血清NOX4 联合Nrf2 水平检测对稳定期COPD 患者急性加重的预测价值

金小乐 钱晶 韩英 邵宪萍 张丹

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是以持续气流受限为特征的慢性气道炎症性疾病，随着病情发展变化出现COPD 急性加重，会导致气道功能下降、死亡率增加。COPD 患者发生急性加重的易感性差异大，表现为急性加重频率的异质性[1-2]。研究显示，CRP、肺功能指标对稳定期COPD 患者频繁发生急性加重无预测价值，而与氧化应激相关的实验室指标8-异前列腺素-2α 是稳定期COPD 患者频繁发生急性加重的影响因素[3]，提示氧化应激可能在COPD 患者频繁发生急性加重中发挥重要作用。NADPH 氧化酶4（NADPH oxidase 4，NOX4）和核因子E2 相关因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）是调控氧化应激反应的重要分子，前者促进自由基生成而促进氧化应激的激活，后者清除自由基而抑制氧化应激的激活，相关研究证实NOX4/Nrf2 失衡与COPD 急性加重易感性增加有关[4]。本研究探讨血清NOX4 联合Nrf2 水平检测对稳定期COPD患者频繁发生急性加重的预测价值，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2019 年8 月至2021 年12 月在河北北方学院附属第一医院住院治疗并在出院后随访1 年内有急性加重发作情况的138 例稳定期COPD 患者作为研究对象。纳入标准：（1）符合指南中稳定期COPD 诊断标准[5]；（2）接受住院治疗，留取一般资料、实验室指标等基线资料；（3）随访资料完整，随访时间为1 年。排除标准：（1）随访1 年期间病死的患者；（2）合并支气管哮喘、支气管扩张、肺结核等其他呼吸系统疾病；（3）合并恶性肿瘤、痛风、血液系统疾病、肝脏疾病等可能影响NOX4、Nrf2 的疾病；（4）正在使用非布司他、熊去氧胆酸、华法林等可能影响NOX4、Nrf2 的药物。根据出院后1 年内急性加重发作次数分为急性加重发作次数≥2 次的频发组52 例和发作次数≤1 次的非频发组86 例。本研究经本院医学伦理委员会审查通过（批准文号：W2023029），所有患者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 急性加重的评估及次数统计 所有患者均在出院后进行1 年随访，每个月进行1 次门诊复查或电话回访，随访内容为1 年内发生COPD 急性加重的情况，COPD 急性加重诊断标准参照指南[5]：患者主诉呼吸系统症状突然恶化、超出日常变异，主要症状为呼吸困难加重，伴有喘息、胸闷、咳嗽加剧、痰量增加、痰液颜色和（或）黏度改变以及发热。统计随访1 年内的急性加重发作次数。

1.2.2 临床资料收集 查阅患者入组时的住院病历，记录所需的基线治疗。（1）一般资料：性别、年龄、合并慢性疾病（高血压、糖尿病、高脂血症）、吸烟史、COPD病程、肺功能分级；（2）辅助检查指标：入院当天或次日采集外周静脉血，采用血常规仪检测WBC、Hb、PLT，采用生化分析仪检测白蛋白（Albumin，ALB）、ALT、AST、肌酐（creatinine，Cr）、CRP，采用肺功能仪检测第一秒用力呼气量（forced expiratory volume in one second，FEV1）、用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比（FEV1%pred）。

1.2.3 血清NOX4、Nrf2 水平检测 入院当天或次日采集外周静脉血6～8 mL，静置30 min 后凝血，3 000 r/min、半径15 cm、离心10 min，取血清。严格按照NOX4、Nrf2 ELISA 试剂盒（上海高创化学科技有限公司，NOX4 货号：CSB-EL015961HU，Nrf2 货号：CSB-E16188H）操作说明书检测NOX4、Nrf2水平。

1.3 统计学处理 采用SPSS 23.0 统计软件。符合正态分布的计量资料以表示，组间比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25,P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用Mann-WhitneyU检验；采用多因素logistic 回归分析稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的影响因素；采用ROC 曲线评估NOX4、Nrf2 预测稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者临床资料比较 两组患者性别、年龄、合并高血压比例、合并高脂血症比例、吸烟史、COPD病程、肺功能分级、WBC、Hb、PLT、ALT、AST、Cr、CRP、FEV1/FVC、FEV1%pred 比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）；频发组患者合并糖尿病比例高于非频发组，ALB 水平低于非频发组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表1。

