慢性阻塞性肺疾病患者诱导痰BPIFA1的表达水平与病情的相关性*

古辉， 徐小彭， 黄国华， 李雪平， 陈少立

佛山市高明区人民医院呼吸内科(广东佛山 528500)

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种常见的以逐渐进展和持续的气流受限为特征的肺部疾病[1]。吸烟是COPD的危险因素，COPD患者在污染的空气刺激下易导致肺部炎症，导致小气道阻塞和肺气肿[2]。同时COPD肺部持续着慢性炎症，并存在不同程度的氧化应激反应[3]。目前对于COPD主要的治疗仍集中在控制症状，仍缺乏有效针对改善疾病的治疗方案。气道上皮细胞是抵抗进入呼吸道的有害病原体和刺激物的第一道防线。除了保持物理屏障外[4]，它们还通过分泌保护性蛋白质来形成化学屏障，例如分别含有杀菌/增加渗透性的褶皱家族成员BPIFA1(BPI Fold Containing Family A Member 1)和BPIFB1(BPI Fold Containing Family B Member 1)[5]。BPIF家族的所有成员均具有杀菌/通透性增加蛋白(BPI)的三维结构。BPIFA蛋白具有单个的BPIF结构域从而发挥功能[6]。BPIFA1定位于呼吸道上皮和上呼吸道的黏膜下腺。且BPIFA1不存在于健康肺的肺泡区域，该蛋白在健康气道中表达水平很少[7]。且BPIFA1蛋白质的表达和分泌均依赖于上皮细胞群的分化状态。目前BPIFA1与COPD的关系仍有待进一步阐明。既往研究[8]显示，小样本的COPD人群研究显示COPD患者的气道上皮和痰液中的BPIFA1水平与非COPD患者相比增加。但其与病情分度及肺部功能的关系仍需要进一步明确。本研究旨在探讨COPD患者诱导痰BPIFA1的表达水平与病情的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2016年9月至2018年2月我院进行诊治的COPD患者共126例。纳入标准：(1)符合《慢性阻塞性肺疾病指南》[9]的诊断标准；(2)COPD分期为稳定期和急性加重期(AECOPD)；(3)年龄50～80岁；(4)获得患者及家属同意并签署知情同意书。排除标准：(1)合并严重心、肝、肾功能不全患者；(2)合并肺部恶性肿瘤；(3)合并支气管扩张、肺结核和哮喘；(4)近3个月出现心肌梗死的患者；(5)近2周内采用糖片质激素治疗；(6)重度营养不良或电解质紊乱的患者。选取年龄相仿的40例肺功能健康体检者作为对照组，本研究获得医院伦理委员会审核并批准。126例患者年龄53～78岁，其中COPD稳定期的81例，AECOPD 45例，GOLD分级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级分别为75、39、12例。两组患者的一般资料对比差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

1.2 检测指标及方法

1.2.1 肺功能检测 入院后采用Medgraphics Elite肺功能检测系统对所有COPD患者进行肺功能检测，采用GOLD分级系统对肺功能进行分级。

项目COPD组(n=126)对照组(n=40)t/2值P值年龄(岁)65.4±8.262.3±11.41.8850.061性别(例)1.3000.254 男6926 女5714体质指数(kg/m2)22.7±1.823.2±2.11.4690.144高血压[例(%)]78(61.9)22(55.0)0.6040.437糖尿病[例(%)]32(25.4)11(27.5)0.0700.791冠心病[例(%)]23(18.3)4(10.0)1.5190.218吸烟史[例(%)]59(46.8)13(32.5)2.5370.111

1.2.2 诱导痰检测 COPD患者和健康受试者在3%高渗盐水进行雾化吸入15 min后，清洁口腔及鼻腔的分泌物后，再用力咳嗽咳出约1 g痰液到培养皿，并以4倍体积的0.1%DTT溶液在37℃下进行消化后，加入等体积的PBS溶液后进行筛网过滤，过滤液在3 000 r/min离心后固定采用HE染色，光镜下对细胞进行分类计数，记录患者的中性粒细胞比例。

1.2.3 BPIFA1检测 将诱导痰在4℃下进行离心后，取上清置于-20℃下进行保存。BPIFA1采用酶联免疫吸附测定(ELISA)进行检测，试剂盒购自LifeSpan BioSciences(LS-F8634-1)，具体检测步骤按照试剂盒说明严格进行。

1.3 统计学方法 采用SPSS 23.0统计软件，正态分布的计量资料采用均数±标准差表示，两组比较采用t检验，多组比较采用方差分析，进一步两两比较采用SNK法检验；计数资料采用百分比表示，比较采用2检验，相关性检验采用Pearson相关分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 COPD患者肺功能情况及两组诱导痰指标比较 COPD组平均入院时的FEV1/FVC为(53.5±8.7)%，COPD组患者的中性粒细胞比例及BPIFA1含量均显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.001)，见表2。

