COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平检测与并发肺动脉高压的相关性研究

王 苗,张 萍

（1．咸阳市第一人民医院检验科，陕西咸阳 712000；2．商洛市中心医院医学检验科，陕西商洛 726000）

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种以呼吸气流阻塞为主要特征的呼吸系统疾病[1]。COPD 相关肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)是影响COPD患者预后的严重并发症，研究认为慢性缺氧引起肺小动脉收缩而导致的血管重塑最终引起PH 的发生[2]。动物实验的研究显示小窝蛋白-1(caveolave-1,Cav-1)与COPD 大鼠的肺损伤有关,其通过抑制肺血管重塑而延缓PH 的病情进展[3-4]。另外的研究表明COPD患者血清中的趋化因子C-X-C 基元配体12(chemokine C-X-C ligand 12,CXCL12)水平明显增高,该指标对老年COPD患者的预后具有较高的预测价值[5]。本研究通过分析COPD患者血清Cav-1和 CXCL12水平的变化,探讨两指标与COPD患者PH 形成的相关性。现报道如下：

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取2019年3月～2020年3月于咸阳市第一人民医院和商洛市中心医院就诊的 115例COPD患者作为研究对象。依据患者是否并发PH分为非PH组(NPH组，45例)和PH组（70例）。PH组男性47例,女性23例；年龄43～71岁，平均年龄57.23 ± 9.12岁；COPD 病程4～11年，平均7.82 ±2.37年，NPH组男性29例,女性16例；年龄45～70岁，平均年龄56.19±9.73岁；COPD 病程 3～11年,平均7.99±2.26年。COPD 诊断均符合我国《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》[6]。排除标准：原发性PH、肺栓塞及严重肝肾功能不全者;并发自身免疫系统疾病或血液系统疾病者;气流阻塞的其他疾病或需无创正压机械通气治疗者及精神性疾病、并发糖尿病者。另选取同期体检健康者43例作为对照组，男性28例,女性15例;年龄43～70岁,平均年龄57.39±8.86岁，三组研究对象的性别和年龄比较差异均无统计学意义(P＞0.05),COPD两组的病程比较差异无统计学意义(P＞0.05)。本研究经咸阳市第一人民医院和商洛市中心医院医学伦理委员会批准,并得到所有研究对象的知情同意。

1.2 仪器与试剂 B型脑利钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)和白介素-6(interleukin- 6,IL-6)水平检测采用罗氏ROCHE ECL411 电化学发光分析仪及其配套试剂盒；CXCL12试剂盒购于江莱生物科技有限公司；Cav-1试剂盒购于美国CST 公司。采用GE Volution E8 彩色多普勒超声诊断仪(美国 GE公司Vivid7-BT6型)测量肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure,PASP)。

1.3 方法

1.3.1 观察指标：收集各组的临床基线资料,包括性别、年龄、二氧化碳分压(PCO2)、氧分压(PO2)等。

1.3.2 标本采集：所有研究对象禁食8 h 后被采集静脉血5 ml，然后以3 000r/min 离心15 min,取上层血清用于检测Cav-1,CXCL12,IL-6和BNP水平。Cav-1 和 CXCL12水平采用酶联免疫吸附法检测，IL-6和BNP水平采用电化学发光免疫法检测。

1.3.3 肺功能检测：用肺功能检测仪检测患者治疗前的1s 用力呼气容积占预计值的百分比(forced expiratory volume/predicted value,FEV1/Pre)及FEV1占用力肺活量(forced vital capacity,FVC)的百分比(FEV1/FVC),每项结果均检测3次,结果取平均值[6]。

