特发性肺纤维化患者支气管肺泡灌洗液及血清可溶性细胞粘附分子-1、基质金属蛋白酶-2表达水平及临床意义

杨晓兰，孙 莉，胡永波，张艳秋，廖 平，贺 凡

(成都市第三人民医院 a.入院处；b.神经内科；c.呼吸科；d.放射科，四川 成都 610000)

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)为一种慢性、进行性纤维化肺部疾病，最终可导致呼吸衰竭甚至死亡[1,2]。现今，临床医师多根据患者临床表现、高分辨CT(HRCT)、支气管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)等对IPF进行诊断[3]。但鉴于IPF临床表现复杂，部分患者的CT表现不典型，其他间质性肺病也可出现与IPF相同或类似的表现，故高分辨CT在诊断该病上具有一定的局限性[4]。当前对于IPF的诊断、进展监测以及预后判断等相关研究在临床中颇受关注。目前认为，多种细胞因子在肺损伤、修复及纤维化形成过程中异常表达，参与肺纤维化的启动和发展。可溶性细胞粘附分子-1(sICAM-1)作为L1细胞黏附分子(L1-CAM)的可溶性形式，可参与免疫应答、血管内皮活化，目前已被证实在肺部疾病诊断中发挥一定作用[5]。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)为Ⅱ型肺泡上皮细胞产生的一种内肽酶，在正常组织中表达水平极低，其亚型基质金属蛋白酶-2(MMP-2)可在肺癌等疾病中检测到[6]。目前很少有报道表明二者在IPF发病机制中是否同等发挥重要作用。本研究检测IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2的表达水平，分析其与肺功能的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料2018年8月至2020年8月我院收治的IPF患者118例(IPF组)及同期健康体检者63例(对照组)。纳入标准：①IPF患者均符合IPF诊断[7]，经影像学检查确诊；②其他病因所致的间质性肺炎；③意识清楚，可正常语言沟通。排除标准：①气道分泌物过多，无法行BAL者；②恶性肿瘤；③合并传染性疾病；④语言、认知等障碍；⑤就诊前4周内有呼吸道感染。入组者均知情同意，本研究已经医院伦理委员会批准。

1.2 方法BAL与血清留取[8]：术前4 h禁食，局部麻醉后经鼻腔插入将纤维支气管镜，向选定右肺中叶或左肺舌叶或其他病变部位注入0.9%氯化钠溶液100 ml，采用负压吸引装置吸引(25～100 mmHg)、回收BALF，回收率中叶、舌叶40%～60%，其他病变>30%，使用无菌纱布过滤，装入硅胶灭菌器-80 ℃备用。另取患者空腹静脉血2 ml，取上清液-80 ℃待测。采用酶联免疫法(ELISA)测定BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达(试剂盒购自上海西唐生物科技有限公司)。肺功能评价采用Muller对IPF组患者进行胸部高分辨率CT(HRCT)评分[9]。0分无改变；1分：病变范围≤5%；2分：病变范围6%～25%；3分：病变范围26%～50%；4分：病变范围51%～75%；5分：病变范围>75%。

1.3 观察指标①IPF组和对照组一般资料。②以患者临床、实验室指标作为暴露因素，分析各因素是否与IPF存在关联。③根据美国GAP(gender)分期标准[10]对IPF组患者进行疾病严重度分期，GAP0～3分为Ⅰ期，4～5分为Ⅱ期，6～8分为Ⅲ期。比较不同疾病分期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平。④分析IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平与肺HRCT评分的关系。

1.4 统计学方法应用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差表示，比较行t检验或单因素方差分析，两两比较行LSD-t检验；计数资料以(%)表示，比较行χ2检验；影响IPF发生的危险因素采用多因素Logistic分析；BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平与HRCT评分间的关系采用Pearson相关性分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 IPF组与对照组临床基线资料比较IPF组与对照组性别、BMI、糖尿病、高血压、高脂血症等比较差异无统计学意义(P>0.05)； IPF组年龄、吸烟比例高于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组临床基线资料比较

2.2 IPF组与对照组BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平比较IPF组BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平均高于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 两组BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平比较

2.3 影响IPF发生的危险因素分析年龄≥60岁、有吸烟史、BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达是IPF发生的独立危险因素(P<0.05)。见表3。

表3 影响IPF发生的危险因素分析

2.4 不同疾病分期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平比较根据GAP分期标准将IPF患者分为Ⅰ期38例，Ⅱ期47例，Ⅲ期33例。Ⅲ期IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达高于Ⅱ期、Ⅰ期患者(P<0.05)。见表4。

