血清NOX4 聯合Nrf2 水平檢測對穩定期COPD 患者急性加重的預測價值

金小樂 錢晶 韓英 邵憲萍 張丹

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是以持續氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病，隨著病情發展變化出現COPD 急性加重，會導致氣道功能下降、死亡率增加。COPD 患者發生急性加重的易感性差異大，表現為急性加重頻率的異質性[1-2]。研究顯示，CRP、肺功能指標對穩定期COPD 患者頻繁發生急性加重無預測價值，而與氧化應激相關的實驗室指標8-異前列腺素-2α 是穩定期COPD 患者頻繁發生急性加重的影響因素[3]，提示氧化應激可能在COPD 患者頻繁發生急性加重中發揮重要作用。NADPH 氧化酶4（NADPH oxidase 4，NOX4）和核因子E2 相關因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）是調控氧化應激反應的重要分子，前者促進自由基生成而促進氧化應激的激活，后者清除自由基而抑制氧化應激的激活，相關研究證實NOX4/Nrf2 失衡與COPD 急性加重易感性增加有關[4]。本研究探討血清NOX4 聯合Nrf2 水平檢測對穩定期COPD患者頻繁發生急性加重的預測價值，現將結果報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2019 年8 月至2021 年12 月在河北北方學院附屬第一醫院住院治療并在出院后隨訪1 年內有急性加重發作情況的138 例穩定期COPD 患者作為研究對象。納入標準：（1）符合指南中穩定期COPD 診斷標準[5]；（2）接受住院治療，留取一般資料、實驗室指標等基線資料；（3）隨訪資料完整，隨訪時間為1 年。排除標準：（1）隨訪1 年期間病死的患者；（2）合并支氣管哮喘、支氣管擴張、肺結核等其他呼吸系統疾病；（3）合并惡性腫瘤、痛風、血液系統疾病、肝臟疾病等可能影響NOX4、Nrf2 的疾病；（4）正在使用非布司他、熊去氧膽酸、華法林等可能影響NOX4、Nrf2 的藥物。根據出院后1 年內急性加重發作次數分為急性加重發作次數≥2 次的頻發組52 例和發作次數≤1 次的非頻發組86 例。本研究經本院醫學倫理委員會審查通過（批準文號：W2023029），所有患者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 急性加重的評估及次數統計 所有患者均在出院后進行1 年隨訪，每個月進行1 次門診復查或電話回訪，隨訪內容為1 年內發生COPD 急性加重的情況，COPD 急性加重診斷標準參照指南[5]：患者主訴呼吸系統癥狀突然惡化、超出日常變異，主要癥狀為呼吸困難加重，伴有喘息、胸悶、咳嗽加劇、痰量增加、痰液顏色和（或）黏度改變以及發熱。統計隨訪1 年內的急性加重發作次數。

1.2.2 臨床資料收集 查閱患者入組時的住院病歷，記錄所需的基線治療。（1）一般資料：性別、年齡、合并慢性疾病（高血壓、糖尿病、高脂血癥）、吸煙史、COPD病程、肺功能分級；（2）輔助檢查指標：入院當天或次日采集外周靜脈血，采用血常規儀檢測WBC、Hb、PLT，采用生化分析儀檢測白蛋白（Albumin，ALB）、ALT、AST、肌酐（creatinine，Cr）、CRP，采用肺功能儀檢測第一秒用力呼氣量（forced expiratory volume in one second，FEV1）、用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、FEV1/FVC、FEV1占預計值百分比（FEV1%pred）。

1.2.3 血清NOX4、Nrf2 水平檢測 入院當天或次日采集外周靜脈血6～8 mL，靜置30 min 后凝血，3 000 r/min、半徑15 cm、離心10 min，取血清。嚴格按照NOX4、Nrf2 ELISA 試劑盒（上海高創化學科技有限公司，NOX4 貨號：CSB-EL015961HU，Nrf2 貨號：CSB-E16188H）操作說明書檢測NOX4、Nrf2水平。

1.3 統計學處理 采用SPSS 23.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的計量資料以M（P25,P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數資料組間比較采用χ2檢驗；等級資料組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；采用多因素logistic 回歸分析穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的影響因素；采用ROC 曲線評估NOX4、Nrf2 預測穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的效能。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者臨床資料比較 兩組患者性別、年齡、合并高血壓比例、合并高脂血癥比例、吸煙史、COPD病程、肺功能分級、WBC、Hb、PLT、ALT、AST、Cr、CRP、FEV1/FVC、FEV1%pred 比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05）；頻發組患者合并糖尿病比例高于非頻發組，ALB 水平低于非頻發組，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表1。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.2 兩組患者血清NOX4、Nrf2 水平比較 頻發組患者血清NOX4 水平高于非頻發組，Nrf2 水平低于非頻發組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表2。

