NLRP3 炎症体分子与AECOPD 患者的相关性研究

郭岩岩

河南大学淮河医院 感控管理科，河南 开封 475000

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)是一种具有气流受限特征的呼吸系统慢性炎症性疾病， 其发病率和死亡率较高，目前已成为危害人类健康和加重社会经济负担的主要疾病之一[1]。世界卫生组织预测到2020 年COPD 排名在各类致死性疾病中将上升到第3位[2]。NLRP3 炎性小体在固有免疫系统免疫功能的正常发挥中具有重要作用，如果对其调控失去平衡，可引发一系列炎症瀑布反应，对机体造成严重甚至致命的损伤[3-4]。目前，NLRP3 炎性体信号通路在慢性阻塞性肺疾病加重(AECOPD)患者炎症反应中的实际表达情况和作用研究较少，因此探讨NLRP3炎性体信号通路在AECOPD 炎症反应中可能的作用尤为重要。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取河南大学淮河医院呼吸科AECOPD 患者为实验组，共48例，病例纳入标准按照《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》进行。随机选取本院同期体检中心健康体检人群作为对照组，共46例。一般资料比较差异无统计学意义，所有参与本次实验研究的对象都签署知情同意书并告知其权利及义务，自愿参加本研究且该研究得到本院医学伦理委员会同意。

1.2 实验方法

1.2.1 血清检测

按纳入标准收集AECOPD 患者(实验组)及健康体检人群(对照组)临床资料及空腹晨起外周血，并分离PBMC及血清。采用PCR 检测 NLRP3 炎性小体在实验组及对照组PBMC 的mRNA 表达水平，用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测NLRP3 及下游炎症因子 IL-1β、 IL-18 在AECOPD 组、对照组的血清水平。

1.2.2 肺功能的测定

采用肺功能仪测定实验组及对照组第1秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)和第1秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV1%)。1秒用力呼气容积( FEV1) 是指最大深吸气后做最大呼气，最大呼气第1秒呼出的气量的容积为1秒用力呼气容积。

1.3 统计学处理

临床资料经校审后采用IBM SPSS 22.0统计软件包进行分析， 结果以均数±标准差(±s)表示;组间两两比较采用t检验(LSD 法);变量与实验室指标采用Pearson相关分析，以P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般情况比较

AECOPD 患者组和健康对照组性别、年龄、吸烟指数等一般情况的比较，差异无统计学意义，本次实验设计各组具有可比性(P＞0.05)，见表1。

表1 AECOPD 组和健康对照组一般情况比较

2.2 两组PBMC的NLRP3 mRNA 表达水平比较

AECOPD 患 者PBMC 的NLRP3 mRNA 表 达水平(3.48±0.33)明显高于健康对照组(1.21±0.16)水平，且二者差异具有统计学意义(P＜0.05)，见图1。

图1 AECOPD 患者与健康对照组PBMC的NLRP3 mRNA 表达水平比较

2.3 两组肺功能比较

通过测定各组第1秒用力呼气容积占用力肺活量百分比(FEV1/FVC)和第一秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV1%)结果发现，AECOPD 患者FEV1/FVC%以及FEV1%数值均低于健康对照组相应数值，且差异具有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 AECOPD 患者与对照组肺功能的比较 (%)

2.4 两组IL-1β、IL-18及NLRP3水平比较

AECOPD 患者组和对照组IL-1β、IL-18及NLRP3水平的比较结果显示，COPD 急性加重期血清IL-1β、IL-18和NLRP3水平明显高于健康对照组血清蛋白水平，且二者差异具有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 两组IL-1β、 IL-18及NLRP3水平比较(pg·mL-1)

2.5 AECOPD 患者血清IL-1β、IL-18、NLRP3 含量与肺功能指标相关性比较

通过Pearson相关分析我们发现，AECOPD患者血清IL-1β、IL-18、NLRP3含量与肺功能指标FEV1/FVC%、FEV1%呈负相关(P＜0.05)，见表4。

表4 AECOPD 患者血清IL-1β、IL-18和NLRP3含量与FEV1/FVC%、FEV1%相关性分析

3 讨论

随着经济的发展和城市的扩建环境的污染和破坏逐年加重，COPD 在全球发病率呈明显上升趋势。因为导致COPD 的相关因素较多，病因复杂，其发病机制目前仍未明确，其中气道的慢性炎症是一个重要的原因，并且细胞因子在其中起了较为重要的作用。目前，NLRP3炎性体在自身免疫性疾病、慢性炎症反应、无菌性炎症等病理过程中的作用及意义备受关注[5-6]。许多疾病均涉及NLRP3炎性体-Caspase-1-IL-1β轴的激活，如隐热蛋白相关周期综合症(CAPS)、肾脏疾病、痛风及炎性肠病等[7-10]，但在COPD 急性加重期炎症反应中的具体调控机制尚未明确。对 NLRP3 炎性体信号通路在COPD急性加重期患者炎症反应中的实际表达情况和作用研究，目前鲜有报道。本实验通过检测COPD 急性加重期患者血清中及外周血单个核细胞中NLRP3、IL-1β、IL-18的表达情况证实NLRP3炎性小体与COPD 存在一定的相关性，并且与COPD 的严重程度相关，这为后续对其发病机制的进一步探讨和研究提供了前期的基础，并可作为评估病情严重程度、观察治疗效果及预后的辅助观察指标之一。COPD目前在全球范围都属于难题，还没有根本性的突破，从现有研究进展来看，尚无一种有效的药物来降低患者的死亡率，2018 年慢阻肺全球倡议提出[11]，COPD 治疗目标是早期缓解临床症状，减轻疾病带来的痛苦，减慢患者肺功能恶化的速度等，随着从基因组学、蛋白质组学、代谢组学等方面的深入研究，未来有望通过先进的分子生物学及细胞生物学检测手段阐明COPD 的发病机制及病理生理过程。与此同时，加强对COPD 发病危险因素进行系统研究，加强流行病学研究，加强COPD 早期诊断和鉴别诊断的检测手段研究，也是十分必要的。