血清白介素-6、血管内皮细胞黏附分子1、E-选择素在慢性阻塞性肺疾病合并侵袭性肺曲霉病中的表达及意义

韩俊垒，边红芝，胡建平

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种以气流受限为特征的呼吸系统疾病，多发于老年人［1］。由于长期接受广谱抗生素、皮质激素类药物治疗，COPD 病人合并侵袭性肺曲霉病（invasive pulmonary aspergillosis，IPA）发生率较高，与机体免疫抑制有关，病人预后极差，病死率极高［2-3］。研究表明，IPA 病人血清中白介素-6（interleukin-6，IL-6）表达水平明显升高，与炎症反应增加有关［4］。血管内皮细胞黏附分子1（vascular endothelial cell adhesion molecule 1，VCAM-1）和E-选择素（E-Selectin）也均被发现在烟曲霉角膜炎小鼠模型上皮细胞中高表达，其表达下调后角膜炎症程度降低且中性粒细胞浸润减少［5］。以上研究均表明，IL-6、VCAM-1、E-Selectin 水平变化可能与机体真菌感染存在一定相关性。半乳甘露聚糖（galactomannan，GM）是曲霉菌特异性抗原，可作为IPA诊断标志物［6］。本研究通过检测COPD 病人血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平，分析三者与COPD 并发IPA 病人GM 值关系，探究三者在COPD 合并IPA发生中作用及对该疾病的诊断价值，以及时调整治疗方案，改善病人预后。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2017 年1 月至2019 年1 月河南省胸科医院收治的COPD 病人136 例，其中男性82 例，女性54 例，年龄（57.92±10.85）岁，范围为42～71 岁。纳入标准：（1）COPD 诊断符合《慢性阻塞性肺疾病诊断指南》［7］；（2）IPA 诊断符合《侵袭性肺部真菌感染的诊断标准与治疗原则》中关于IPA 的诊断标准［8］，同时符合宿主发病危险因素至少1项、侵袭性肺真菌病的1项主要临床特征或2项次要临床特征以及1项微生物学检查依据；（3）临床资料完整；（4）病人或其近亲属知情同意，签署知情同意书。排除标准：（1）仅有曲霉生长，无宿主因素、无肺部感染引起的临床症状；（2）影像学表现为曲霉定植；（3）心、肾、肝脏等重要脏器功能严重不足者；（4）合并其他细菌、病毒感染者。根据COPD 病人是否合并IPA 分为COPD 合并IPA 组47 例，COPD 未合并IPA 组89 例。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集收集入组病人性别、年龄、病程、体质量指数（body mass index，BMI）、吸烟史、饮酒史等一般资料。

1.2.2 样本采集入组COPD 病人均于确诊后第2天清晨采集外周静脉血5 mL，3 000 r/min 条件下离心15 min后分离上层血清，于-80 ℃条件下保存。

1.2.3 血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 水平及GM值检测采用酶联免疫吸附（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）法进行血清中IL-6、VCAM-1、E-Selectin 水平及GM 抗原检测。IL-6、VCAM-1 水平检测试剂盒购自美国BD 公司（货号555220，560427）；E-Selectin 水平检测试剂盒购自台湾Abnova 公司（货号KA0116）；GM 抗原检测试剂盒购自英国Abbexa公司（货号abx052023）。

1.3 统计学方法使用SPSS 19.0 软件对本研究数据进行分析，计量资料以±s表示，两组数据比较用t检验；计数资料用例（%）表示，用χ2检验；采用Pearson 法分析COPD 合并IPA 病人血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平与GM 值相关性；采用logistic 回归模型分析COPD 合并IPA 发生的影响因素；采用受试者工作特征曲线（receiver operator characteristic curve，ROC）分析血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 水平及GM 值对COPD 合并IPA 的诊断价值。P＜0.05表示数据之间差异有统计学意义。

2 结果

2.1 COPD 合并IPA 组、COPD 未合并IPA 组一般资料比较 COPD 合并IPA 组、COPD 未合并IPA 组性别、年龄、病程、BMI 水平及吸烟、饮酒比例比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 慢性阻塞性肺疾病（COPD）136例合并及未合并侵袭性肺曲霉病（IPA）一般资料比较