表2 兩組患者血清NOX4、Nrf2 水平比較

2.3 穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的影響因素分析 以兩組間比較有統計學差異的合并糖尿病（未合并糖尿病=0、合并糖尿病=1）、ALB（連續變量）、NOX4（連續變量）、Nrf2（連續變量）為自變量，以穩定期COPD 患者1 年內急性加重發作次數為因變量（發作次數≥2 次=1、發作次數≤1 次=0），進行多因素logistic 回歸分析，結果顯示合并糖尿病、NOX4 水平升高是穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的危險因素（P＜0.01），而Nrf2 水平升高是穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的保護因素（均P＜0.01），見表3。

表3 穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的影響因素分析

2.4 血清NOX4、Nrf2 水平預測穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的效能 ROC 曲線分析顯示，血清NOX4、Nrf2 水平單獨及聯合檢測均對穩定期COPD患者1 年內急性加重頻繁發作具有預測價值（均P＜0.05），且兩項指標聯合預測的效能理想，靈敏度和特異度分別為0.814 和0.885，優于單一指標的靈敏度0.756、0.791 及特異度0.789、0.654，見圖1 和表4。

圖1 血清NOX4、Nrf2 水平預測穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的ROC 曲線

表4 血清NOX4、Nrf2 水平預測穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作的效能

3 討論

穩定期COPD 患者1 年內頻繁發生急性加重會造成肺功能迅速下降、影響日常生活，也會增加住院風險和死亡風險[6-7]。我國2021 年修訂的COPD 診療指南指出，1 年內急性加重發生次數≥2 次的COPD 患者具有發生COPD 急性加重的高風險[8]。根據COPD 相關的回顧性研究、隊列研究，1 年內急性加重發生次數≥2 次是判斷急性加重頻繁發作的標準[9-11]。

COPD 發生及病情進展涉及的生物學因素包括炎癥反應和氧化應激反應的過度激活，根據相關研究結果，在穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作中起關鍵作用的可能是氧化應激反應，而非炎癥反應[3，11]。本研究中，兩組患者WBC、CRP 等實驗室指標以及肺功能指標比較差異均無統計學意義，與既往其他研究[11]中穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作影響因素的結果一致。

NOX4 是介導活性氧生成的重要催化酶，發揮促進氧化應激激活、引起組織氧化損傷的作用；Nrf2 介導血紅素加氧酶-1 等抗氧化酶的表達，起到清除自由基的抗氧化作用。相關基礎研究證實，在包括COPD 的多種疾病模型中，NOX4 促進自由基生成、刺激氧化應激的激活，Nrf2 清除自由基、減輕氧化應激的程度[12-14]。另有臨床研究結果表明，在腦梗死、腦外傷、阻塞性呼吸睡眠暫停、多發性硬化等疾病中，NOX4、Nrf2 是與病情進展、預后轉歸相關的血清標志物[15-18]。本研究結果顯示，頻發組患者血清NOX4 水平高于非頻發組，Nrf2 水平低于非頻發組，表明促進自由基生長的NOX4 增多及促進自由基清除的Nrf2 減少與穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作有關。

本研究多因素logistic 回歸分析顯示，合并糖尿病、NOX4 增多是急性加重頻繁發作的危險因素，Nrf2增多是急性加重頻繁發作的保護因素。合并糖尿病是多種感染性疾病的危險因素，顯著增加患者感染的風險、進而誘發COPD 急性加重的發生；NOX4 和Nrf2與急性加重頻繁發作相關的結果表明氧化應激激活在穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作中起一定作用。ROC 曲線分析顯示，NOX4 和Nrf2 水平均對穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作具有預測價值，兩者聯合用于預測的靈敏度和特異度分別為0.814 和0.885。

綜上所述，穩定期COPD 患者1 年內急性加重頻繁發作（即急性加重發作次數≥2 次）與血清NOX4 水平升高、Nrf2 水平降低有關，提示氧化應激反應的激活參與穩定期COPD 急性加重頻繁發作的過程，聯合檢測血清NOX4 和Nrf2 水平對穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作具有較好的預測效能，靈敏度和特異度均超過0.8，這為今后發現新的穩定期COPD 患者急性加重頻繁發作預測標志物提供了研究證據。