1.3.4 肺动脉收缩压检测：取患者仰卧位或左侧卧位,获取三尖瓣返流最大流速,计算肺动脉收缩压。根据2009年欧洲呼吸学会和欧洲心脏病学会联合颁布的肺动脉高压诊治指南[7],以肺动脉收缩压≤36mmHg 诊断为COPD 肺动脉压正常，＞36mmHg 诊断为COPD 并发肺动脉高压。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0 软件进行数据分析。所有资料呈现正态分布，计数资料以均数±标准差 (±s)表示。COPD患者的年龄，FEV1/FVC，FEV1/Pre，PCO2，PO2，CXCL12，Cav-1，IL-6和BNP水平的组间比较采用单因素方差分析及q检验。性别的组间比较采用χ2检验，相关性分析采用Pearson 法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 COPD患者的肺功能评价及PASP,IL-6和BNP水平分析 见表1。与对照组比较,NPH组和PH组的FEV1/Pre,FEV1/FVC 及PO2明显降低,且PH组PO2降低更显著；与对照组比较，NPH组和PH组的PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平明显增高,且PH组增高更显著，以上差异均有统计学意义(均P＜0.01)。

表1 COPD患者的肺功能评价及PASP,IL-6和BNP水平分析 (±s)

表1 COPD患者的肺功能评价及PASP,IL-6和BNP水平分析 (±s)

注：与对照组比较，*P＜0.01；与 NPH组比较，#P＜0.01。

项 目 对照组(n=43) NPH组(n=70) PH组(n=45) F值 P值FEV1/Pre (%) 83.23±5.67 46.29±3.07* 43.30±2.99* 38.91 0.000 FEV1/FVC(%) 85.09±5.35 54.21±3.06* 53.62±3.02* 31.97 0.000 PO2(mmHg) 88.71±6.22 67.16±4.69* 62.39±3.68#* 46.32 0.000 PCO2(mmHg) 38.35±2.61 49.53±3.09* 54.22±3.26#* 45.17 0.000 PASP(mmHg) 21.35±2.72 32.43±3.13* 55.46±4.50#* 63.93 0.000 IL-6(ng/L) 7.23±3.97 19.51±7.19* 27.45±9.60#* 96.52 0.000 BNP(ng/L) 36.39±13.27 165.26±31.39* 436.59±89.76#* 130.67 0.000

2.2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析 见表2。与对照组比较,NPH组和PH组的CXCL12水平明显增高,且PH组增高更显著。与对照组比较,NPH组和PH组的Cav-1水平明显降低,且PH组降低更显著，以上比较的差异均有统计学意义(P＜0.01)。

表2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析(±s)

表2 COPD患者血清Cav-1及CXCL12水平分析(±s)

注：与对照组比较，*P＜0.01；与 NPH组比较，#P＜0.01。

项 目 对照组(n=43) NPH组(n=70) PH组(n=45) F值 P值Cav-1(μg/L) 10.37±2.28 7.23±1.72* 4.81±0.90#* 103.71 0.000 CXCL12(pg/mL) 65.74±12.27 175.36±26.19* 270.33±43.79#* 130.67 0.000

2.3 相关性分析 NPH组和PH组的血清Cav-1及CXCL12水平分别呈负相关性(r=-0.813,-0.827,均P＜0.01)。NPH组的CXCL12水平分别与PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈正相关性,而与FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈负相关性。NPH组的Cav-1水平分别与PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈负相关性，而与FEV1/Pre，FEV1/FVC及PO2呈正相关性（rCXCL12=0.845，0.810，0.807，0.783，-0.799，-0.775，-0.793，均P＜0.01；rCav-1= -0.853，-0.828，-0.816，-0.792，0.763，0.803，0.822，均P＜0.01）。PH组的CXCL12水平分别与PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈正相关性，而与FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈负相关性。PH组的Cav-1水平分别与PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈负相关性，而与FEV1/Pre，FEV1/FVC 及PO2呈正相关性 （rCXCL12= 0.839，0.816，0.817，0.806，-0.782，-0.785，-0.809，均P＜0.01；rCav-1= -0.862，-0.821，-0.819，-0.797，0.782，0.811，0.829，均P＜ 0.01）。

