創傷早期肺特異性相關蛋白測定對識別和量化肺挫傷的價值初探

聞夢妮，趙 鋼，鄭憲友，張佳胤，封啟明，胡家捷

·論 著·

創傷早期肺特異性相關蛋白測定對識別和量化肺挫傷的價值初探

聞夢妮，趙 鋼，鄭憲友，張佳胤，封啟明，胡家捷

目的 通過分析創傷早期肺特異性相關蛋白——克拉拉蛋白(CC16)、表面活性蛋白D(SP-D)、高級糖基化終末產物可溶性性受體(sRAGE)的血清濃度與肺挫傷和挫傷體積的相關關系,以探討其對診斷和量化肺挫傷的價值。方法 以無吸煙史健康受試者為對照組(15例)，根據急診初次胸部CT結果,將多發傷患者分為肺挫傷組(31例)和無肺挫傷組(15例)，同時采集靜脈血樣，檢測血清CC16、SP-D和sRAGE的濃度，比較3組間3種肺特異性相關蛋白的差異性，并對其與肺挫傷和挫傷體積進行相關分析，得出敏感指標的ROC曲線。結果 3種肺特異性相關蛋白中，只有CC16的血清濃度在3組間有明顯統計學差異，并與肺挫傷體積正相關，肺挫傷是血清CC16濃度升高的獨立影響因素。CC16的 ROC的曲線下面積為0.890，診斷靈敏度為0.935，特異度為0.800。結論 CC16有望成為輔助臨床診斷肺挫傷的生物學標志物。

肺挫傷； 肺特異性相關蛋白

多發傷常并發胸部損傷，肺挫傷是其中較嚴重的一種損傷形式，進一步發展可導致急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome,ALI/ARDS)。已有研究表明，肺上皮細胞損傷或上皮屏障通透性發生改變時，上皮細胞合成和分泌肺特異性相關蛋白的功能發生改變，并通過屏障進入血液循環，出現血清濃度的變化，這種變化可以反映肺內上皮細胞的病理生理改變，預測某些肺部疾病與損傷的發生與預后[1]。

多發傷后肺特異性相關蛋白的血清濃度變化能否反映肺挫傷的發生及其嚴重程度尚不清楚，因此本研究選取3種具有代表性的肺特異性相關蛋白——克拉拉蛋白(clara cell secretory protein，CC16)、表面活性蛋白D(surfactant protein，SP-D)、高級糖基化終末產物可溶性受體(soluble receptor for advanced glycation end-products，sRAGE)，來檢測多發傷患者創傷初期的血清濃度變化，以CT診斷的肺挫傷為標準，分析其與肺挫傷和挫傷體積的相關性，探討肺特異性相關蛋白對診斷和量化肺挫傷的價值。

資料與方法

1 病例選擇與分組

本研究選取本院2012年3月～2013年5月急診接收(傷后≤4h)的創傷嚴重度評分 (injury severity score，ISS)≥16的多發傷患者46例，按胸部CT檢查結果分為肺挫傷組31例，無肺挫傷組15例； 另選15例健康體檢者作為對照組。對有慢性呼吸系統疾病、慢性腎病、吸煙史等情況的患者，則剔除研究組。

2 臨床資料

接收患者進行常規基本信息登記、血生化常規檢測、胸部CT掃描(切片厚度 2mm； 增量 1mm)。對納入患者的年齡、性別、評分、重癥監護室停留天數、總住院天數進行收集統計(表1)。

3 標本采集

所有多發傷患者在收入急診的第一時間靜脈采血10ml，室溫靜置10min后以4 000r/min離心10min，取血清分裝于3管，做好標記，置-80℃凍存。

4 肺異性相關蛋白的測定

血清CC16、SP-D和sRAGE的濃度測定采用酶聯免疫吸附雙抗體夾心法(ELISA)測定，按試劑說明書進行實驗(試劑盒來源于美國R&D Systems公司，批號： 297322、298116、297361)。

5 肺挫傷體積的測量

所有肺挫傷患者的胸部CT輸入到西門子體積計算程序進行肺挫傷體積計算。

6 統計學處理

采用SPSS17.0軟件進行統計分析。連續性數據以均數±標準差表示，多組間均數的兩兩比較采用方差分析q檢驗，影響血清肺特異性蛋白濃度因素的多變量分析采用多元線性回歸模型，肺挫傷體積與肺特異性相關蛋白的關系采用一元線性回歸模型分析，P<0.05表示差異有統計學意義。

