血清胱抑素C與穩定期慢性阻塞性肺疾病患者疾病嚴重程度相關性分析

龐志剛 成孟瑜 許建英

·論著·

血清胱抑素C與穩定期慢性阻塞性肺疾病患者疾病嚴重程度相關性分析

龐志剛 成孟瑜 許建英

目的探討穩定期慢性阻塞性肺疾病 (COPD)患者不同氣流受限及疾病嚴重程度時血清胱抑素C(Cys-C)水平的變化及其相關性, 尋找評估穩定期COPD患者疾病嚴重程度的生物標志物。方法選取山西大醫院2016年1月至12月門診隨訪的94例COPD患者作為COPD組；選取同期本院體檢中心的31例健康體檢者作為健康對照組，分別行肺功能檢查，同時檢測血清胱抑素C和肌酐(Cr)水平，計算腎小球濾過率(GFR)。根據肺功能FEV1%預計值將COPD組患者分為GOLD1、2、3、4級；根據過去1年的加重次數、生活質量評分(CAT)又將COPD組患者分為A、B、C、D四個亞組。結果COPD組患者血清Cys-C水平高于健康對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；COPD患者全球慢性阻塞性肺疾病防治倡議(GOLD)1、2、3、4級血清Cys-C水平差異有統計學意義(P<0.01)，GOLD 4級患者血清Cys-C水平高于GOLD1、2和3級；COPDA、B、C、D組患者血清Cys-C水平差異有統計學意義(P<0.01)，D組血清Cys-C水平高于A、B組，C組血清Cys-C水平高于A組；相關性分析顯示血清Cys-C與CRP呈正相關，與GFR、FEV1%預計值呈負相關。結論穩定期COPD患者血清胱抑素C水平增高，并且隨著氣流受限及綜合評估嚴重程度的加重而升高，提示胱抑素C可作為評估COPD嚴重程度的生物標志物。

肺疾病，慢性阻塞性； 胱抑素C； 肺功能

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD) 是一種常見的以持續性呼吸道癥狀和氣流受限為特征的可以預防和治療的疾病，呼吸癥狀和氣流受限是由于氣道和/或肺泡異常導致的，其原因通常是明顯的有毒顆粒和氣體暴露，臨床上分為急性加重期與穩定期[1-3]。在2017年新版全球慢性阻塞性肺疾病防治倡議(GOLD)指南中將穩定期COPD患者疾病嚴重程度評估分為兩個部分，第一部分根據氣流受限嚴重程度，即GOLD的肺功能分級進行評估；第二部分根據在過去的1年中急性加重次數及癥狀評分進行綜合評估[4]。胱抑素C (cystatin C, Cys-C) 是一種非糖化蛋白,屬于半胱氨酸蛋白酶抑制劑，由體內大部分有核細胞產生、生成速度相對恒定，其生理功能是影響蛋白水解酶的活性，影響COPD患者的蛋白酶及抗蛋白酶代謝過程[5-6]。研究發現COPD急性加重期患者存在血清胱抑素C的高水平，且胱抑素C水平變化與肺功能第一秒呼吸容積( forced expiratory volume in one second, FEV1)呈負相關，但胱抑素C水平與COPD患者疾病嚴重程度綜合評估的相關性尚未檢索到相關文獻報道[7-8]。本研究通過觀察穩定期COPD患者不同氣流受限及疾病嚴重程度時血清胱抑素C水平的變化及其相關性，尋找評估穩定期COPD患者疾病嚴重程度的生物標志物。

對象與方法

一、研究對象

選擇山西大醫院2016年1月至12月門診隨訪的94例穩定期COPD患者作為COPD組，其中男76例(80.9%)，女18例(19.1%)；年齡43～89歲，平均年齡65.9歲；均符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》及穩定期慢性阻塞性肺疾病的診斷標準[2]。選取同期山西大醫院體檢中心健康體檢者31例作為健康對照組，其中男16例(51.6%)，女15例(48.4%)；年齡46～79歲，平均年齡63.4歲。

根據GOLD2017，過去一年加重次數、生活質量評分(CAT)將COPD組患者又分為癥狀少、風險低組(A組)33例；癥狀多、風險低組(B組)26例；癥狀少、風險高組(C組)12例；癥狀多、風險高組(D組)23例。根據肺功能FEV1%預計值將COPD組患者分為GOLD 1級(80%預計值≤FEV1)26例、GOLD2級(50%預計值≤FEV1<80%預計值)28例、GOLD3級(30%預計值≤FEV1<50%)33例、GOLD4級(FEV1<30%預計值)7例。

二、研究方法

1. 標本采集： 患者與健康體檢者入組后均抽取清晨空腹靜脈血5 ml，待血液凝固后以離心半徑8 cm，4 000 r/min離心10 min，分離血清于-80 ℃低溫保存。