项目例数中性粒细胞比例(%)BPIFA1(ng/mL)COPD组12667.4±8.35.2±1.8对照组4041.5±7.13.3±0.6t值17.7706.550P值<0.001<0.001

2.2 COPD不同分期及分级诱导痰BPIFA1表达水平对比 稳定期的诱导痰BPIFA1含量为(4.50±1.61)ng/mL，AECOPD的含量水平为(6.33±1.47) ng/mL，AECOPD的BPIFA1含量水平显著高于稳定期，差异有统计学意义(t=14.61,P<0.001)。GOLD分级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级的诱导痰BPIFA1含量分别为(4.57±1.64)、(5.66±1.46)、(7.13±1.87) ng/mL，3组比较差异有统计学意义(F=16.02,P<0.001)。且GOLD分级Ⅳ级的BPIFA1含量水平显著高于Ⅱ级和Ⅲ级，GOLD分级Ⅲ级BPIFA1含量显著高于Ⅱ级，差异有统计学意义(P<0.05)。见图1。

*P<0.001, △P<0.05

2.3 COPD患者诱导痰BPIFA1含量与肺功能的关系 对126例COPD患者诱导痰BPIFA1含量与FEV1/FVC进行相关性分析，诱导痰中BPIFA1含量与FEV1/FVC呈显著的负相关(r=-0.503,P<0.001)，见图2。

图2 诱导痰BPIFA1含量与FEV1/FVC的相关性分析

2.4 COPD患者诱导痰BPIFA1含量与中性粒细胞的关系 COPD患者诱导痰中的BPIFA1含量与中性粒细胞比例呈显著的正相关(r=0.447,P<0.001)，见图3。

图3 诱导痰BPIFA1含量与中性粒细胞比例的相关性分析

3 讨论

在本研究中，通过分析COPD患者诱导痰样本中的BPIFA1表达水平，明确了BPIFA1在COPD患者中诱导痰中的含量显著高于健康人群。此外，本研究进一步分析了不同分期及不同分级中的诱导痰中BPIFA1水平，并明确了AECOPD和GOLD高分级的患者其诱导痰中BPIFA1水平显著增高。且诱导痰中BPIFA1水平与肺功能呈显著的负相关，与诱导痰中的中性粒细胞比例显著呈正相关，表明了BPIFA1在COPD的病情进展中发挥了重要的作用。

BPIFA1在上呼吸道和鼻咽区特异性表达，有研究[10]表明在COPD患者痰标本中的气道上皮中发现BPIFA1高表达。进一步研究[11]显示吸烟者支气管灌洗液中BPIFA1水平呈降低的趋势。且BPIFA1蛋白表现出对革兰阴性细菌的抗菌活性。因此，BPIFA1在上呼吸道刺激引起的炎症反应中具有重要的作用。BPIFA1是气道保护中的重要参与者，目前证据[12]显示其发挥保护作用的主要是通过发挥其抗菌作用介导。此外，BPIFA1在离子转运和气道表面液体调节中也发挥重要作用[13]。BPIFA1可作为上皮钠通道(ENaC)的负调节因子，并潜在以这种机制影响气道表面液体高度。同时，BPIFA1可增强ENaC活性引起的异常黏液流变学导致气道阻塞和黏液停滞，这反过来可能导致细菌感染并随后增加COPD患者的炎症[14-15]。因此，这可能是BPIFA1与肺功能呈显著负相关的重要原因。

研究[16]表明，BPIFA1在气道上皮内表达具有保护上皮内稳态的功能。而COPD患者的BPIFA1水平显著升高，这可能是BPIFA1在COPD患者出现炎症后气道通过反馈分泌增多发挥保护功能。研究显示肺部组织在炎症和感染的急性症状中上皮细胞储存的BPIFA1蛋白质快速释放，导致诱导痰中的BPIFA1 表达显著增高[17]。此外，在COPD特别是急性期中，诱导痰中性粒细胞比例显著增高，中性粒细胞弹性蛋白酶以剂量依赖的方式降解BPIFA1[18]。因此，在COPD患者中分泌BPIFA1增加的情况下，其也需要肺部渗出更多的中性粒细胞对诱导痰中的BPIFA1进行降解，因此本研究结果也显示了诱导痰中BPIFA1与中性粒细胞比例呈正相关。然而，BPIFA1在COPD患者中具体对肺功能影响的机制仍需要进一步深入研究。

综上所述，COPD患者诱导痰样本中的BPIFA1表达水平显著增高，且与病情分期及分级相关，诱导痰BPIFA1表达水平与肺功能呈显著的负相关，与中性粒细胞比例呈显著的正相关。