結 果

1 研究對象的基本資料

本實驗共納入61例，肺挫傷組31例，無肺挫傷組15例，健康對照組15例。因胸部損傷，肺挫傷患者在入院時氧合指數相對較低，在ICU監護并等待手術的時間相對較長，因此氧合指數和ICU住院天數在兩組之間存在統計學差異，在年齡、性別、評分、總住院天數、ARDS發生率方面無統計學差異，具有可比性。納入患者基本情況見表1。

表1 基本資料統計表

與無肺挫傷組比較：*P<0.05

2 3種肺特異性相關蛋白的血清濃度變化

與健康對照組比較，多發傷患者的血清CC16濃度升高，且肺挫傷組升高最為明顯，3組間的濃度差異有統計學意義。sRAGE的血清濃度在多發傷患者中也升高，但濃度差異僅在多發傷患者與健康對照組間有統計學意義，肺挫傷組與無肺挫傷組之間的差異不大。不同的是，SP-D的健康對照組血清濃度最高，多發傷患者的血清濃度反而降低，且多發傷組與健康組的濃度差異無統計學意義(表2)。

表2 3種肺特異性相關蛋白的測定結果±s)

與無肺挫傷組比較：*P<0.05; 與健康對照組比較：#P<0.05

3 影響血清CC16水平因素的多變量分析

肺挫傷患者中男性(20.493ng/m)和女性(20.286ng/m)之間無明顯差異(P>0.05)，肺挫傷是唯一影響CC16血清水平的因素(表3)。

表3 多發傷患者影響血清CC16水平的多變量分析

4 肺特異性相關蛋白與ISS評分

鑒于初步結果，SP-D、sRAGE在3組間沒有鑒別意義，僅對CC16與ISS評分進行相關性分析。對所有多發傷患者，血清CC16與ISS存在微弱但有統計學意義的相關性(r=0.340，P<0.05)，但是無論在肺挫傷組內還是無肺挫傷組內，CC16血清值與ISS都無明顯相關性(肺挫傷組: r=0.157，P>0.05； 無肺挫傷組： r=0.355，P>0.05)。

5 3種肺特異性相關蛋白血清水平與肺挫傷體積的相關分析

CC16血清水平與入院后胸部CT檢查所示的肺挫傷體積有明確的正相關性(r=0.556，P<0.05，圖1)，SP-D和sRAGE與肺挫傷體積之間均無明顯相關性(SP-D: r=0.093，P>0.05; sRAGE: r=0.326,P>0.05)。

圖1 CC16與肺挫傷體積(cm3)

6 CC16受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic，ROC)分析

CC16作為診斷指標的曲線下面積為0.890，截斷點12.622ng/ml的靈敏度為0.935，特異度為0.800(圖2)。

圖2 CC16的ROC曲線分析

討 論

肺特異性相關蛋白是由肺上皮細胞合成和分泌的一組蛋白質，分布于肺內廣泛的上皮細胞表面，維持肺的正常功能，并參與肺的炎癥反應[2]。本研究選取的三種肺特異性相關蛋白分別代表肺內的3種肺泡上皮，CC16是由位于終末細支氣道的克拉拉細胞合成和分泌的一種分子量為16kD的小分子蛋白質，化學性誘導的急性肺損傷已經證明CC16可以作為克拉拉細胞的損傷和肺泡毛細血管屏障通透性改變的標志物[3]。SP-D是一種由肺泡 Ⅱ 型細胞合成和分泌的表面活性相關蛋白，鼠模型實驗證實SP-D循環水平能夠反應肺泡Ⅱ 型細胞損傷和增生[4]。sRAGE是由肺泡I型細胞合成的一種分子量為48kD的蛋白，表達定位于基底膜，與相應配體結合后產生細胞內信號轉導參與炎癥反應[5]。這些肺特異性相關蛋白生物特性的研究為其在肺損傷中的探討奠定了理論基礎。

非創傷性肺急性損傷的研究提示[6]，肺損傷時肺泡上皮細胞會分泌一些特殊的蛋白或發生分泌量的改變，如在原來無肺損傷的擇期手術患者中短期應用機械通氣即可引起肺特異性相關蛋白CC16的分泌明顯增加[7]； 此外，肺特異性相關蛋白血清水平的迅速升高與肺損傷性疾病的預后有一定的聯系； ARDS患者肺特異性相關蛋白的血清初始濃度越高，相應的臨床預后越差[8]。這些研究表明，肺特異性相關蛋白的變化可以反映非創傷性肺急性損傷的上皮細胞受損程度和肺泡毛細血管屏障通透性變化，并對預后有一定的參考價值。由于對于創傷性肺急性損傷方面的肺特異性相關蛋白變化的研究則少見報道，本研究探討的創傷性肺挫傷后肺特異性相關蛋白的明顯改變，可能與肺挫傷后肺泡上皮細胞損傷和肺泡毛細血管屏障通透性升高有關，這也是肺挫傷后的主要病理生理特征[9]。

