慢性阻塞性肺疾病患者血漿晚期糖基化終末產(chǎn)物和可溶性糖基化終末產(chǎn)物受體濃度變化及其臨床意義

雷 超，胡占升

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一組以氣流受限不完全可逆為特征的可以預(yù)防和治療的慢性炎癥性疾病，該病病程中氣流受限持續(xù)存在且呈進(jìn)行性發(fā)展，但其確切發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚。晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end-products，AGEs)是一種在人體內(nèi)以脂肪、蛋白質(zhì)、核酸以及還原糖(大部分為葡萄糖)等為原料通過催化化學(xué)反應(yīng)生成的有機(jī)化合物。可溶性晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(soluble receptor for advanced glycation end products，sRAGE)是一種可以與AGEs、淀粉樣肽、S100鈣粒蛋白等多種配體結(jié)合的受體，AGEs通過與sRAGE結(jié)合而啟動細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。國外研究表明，AGEs和sRAGE與炎癥密切相關(guān)[1-2]，可能與COPD有關(guān)并具有一定的診治意義。本研究旨在探討COPD患者血漿AGEs和sRAGE濃度變化及其意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2012年5月—2013年5月遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)病房收治的患者共102例，其中COPD患者53例為COPD組，非COPD患者49例為非COPD組；COPD的診斷符合中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會慢性阻塞性肺疾病學(xué)組制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3-4]；排除高血壓、糖尿病、腎衰竭及腫瘤患者。非COPD組中癲癇7例，消化道出血8例，腦梗死9例，藥物中毒12例，創(chuàng)傷術(shù)后13例。兩組患者性別構(gòu)成、平均年齡、BMI及吸煙率比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見表1)，具有可比性。

表1 兩組患者一般資料比較

注：*為t值

1.2 觀察指標(biāo)

1.2.1 血漿AGEs和sRAGE濃度 采集每例患者外周靜脈血6 ml，分為2管，每管3 ml，用EDTA抗凝，-20 ℃冰箱保存。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測定所有患者血漿AGEs和sRAGE濃度，人AGEs抗體試劑盒購自天津瑞愛生物科技有限公司，人sRAGE抗體試劑盒購自上海研域生物科技有限公司，均嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

1.2.2 肺功能 兩組患者均在吸入支氣管舒張劑后測定一秒用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)及FEV1占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%)，并將COPD嚴(yán)重程度分為4級：(1)輕度：FEV1/FVC<70%，F(xiàn)EV1%≥80%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(2)中度：FEV1/FVC<70%，50%≤FEV1%<80%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(3)重度：FEV1/FVC<70%，30%≤FEV1%<50%，患者有或無慢性咳嗽、咳痰癥狀；(4)極重度：FEV1/FVC<70%，F(xiàn)EV1%<30%或FEV1%<50%而患者伴有慢性呼吸衰竭[3]。

2 結(jié)果

2.1 血漿AGEs和sRAGE濃度 正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，血漿AGEs和sRAGE濃度近似正態(tài)分布。COPD組患者血漿AGEs濃度為(35.45±3.30)μg/ml，非COPD組為(29.62±0.83)μg/ml，COPD組血漿AGEs濃度高于非COPD組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.25，P<0.001)。COPD組患者血漿sRAGE濃度為(330.15±112.11)pg/ml，非COPD組為(884.53±190.94)pg/ml，COPD組血漿sRAGE濃度低于非COPD組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.32，P<0.001)。

2.2 亞組分析 根據(jù)肺功能檢測結(jié)果，將COPD患者分為輕度COPD組15例、中度COPD組13例、重度COPD組15例以及極重度COPD組10例。輕度COPD組血漿AGEs濃度為(31.93±0.90)μg/ml、中度COPD組為(33.87±0.70)μg/ml、重度COPD組為(36.99±1.13)μg/ml、極重度COPD組為(40.47±1.87)μg/ml，4個亞組COPD患者血漿AGEs濃度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=3.99，P=6.30×10-4)；極重度COPD組高于重度COPD組，重度COPD組高于中度COPD組，中度COPD組高于輕度COPD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。輕度COPD組血漿sRAGE濃度為(372.13±130.64)pg/ml、中度COPD組為(322.92±117.39)pg/ml、重度COPD組為(322.53±92.59)pg/ml、極重度COPD組為(288.00±96.32)pg/ml，4個亞組COPD患者血漿sRAGE濃度比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.71，P=0.84)。