表4 不同疾病分期IPF组患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平比较

①与Ⅰ期比较，P<0.05；②与Ⅱ期比较，P<0.05

2.5 IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平与肺HRCT评分的关系IPF患者的HRCT评分为(8.28±2.48)分。其BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平均与HRCT评分呈正相关(P<0.05)。见表5。

表5 IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平与肺HRCT评分的关系

3 讨论

sICAM-1为LI-CAM的可溶性形式，其分布较为广泛，黏附分子在细胞表面脱落并溶解在血液中，能够介导细胞间或细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)之间的联合，侧面反映肺部疾患的进展情况[11]。本研究中，与对照组相比，IPF组BALF和血清中sICAM-1表达水平均较高，提示IPF患者BALF和血清中存在sICAM-1水平表达异常的情况。此前有学者测定了IPF、肺癌以及慢性咳嗽患者BALF及其血清中sICAM-1的水平，发现IPF患者BALF及其血清中sICAM-1的水平明显高于肺癌以及慢性咳嗽患者，提示sICAM-1可能参与IPF的发病机制，并有可能成为IPF的诊断性标志物[12]。在如今IPF的临床研究中，注意力已从炎症反应转移到肺泡上皮损伤和ECM过度沉积[13]。Grigorieva等[14]认为，尽管IPF的原发病因存在较大的差异，但病情进展中出现的ECM代谢异常大体是类似的。MMP是一类可以合成和降解ECM的蛋白水解酶。近年研究显示，其家族成员MMP-2、MMP-9在多种肺部疾病中均呈高表达，且与肺组织纤维化有关联[15]。MMP-2的特异性底物主要是Ⅳ型胶原，在IPF的病理过程中，MMP-2可通过分解Ⅳ型胶原降解肺基质成分，破坏肺基膜结构和肺泡壁的完整性，引起肺纤维化改变。张娟娟等[16]研究表明，肺组织内MMP-2的高表达是发生IPF的重要机制。本研究中，与对照组相比，IPF组BALF和血清中MMP-2表达水平均较高，提示MMP-2表达的异常升高与IPF疾病的发生发展有关。

IPF的病因尚未完全明确，可能与遗传、吸烟、职业暴露、微生物感染等有关。本研究结果显示，年龄≥60岁、有吸烟史、BALF和血清中sICAM-1、MMP-2过度表达是IPF的危险因素，或许可作为预测IPF的特异性敏感标志物，但其中的因果关系仍不清晰，有待后期进一步研究。另外，随着疾病分期的加重，IPF患者BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水也存在差异，其中Ⅲ期IPF患者其BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平均高于Ⅱ期、Ⅰ期患者。在受到炎症因子的刺激时，机体MMP-2水平增高，加速ECM分解，使炎症细胞向深层组织浸润，随着病情进展，成纤维细胞增多，基质金属蛋白酶抑制剂(TIMPs)和MMP-2分泌增多，进而导致MMP/TIMPs比例逐渐下降，在肺部形成不益于ECM降解的微环境，肺泡间质胶原过度沉积，加速肺纤维化进展，改变疾病分期，加重患者病情[17,18]。

胸部影像学表现以及肺功能与间质性肺病严重程度关系密切，临床上常将其用作疾病转归的评价指标[19]。但肺功能测定对于早期和亚临床损害该项检测并不敏感，难免有漏诊、误诊病例。在2011、2018版IPF诊治指南中，临床已认可肺HRCT在IPF诊断、病情严重程度评估、指导治疗中的重要价值[20]。张颖等[21，22]证明，HRCT比肺功能可以更为敏感地发现肺间质疾患，并在IPF患者后续随访与控制治疗方面价值较为突出。刘曦等[23]研究亦表明，HRCT评分对急性肺损伤(ALI)的病情评估有重要价值。本研究根据IPF患者的胸部HRCT影像学特征，对其行HRCT量化评分，发现IPF患者BALF及血清中sICAM-1、MMP-2表达分别与HRCT评分呈正相关，提示BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平能够反映IPF患者肺损伤程度，表现为BALF和血清中sICAM-1、MMP-2表达水平越高，IPF患者的HRCT评分越高，提示患者肺病病灶范围越广，肺功能受损越严重，sICAM-1、MMP-2这两项指标能够提示IPF患者的疾病分期情况，有利于临床医师准确把握患者疾病进展，方便后续治疗的行进。