本研究結果中，三種肺特異性相關蛋白的血清水平都發生了改變，但僅CC16在3組間具有統計學意義的差異。可能是因為創傷初期肺部炎癥反應尚處輕微階段，作為炎性介質的sRAGE分泌未達高峰，而SP-D的分子量較大，在肺泡毛細血管通透性指數相同的情況下，分子量最小的CC16更易穿過屏障進入血液循環； 另一方面，肺挫傷通常發生在背側下段肺葉，分布于此處的克拉拉細胞首先受到肺挫傷損傷的影響，使血清中CC16的濃度發生迅速而明顯的改變。其血清水平的升高與肺挫傷體積呈正相關關系，并在ROC曲線的分析中顯示了較高的敏感度和特異度。這一結果顯示CC16可以反映肺挫傷的上皮受損程度和屏障通透性的改變，對肺挫傷的診斷和嚴重程度有參考價值。

CC16生物特性的研究也支持這一結果[10]，正常狀態下人體血液循環中的CC16濃度非常穩定，為(5.101±2.716)ng/ml，其主要在肺中合成，其他肺外合成部位合成的CC16平均比肺低20倍，并且極少進入血液循環，而肺內克拉拉細胞分泌的CC16從主氣管到終末細支氣管的濃度逐漸升高，可以通過肺內空氣血流交換表面結合而進入血液循環[11]，因此，可以認為血清中的CC16幾乎全部來自于呼吸道且具有肺特異性。本研究的采血時間在傷后4h左右即可檢測到CC16的明顯升高，可見其反映肺泡毛細血管通透性和上皮損傷的敏感性。

綜上所述，相對其他兩種肺特異性相關蛋白，CC16更有可能作為研究肺挫傷的生物學標志物，為肺挫傷的研究和臨床診斷提供一種新的非侵入性方法。在以后的研究中將會完善血清CC16濃度和肺挫傷體積的連續監測，進一步分析CC16與預后、并發癥的關系。

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(本文編輯： 黃小英)

The value of the determination of the lung specific proteins for identifying and quantifying pulmonary contusion

WENMeng-ni1，ZHAOGang2,ZHENGXian-you2,ZHANGJia-ying2,FENGQi-ming2，HUJia-jie2

(1.Medical College of Suzhou University,Suzhou 215000,China; 2.Sixth People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200233,China)

Objective Through analyzing the changes in serum concentrations of lung specific proteins-Clara cell secretory protein(CC16)，surfactant protein D(SP-D)，soluble receptor for advanced glycation end-products(sRAGE)after pulmonary contusion,and its correlation with the pulmonary contusion and contusion volume,to investigate its value in diagnosing and quantifying the pulmonary contusion. Methods Non-smoking healthy volunteers are taken as controls,and patients with multiple injuries were divided into those with pulmonary contusion(PC group，n=31) and without pulmonary contusion(NPC group，n=15) depending on the results of the initial CT images. Venous blood samples were collected at the same time. The serum levels of CC16，SP-D and sRAGE were tested. The difference of the three lung specific proteins in serum levels was compared among three groups,its correlation with both the contusion diagnosis and volume was analyzed,and the ROC curve of sensitive indicator was obtained. Results Only the CC16 serum levels had a significant statistical difference among three groups,which was positively correlated with lung contusion volume. Pulmonary contusion was the only factor that had a statistically significant effect on CC16 serum levels. ROC analysis of CC16 revealed an area under the curve of 0.890,a cutoff value of 12.622ng/ml,which had a sensitivity of 0.935 and a specificity of 0.800. Conclusion CC16 is a promising diagnostic biomarker for the clinical diagnosis of pulmonary contusion.

pulmonary contusion； lung specific proteins

1009-4237(2014)02-0100-04

上海市衛生局科研課題(20134368)

215000 江蘇，蘇州大學醫學部研究生院(聞夢妮)； 200233 上海，上海交通大學附屬第六人民醫院急診醫學科(聞夢妮，趙鋼，封啟明)，骨科(鄭憲友)，影像科(張佳胤)，中心實驗室(胡家捷)

趙鋼，E-mail：profzhaogang@hotmail.con

R 655.3

A

2013-09-29；

2013-10-23)