慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清补体C5a水平及其与肺功能、IL-6、CRP水平相关性研究*

段 珊，彭 旷，王卫忠，龙小平，何菁子

南华大学附属第一医院呼吸内科(衡阳 421001)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是以不完全可逆的气流受限为特征的慢性气道炎症性疾病，是最常见的慢性呼吸道疾病之一，患病率高、致残率高，对人民群众的健康构成严重威胁[1-4]。相关研究估算2015年COPD患者总数达1.745亿人，我国COPD致残率[以伤残调整生命年(Disability adjusted of life years，DALY)表示]估计在2000/10万人以上[5-6]。然而由于该疾病的异质性，其临床表现复杂，发病机制、临床诊治和疾病防控仍在不断研究中。目前对补体C5a的研究发现，其在气道疾病(包括支气管哮喘及COPD)的发展中均起重要作用[7]。为深入了解补体C5a在COPD中的作用，本研究拟探讨COPD急性加重期(Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)患者血清补体C5a水平及其与血清IL-6、血清CRP、肺功能、吸烟指数、体质量指数(BMI)的相关性。

对象与方法

1 研究对象 选取2017年1月至12月在南华大学附属第一医院呼吸内科住院并符合AECOPD诊断标准的患者39例，根据治疗前动脉血二氧化碳分压(PaCO2)水平分为PaCO2升高组(PaCO2>45 mmHg，23例)和PaCO2正常组(PaCO2≤45 mmHg，16例)。病例纳入标准：①COPD急性加重期患者(近期出现咳嗽、咳痰、呼吸困难等任何一项症状明显加重)；②未吸烟者(无吸烟史，入组前4周内无呼吸道感染史，无呼吸道症状及心、肺等重要脏器疾患，肺功能检查结果正常)。排除标准：①合并其他肺部疾病(如支气管扩张、肺纤维化、肺结核等)者；②合并支气管哮喘者；③合并心力衰竭者；④合并过敏性疾病、肿瘤、系统性免疫功能异常等可能影响补体活化的疾病的患者。另选择同时期在我院体检、基础资料与AECOPD患者相匹配的未吸烟健康志愿者11例作为正常对照组。本研究经医院医学伦理委员会讨论并通过。研究对象均签署知情同意书。

2 研究方法

2.1 收集临床资料：收集并记录年龄、性别、身高，计算体质量指数(体质量/身高2)和吸烟指数(每日吸烟包数×吸烟年数)。

2.2 动脉血气分析：采取真空采血法留取外周血液，离心分离出血清后行动脉血气分析。

2.3 补体C5a及细胞因子测定：采用ELISA法检测、免疫比浊发、上转发光法检测血清中补体C5a、白介素6(Interleukin-6，IL-6)浓度及C反应蛋白(C reactive protein，CRP)。操作步骤按补体C5a的ELISA试剂盒(美国博士德生物公司；批号：6121551506)、IL-6检测卡(北京热景生物技术有限公司；批号：20180205)、CRP测定试剂盒(上海科华生物工程股份有限公司；批号：20180307)的说明书进行。

2.4 肺功能检测：测定内容包括肺活量(Vital capacity，VC)、功能残气量(Functional residual capacity，FRC)、用力肺活量(Forced vital capacity，FVC)、第1秒钟用力呼气容积(Forced expiratory volume in one second，FEV1)、第1秒钟用力呼气容积占预计值比值(FEV1%)、用力肺活量占预计值百分比(FVC%)等。测试过程中根据实际情况决定测试次数，同时记录患者测试最佳数据。

结 果

1 AECOPD组与正常对照组一般资料比较 见表1。AECOPD组与正常对照组性别、年龄及BMI比较，均无统计学差异(均P>0.05)。

表1 AECOPD组与正常对照组一般资料比较

2 PaCO2升高组与PaCO2正常组患者临床资料比较 见表2。PaCO2升高组与PaCO2正常组患者性别、年龄、BMI及吸烟指数比较，均无统计学差异(均P>0.05)。两组患者FEV1%和FVC%比较，差异均有统计学意义(均P<0.01)。

表2 PaCO2升高组与PaCO2正常组患者临床资料比较

3 AECOPD组与正常对照组补体C5a水平比较 见图1。AECOPD组患者血清补体C5a水平为(62.40±10.84)pg/ml，显著高于正常对照组的(47.33±7.52)pg/ml，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

4 PaCO2升高组与PaCO2正常组患者补体C5a、IL-6及CRP水平比较 见图2。PaCO2升高组患者血清补体C5a水平为(66.48±11.48)pg/ml，高于PaCO2正常组患者的(56.54±6.50)pg/ml，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。但PaCO2升高组与PaCO2正常组患者的血清IL-6及CRP水平比较均无统计学差异(均P>0.05)。

