血清IL-1β、HBP與慢性阻塞性肺疾病急性加重期伴呼吸衰竭患者無創正壓通氣治療預后的相關性

[摘要]目的：分析血清白細胞介素-1β（interleukin -1β，IL-1β）肝素結合蛋白（heparin-binding protein，HBP）與慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation phase of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）合并呼吸衰竭患者無創正壓通氣（non-invasive positive pressure ventilation，NIPPV）治療預后的關系。方法：AECOPD 合并呼吸衰竭患者122例行NIPPV治療，比較撤機成功組與撤機失敗組臨床特征，Logistic 回歸分析影響 NIPPV治療預后的因素，受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析血清 IL-1β、HBP 預測 NIPPV 治療預后的效能，決策曲線分析血清 IL-1β、HBP預測 AECOPD 合并呼吸衰竭患者 NIPPV 治療預后的凈收益率。結果：首次撤機成功95例 （77.87% ），撤機失敗27例（ 22.13% ）。相較于撤機成功組，撤機失敗組慢阻肺全球倡議分級（global initiativefor chronic obstructive lung disease，GOLD）3 級 ?4 級比例高，呼吸淺快指數（rapid shallow breathing index，RSBI）、血清IL-1β、HBP水平高，氧合指數低（均 Plt;0.05 ）。Logistic回歸分析顯示，AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療撤機失敗與GOLD3～4級、氧合指數降低，RSBI、血清IL-1β及HBP增高有關（ （Plt;0.05 ）。ROC曲線分析顯示，血清IL-1β、HBP預測NIPPV治療撤機結局的曲線下面積（areaunder curve，AUC）分別為0.790、0.783，兩者聯合預測的AUC 為0.884，均有一定預測價值。決策曲線分析顯示，血清IL-1β、HBP 聯合能提高預測 NIPPV 治療撤機結局效能，聯合血清IL-1β、HBP、GOLD 分級、RSBI氧合指數可顯著提高預測 NIPPV 撤機結局的凈收益率。結論：AECOPD合并呼吸衰竭患者 NIPPV撤機失敗與血清IL-1β、HBP表達增高有關，聯合血清IL-1β、HBP有助于預測撤機結局。

[文章編號]1006-2440（2025）03-0226-06

[引文格式]，，，等.血清IL-1β、HBP與慢性阻塞性肺疾病急性加重期伴呼吸衰竭患者無創正壓通氣治療預后的相關性[J].交通醫學，2025，39（3）：226-231.

[關鍵詞]慢性阻塞性肺疾病急性加重期;呼吸衰竭;無創機械通氣;白細胞介素-1β;肝素結合蛋白[中圖分類號]R563 [文獻標志碼]A [DOI] 10.19767/j.cnki.32-1412.2025.03.002

[Abstract]Objective：Toanalyze therelationship betweenserum interleukin-1β （IL-1β），heparin-binding protein （HBP）and theprognosisofnon-invasivepositive pressure ventilation （NIPPV）in patients withacute exacerbationphaseof chronic obstructive pulmonary disease （AECOPD）accompanied byrespiratory failure.Methods： One hundred and twentytwo patients with AECOPDacompanied byrespiratory failure underwent NIPPV treatment.The clinical characteristicsof patients inthesuccesful weaning groupand thefailed weaning groupwerecompared，andLogisticregresionanalysis was conducted toanalyze thefactors influencingtheprognosisof NIPPV treatment.Thereceiveroperating characteristic （ROC） curve wasused to analyze theefficacyof serum IL-1βand HBP in predicting theprognosisof NIPPV treatment.The decision curve was used toanalyze thenet incomeratioofserum IL-1βand HBP in predicting theprognosis of NIPPV treatment in patients with AECOPD accompanied by respiratory failure.Results： Ninety-five cases （77.87 % ） were successfully dismantled for the first time，while 27 cases （22.13 % ）failed.Compared with the successful dismantling group，the proportion of patients with Global Initiative for Chronic ObstructivePulmonary Disease （GOLD）grades 3and4 was higher， the respiratoryshalow fast index （RSBI），serum IL-1β and HBP levels were higher，andoxygenation index was lower in the failed dismantling group （ P lt;0.05）.Logistic regression analysis showed that the failure of NIPPV treatment dismantling inAECOPD patients with respiratory failure was associated with GOLD grade 3～4 ，decreased oxygenation index，and increased RSBI， serum IL- 1μB，HBP expression （ P lt;0.05）.ROC curve analysis showed that the area under curve （AUC） of serum IL- ^1β and HBP for predicting the dismantling outcome of NIPPV treatment was O.79O and O.783 respectively，and theAUCof thecombined prediction was O.884，both of which hadcertain predictivevalue.The decisioncurveanalysis showed thatthecombinationof serum IL-1βand HBPcan improvethe eficacyinpredicting thedismantlingoutcomeof NIPPV treatment.Thecombination ofserum IL-1β，HBP，GOLD classification，RSBI and oxygenation indexcan significantlyincreasethenetincomeratio for predicting thedismantlingoutcomeof NIPPV.Conclusion：Thefailureof NIPPV dismantling in AECOPD patients accompanied byrespiratory failureis related to the increased expressionof serum IL-1β and HBP，and the combination of serum IL- 1β and HBP is helpful for predicting the dismantling outcome.