表1 两组患者临床资料比较

2.2 两组患者血清NOX4、Nrf2 水平比较 频发组患者血清NOX4 水平高于非频发组，Nrf2 水平低于非频发组，差异均有统计学意义（均P＜0.01），见表2。

表2 两组患者血清NOX4、Nrf2 水平比较

2.3 稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的影响因素分析 以两组间比较有统计学差异的合并糖尿病（未合并糖尿病=0、合并糖尿病=1）、ALB（连续变量）、NOX4（连续变量）、Nrf2（连续变量）为自变量，以稳定期COPD 患者1 年内急性加重发作次数为因变量（发作次数≥2 次=1、发作次数≤1 次=0），进行多因素logistic 回归分析，结果显示合并糖尿病、NOX4 水平升高是稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的危险因素（P＜0.01），而Nrf2 水平升高是稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的保护因素（均P＜0.01），见表3。

表3 稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的影响因素分析

2.4 血清NOX4、Nrf2 水平预测稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的效能 ROC 曲线分析显示，血清NOX4、Nrf2 水平单独及联合检测均对稳定期COPD患者1 年内急性加重频繁发作具有预测价值（均P＜0.05），且两项指标联合预测的效能理想，灵敏度和特异度分别为0.814 和0.885，优于单一指标的灵敏度0.756、0.791 及特异度0.789、0.654，见图1 和表4。

图1 血清NOX4、Nrf2 水平预测稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的ROC 曲线

表4 血清NOX4、Nrf2 水平预测稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作的效能

3 讨论

稳定期COPD 患者1 年内频繁发生急性加重会造成肺功能迅速下降、影响日常生活，也会增加住院风险和死亡风险[6-7]。我国2021 年修订的COPD 诊疗指南指出，1 年内急性加重发生次数≥2 次的COPD 患者具有发生COPD 急性加重的高风险[8]。根据COPD 相关的回顾性研究、队列研究，1 年内急性加重发生次数≥2 次是判断急性加重频繁发作的标准[9-11]。

COPD 发生及病情进展涉及的生物学因素包括炎症反应和氧化应激反应的过度激活，根据相关研究结果，在稳定期COPD 患者急性加重频繁发作中起关键作用的可能是氧化应激反应，而非炎症反应[3，11]。本研究中，两组患者WBC、CRP 等实验室指标以及肺功能指标比较差异均无统计学意义，与既往其他研究[11]中稳定期COPD 患者急性加重频繁发作影响因素的结果一致。

NOX4 是介导活性氧生成的重要催化酶，发挥促进氧化应激激活、引起组织氧化损伤的作用；Nrf2 介导血红素加氧酶-1 等抗氧化酶的表达，起到清除自由基的抗氧化作用。相关基础研究证实，在包括COPD 的多种疾病模型中，NOX4 促进自由基生成、刺激氧化应激的激活，Nrf2 清除自由基、减轻氧化应激的程度[12-14]。另有临床研究结果表明，在脑梗死、脑外伤、阻塞性呼吸睡眠暂停、多发性硬化等疾病中，NOX4、Nrf2 是与病情进展、预后转归相关的血清标志物[15-18]。本研究结果显示，频发组患者血清NOX4 水平高于非频发组，Nrf2 水平低于非频发组，表明促进自由基生长的NOX4 增多及促进自由基清除的Nrf2 减少与稳定期COPD 患者急性加重频繁发作有关。

本研究多因素logistic 回归分析显示，合并糖尿病、NOX4 增多是急性加重频繁发作的危险因素，Nrf2增多是急性加重频繁发作的保护因素。合并糖尿病是多种感染性疾病的危险因素，显著增加患者感染的风险、进而诱发COPD 急性加重的发生；NOX4 和Nrf2与急性加重频繁发作相关的结果表明氧化应激激活在稳定期COPD 患者急性加重频繁发作中起一定作用。ROC 曲线分析显示，NOX4 和Nrf2 水平均对稳定期COPD 患者急性加重频繁发作具有预测价值，两者联合用于预测的灵敏度和特异度分别为0.814 和0.885。

综上所述，稳定期COPD 患者1 年内急性加重频繁发作（即急性加重发作次数≥2 次）与血清NOX4 水平升高、Nrf2 水平降低有关，提示氧化应激反应的激活参与稳定期COPD 急性加重频繁发作的过程，联合检测血清NOX4 和Nrf2 水平对稳定期COPD 患者急性加重频繁发作具有较好的预测效能，灵敏度和特异度均超过0.8，这为今后发现新的稳定期COPD 患者急性加重频繁发作预测标志物提供了研究证据。