血清富含半胱氨酸蛋白61,预测慢性阻塞性肺疾病急性发作严重程度及短期预后临床价值

覃英娇,李琪,周向东,钟有清,王杰,刘峰

海南医学院第一附属医院 呼吸内科,海南 海口 570102

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种常见的慢性持续性气流受限和气道炎症性疾病[1],COPD 急性加重期(acute exacerbation of COPD,AECOPD)与呼吸道症状的急性恶化有关。早期准确的预后风险评估对临床管理至关重要,有助于有限医疗资源的优化配置[2-3]。富含半胱氨酸蛋白61(cysteine-rich 61,CYR61)为结缔组织生长因子CCN 家族代表性成员之一,广泛参与血管生成、胚胎发育和组织修复过程[4]。有研究表明,CYR61 参与急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征和肺纤维化的发病机制[5]。COPD 患者肺组织CYR61 表达上调,然而这种上调与COPD 进展之间的关系仍不清楚[6]。本研究旨在通过分析AECOPD患者血清CYR61 水平的变化,探讨其与肺功能、疾病严重程度的关系以及对AECOPD 患者预后的影响作用。现报道如下。

1.1 一般资料 回顾性分析自2020 年2 月至2022 年2 月收治的59 例AECOPD 患者为研究对象,纳入AECOPD 组。另随机抽取36 例体检无任何呼吸系统疾病的健康人员,纳入健康组。AECOPD 组男性42 例,女性17 例;
年龄(71.34±7.45)岁;
高血压14 例,糖尿病1 例,血脂代谢异常4 例。健康组男性30 例,女性6 例;
年龄(71.06±5.89)岁;
高血压20 例,糖尿病3 例,血脂代谢异常5 例。两组的性别、年龄等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准,患者家属均签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准 AECOPD 组纳入标准:(1)患者呼吸困难、咳嗽或痰脓等呼吸道症状急性恶化,确诊为AECOPD[7],严重到需要住院治疗;
(2)年龄≥40 岁。AECOPD 组排除标准:(1)伴哮喘、间质性肺病、肺炎、肺结核、肺癌、肺栓塞等慢性呼吸系统疾病;
(2)患急性心力衰竭、急性心肌梗死或其他终末期疾病。

1.3 研究方法 从健康组及COPD 组(入院后24 h内和病情稳定至少4 周后)受试者肘静脉采集空腹静脉血,并在4℃下以3 000 r/min 的转速离心10 min。将血清等分并储存在-80℃,直到分析。比较两组的体质量指数(body mass index,BMI)、吸烟习惯。比较超敏C 反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein,hs-CRP)、同型半胱氨酸(homocysteine,HCY)、叶酸、维生素B12、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine,Cr)、肾小球滤过率(glomerular filtration rate,eGFR)、尿酸和全血细胞计数,包括中性粒细胞(neutrophile granulocyte,NEUT)、淋巴细胞(lymphocyte,LYM)、血小板(platelet,PLT)等实验室数据及用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、FVC 占预计值百分比(percentage of predictedFVC,FVC%pred)、第1 秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)、FEV1占预计值百分比(percentage of predicted FEV1,FEV1%pred)、FEV1与FVC 比值(FEV1to FVC ratio,FEV1/FVC)、用力呼出25%~75%肺活量时的瞬间流量(forced expiratory flow at 25%~75%of FVC,FEF25%~75%)等肺功能指标,并计算NEUT/LYM(NLR)。采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验检测血清CYR61 水平。人CYR61 检测试剂盒(CSB-E13884h)购自中国武汉华美生物公司。根据慢性阻塞性肺疾病全球倡议(global initiative for chronic obstructive lung disease,GOLD)严重程度分级标准[8],将患者分为1 级(FEV1%pred ≥80%),2 级(50% ≤FEV1%pred<80%),3 级(30% ≤FEV1%pred<50%)和4 级(FEV1%pred<30%)。AECOPD治疗后出院的患者均随访1 年。出于统计效力方面的原因,使用每位患者第一次病情恶化时的数据进行分析。患者出现以下任一情况视为COPD 恶化不良预后:住院或随访期间死于呼吸系统疾病;
重症监护病房入院;
有创或无创机械通气;
随访期间COPD相关的紧急就诊或再入院。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析。计数资料以例(百分率)表示,组间比较采用χ2检验;
符合正态分布的计量资料以均数±标准差()表示,组间比较采用t 检验;
不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数)表示,组间比较采用Mann-Whitney U 非参数检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线用于分析血清CYR61 水平在AECOPD 诊断和预后中的作用,计算曲线下面积(area under curve,AUC)。