[Key words]acute exacerbation phase of chronic obstructivepulmonary disease;respiratory failure;non-invasive positive pressure ventilation; interleukin-1β; heparin-binding protein

無創正壓通氣（non-invasivepositivepressureventilation，NIPPV）是慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation phase of chronic obstructive pul-monarydisease，AECOPD）合并呼吸衰竭的首選呼吸支持策略，能減輕呼吸性酸中毒，降低死亡率和插管率。但長時間機械通氣可引起患者呼吸機依賴，難以撤機，影響肺功能恢復，甚至增加心血管并發癥風險2。目前臨床醫生主要根據患者癥狀及自主呼吸意識決定撤機時機，但部分患者體征平穩后仍不能維持自主呼吸，需要結合其他指標判斷撤機指征。白細胞介素-1β（interleukin ^{-1β，IL-1β} ）是由單核細胞生成的強力致炎因子，與COPD患者肺功能有顯著相關性，監測IL-1β能反映肺部炎癥是否惡化，指導治療方案制定[4]。肝素結合蛋白（heparin-bindingprotein，HBP）是一種由單核細胞代謝的蛋白，當感染或急性肺損傷時表達增高，監測血清HBP表達對AECOPD抗感染治療有一定指導意義5。本研究選擇2022年6月一2024年5月我院收治的122例AE-COPD合并呼吸衰竭患者為研究對象，分析血清IL-1β、HBP與AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的關系。

1資料與方法

1.1一般資料 AECOPD合并呼吸衰竭患者122例，納入標準：（1）符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2021年）》中AECOPD的診斷標準；（2）年齡40歲以上；（3）合并Ⅱ型呼吸衰竭；（4）行NIPPV治療，預期通氣時間超過 48h 。排除標準：（1）合并其他急慢性呼吸系統疾病；（2）肺部惡性腫瘤；（3）腦卒中、帕金森病、肌無力等影響呼吸肌功能的疾病；（4）自身免疫性疾病累及肺功能；（5）以往有肺部手術史；（6）重癥肺部感染；（7）患有精神疾病不能配合NIPPV；（8）其他影響檢查結果的急慢性炎癥疾病。剔除標準：（1）入院 24h 內全因死亡；（2）突發其他急性并發癥，如急性肺栓塞、急性心力衰竭等；（3）患者因恐懼、抗拒等原因掙脫呼吸機；（4）尚未達到撤機標準即轉行氣管插管；（5）家屬要求轉院，或中途退出研究。127例患者中有2例在入院 24h 內死亡，2例未行撤機試驗即轉行氣管插管，1例退出試驗，最終122例完成研究。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，患者及其法定代理人簽訂知情同意書。

1.2實驗室檢查行NIPPV治療前采集患者外周靜脈血 6～10mL ，一部分血液抗凝，離心取血漿，另一部分血液凝固后離心取血清。采用酶聯免疫吸附法檢測血清IL-1β、HBP、C反應蛋白（Creactiveprotein，CRP）降鈣素原（procalcitonin，PCT）水平，采用免疫比濁法檢測血漿D-二聚體（Dimer，D-D）水平。采集患者 1mL 橈動脈血，使用血氣分析儀檢查

