血清25（OH）D 水平对慢性阻塞性肺疾病急性加重的诊断价值

（安徽医科大学第三附属医院呼吸与危重症医学科，安徽 合肥 230061）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）简称慢阻肺，是一种以持续呼吸道症状和气流受限为特征的慢性炎症性疾病，慢阻肺急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）通常是由于下呼吸道感染导致COPD 患者气道及全身炎症的增加，多种炎症因子的高表达，是COPD 临床病程中导致患者肺功能恶化、生活质量降低及病死率增加的重要事件[1]。目前，AECOPD 的诊断仍依赖于临床表现，缺乏定量指标，同时由于AECOPD 具有异质性，尚缺少可以用于精确诊断AECOPD 的临床生物标志物[2]。近年来研究表明，COPD 患者普遍存在维生素D 缺乏症[3]，维生素D 在经典调节钙磷稳态外还具有抗感染、免疫调节、抗增殖等作用，维生素D 缺乏症与COPD 急性加重及病情严重程度密切相关，引起广泛关注[4，5]。25 羟基维生素D[25-hydroxy vitamin D，25（OH）D]是维生素D 主要循环形式，是监测维生素状态最佳指标[6]。关于AECOPD 患者血清25（OH）D 水平是否能单独或者联合其他炎症因子用于AECOPD 的诊断尚不明确，因此，本研究通过测定AECOPD 患者血清25（OH）D 水平及与血清降钙素原（PCT）和C 反应蛋白（CRP）、白介素-6（IL-6）等炎症生物标志物的相关性，探讨其是否可作为诊断AECOPD 潜在生物标志物的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018 年10 月～2020 年6 月安徽医科大学第三附属医院呼吸与危重症医学科收治AECOPD 患者76 例（AECOPD 组）并纳入COPD 稳定期患者70 例（SCOPD 组）及健康者54 例（CON组）为对照组，纳入标准：年龄40～80 岁，符合《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013 年修订版）》诊断标准者[1]：①AECOPD：指在短期内呼吸道症状急性恶化，包括咳嗽、咳痰、气促和（或）喘息加重，伴有黏液脓性或脓性痰，发热等炎症加重表现；②SCOPD：指咳嗽、咳痰、气短等症状稳定或症状轻微，病情基本恢复至急性加重前的状态。排除标准：①支气管哮喘、支气管扩张症、肺结核及严重感染者；②影响25（OH）D 水平的其他疾病如严重心血管及肝肾疾病、肿瘤、甲状旁腺相关性及自身免疫性疾病等；③近6个月口服及静脉激素者或补充过任何形式的维生素D 者。本研究符合医学伦理学要求，并经本院伦理委员会批准且受试者均签署知情同意书。

1.2 研究方法及相关指标检测 所有入组研究对象于均于清晨采集空腹静脉血标本2～5 ml，高速离心后取血清于-20 ℃冷藏，并于12 h 内完成检测。以化学发光免疫分析法测定25（OH）D 水平，采用意大利LIAISON®化学发光分析仪及配套试剂盒（由索灵诊断医疗设备上海有限公司提供）。维生素D缺乏的诊断标准为25（OH）D＜20 ng/ml，维生素D不足的标准为20 ng/ml≤25（OH）D＜30 ng/ml[6]。PCT和IL-6 采用电化学发光法检测，检测仪器及试剂选用德国罗氏cobas ®e411 电化学发光全自动免疫分析仪及配套试剂，PCT 正常参考值为0～0.05 ng/ml，IL-6 正常参考值为0～7 pg/ml。CRP 采用散射比浊法，选用日立7600-020 全自动生化分析以及配套试剂（由深圳国赛生物技术公司提供），正常参考值范围0～5 mg/L。采用德国耶格（Master Screen 型）肺功能仪检测FEV1（第一秒用力呼气容积）、FEV1/FVC（第一秒用力呼气容积占肺活量百分比）、FEV1%预计值（FEV1占预计值百分比）。根据《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013 年修订版）》肺功能分级（GOLD 分级）标准，以FEV1%预计值进行病情分级分为：Ⅰ级（轻度）≥80%，Ⅱ级（中度）：50%～80%；Ⅲ级（重度）：30%～50%，Ⅳ级（极重度）＜30%[1]。

