應激失衡加重[14]。由于Vanin-1在炎癥和氧化應激中的重要作用,Vanin-1作為生物標志物的價值日益受到重視,特別是對患者血清中Vanin-1的分析已被證明具有很高的診斷價值[15]。Vanin-1作為糖基磷脂酸肌醇錨定的泛酸巰基乙胺酶,能夠水解底物泛酰巰基乙胺產生泛酸和半胱胺,組織中缺乏半胱胺時,能夠增強Y谷氨酰半胱氨酸合成酶的活性[16],提高超氧化物歧化酶,使氧自由基大量減少[17]。相關研究報道,敲除Vanin-1的小鼠具有較強的抗氧化應激和炎癥的能力[18]。本研究結果顯示,COPD患者血清中Vanin-1的表達水平明顯高于健康的受試者,而且當截斷值為1.724 ng/mL時,Vanin-1診斷COPD疾病的AUC為0.912(95%CI：0.873～0.952),敏感度為87.39%,特異度為79.46%,提示COPD與血清中Vanin-1的高表達有關,檢測血清Vanin-1的表達水平有助于臨床醫師識別COPD高危患者,并促進快速治療。

本研究結果還顯示,COPD患者血清中促炎因子IL-6、TNF-α和氧化應激指標ROS的表達水平明顯高于健康的受試者,進一步分析Vanin-1表達水平與IL-6、TNF-α及ROS的相關性,結果顯示,Vanin-1與IL-6、TNF-α及ROS呈正相關。從而證實了Vanin-1在炎癥反應和氧化應激中的重要作用,這些數據還加強了炎癥和氧化應激在COPD發病機制中的作用。提示Vanin-1表達升高與COPD患者的炎癥反應和氧化應激有關。目前藥物治療、家庭氧療和呼吸肌功能鍛煉能改善COPD緩解期患者的肺功能。本研究結果提示,Vanin-1表達升高可能是COPD的一種新的致病機制,可能為治療COPD提供新的思路。

總之,COPD患者血清Vanin-1的水平表達上調,與IL-6、TNF-α及ROS水平呈正相關,檢測血清Vanin-1的水平對COPD具有顯著的診斷價值。本研究存在一定的局限性,一方面受樣本量較小的限制,另一方面未對不同COPD分級患者血清中Vanin-1的表達進行驗證,而且關于Vanin-1在COPD中炎癥反應和氧化應激中機制作用尚未驗證,且與肺功能的相關研究未進行探討,后續將繼續實驗進一步明確。