慢性阻塞性肺疾病患者急性加重影响因素及血清分泌型卷曲相关蛋白1和Clara细胞分泌蛋白对其预测价值

周旭东,吴吉星,夏 杰

(1.华中科技大学同济医学院附属同济医院普外科,湖北 武汉 430030;2.华中科技大学同济医学院附属同济医院呼吸与危重症医学科,湖北 武汉 430030)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种常见的呼吸系统疾病,主要特征是气流受限和肺部炎症,患者经常会出现急性加重慢性阻塞性肺疾病(Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD),导致病情恶化、危险性增加,同时也增加了经济和社会负担[1-3]。因此,预测COPD患者的AECOPD风险具有重要的临床意义。血清分泌型卷曲相关蛋白1(Secreted frizzled-related protein 1,SFRP1)和Clara细胞分泌蛋白(Clara cell secretory protein,CC16)是两种与COPD相关的生物标志物,在COPD的发病机制中发挥重要作用。SFRP1是抑制Wnt信号通路的蛋白质,在COPD炎症反应和氧化应激中发挥重要调节作用[4]。CC16是肺泡上皮细胞分泌的蛋白质,在COPD气道炎症和肺部纤维化中发挥重要作用[5-6]。因此,本研究探讨血清SFRP1和CC16对COPD患者AECOPD风险的预测价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2020年1月至2022年12月华中科技大学同济医学院附属同济医院收治的COPD患者198例,根据出院后3个月复诊是否发生AECOPD分为稳定期COPD组(102例)和AECOPD组(96例)。病例纳入标准:参照《慢性阻塞性肺疾病诊治指南:2021年修订版》[7]诊断为COPD或AECOPD者;年龄>40岁;患者及家属签署知情同意书;稳定期COPD组患者在入组前未发生急性加重。排除标准:合并肺结核、肺癌、支气管扩张等疾病;合并血液疾病;合并感染性疾病;存在严重器质性病变;患有其他严重的慢性疾病,如心脏病、肝病、肾病等;有严重的精神疾病或认知障碍;孕妇或哺乳期妇女。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集:记录患者性别、年龄、体重指数(BMI)、是否吸烟及既往病史(糖尿病、高血压、肺心病和冠心病等)[8]以及病程等。

1.2.2 实验室指标检测[9]:包括C反应蛋白(CRP)、白细胞(WBC)、中性粒细胞(NEU)、淋巴细胞(LYM)、血小板(PLT)、纤维蛋白原(FIB)、白蛋白(ALB)、中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)、血小板/淋巴细胞比值(PLR)、纤维蛋白原/白蛋白比值(FAR)。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测CRP(试剂盒批号:20221223,上海科顺生物科技有限公司);WBC、NEU、LYM和PLT通过血液细胞分析仪进行自动计数;采用比色法检测ALB(试剂盒批号:20221202,北京世纪沃德生物科技有限公司)和FIB(试剂盒批号:20220813,北京倍肯恒业科技发展股份有限公司)。

1.2.3 血清SFRP1和CC16检测:采集患者静脉血样本,放置在离心管中离心10 min,分离血清并储存于-80 ℃冰箱中。采用ELISA法检测血清SFRP1水平。将标准品和样本加入预先涂有SFRP1抗体的微孔板中,孵育一段时间后洗涤孔板,加入SFRP1检测试剂(批号:20220712,广州万孚生物技术股份有限公司)。孵育一段时间后洗涤孔板,加入底物,再孵育一段时间后加入停止液,最后使用酶标仪测定吸光度值。血清CC16检测同SFRP1检测(CC16检测试剂批号:20220920,广州万孚生物技术股份有限公司)。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料比较 见表1。两组患者性别、年龄、BMI、是否吸烟、既往病史(高血压、糖尿病、肺心病和冠心病)以及病程[(18.64±5.64)年与(19.65±4.75)年]比较差异无统计学意义(均P>0.05)。

表1 两组患者一般资料比较[例(%)]

2.2 两组患者实验室指标比较 见表2。AECOPD组CRP、WBC、NEU、LYM、PLT、ALB、FIB、NLR、PLR、FAR、SFRP1和CC16水平高于稳定期COPD组(均P<0.05)。

表2 两组患者实验室指标比较

2.3 COPD患者AECOPD发生影响因素Logistic回归分析 见表3。以是否发生AECOPD为因变量(是=1,否=0),以CRP(>100 mg/L=1,≤100 mg/L=0)、WBC(>9.5×109/L=1,≤9.5×109/L=0)、NEU(>6.3×109/L=1,≤6.3×109/L=0)、LYM(>3.2×109/L=1,≤3.2×109/L=0)、PLT(>350×109/L=1,≤350×109/L=0)、FIB(>4.0 g/L=1,≤4.0 g/L=0)、ALB(>52 g/L=1,≤52 g/L=0)、NLR(>3.53=1,≤3.53=0)、PLR(>120=1,≤120=0)、FAR(>3.5=1,≤3.5=0)、SFRP1(>4.8 ng/ml=1,≤4.8 ng/ml=0)、CC16(>260 ng/ml=1,≤260 ng/ml=0)为自变量,纳入Logistic回归分析。结果显示,NLR>3.53、PLR>120、FAR>3.5、SFRP1>4.8 ng/ml以及CC16>260 ng/ml是COPD患者发生AECOPD的独立危险因素(均P<0.05)。

表3 COPD患者AECOPD发生影响因素Logistic回归分析

2.4 血清SFRP1和CC16对COPD患者发生AECOPD的预测价值 见表4。血清SFRP1、CC16对COPD患者发生AECOPD具有一定的预测价值,且两者联合的预测价值更高。