2.1 两组临床资料比较 AECOPD 组患者入院时BMI、LYM 略低于健康组,同时吸烟患者比例、血清hs-CRP 水平、PLT、NEUT 及NLR 均高于健康组,差异有统计学意义(P<0.05)。AECOPD 组患者的FVC、FVC%pred、FEV1、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEF25%~75% 等肺功能指标均显著低于健康组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2 组受试者的一般临床资料分析()

表1 2 组受试者的一般临床资料分析()

2.2 两组血清CYR61 水平比较 AECOPD 组急性发作期时血清CYR61 水平显著高于健康组,差异有统计学意义[(570.06±235.42)pg/ml vs.(232.98±69.23)pg/ml,P<0.001]。AECOPD 患者缓解期时血清CYR61 水平降低至(281.16±97.41)pg/ml,仍高于健康组,差异有统计学意义(P<0.05)。经ROC 曲线分析,血清CYR61 水平对AECOPD 诊断的AUC 值为0.948(95% 可信区间:0.909~0.986)。见图1。

图1 血清CYR61水平用于AECOPD诊断的ROC曲线

2.3 AECOPD患者急性发作期时血清CYR61水平与GOLD 分级的关系 经Spearman 秩相关分析,AECOPD 组患者急性发作期血清CYR61 水平与GOLD 分级呈正相关(r=0.687,P<0.001)。见图2。

图2 AECOPD患者急性发作期时血清CYR61水平与GOLD分级的Spearman秩相关性

2.4 AECOPD患者急性发作期时血清CYR61 水平与其他指标的相关性 经Spearman 秩相关分析,AECOPD 患者急性发作期时血清CYR61 水平与FVC(r=-0.465,P<0.001)、FVC%pred(r=-0.626,P<0.001)、FEV1(r=-0.534,P<0.001)、FEV1%pred(r=-0.741,P<0.001)、FEV1/FVC(r=-0.406,P<0.001)、FEF25%~75%(r=-0.648,P<0.001)均呈负相关性,而与NLR(r=0.611,P<0.001)、住院时间(r=0.359,P<0.05)呈正相关性。

2.5 AECOPD 患者急性发作期血清CYR61 与预后关系 治疗和随访期间共有13 例COPD 患者死亡(n=1)或再次住院治疗(n=12)。预后不良COPD 患者急性发作期时血清CYR61 水平显著高于预后良好患者,差异有统计学意义[(793.37±208.88)pg/ml vs.(506.96±203.28)pg/ml,P<0.001]。校正年龄、性别、BMI、合并症、吸烟史等可能的干扰因素后,急性发作期时血清CYR61 仍然对COPD 患者的预后有一定的预测效能(OR=1.005,95% 可信区间:1.001~1.009,P<0.05)。经ROC 曲线分析,急性发作期时血清CYR61 水平预测COPD 患者不良结局的AUC 为0.880(95% 可信区间:0.794~0.965),截断值为603.38 pg/ml,在该阈值下,灵敏度和特异度分别为98.5% 和80.4%,约登指数为0.804。见图3。