5 AECOPD组补体C5a与FEV1%、FVC%相关性分析 见图3。Pearson相关分析结果显示，AECOPD组患者补体C5a与FEV1%、FVC%呈负相关(r=-0.702、-0.512，均P<0.01)。

6 AECOPD组患者IL-6、CRP、吸烟指数、BMI与补体C5a相关性分析 AECOPD组患者血清补体C5a与IL-6、CRP、BMI、吸烟指数无相关性(均P>0.05)。

图1 AECOPD组与正常对照组补体C5a水平比较

图2 PaCO2升高组与PaCO2正常组患者血清补体C5a、IL-6及CRP水平比较

图3 AECOPD组补体C5a与FEV1%、FVC%相关性分析

讨 论

COPD以慢性气道炎症为主要特征。因外源性的有害物质及病原体等反复作用，导致持续慢性气道炎症，肺功能逐渐恶化，患者病情逐年进展。固有免疫在外源性有害物质及病原体的清除及引起机体产生有效免疫应答中的作用至关重要。而补体是免疫应答中的关键环节，可以通过介导免疫炎症反应在调节气道炎症及损伤中起到重要作用[8-10]。补体C5a是目前补体信号通路中研究最集中的小分子蛋白质片段。它可促进细胞因子的产生，包括IL-1β以及肥大细胞和吞噬细胞(巨噬细胞、树突细胞)释放的趋化因子[11]。而其中IL-1β可引起肿瘤坏死因子(TNF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等多种细胞因子分泌增加，招募炎症细胞至感染部位[12]。在支气管哮喘中已发现C5a参与气道损伤及修复，可促进气道平滑肌收缩，提高气道反应性和血管通透性[13-14]。对COPD患者诱导痰中补体C5a水平的研究发现，稳定期患者补体C5a水平明显高于未吸烟健康者[7]，补体C5a水平增高与FEV1、一氧化碳弥散量(TLCO)呈显著负相关[15]。因而补体C5a参与了COPD的发生与发展，并且与患者肺功能有密切的关联。为进一步探讨补体C5a在COPD疾病中的作用机制，本研究检测AECOPD患者及正常对照组血清补体C5a水平，并根据PaCO2水平进一步分组，以期了解补体C5a水平在COPD不同阶段是否存在差异，推测补体C5a与COPD严重程度是否存在一定关联。

本研究发现，AECOPD组患者血清补体C5a水平显著高于对照组，且与FEV1%、FVC%呈负相关。另有研究[16]亦发现，AECOPD患者诱导痰中补体C5a水平显著增高，而诱导痰中补体C5a增高越明显，临床康复时间越长。说明无论是在气道还是在血液中，AECOPD患者的补体C5a表达水平均有明显增高。COPD稳定期患者诱导痰中补体C5a水平明显高于未吸烟健康者[4]，亦说明在COPD的不同时期，补体C5a均参与其中。本研究根据PaCO2值将AECOPD患者进一步分组，发现PaCO2升高组患者补体C5a水平较PaCO2正常组患者明显增高，提示补体C5a水平与COPD患者气道阻塞程度相关，可能与疾病严重程度有一定关联。结合本研究中AECOPD患者补体C5a水平与肺功能呈负相关的结果，推测补体C5a在COPD中可能参与了气道重塑。

目前认为炎症生物标志物(CRP、IL-6)及临床变量(BMI、呼吸困难及运动耐量评分)较单纯的肺功能更能预测COPD患者的预后。在对气道阻塞性疾病患者的随诊中发现，CRP基线水平在最终发展为COPD和死于COPD的患者中有明显升高并具有统计学差异[17]。对老年COPD患者研究发现，老年AECOPD患者的C反应蛋白水平较治疗稳定后明显增高[18]。并且，细菌感染的AECOPD患者C反应蛋白水平有明显增高，表明C反应蛋白对判断COPD患者是否存在细菌感染有指导意义[19]。然而，相较于其他指标，只有IL-6被认为与预测病死率有关[20]。因而本研究对COPD患者检测和统计上述指标，分析它们在COPD不同阶段有无统计学差异，并探究补体C5a水平是否与上述因素有相关性，以期深入了解上述指标在COPD中的表现。遗憾的是， PaCO2正常组与PaCO2升高组患者IL-6及CRP水平比较，均无统计学差异。此结果表明IL-6及CRP水平不能反映COPD的严重程度。进一步分析相关性，发现AECOPD组患者血清补体C5a水平与IL-6、CRP、BMI无明显相关性，补体C5a水平与吸烟指数亦无相关性，说明在短时间内补体C5a水平变化与上述血液标志物及临床变量无关。由于本研究时间较短，后期可考虑对较长时间及不同时间段的COPD患者进行上述指标的临床观察比较，以了解补体C5a是否能作为评估COPD预后的指标。