表4 血清SFRP1和CC16对COPD患者发生AECOPD的预测价值

3 讨 论

COPD是常见且严重的呼吸系统疾病,并且有不断加重的趋势。AECOPD患者通常表现为严重呼吸困难、低氧血症和肺功能下降,导致患者再入院率和病死率增加[10]。血清SFRP1和CC16是与COPD发展和急性加重有关的生物标志物。有研究[11]表明,血清SFRP1和CC16在预测COPD急性加重风险中有潜在应用价值。SFRP1是Wnt信号通路调节剂,在COPD患者发生急性加重时大量分泌。CC16是具有抗氧化、抗炎和抗纤维化作用的蛋白质,在急性加重期水平会显著下降[12]。因此,检测血清SFRP1和CC16水平有助于更准确地评估COPD患者的急性加重风险,采取早期干预和治疗,从而避免COPD患者的不良预后。

本研究Logistic回归分析结果显示,病情严重程度(Ⅲ级)、NLR>3.53、PLR>120、FAR>3.5、SFRP1>4.8 ng/ml以及CC16>260 ng/ml是COPD患者发生AECOPD的独立危险因素。NLR是用于评估炎症状态和免疫系统功能的生物标志物,越来越多的证据表明NLR在评估COPD急性加重期中有重要作用。NLR升高意味着中性粒细胞数量增加,淋巴细胞数量减少[13]。这种情况通常代表体内的炎症反应,并且被认为是促进发病机制的一种炎症体征。具体来说,NLR可能通过多种机制参与COPD急性加重。首先,NLR的升高可能意味着肺组织损伤和炎症反应加剧。其次,NLR的升高还与氧化应激和SIRT1等因子的降低、糖皮质激素抵抗、免疫功能紊乱和自噬异常等机制相关联[14]。最后,NLR还与慢性病感染、肺病毒感染、社会心理和健康行为等因素密切相关,并可能导致COPD急性加重的发生和发展[15]。PLR是反映炎症水平和免疫状态的生物标志物,研究表明PLR在预测COPD急性加重期中具有应用价值。首先,PLR可以反映肺部炎症程度。当COPD发生急性加重时,外周血液将会流入肺部,导致局部肺加剧、血小板聚集以及淋巴细胞降低。尤其当PLR升高可能与支气管炎症和肺炎症等相关因素有关[16]。其次,PLR可能与自身免疫异常有关。有研究发现,COPD急性加重往往意味着机体免疫系统功能紊乱,使得身体对感染的抵御能力降低。而PLR升高可能与机体免疫学异常和自身免疫反应失衡有关,如自身免疫性肺炎、肺间质纤维化等[17]。最后,PLR可能与氧化应激有关。在COPD急性加重的病程中,氧化应激和炎症反应都会导致血小板激活和电化学信号的变化,而PLR升高可能反映了由于一氧化氮合成不足而引起氧化应激反应增加[18]。FAR是反映炎症状态和病情严重程度的生物标志物。FAR可以反映肺部炎症程度,当COPD发生急性加重时,肺部炎症程度加剧,蛋白质代谢失衡,肺内的蛋白质被分解成小分子并释放到外周血液中,导致白蛋白水平下降和纤维蛋白原水平升高[19]。其次,FAR可能与氧化应激有关。在COPD发生急性加重时,氧化应激及氧自由基引起的炎性损伤是可能的致病因素,而FAR的变化可能反映了机体的氧化应激反应[20]。而且,FAR可以反映肺部弹性损害和肺功能下降程度。肺部弹性损伤和肺功能下降是COPD急性加重的主要特征之一,FAR水平升高可能与这些因素有关。

本研究中,SFRP1联合CC16预测急性加重期的敏感度和特异度分别为97.96%、93.88%,显著高于单项SFRP1或CC16指标的预测效能。SFRP1是Wnt信号通路调节剂,在COPD发展和急性加重事件中具有重要作用。有研究发现,SFRP1在预测COPD急性加重期中具有潜在应用价值,其可能的作用机制主要包括以下几个方面:首先,SFRP1可以反映肺部盘状细胞与血管内皮细胞的功能状态。盘状细胞和血管内皮细胞在COPD急性加重的发展中起着重要作用,可能通过SFRP1的特定分泌来实现其生物学功能。其次,SFRP1可以反映细胞凋亡和细胞增生状态。COPD急性加重事件往往意味着肺组织中较大程度的细胞增殖和凋亡,SFRP1的分泌与这些过程密切相关。CC16是在气道黏上皮细胞表面表达的蛋白质,在COPD炎症反应和急性加重事件中具有一定作用。CC16可反映肺泡毛细血管微环境的变化。COPD急性加重事件往往伴随着肺泡毛细血管损伤与血液-肺泡屏障受损,导致肺内毒素等外源性刺激物进入肺泡,而CC16作为一种特异性肺泡分泌蛋白质,可以反映肺泡微环境状态的改变。其次,CC16与氧化应激反应有关。在氧化应激反应过程中,自由基的产生会攻击细胞膜,并导致细胞膜上蛋白质的氧化和降解。CC16作为一种相对容易氧化的低分子量蛋白,其水平下降可能反映细胞的受氧化程度。

综上所述,NLR、PLR、FAR、SFRP1及CC16是COPD患者发生AECOPD的独立影响因素。SFRP1联合CC16预测COPD患者发生AECOPD的预测价值较高。