8-iso-PGF2α在COPD患者誘導(dǎo)痰和血清中的表達(dá)及意義

王 慧，馮 黎，鄭玉瓊

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是有害顆粒和有害氣體引起的以不完全可逆的氣流受限為特征的肺部慢性炎癥，后期可導(dǎo)致肺部結(jié)構(gòu)重塑[1]。COPD發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和蛋白酶-抗蛋白酶失衡等作用導(dǎo)致肺實(shí)質(zhì)和氣道的病變，被認(rèn)為是COPD重要的發(fā)病機(jī)制[2]。8-異前列腺素F2a(8-iso-PGF2α)是不久前發(fā)現(xiàn)的前列腺素家族成員，是一種具有明顯生物活性但性質(zhì)穩(wěn)定的脂質(zhì)過(guò)氧化物。該物質(zhì)易于檢測(cè)，其濃度不受高脂飲食或非甾體類藥物的影響，可作為一種較為理想的評(píng)價(jià)自由基氧化反應(yīng)程度的生化指標(biāo)[3-4]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察8-iso-PGF2α在COPD患者誘導(dǎo)痰和血清中的表達(dá)，初步探究其在COPD發(fā)病機(jī)制中的潛在作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年1～12月在醫(yī)院呼吸科隨訪和就診的30例COPD穩(wěn)定期患者作為SCOPD組，30例COPD急性加重期患者作為AECOPD組。納入標(biāo)準(zhǔn)：COPD穩(wěn)定期及急性加重期診斷符合2013年中華醫(yī)學(xué)會(huì)制定的COPD診治指南[5]；近2 w內(nèi)未使用全身激素治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：肺部其他疾病，如肺癌、活動(dòng)性肺結(jié)核、支氣管擴(kuò)張癥及重度呼吸衰竭患者；心血管、內(nèi)分泌等其他系統(tǒng)疾病患者；有精神系統(tǒng)異常等不能配合或不愿配合的患者。另收集同期30例體檢結(jié)果均正常的健康體檢者作為正常對(duì)照組。

1.2 標(biāo)本采集 于清晨采集研究對(duì)象空腹外周靜脈血4 ml，離心分離血清，置-20℃保存；吸入支氣管擴(kuò)張劑（沙丁胺醇200 μg）后，研究對(duì)象霧化吸入3%高滲鹽水30 ml，收集咯出的痰液，放入等量的0.1%二硫蘇糖醇液(DDT)混合均勻，離心沉淀后，收集上清液分裝，-20℃凍存待檢。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1 8-iso-PGF2α濃度 以雙抗體夾心ABCELISA法測(cè)定誘導(dǎo)痰和血清中8-iso-PGF2α含量，采用德國(guó)IBL公司的ELISA試劑盒。

1.3.2 肺功能 采用Master Screen型肺功能儀（德國(guó)耶格公司），輸入研究對(duì)象的生理參數(shù)，測(cè)定其第1秒用力呼氣容積(FEV1%)。

1.3.3 BODE指數(shù)評(píng)分 BODE指數(shù)根據(jù)體重指數(shù)（BMI）、氣流阻塞程度、呼吸困難程度及運(yùn)動(dòng)能力共4項(xiàng)評(píng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)。（1）FEV1%評(píng)分:FEV1%≥65%計(jì)0分，50%～64%計(jì)1分，36%～49%計(jì)2分，≤35%計(jì) 3 分。（2）BMI評(píng)分:根據(jù)患者的體重(kg)、身高(m)，計(jì)算患者的體重指數(shù)(BMI=kg/m2)，BMI>21 kg/m2計(jì) 0分，BMI<21 kg/m2計(jì)1分。（3）呼吸困難評(píng)分:按照英國(guó)醫(yī)學(xué)研究會(huì)(MRC)呼吸困難分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行患者呼吸困難評(píng)分，0～1級(jí)計(jì)0分，以此類推，4級(jí)計(jì)3分。 （4）6 min 步行距離（6MWD）:按照“6 min 步行指南”標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行測(cè)定[6]。6MWD≥350 m計(jì)0分，250～349 m計(jì)1分，150～249 m計(jì)2分，≤149 m計(jì)3分。采用Celli等[7]提出的BODE指數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算以上4項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分之和，總分0～10分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0軟件包分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用單因素方差分析；指標(biāo)間的關(guān)系采用直線相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組一般資料比較 3組的年齡、性別、BMI比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05，表1）。

2.2 3組檢測(cè)指標(biāo)比較 正常對(duì)照組、SCOPD組和AECOPD組誘導(dǎo)痰、血清8-iso-PGF2α及BODE指數(shù)水平依次增高，F(xiàn)EV1%則依次下降，組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表 2）。

?