2.3 相關(guān)性分析 直線相關(guān)分析結(jié)果顯示，COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%呈負(fù)相關(guān)(r=-0.90，P<0.05，見圖1)；血漿sRAGE濃度與FEV1%無直線相關(guān)關(guān)系(r=0.270，P>0.05，見圖2)。

注：AGEs=晚期糖基化終末產(chǎn)物，F(xiàn)EV1=一秒用力呼氣容積

圖1 COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%的相關(guān)性

Figure1 Correlation between plasma AGEs and FEV1% in COPD patients

注：sRAGE=可溶性晚期糖基化終末產(chǎn)物受體

圖2 COPD患者血漿sRAGE濃度與FEV1%的相關(guān)性

Figure2 Correlation between plasma sRAGE and FEV1% in COPD patients

3 討論

COPD是一種由個體易感因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致的常見、多發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。目前，雖然COPD的確切發(fā)病機(jī)制還不是很清楚，但普遍認(rèn)為COPD以氣道、肺血管以及肺實(shí)質(zhì)細(xì)胞的慢性炎癥為特征，COPD患者肺部T淋巴細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞明顯增多。被激活的炎性細(xì)胞可合成與釋放大量活性炎性遞質(zhì)，如白介素8、白三烯B4、可溶性糖基化終末產(chǎn)物(RAGE)、白介素6及腫瘤壞死因子α等，而這些活性炎性遞質(zhì)不僅能夠破壞肺部正常組織，還可以促進(jìn)炎性反應(yīng)。AGEs是在人體內(nèi)以脂肪、蛋白質(zhì)、核酸以及還原糖(大部分為葡萄糖)等為原料通過催化化學(xué)反應(yīng)生成的有機(jī)化合物，存在人體肺、血液、腎臟等多個部位，不易被分解，具有穩(wěn)定性。在多種細(xì)胞如系膜細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞表面存在AGEs的受體sRAGE，該受體能與AGEs結(jié)合而形成AGEs-sRAGE復(fù)合物，從而激活細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，引起細(xì)胞中一系列生物化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致大量細(xì)胞因子、生長因子、活性氧自由基等活性炎性遞質(zhì)合成并釋放入血，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷或凋亡、血管損傷、微循環(huán)障礙、血流動力學(xué)變化、“瀑布樣”炎性反應(yīng)等多種病理反應(yīng)。van Zoelen等[5]研究證實(shí)RAGE與感染相關(guān)并在感染過程中扮演著重要角色；Friggeri等[6]研究認(rèn)為AGEs與膿毒癥相關(guān)的炎癥有關(guān)。sRAGE可由多種細(xì)胞合成與分泌，肺泡Ⅰ型上皮細(xì)胞是其主要來源[7-9]，主要用于維持肺泡的穩(wěn)定性以及輔助肺氣體交換[10]。

近年來，國外關(guān)于血漿AGEs、RAGE以及sRAGE在COPD中的作用研究報(bào)道很多。Wu等[11]研究表明COPD患者血漿AGEs及其受體sRAGE濃度增高，Smith等[12]研究表明COPD患者血漿sRAGE濃度降低，Sukkar等[13]研究表明中性粒細(xì)胞性哮喘和COPD患者血漿sRAGE濃度下降。而在國內(nèi)，AGEs、sRAGE及RAGE研究報(bào)道主要集中在糖尿病[14]、動脈粥樣硬化[15]及腫瘤[16]等，而其在COPD中的作用研究報(bào)道極少，因此，本研究檢測了COPD患者血漿中AGEs及其受體sRAGE濃度變化，并探討其臨床意義。本研究結(jié)果顯示，COPD組血漿AGEs濃度明顯高于非COPD組，而COPD組血漿sRAGE濃度明顯低于非COPD組；極重度COPD組血漿AGEs濃度明顯高于重度COPD組，重度COPD組明顯高于中度COPD組，中度COPD組明顯高于輕度COPD組，但各亞組血漿sRAGE濃度無明顯差異；直線相關(guān)分析結(jié)果顯示，COPD患者血漿AGEs濃度與FEV1%呈負(fù)相關(guān)。表明血漿AGEs濃度與COPD病情嚴(yán)重程度相關(guān)，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[11-13]，血漿AGEs濃度升高可能是COPD的危險(xiǎn)因素，而血漿sRAGE濃度降低可能是COPD的保護(hù)因素。因此，血漿AGEs濃度可以作為判斷COPD患者病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)，血漿AGEs濃度升高預(yù)示COPD患者預(yù)后不良，甚至死亡；而血漿sRAGE濃度變化是否為COPD患者的保護(hù)性因素還有待于進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量研究驗(yàn)證。