2.2 COPD 合并IPA 组、COPD 未合并IPA 组血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平及GM 值比较 COPD 合并IPA 组病人血清IL-6、VCAM-1、ESelectin 表达水平及GM 值均明显高于COPD 未合并IPA组（P＜0.05）。见表2。

表2 慢性阻塞性肺疾病（COPD）136例合并及未合并侵袭性肺曲霉病（IPA）血清白介素-6（IL-6）、血管内皮细胞黏附分子1（VCAM-1）、E-选择素（E-Selectin）表达水平及半乳甘露聚糖（GM）值比较/±s

表2 慢性阻塞性肺疾病（COPD）136例合并及未合并侵袭性肺曲霉病（IPA）血清白介素-6（IL-6）、血管内皮细胞黏附分子1（VCAM-1）、E-选择素（E-Selectin）表达水平及半乳甘露聚糖（GM）值比较/±s

组别COPD未合并IPA组COPD合并IPA组t值P值例数89 47 IL-6/（ng/L）6.31±2.05 59.57±16.43 30.24＜0.001 VCAM-1/（µg/L）364.28±156.41 716.93±232.09 10.52＜0.001 E-Selectin/（µg/L）41.34±15.36 76.52±24.05 10.38＜0.001 GM值0.37±0.15 0.92±0.19 18.51＜0.001

2.3 COPD 合并IPA 病人血清IL-6、VCAM-1、ESelectin 表达水平与GM 值相关性 COPD 合并IPA病人血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平与GM值均呈正相关（r/P=0.39/0.006，0.45/0.001，0.47/0.001）。见图1～3。

图1 慢性阻塞性肺疾病（COPD）合并侵袭性肺曲霉病（IPA）病人血清白介素-6（IL-6）表达水平与半乳甘露聚糖（GM）值相关性

图2 慢性阻塞性肺疾病（COPD）合并侵袭性肺曲霉病（IPA）病人血清血管内皮细胞黏附分子1（VCAM-1）表达水平与半乳甘露聚糖（GM）值相关性

2.4 COPD 合并IPA 发生的影响因素分析以本研究资料为样本，以血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin表达水平及GM 值为自变量，以COPD 病人中IPA 是否发生为因变量（发生=1，未发生=0）建立Logistic回归模型。血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin、GM 值高水平均是COPD 合并IPA 发生的危险因素（P＜0.05）。见表3。

2.5 血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平及GM 值对COPD 合并IPA 发生的诊断价值血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平及GM 值四个指标中，血清E-Selectin 表达水平对COPD 合并IPA 发生诊断的曲线下面积、灵敏度、特异度均为最高，且与IL-6、VCAM-1、GM 值比较，E-Selectin 表达水平对COPD 合并IPA 发生诊断的曲线下面积差异明显（Z/P=2.96/0.003，2.52/0.012，2.22/0.027），其次为GM值。见表4。

图3 慢性阻塞性肺疾病（COPD）合并侵袭性肺曲霉病（IPA）病人血清E-选择素（E-Selectin）表达水平与半乳甘露聚糖（GM）值相关性

表3 慢性阻塞性肺疾病合并侵袭性肺曲霉病发生的影响因素分析

表4 血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin表达水平及GM值对慢性阻塞性肺疾病（COPD）合并侵袭性肺曲霉病（IPA）发生的诊断价值分析

3 讨论

COPD 稳定期病人多采用肺康复训练、运动、饮食调节等非药物治疗手段，而急性期病人则需进行糖皮质激素、支气管扩张剂、抗生素等药物治疗及通气治疗等［1］。但长期营养不良、应用抗生素等药物治疗、肺部结构等因素使COPD 病人易合并患有IPA 等真菌性呼吸道感染性疾病，是影响病人病情加重的主要原因之一［3］。探究COPD 合并IPA 相关生物标志物有助于IPA 的及早发现和病人病情评估。