血乳酸水平。

1.3NIPPV治療預后判定根據《無創正壓通氣急診臨床實踐專家共識（2018）》關于NIPPV的療效判定標準，首先評估患者是否滿足以下標準：（1）呼吸頻率 lt;24 次 /min ;（2）動脈血 pH 值 gt;7.35 ；（3）患者吸入氧濃度 lt;50% 時，氧飽和度 590% 。滿足上述標準時降低壓力支持水平，每次降低 2～3cmH₂O ，或暫停NIPPV改為氧療，若患者發生呼吸窘迫則繼續以原數值進行NIPPV，未發生呼吸窘迫即停止NIPPV，予以氧療。將達到以上標準后首次成功撤離NIPPV的患者視為預后良好，納入撤機成功組，反之即為預后不良，納入撤機失敗組。

1.4收集患者臨床特征包括性別，年齡，COPD病程，人院時慢阻肺全球倡議（globalinitiative forchronicobstructivelungdisease，GOLD）分級，以往1年內急性加重次數，入院前最后1次自我評估測試（COPD assessment test，CAT）結果，急性生理與慢性健康狀況評估（acute physiology and chronic healthevaluation，APACHEI）評分，COPD合并癥[缺血性心臟病、心力衰竭、肺動脈高壓（pulmonary arteryhypertension，PH）、阻塞性睡眠呼吸暫停（obstructivesleep apnea，OSA）、胃食管反流病（gastroesophagealrefluxdisease，GERD）肺心病]，撤機成功前通氣時間，呼吸淺快指數（rapid shallowbreathing index，RS-BI），氧合指數，二氧化碳分壓（partial pressureofcarbon dioxide， PaCO₂ ）。

1.5統計學處理應用SPSS25.0統計軟件分析數據。計量資料以 描述，組間比較采用 Φ_t 檢驗；計數資料以 n（%） 描述，組間比較采用 χ² 檢驗;采用Logistic回歸分析血清IL-1β、HBP與NIPPV治療預后的關系;繪制受試者工作特征（receiveroperatingcharacteristic，ROC）曲線，分析血清IL-1β、HBP對NIPPV治療預后的預測價值；采用R語言程序包繪制決策曲線，分析血清IL-1β、HBP預測NIPPV治療預后的凈收益率。雙側檢驗水準 α=0.05 。

2結果

2.1AECOPD合并呼吸衰竭患者撤機結局122例患者首次撤機成功95例 （77.87% ），27例 （22.13% ）撤機失敗，其中15例在降低壓力支持后不耐受，12例撤機后發生呼吸窘迫，需繼續維持NIPPV治療。2.2撤機成功組與撤機失敗組臨床特征比較撤機失敗組GOLD3級、4級比例高于撤機成功組，RS-BI、血清IL-1β、HBP水平高于撤機成功組，氧合指數低于撤機成功組（均 Plt;0.05 ）。見表1。

表1撤機成功組與撤機失敗組臨床特征比較

續表1撤機成功組與撤機失敗組臨床特征比較

2.3影響AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的因素Logistic回歸分析顯示，AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療撤機失敗風險的增加與

GOLD3～4級、RSBI增高、氧合指數降低、血清IL-1β、HBP表達增高有關（ _（Plt;0.05 ）。見表2。

表2影響AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的因素

2.4血清IL-1β、HBP預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的效能ROC曲線分析顯示，血清IL-1β、HBP預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療撤機結局的曲線下面積（areaundercurve，AUC）分別為 0.790.0.783 ，有一定預測價值。兩者聯合預測的AUC為0.884，相較于IL-1β、HBP單獨指標，未能提高預測效能（ Pgt;0.05 ）。見表3，圖1。

表3血清IL-1β、HBP預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的效能

2.5血清IL-1β、HBP預測 AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的決策曲線繪制決策曲線，縱坐標表示血清IL-1β、HBP、GOLD分級、RSBI、氧合指數預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的凈收益率，橫坐標表示高風險閾值。圖2顯示，血清IL-1β、HBP單獨預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的曲線走勢接近，表明兩項指標預測效能相當，兩者聯合預測覆蓋IL-1β、HBP單獨預測曲線，表明能提高預測效能。圖3中各指標的曲線走勢接近，表明血清IL-1β、HBP、GOLD分級、RSBI、氧合指數的預測效能相當，聯合預測顯著覆蓋各指標單獨預測曲線，基于上述指標構建的決策曲線模型，可顯著提高預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的凈收益率。