3 讨论

既往研究表明,炎症、低氧、烟草烟雾的暴露是引发COPD 血管重塑、肺血流动力学改变的主要危险因素[8]。研究认为肺动脉于低氧条件下加速收缩并加重肺淤血的形成,这些因素是导致COPD患者肺动脉压升高的重要原因[9]。本研究发现,COPD患者存在显著的低氧和高碳酸血症,而当COPD 并发PH 时表现更为严重，提示长期的低氧和高碳酸血症在COPD 相关的PH 发展过程中发挥重要作用。同时发现，炎性作用可能参与COPD 的病理过程并诱导PH 的发生，同时BNP水平的增高提示PH 的发生增加心力衰竭的风险。

小窝蛋白(caveolave,Cav)是一种50～100nm的瓶颈形质膜内陷结构,其参与细胞质膜微囊的组成。Caveolave家族有Caveolin-1,Caveolin-2 和Caveolin-3三种蛋白亚型[10]，Cav-1是Caveolave的主要蛋白质成分,其存在于多种细胞中,包括内皮细胞、平滑肌细胞和上皮细胞。最近的研究表明Cav-1 可能与PH 的发病机制有关[11]，Cav-1 通过和内皮型一氧化氮合成酶结合对靶蛋白进行负调控。研究发现野百合碱诱导的大鼠PH 模型和人PH 内皮细胞中的Cav-1水平显著丢失[9]，目前Cav-1在PH 的研究主要集中在动物实验中,与COPD 相关的PH 患者的人体研究较少。侯万举等[12]通过分析65例稳定期COPD患者的临床资料结果显示对照组、COPD组及COPD-PH组Cav-1水平呈逐渐降低趋势,血清Cav-1 对诊断COPD 并发PH 有较高的敏感度和特异度,这与多普勒超声诊断仪测量的PASP 结果比较有较好的一致性。本研究对COPD患者的研究结果与侯万举等的结论相符，进一步研究显示Cav-1 分别与FEV1/Pre，FEV1/FVC，PO2呈正相关性，而与PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈负相关性。提示Cav-1 可能参与了COPD患者PH的形成过程,推测其可能通过抑制炎性因子的释放延缓COPD患者的气管重塑和血管内皮的损伤。

CXCL12 是一种与炎症反应密切相关的细胞因子，研究显示COPD患者外周血液CXCL12含量明显增加，经过治疗后其水平明显降低[13]。有报道认为CXCL12 能促进淋巴细胞和单核巨噬细胞等炎症细胞的聚集和浸润,诱导炎症反应的进一步加重[5]。CXCL12 在PH 中的作用已被证实，内皮细胞的增殖对PH 的发病机制至关重要。BHAGWANI 等[14]研究发现，PH 患者肺血管内皮细胞的增殖与巢蛋白的上调有关，体外培养的大鼠和人肺内皮细胞中均表达巢蛋白。研究发现内皮细胞中巢蛋白过度表达,促进CXCL12 的过量表达导致肺血管内皮细胞增殖并诱导PH 的发生。本研究显示对照组、NPH组及PH组CXCL12水平呈逐渐升高趋势，分析原因认为 COPD患者机体处于慢性炎症状态,这种状况诱导了肺血管的重构,最终导致PH 的形成。进一步地研究显示CXCL12水平与FEV1/Pre，FEV1/FVC，PO2，PCO2，PASP，IL-6 及BNP水平呈明显相关性，提示CXCL12 可能与COPD 的发生发展相关。推测下调CXCL12水平可能抑制炎症因子释放,缓解COPD 病情进展,改善患者的临床症状。

本研究还存在一定的局限性,如样本量少不足以代表所有病患情况,期待更深入、更大样本的研究。但本研究确切发现,血清Cav-1 和CXCL12水平在COPD 的发生发展中具有重要的作用,其水平的变化可能与PH 的发生相关。