图3 急性发作期血清CYR61水平预测COPD患者预后不良的ROC曲线

COPD 被认为是主要的公共卫生问题,具有高发病率、高致残率和高病死率[9]。AECOPD 是该疾病自然病程中的急性事件,增加了疾病进一步严重恶化的频率,加速肺功能下降,降低患者的健康状况和体力活动,给患者带来巨大的经济负担[10]。寻找一种简单可靠的生物标志物,能够准确评估AECOPD患者的疾病进展和预后结局,对于患者的管理和医疗资源的合理配置具有重要意义。本研究发现,AECOPD 患者急性发作期时血清CYR61 水平迅速升高,而且这种升高与疾病恶化、肺功能降低、住院时间延长以及1 年内不良结局均有关。这表明CYR61 可能在AECOPD 的发展中发挥着潜在作用。

目前,AECOPD 的严重程度和临床分级,主要依赖于症状、体征、动脉血气分析及常规的实验室检查,缺少一些辅助的客观评价指标[10-11]。急性发作频率、严重程度和恢复期的延长均可显著降低COPD患者的生活质量。AECOPD 是COPD 疾病进展的主要因素,有研究表明,肺功能可能会在AECOPD 时期加速下降,并且在AECOPD 后可能无法完全恢复[12-13]。COPD 患者肺组织中CYR61 显著上调,而且CYR61 表达增加与肺功能指数降低、肺部炎症和COPD 进展有关,炎症细胞因子可能是CYR61 升高和COPD 进展之间的重要介质[6]。CYR61 作为一种分泌型基质细胞蛋白,可以直接与各种整合素受体和硫酸肝素蛋白聚糖结合,以细胞类型和环境依赖的方式调节许多细胞功能。CYR61 参与包括胚胎发育、血管生成、伤口愈合等众多机体正常的生理活动。在病理条件下,CYR61 通过调控细胞迁移、粘附、增殖、凋亡等参与自身免疫性疾病、急慢性炎性疾病、心血管性疾病及肿瘤的发生、发展[14-16]。有研究表明,肌层浸润性膀胱癌组织CYR61 表达升高,并具有良好的预后价值[17];
在克罗恩病患者的黏膜中CYR61 表达也呈差异性升高,且与疾病炎症进程相关[18]。此外,CYR61 还参与多种肺部疾病的发病机制及疾病进展,包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺病、肺纤维化、肺动脉高压、肺部感染和肺癌[19]。如CYR61 在肺癌中呈低表达,体外过表达后能够抑制细胞增殖、迁移,诱导凋亡,其机制可能与Caspase-3凋亡通路激活有关[20]。本研究AECOPD 患者急性发作期时血清CYR61 水平迅速升高,虽然缓解期时有所下降,但是仍然高于健康组。肺功能测试是COPD 患者气流受限程度的指标,进一步分析发现AECOPD 患者急性发作期血清CYR61 水平升高与GOLD 分级增加、肺功能降低、住院时间延长有关,这表明血清CYR61 水平可以反映AECOPD 气流受限的严重程度。

此外,COPD 与气道和全身炎症反应的增强有关,在病情恶化期间,炎症的严重程度显著增加,并可能刺激气道中性粒细胞炎症浸润[21]。NLR 作为全身炎症标志物,可反应AECOPD 患者机体炎症情况。虽然CYR61 与COPD 进展相关的机制尚不清楚。但研究表明,慢性气道炎症加重COPD 患者的肺功能下降;
而另一方面,CYR61 具有促炎活性,CYR61 介导的香烟烟雾提取物可诱发肺上皮细胞分泌IL-8[22]。本研究发现,AECOPD 患者急性发作期时血清CYR61 与NLR 有关。说明CYR61 的促炎作用可能是影响肺功能降低和预后不良的机制之一。本研究中属于小样本、单中心试验,这并不反映普通人群。其次,并没有对患者进行细菌性和非细菌性分层。在未来的研究中,笔者需要分析更好反映气道状况的其他样本,如支气管肺泡灌洗液或痰。

综上所述,COPD 患者血清CYR61 水平普遍升高,且在急性发作期时升高更显著。血清CYR61 水平升高与AECOPD 患者的GOLD 分级增加、肺功能下降、全身炎症反应、住院时间延长有关,表明血清CYR61 可能是预测AECOPD 患者疾病进展和不良结局的有用生物标志物。

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