2. 血清胱抑素C、肌酐、C反應蛋白測定： 使用貝克曼AU400全自動生化分析儀檢測血清學標志物。采用免疫比濁法測定血清胱抑素C，采用肌氨酸氧化酶法檢測血清肌酐(creatinine, Cr)，采用乳膠增強免疫比濁法測定C反應蛋白(C-reactive protein, CRP)水平；采用MDRD方程計算腎小球濾過率(glomerular filtration rate, GFR)，GFR=186×血肌酐-1.154×年齡-0.203×0.742 (女性)[9]。

3. 肺功能指標： 肺功能測定使用Master Screen肺功能檢測儀(德國Jaeger公司)，按規定校準溫度、濕度、大氣壓后測定。每位受試者測定前均需休息15 min，吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇氣霧劑)后測定FEV1、用力肺活量(forced vital capacity, FVC)及FEV1/FVC的值。

三、統計學方法

結 果

一、COPD組與健康對照組血清學指標比較

COPD組與健康對照組相比年齡、血清CRP、肌酐、腎小球濾過率，差異無統計學意義；COPD組患者血清胱抑素C高于健康對照組，差異有統計學意義，見表1。

二、COPD患者GOLD肺功能分級各亞組血清學指標比較

GOLD 1、2、3、4級四個亞組間患者血清肌酐、CRP水平比較，差異均無統計學意義；GOLD4級患者血清胱抑素C高于GOLD 1、2和3級患者，差異均有統計學意義，腎小球濾過率低于GOLD 1級和2級患者，差異均有統計學意義，見表2。

三、COPD患者A、B、C、D各亞組血清學指標比較

A、B、C、D四個亞組間患者血清肌酐水平比較，差異均無統計學意義；D組患者血清胱抑素C水平高于A、B組，C組患者血清胱抑素C水平高于A組，差異均有統計學意義，D組患者腎小球濾過率低于A、B組患者，差異均有統計學意義，D組患者血清CRP水平高于A、B組患者，差異均有統計學意義，見表3。

表1 兩組血清學指標比較[M(QR)]

注：年齡描述用組間比較采用t檢驗；其余變量描述用[M(QR)]，采用秩和檢驗進行組間比較。FEV1：第一秒用力呼氣容積；FVC：用力肺活量；Cr：血清肌酐；GFR：腎小球濾過率；Cys-C ：血清胱抑素C；CRP ：血清C反應蛋白

表2 GOLD分級四組血清學指標比較[M(QR)]

注：a：與A組相比P<0.05；b：與B組相比P<0.05；c：與C組相比P<0.05。FEV1：第一秒用力呼氣容積；Cr：血清肌酐；GFR：腎小球濾過率；Cys-C ：血清胱抑素C；CRP ：血清C反應蛋白

表3 A、B、C、D四組血清學指標比較[M(QR)]

注：a：與A組相比P<0.05；b：與B組相比P<0.05。Cr：血清肌酐；GFR：腎小球濾過率；Cys-C ：血清胱抑素C；CRP ：血清C反應蛋白

四、胱抑素-C與肺功能、血清學標志物的相關性

血清胱抑素C與CRP呈正相關(r值分別為0.375，P<0.001)，與腎小球濾過率、肺功能FEV1%預計值呈負相關(r值為-0.504、-0.215，P分別為<0.001、0.005)。

討 論

COPD是一種常見的以持續呼吸道癥狀和氣流受限為特征的可以預防和治療的疾病，FEV1占預計值的百分比是評價COPD患者氣流受限嚴重程度的敏感指標。COPD患者主要病理表現為慢性氣道炎癥及氣道壁結構破壞，最終導致氣道重塑，氣道重塑過程中大量炎癥細胞、上皮細胞、細胞因子和蛋白酶等多重因素參與氣道重塑，尤其是細胞外間質成分的改變是氣道重塑的重要原因之一，蛋白酶與內源性蛋白酶抑制劑失衡是COPD進展的重要發病機制之一，參與了細胞外基質損傷過程[10-11]。蛋白酶按其活性中心不同(催化蛋白水解機制不同)，可分為：絲氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶[12]。組織蛋白酶(cathepsin, Cath)是一大類主要存在于各種動物組織細胞(特別是溶酶體內)內的肽鍵水解酶，其大部分屬于半胱氨酸蛋白酶(cysteineprotease)，其中組織蛋白酶S是重要的溶酶體蛋白酶，更是主要的組織蛋白酶，與金屬基質蛋白酶和絲氨酸蛋白酶(各種凝血因子及纖溶系統)一起是參與細胞外蛋白降解[13]。胱抑素C是人類細胞外組織蛋白抑制劑之一，它由炎癥細胞分泌至血液中，是體內重要的內源性半胱氨酸蛋白酶抑制劑和各種慢性炎癥的標記物[14]。Nakajima等[15]對66例吸煙健康者、52例非吸煙健康者及94例COPD患者行血清組織蛋白酶S、胱抑素C水平檢測后發現，COPD患者組織蛋白酶S與血清胱抑素C的水平均明顯高于吸煙與非吸煙健康者。Zhang等[7]對93例急性加重期及299例穩定期COPD患者進行研究，發現急性加重期和穩定期COPD患者血清胱抑素C水平均明顯增高，而且穩定期COPD患者血清胱抑素C水平與FEV1%預計值及FEV1/FVC均呈負相關，FEV1和年齡被作為血清胱抑素C水平的獨立預測因子。本研究結果顯示，穩定期COPD患者血清胱抑素C水平高于健康對照組，血清胱抑素C水平與FEV1%預計值呈負相關，與上述報道相一致。提示COPD患者存在較高水平的血清胱抑素C，并且隨著氣流受限嚴重程度的加重而升高。