至于COPD患者血漿AGEs濃度升高的機(jī)制，筆者認(rèn)為可能包括以下兩個方面：(1)COPD患者體內(nèi)炎癥-抗炎平衡系統(tǒng)被破壞，出現(xiàn)炎癥失控，導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞代謝紊亂，AGEs合成增加；(2)COPD患者體內(nèi)炎癥-抗炎平衡系統(tǒng)被破壞，導(dǎo)致單核-巨噬細(xì)胞功能障礙或吞噬能力減弱，不能有效地清除合成AGEs的炎性細(xì)胞，而AGEs通過血液運(yùn)輸?shù)竭_(dá)腎臟，與腎臟系膜細(xì)胞上的sRAGE結(jié)合，大量AGEs-sRAGE復(fù)合物沉積在濾過膜上，引起腎臟排泄障礙。John等[17]研究認(rèn)為COPD患者血漿AGEs濃度升高的機(jī)制可能與P40有關(guān)。而COPD患者血漿sRAGE濃度下降的機(jī)制，筆者認(rèn)為可能是COPD患者體內(nèi)AGEs-sRAGE復(fù)合物活化而促進(jìn)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，引起包括肺泡Ⅰ型上皮細(xì)胞在內(nèi)的肺實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷，進(jìn)而引起sRAGE合成減少。Gopal等[18]研究認(rèn)為COPD患者血漿sRAGE濃度下降的機(jī)制可能與氧治療的影響有關(guān)。

總之，COPD是一種發(fā)病率和致殘率均較高的慢性疾病[19]，如能盡早做出明確診斷并在早期預(yù)測COPD高危患者預(yù)后，早期積極給予有針對性的合理的治療，是可以改善COPD患者預(yù)后及降低COPD患者病死率的。目前，常用的COPD患者預(yù)后預(yù)測指標(biāo)有FEV1%及FEV1/FVC、吸氣分?jǐn)?shù)(IC/TLC)[20]、最大呼氣流速(PEF)與用力呼氣時間、BODE(BMI、氣流阻塞、呼吸困難、運(yùn)動能力)指數(shù)[21]、呼吸功能[22]及QQL[23]等，均具有一定的預(yù)測價(jià)值，但也存在自身缺陷，如敏感度不高、特異性不強(qiáng)或最佳臨界值難以確定等。本研究結(jié)果表明，血漿AGEs濃度升高可能是COPD的危險(xiǎn)因素，而血漿sRAGE濃度降低可能是COPD的保護(hù)因素，血漿AGEs濃度可以作為判斷COPD患者病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)，血漿AGEs濃度升高預(yù)示COPD患者預(yù)后不良。但本研究樣本量較小，條件有限，COPD患者血漿AGEs濃度升高或血漿sRAGE濃度下降的確切機(jī)制及血漿AGEs對COPD患者預(yù)后的預(yù)測價(jià)值還有待于進(jìn)一步研究。而對COPD患者血漿AGEs及其受體sRAGE濃度變化的深入研究有助于科研工作者開發(fā)AGEs分解劑或抑制劑，尋找新的COPD治療靶點(diǎn)，為臨床醫(yī)師提供COPD診治新思路[24]。

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