IL-6 是一种由成纤维细胞、T 细胞等多种细胞分泌的单链糖蛋白细胞因子，通过与特异性受体结合参与介导机体免疫应答、炎症反应等［9］。近年来，IL-6 作为感染性疾病的生物标志物已有较多研究。霉菌性阴道炎病人外周血中IL-6 明显升高，可能与病人体内Th1/Th2细胞失衡，Th2淋巴细胞亚群增多而Th1 淋巴细胞亚群受抑制有关，该过程可能加速病人阴道损伤［10］。此外，IPA 病人血清和支气管肺泡灌洗液中IL-6 水平均显著升高，对肺部感染的发生有一定的诊断价值［11］。本研究结果显示，COPD合并IPA 组病人血清IL-6 表达水平明显高于COPD未合并IPA 组，与Heldt 等［11］研究结果相似，推测血清IL-6表达水平升高预示COPD病人并发IPA，可能与曲霉菌感染机体后炎症反应增加和免疫保护有关，曲霉菌感染后dectin-1 介导的IL-6 生成可能在机体抗曲霉菌保护性免疫中发挥关键作用［12］。

E-Selectin 属于细胞黏附分子（CAMs）选择素家族，是一种主要表达于血管内皮细胞的细胞膜表面糖蛋白，与细胞黏附功能调节有关。研究发现，真菌性角膜炎小鼠角膜组织中E-Selectin 水平较正常小鼠升高，可能反映曲霉菌诱导的角膜组织中中性粒细胞迁移及抗真菌固有免疫激活水平［5］。本研究中，与COPD 未合并IPA 组比较，COPD 合并IPA 组病人血清E-Selectin 表达水平明显升高，表明COPD病人合并IPA 发生与血清E-Selectin 表达水平上调密切相关。曲霉菌感染刺激机体异常分泌E-Selectin，可能通过影响中性粒细胞迁移促进炎症反应增加，最终导致肺组织微循环障碍气道反应升高和COPD病人病情加重［5，13］。

VCAM-1属于CAMs免疫球蛋白基因超家族，多分布于血管内皮细胞、支气管上皮细胞等。Sun等［14］研究报道，新生隐球菌感染后外周血中VCAM-1 表达上调，可能通过与VLA4 相互作用募集大量Ly6Clow 单核细胞（炎性细胞）于脑血管系统中，引发脑部炎症性疾病。本研究结果显示，COPD 合并IPA 病人血清VCAM-1 水平明显高于COPD 未合并IPA病人，与Sun等［14］新生隐球菌感染中研究结果一致，在推测血清VCAM-1 高表达可能与COPD 病人发生IPA 有关。曲霉菌感染后VCAM-1 表达上调可能通过促进炎性细胞迅速释放TNF-α 等细胞因子，影响炎症反应增加，加重肺组织损伤［15］。

GM 是一种存在于曲霉菌细胞壁上的特异性抗原，可在曲霉菌侵犯机体早期释放入血液，可用于粒细胞缺乏并发IPA 的早期诊断。刘利华等［16］研究报道，血清GM 对IPA 诊断价值较高，且对免疫功能正常的IPA 病人诊断灵敏度更高，为95.60%。本研究结果显示，血清GM 值对COPD 合并IPA 的诊断灵敏度为82.98%，特异度为83.34%，虽有较高诊断价值，但不及前人研究，可能原因为本研究纳入样本量小，结果存在一定干扰偏倚，且为合并COPD 病人，可能与单纯IPA病人诊断价值有所不同。

本研究还发现，COPD 合并IPA 病人血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平与GM 值均呈正相关，进一步提示血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 水平异常升高可能与机体受曲霉菌感染密切相关。此外分析发现，血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin、GM 值高水平均是COPD 合并IPA 发生的危险因素，且四个指标中，血清E-Selectin 水平对COPD 合并IPA 发生的诊断价值最高，上述结果可为临床诊断和评估COPD合并IPA病人病情提供一定理论依据。

综上所述，COPD 合并IPA 病人血清IL-6、VCAM-1、E-Selectin 表达水平明显升高，与GM 值均呈正相关，可能作为生物标志物，用于评估COPD 合并IPA 发生。但由于本研究合并IPA 病人数较少，三者诊断价值及在疾病进展中作用机制尚需进一步探究。