圖1血清IL-1β、HBP預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的ROC曲線

圖2血清IL-1β、HBP預測AECOPD合并呼吸衰竭NIPPV治療預后的決策曲線

圖3血清IL-1β、HBP、GOLD分級、RSBI、氧合指數預測AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV治療預后的決策曲線

3討論

AECOPD合并呼吸衰竭患者需行NIPPV維持肺氣體交換，但其治療時間目前尚無明確標準，即使對于急性期患者，也應盡早撤機以利于肺功能恢復。本研究中 22.13% 患者撤機失敗，需繼續NIPPV治療，表明即使不采用有創通氣，仍有部分患者難以撤機。因此，探索AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的預后指標具有重要意義。

本研究結果顯示，撤機失敗組血清IL-1β高于撤機成功組，表明NIPPV撤機結局與血清IL-1β水平有關。IL-1β是IL中最典型的促炎細胞因子，通過與IL-1R1結合，激活細胞轉錄因子，介導核因子-kB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）及其下游炎癥細胞因子生成，最終激活復雜的炎癥信號級聯反應。肺部炎癥是AECOPD最主要發病機制，肺組織內炎癥因子能引起上皮細胞、杯狀細胞增生，形成典型的氣道重塑和水腫，導致分泌物增多和呼吸道阻塞，呼吸功能急劇惡化。因此，高表達IL-1β引起的肺部炎癥反應或許是患者肺功能惡化難以撤機的原因。研究顯示，在COPD小氣道上皮細胞中IL-1β表達增高，IL-1β增高能誘導COPD標志物表達異常，是急性加重的驅動因素[12]。孫冰雪等[13]在COPD小鼠肺組織及支氣管平滑肌內檢出大量IL-1β，靶向干預IL-1β 后肺泡結構明顯改善，表明降低IL-1β表達對COPD肺損傷有修復作用。本研究顯示，血清IL-1β是AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的影響因素，提示IL-1β引起的肺部炎癥不利于患者撤機。因此，IL-1β可作為監測AECOPD通氣治療效果的指標，對高表達 IL-1β 患者應強化抗炎治療，為早期撤機創造機會。

本研究結果顯示，撤機失敗組血清HBP表達高于撤機成功組。HBP主要由活化的中性粒細胞囊泡合成，引起中性粒細胞外滲及血管滲漏，介導細胞因子滲出和轉移14。有研究發現，高表達HBP能趨化中性粒細胞、單核細胞等向病灶區域聚集，導致組織內細胞因子浸潤[5]。DONG等[研究發現，AECOPD患者HBP高表達，且與其他炎癥因子存在相關性。表明HBP對炎癥因子的趨化作用能引起COPD患者肺部炎癥浸潤，是急性加重的重要因素。另外，肺血管通透性增加導致的滲出反應能引起肺水腫、呼吸道水腫，使呼吸困難惡化[。有研究顯示，HBP粘附于血管壁能破壞內皮細胞多糖，損害微血管屏障，增高血管通透性，造成體液大量滲出[8]。因此，血清HBP高表達增加血管通透性，引起肺水腫和呼吸道水腫，導致AECOPD惡性進展，不利于早期撤機。本研究結果顯示，血清HBP是AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的影響因素，撤機失敗與血清HBP表達增高有關。因此，監測AECOPD患者血清HBP表達能反映患者肺部炎癥浸潤和肺血管通透性，輔助評估撤機指征。

本研究結果顯示，除了血清IL-1β、HBP能預測識別撤機失敗風險外，GOLD分級、氧合指數、RSBI也是AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的影響因素。本研究通過構建決策曲線模型，發現在傳統的撤機結局因素（GOLD分級、氧合指數、RSBI）基礎上加入血清 IL-1β?HBP 能顯著增加預測的收益率，有助于提高模型準確性，對早期識別撤機失敗的風險人群具有一定參考價值。

綜上所述，血清IL-1β、HBP是AECOPD合并呼吸衰竭患者NIPPV撤機結局的影響因素，撤機失敗與血清IL-1β、HBP表達增高有關，NIPPV 治療前檢測血清IL-1β、HBP利于預測患者撤機成功率。

[參考文獻]

[1] HATIPOGLU U，ABOUSSOUAN L S. Chronic hypercapnic respiratory failure and non-invasive ventilation in people with chronic obstructive pulmonary disease[J].BMJ Med， 2022，1（1）：e000146.