2.3 相關(guān)性分析 相關(guān)分析結(jié)果顯示，SCOPD組誘導(dǎo)痰和血清8-iso-PGF2α水平與FEV1%均呈顯著負(fù)相關(guān)，與BODE評(píng)分均呈顯著正相關(guān)（表3）。而在AECOPD組未觀察到此相關(guān)性。

3 討論

COPD是由多種致病因素參與并導(dǎo)致持續(xù)的氣道慢性炎癥，最終導(dǎo)致氣道狹窄和肺泡壁廣泛破壞。COPD的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，其主要機(jī)制包括炎癥反應(yīng)、蛋白酶-抗蛋白酶平衡以及氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激在COPD發(fā)生、發(fā)展中位居重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量的氧自由基可從多個(gè)方面參與COPD發(fā)展過(guò)程，如刺激炎癥因子的表達(dá)、破壞蛋白酶抑制劑、增強(qiáng)蛋白酶的活性、氧化細(xì)胞膜不飽和脂肪酸等[8-9]。所以，氧化應(yīng)激一方面直接參與COPD的發(fā)生；另一方面可進(jìn)一步促進(jìn)炎癥反應(yīng)以及破壞蛋白酶-抗蛋白酶平衡，促進(jìn)COPD的病理生理過(guò)程[10]。

8-iso-PGF2α是由氧自由基作用于生物膜，引起生物膜上的花生四烯酸發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化所產(chǎn)生的一種特異性產(chǎn)物，能靈敏地反映體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)，且與氧化反應(yīng)程度具有相關(guān)性[11]。有研究提示，與健康對(duì)照組比較，COPD患者呼出氣冷凝液以及尿液中8-iso-PGF2α的水平明顯升高[12-13]。本研究進(jìn)一步證實(shí)，無(wú)論穩(wěn)定期還是急性加重期COPD患者，其血清及誘導(dǎo)痰中8-iso-PGF2α的水平均較正常對(duì)照組顯著升高，且急性加重期水平高于穩(wěn)定期，提示8-iso-PGF2α可能參與了COPD的肺部及全身炎癥反應(yīng)，且有可能作為COPD急性發(fā)作的一個(gè)生物學(xué)指標(biāo)。

???n?????-???-?????????????23?4!"#$?5678??9?+&+’:4./????567;??9?+&+’?

??--??? ?? ?? ?? ??????-???-????????????????????????? ? ??????!"?-???-??????? ???? ??????????? #? ???? ?

FEV1%是監(jiān)測(cè)肺功能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，與COPD預(yù)后相關(guān)。BODE評(píng)分則是與COPD患者預(yù)后相關(guān)性更強(qiáng)的一個(gè)綜合性指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，COPD穩(wěn)定期患者無(wú)論誘導(dǎo)痰還是血清中8-iso-PGF2α的水平，均與FEV1%呈負(fù)相關(guān)，而與BODE呈正相關(guān)，提示8-iso-PGF2α水平可能與COPD嚴(yán)重程度及疾病預(yù)后存在一定的相關(guān)性。