1.3 统计学方法 采用SPSS 26.0 软件统计分析，计量资料符合正态分布用（）表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，多组间均数两两比较采用LSD 法。计数资料以（n）表示，组间比较采用χ2或Fisher 精确概率法。相关性分析采用Pearson 直线相关及Spearman 秩相关。诊断价值分析采用受试者工作曲线（receiver operating characteristic，ROC）曲线，以最大约登指数评分值为切点，获取敏感度和特异度为预测切点，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组一般资料及相关指标比较 三组年龄、性别、BMI、吸烟史比较，差异无统计学意义（P＞0.05），AECOPD 组及SCOPD 组间病程比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；AECOPD 组及SCOPD 组血清25（OH）D 水平低于CON 组，AECOPD 组血清25（OH）D 水平低于SCOPD 组，差异有统计学意义（P＜0.05）；AECOPD 组及SCOPD 组PCT、CRP、IL-6 均高于CON 组，AECOPD 组PCT、CRP、IL-6 均高于SCOPD 组，差异有统计学意义（P＜0.05）；AECOPD组肺功能分级（GOLD 分级）为Ⅰ级0 例，Ⅱ级15例，Ⅲ级56 例，Ⅳ级5 例，GOLD 分级下血清25（OH）D 水平为Ⅱ级：（15.34±3.55）ng/ml，Ⅲ级：（13.28±3.81）ng/ml，Ⅳ级：（12.64±2.81）ng/ml，各两组间比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；AECOPD 组及SCOPD 组FEV1、FEV1/FVC 及FEV1%预计值均低于CON 组，AECOPD 组FEV1、FEV1/FVC 及FEV1%预计值低于SCOPD 组，各两组间比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.2 血清25（OH）D 水平与PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能的相关性分析 相关性分析显示AECOPD 组血清25（OH）D 水平与PCT（r=-0.536，P＜0.05）、CRP（r=-0.670，P＜0.05）、IL-6（r=-0.540，P＜0.05）、GOLD分级（r=-0.308，P＜0.05）呈显著负相关，与FEV1（r=0.504，P＜0.05）、FEV1/FVC（r=0.448，P＜0.05）、FEV1%预计值（r=0.291，P＜0.05）呈显著正相关。

2.3 血清25（OH）D 水平对AECOPD 的诊断价值ROC 曲线结果分析显示血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 单独或联合诊断AECOPD 均有一定的临床价值（AUC＞0.7），且具有较高的敏感度和特异度。将血清25（OH）D 与PCT、CRP、IL-6 中任一指标联合诊断AECOPD 的AUC 均大于单独诊断的AUC，且敏感度和特异度更高，其中四者共同联合诊断AECOPD 的AUC 最大，灵敏度和特异度最高，见表2、图1、图2。

表1 三组一般资料、血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能比较（，n）

表1 三组一般资料、血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能比较（，n）

注：△为χ2，#为t，*为F；与SCOPD 组比较，aP＜0.05；与CON 组比较，bP＜0.05

表2 血清25（OH）D、PCT、IL-6、CRP 独立及联合诊断AECOPD 的ROC

图1 血清25（OH）D、PCT、CRP 及IL-6独立诊断AECOPD 的ROC 曲线

图2 血清25（OH）D 联合PCT、CRP 及IL-6诊断AECOPD 的ROC

3 讨论

COPD 的发病机制与肺部接触有害颗粒和气体产生氧化应激、蛋白酶和抗蛋白酶失衡、异常炎症及肺重构有关，维生素D 是人体必需的脂溶性维生素，主要通过皮肤暴露于阳光、饮食或补充剂中获取，经肝肾羟基化代谢形成25（OH）D，为人体内维生素D主要存在形式[6]。维生素D 缺乏可以影响COPD 发病机制的各个过程，包括炎症的调节、蛋白酶的高表达及氧化应激的增加，维生素D 缺乏可能与AECOPD发病风险增加有关[7]。血清降钙素原（PCT）和C 反应蛋白（CRP）是系统性炎症和细菌感染的标志物，白介素-6（IL-6）是B 淋巴细胞刺激因子，在感染时可诱导B 淋巴细胞产生免疫球蛋白，是最重要的炎症细胞因子之一[8]。近年来国内外多项研究显示，PCT、CRP 及IL-6 可能具有诊断AECOPD 的价值[8-11]。本研究通过测定AECOPD 患者血清25（OH）D 水平，并与PCT、CRP 及IL-6 进行对比，分析其单独或联合对于AECOPD 临床的诊断价值。