[2] WANG SY，LIANGHW，LUG S，et al.Effect of sequential high-flow nasal Cannula oxygen therapy and non-invasive positive-pressure ventilation in patients with dificult weaningfrom mechanical ventilation after extubation on respiratorymechanics[J].Ann Transl Med，2021，9（15）：1251.

[3] MEZIDI M，YONIS H，CHAUVELOT L，et al. Pressure support and positive end-expiratory pressure versus T-piece during spontaneous breathing trial in difficult weaning from mechanical ventilation：study protocol for the SBT-ICU study[J]. Trials，2022，23（1）：993.

[4]蔣振東，張蕾，任麗.AAT、VEGF、IL-1β與慢性阻塞性肺 疾病肺功能的關聯性及檢測價值[J].新疆醫科大學學報， 2023，46（6）：759-762.

[5]章敬玉，周熙琳.血清肝素結合蛋白動態監測對指導慢性 阻塞性肺疾病急性加重期抗感染治療的應用價值[J].臨 床肺科雜志，2024，29（1）：44-47.

[6]中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組.慢性阻 塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）[J].中華結核和呼 吸雜志，2013，36（4）：255-264.

[7]中國醫師協會急診醫師分會，中國醫療保健國際交流促進 會急診急救分會，國家衛生健康委員會能力建設與繼續教 育中心急診學專家委員會.無創正壓通氣急診臨床實踐專 家共識（2018）[J].中國急救醫學，2019，39（1）：1-11.

[8] ZIMMERMAN JE，KRAMER A A. Outcome prediction in critical care：the acute physiology and chronic health evaluation models[J]. Curr Opin Crit Care，2008，14（5）：491- 497.

[9] TEHRANI F T，ROUM JH. Non-invasive ventilation treatmentfor patients with chronic obstructive pulmonary disease [J]. Healthc Technol Lett，2023，10（4）：80-86.

[10] XU J，NUNEZ G. The NLRP3 inflammasome：activation and regulation[J]. Trends Biochem Sci，2023，48（4）：331-344.

[11] 陳忠仁，歐宗興，王蕾，等.NLRP3 炎性小體與慢性阻塞 性肺疾病大鼠肺功能相關性研究［J]．臨床肺科雜志， 2020，25（8）：1167-1170.

[12] ZHAO S，LIN C，YANG T，et al. Expression of long noncoding RNA LUCAT1 in patients with chronic obstructive pulmonary disease and its potential functions in regulating cigarette smoke extract-induced 16HBE cell proliferation and apoptosis[J]. J Clin Lab Anal，2021，35（7）：e23823.

[13]孫冰雪，徐彩云，黃可欣.人參皂苷 Rh2對香煙煙霧致慢 性阻塞性肺疾病小鼠肺損傷的拮抗作用[J].環境與健康 雜志，2024，41（1）：9-14，封3.

[14] FISHER J，KAHN F，WIEBE E，et al. The dynamics of circulating heparin-binding protein：implications for its use as a biomarker[J].JInnate Immun，2022，14（5）：447-460.

[15] PAULSSON M，THELAUS L，RIESBECK K，et al. Heparinbinding protein in lower airway samples as a biomarker for pneumonia[J]. Respir Res，2021，22（1）：174.

[16] DONG Y，ZHOU X，ZHANG Y，et al. Application value of blood heparin-binding protein in the diagnosis of acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease [J]. Contrast Media Mol Imaging，2021，2021：3800211.

[17]BOREKI，BIRNHUBERA，VOELKEL NF，etal. The vascular perspective on acute and chronic lung disease[J]. J Clin Invest，2023，133（16）：e170502.

[18]宋明明，劉璐，戚欣欣，等.肝素結合蛋白增加燒傷早期血 管通透性的機制研究[J].中華危重病急救醫學，2020，32 （3）：330-335. [收稿日期]2024-11-26

（本文編輯繆宏建）