有關胱抑素C水平與COPD患者疾病嚴重程度綜合評估的相關性研究報道較少，本研究通過觀察經綜合評估后不同嚴重程度穩定期COPD患者的血清胱抑素C水平，發現D組患者血清胱抑素C水平最高，C組患者次之，A組最低，即癥狀評分越高、過去一年急性加重次數越多的COPD患者血清胱抑素C水平也越高。COPD是以氣道、肺實質和肺血管的慢性炎癥為特征，在肺的不同部位有肺泡巨噬細胞、T淋巴細胞和中性粒細胞增加，激活的炎癥細胞釋放多種介質，導致肺結構的破壞。同時肺局部炎癥介質的“溢出”，最終誘發全身炎癥反應[16-21]。在其病程中反復的感染、急性加重是引起COPD疾病進展的重要因素。而血清CRP由肝細胞所合成，具有激活補體和促進粒細胞及巨噬細胞吞噬的作用，是臨床上常用的機體各種炎癥反應的敏感指標。胱抑素C是一種低分子量蛋白質，可經腎小球自由濾過，在近曲小管被重吸收并降解，腎臟是清除循環中胱抑素C的重要臟器，正常人血清胱抑素C濃度主要由腎小球濾過率決定。本研究結果還發現血清胱抑素C與血清CRP呈正相關，與腎小球濾過率呈負相關，推測COPD患者血清胱抑素C水平的增高，一方面源于局部和全身的炎癥反應生成增多，另一方面這些患者有可能存在比較早期的、臨床尚未表現出的腎功能損傷(肌酐水平正常)所致的清除減少。

綜上所述，本研究結果顯示穩定期COPD患者血清胱抑素C水平增高，并且隨著氣流受限及綜合評估嚴重程度的加重而升高，提示胱抑素C可作為評估COPD嚴重程度的生物標志物。

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Correlativeanalysisofthelevelofserumcystatin-Cindifferentseverityofpatientswithstablechronicobstructivepulmonarydisease

PangZhigang,ChengMengyu,XuJianying.

DepartmentofRespiratoryMedicine,ShanxiDayiHospitalAffiltatedtoShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030032,China

XuJianying,Email:xujyty@tom.com

ObjectiveTo observe change and the correlation of serum Cystatin C ( Cys-C) levels of the stability of stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients with different limited airflow and the severity of disease.MethodsA total of 94 COPD patients of Shanxi Dayi hospital from January 2016 to December were followed up as COPD group; 31 healthy subjects in the hospital physical examination center were selected as healthy control group. Pulmonary function tests, serum cystatin C and creatinine (Cr) levels were measured respectively, meanwhile, Calculated glomerular filtration rate. According to the estimated percentage of pulmonary function FEV1, the patients with COPD were divided into four different subgroups: GOLD1, 2, 3 and 4stage; According to the history of acute exacerbation number and COPD assessment test, the patients with COPD were divided into four different subgroups: A, B, C and D.ResultsThe serum Cys-C level in patients with stable COPD was higher than those in healthy controls (P<0.05). There were significant differences in the serum Cys-C among stable COPD patients of GOLD1, 2, 3 and 4stage(P<0.01), the serum Cys-C levels in GOLD4 stage were higher than GOLD1, 2, 3 stage.There were significant differences in the serum Cys-C among stable COPD patients of A, B, C and D subgroup(P<0.01), the serum Cys-C levels in D subgroup were higher than A, B subgroup, the serum Cys-C levels in C subgroup were higher than A subgroup. The serum Cys-C levels were positive correlated with CRP (P<0.01) and significantly negative correlated with FEV1(P<0.01) and GFR(P<0.01).ConclusionsCOPD patients serum Cys-C level is higher, and increased with COPD disease severity. The serum Cys-C level may become biomarkers of the assessment of severity in patients with COPD.

Chronic obstructive pulmonary disease; Cystatin-C; Lung function

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2017.06.007

山西省青年科技研究基金資助(2014021040-4)

030032 太原，山西醫學科學院 山西大醫院呼吸與危重癥醫學科

許建英， Email： xujyty@126.com

R563

A

2017-10-16)

黃紅稷)

龐志剛，成孟瑜，許建英. 血清胱抑素C與穩定期慢性阻塞性肺疾病患者疾病嚴重程度相關性分析[J/CD]. 中華肺部疾病雜志(電子版)， 2017， 10(6)： 668-672.