AECOPD 患者血清25（OH）D 水平低于SCOPD患者及健康对照组，并与PCT、CRP、IL-6 等炎症指标成及肺功能分级呈负相关，与FEV1、FEV1/FVC、FEV1%预计值等肺功能指标呈正相关。COPD 患者以中老年人群为主，由于吸烟、皮肤老化、户外活动减少导致日晒不足、胃肠功能减弱使得饮食摄入减少及吸收不良、肝肾功能下降、长期糖皮质激素治疗等均可致使维生素D 合成不足及分解代谢的增加，从而造成COPD 患者维生素D 的缺乏[4，6，12]。维生素D 具有调节先天及适应性免疫的特性，大多数免疫细胞可表达维生素D 受体（VDR），包括B 和T 淋巴细胞，单核细胞，巨噬细胞和树突状细胞等，维生素D 与VDR 结合刺激先天免疫，通过提高防御素水平，激活单核细胞中Toll 样受体诱导抗菌肽生成，增强上皮细胞屏障功能，促进抗菌防御，并通过下调NF-κB 通路抑制促炎及增加抗炎细胞因子生成抑制适应性免疫[13，14]。可能是本研究中COPD 患者血清25-（OH）D 水平与PCT、CRP、IL-6 等炎症指标相关的原因。2007 年～2012 年美国全国健康和营养调查显示血清25-羟基维生素D 水平与FEV1和FVC 等肺功能指标之间存在剂量-效应模式[12]。维生素D 缺乏与基线FEV1%预计值降低独立相关，血清25（OH）D 每减少10 ng/ml，FEV1%预计值降低1.04%，血浆25（OH）D 水平越低，基础肺功能越差，肺功能下降越快，COPD 发生风险越高[7，15]。维生素D 缺乏导致肺功能下降可能是由于维生素D 缺乏：①导致气道和肺实质中的炎症细胞浸润加剧，炎性细胞因子及趋化因子水平增高，细菌清除减少及基质金属蛋白酶（MMPs）的增加，加速了肺实质的破坏[14]。与此同时，炎症触发维生素D 代谢改变，削弱了气道上皮表面的宿主防御能力，增加呼吸道感染的风险，进而造成肺功能的恶化[16]；②容易发生骨质疏松，出现骨骼肌功能障碍，骨折风险大，胸廓运动受限及活动减少，呼吸肌力量减弱，引起肺通气功能的下降[17]；③导致肺顺应性的增加及气道壁节段性增厚，促进肺气肿形成，加重了气道阻塞及进行性气流受限，造成肺功能的减低[17，18]。因此，血清25（OH）D 水平与AECOPD 患者肺功能减退紧密相关，可用于评估AECOPD 患者病情严重程度，而维生素D 的补充可能是降低气道感染易感性，减少气道炎症及延缓肺功能下降新的治疗靶点。

Khan DM 等[19]进行了一项随机对照试验结果显示，补充维生素D 减少COPD 患者急性加重次数。此后，Jolliffe DA 等[20]研究中也指出，补充维生素D可使基线25（OH）D 水平＜10 ng/ml 的COPD 患者的病情加重频率降低45%。这些证据表明维生素D 与COPD 急性恶化具有密切联系。本研究对血清25（OH）D 水平，单独及联合PCT、CRP 及IL-6 等进行了诊断AECOPD 的效能对比，结果显示，血清25（OH）D、PCT、CRP 及IL-6 的 诊 断AECOPD 的AUC＞0.7，均具有诊断价值。血清25（OH）D 单独对AECOPD 的诊断效能（AUC=0.776）与PCT（AUC=0.759）、CRP（AUC=0.750）及IL-6（AUC=0.743）相当，其中血清25（OH）D 诊断AECOPD 的临界值值为13.60 ng/ml，故当COPD 患者血清25（OH）D 水平低于13.60 ng/ml，发生AECOPD 的风险也大大增加，并可初步诊断为AECOPD。本研究亦显示，血清25（OH）D 联合PCT、CRP 和IL-6 中的任一指标及四者联合诊断AECOPD 的准确度更高，在临床应用时，血清25（OH）D 联合炎症因子可以获得可信度更高的诊断价值。

综上所述，血清25（OH）D 水平与PCT、CRP 和IL-6 等炎症指标及肺功能紧密相关，可用于评估AECOPD 患者疾病严重程度，并可作为诊断AECOPD 的待选指标。考虑本研究为单中心，小样本研究，血清25（OH）D 对于AECOPD 的诊断价值仍需要更多前瞻性研究进一步验证。