眾所周知，吸煙是COPD最重要的高危因素，煙霧中大量的有毒顆粒的刺激，可促進(jìn)肺部炎癥細(xì)胞氧自由基的生成和釋放，進(jìn)而促進(jìn)8-iso-PGF2α的生成和釋放[14]。但煙霧刺激并非是COPD體內(nèi)氧化負(fù)荷過(guò)重的唯一因素，肺部感染以及其他因素可能在COPD急性加重的過(guò)程也起著重要作用[15]。AECOPD患者可同時(shí)表現(xiàn)氣道炎癥反應(yīng)加重，以及氧化應(yīng)激反應(yīng)的加劇[16]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AECOPD患者8-iso-PGF2α水平高于COPD穩(wěn)定期患者，提示急性感染可能同時(shí)存在炎癥反應(yīng)加重和氧化應(yīng)激的加劇。本研究發(fā)現(xiàn)，與穩(wěn)定期患者不同，AECOPD患者的8-iso-PGF2α水平與FEV1%和BODE指數(shù)之間未觀察到相關(guān)性存在，究其原因，或許因?yàn)椴煌愋筒煌潭鹊母腥緦?duì)8-iso-PGF2α刺激強(qiáng)度不同，也或許與本研究病例數(shù)較少有關(guān)，故AECOPD患者8-iso-PGF2α與FEV1%和BODE指數(shù)究竟有無(wú)相關(guān)性，還有待大樣本、多中心的進(jìn)一步研究，其在COPD發(fā)生發(fā)展機(jī)制中的具體作用，也有待進(jìn)一步研究明確。

綜上所述，8-iso-PGF2α可能參與了COPD氣道及全身的炎癥反應(yīng)，可能是COPD急性發(fā)作和疾病嚴(yán)重程度相關(guān)的新的生物學(xué)指標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Decramer M,Ja nssens W,Miravitlles M.Chronic obstructive pulmonary disease[J].Lancet,2012,379(9823):1341-1351.

[2]Fischer BM,Pavlisko E,Voynow JA.Pathogenic triad in COPD:oxidative stress, protease-antiprotease imbalance, and inflammation[J].Int J Chron Obstruct Pulmon Dis,2011,6:413-421.

[3]Smith KA,Shepherd J,Wakil A,et a1.A comparison of methods for the measurement of 8-iso-PGF(2α):a marker of oxidative stress[J].Ann Clin Biochem,2011.48(2):147-154.

[4]Carvalho CG,Silveira RC,Procianoy RS.Ventilator-induced lung injury in preterm infants[J].Rev Bras Ter Intensiva,2013,25(4):319-326.

[5]中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì).慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)[J].中華結(jié)核和呼吸雜志,2013,36(4):255-264.

[6]ATS Committee on Proficiency Standards for Clinical Pulmonary Function Laboratories.ATS statement:guidelines for the six-minute walk test[J].Am J Respir Crit Care Med,2002,166(1):111-117.

[7]Celli BR,Cote CG,Marin JM,et al.The body-mass index,airflow obstruction,dyspnea,and exercise capacity index in chronic obstructive pulmonary disease[J].N Engl J Med,2004,350(10):1005-1012.

[8]Matera MG,Calzetta L,Cazzola M.Oxidation pathway and exacerbations in copd:the role of nac [J].Expert Rev Respir Med,2016,10(1):89-97.

[9]Antus B,Kardos Z.Oxidative stress in COPD:molecular back ground and clinical monitoring[J].Curr Med Chem,2015,22(5):627-650.

[10]Rahman I,Macnee W.Antioxidant pharmacologial therapies for COPD[J].Curr Opin Pharmacol,2012,12(3):256-265.

[11]Joo Choi R,Cheng MS,Shik Kim Y.Desoxyrhapontigenin up-regulatesNrf2-mediated hemeoxygenase-1 expression in macrophages and inflammatory lung injury[J].Redox Biol,2014,2:504-512.

[12]Bienacki W.Khritonov S,Barnes P.Increased leukotriene B4 and 8-isoprostane in exhaled breath condensate of patients with exacerbations of copd[J].Thorax,2003,58(4):294-298.

[13]Pratico D,BasiliS,VieriM,eta1.Chronic obstructive pulmonary disease is associated with an increase in urinary levels of isoprostane F2 alpha-Iii,an index of oxidant stress[J].Am J Respir crit care Med,1998,158(6):1709-1714.

[14]KammerlIE,Dann A,MossinaA,eta1.Impairmentof immune-proteasome function by cigarette smoke and in chronic obstructive pulmonary disease[J].Am J Respir Crit Care Med,2016,193(11):1230-1241.

[15]Zeng G,Sun B,Zhong N.Non-smoking-related chronic obstructive pulmonary disease:a neglected entity[J]?Respirology,2012,17(6):908-912.

[16]Faner R,Sobradillo P,Noguera A,et a1.The inflammasome pathway in stable COPD and acute exacerbations[J].ERJ Open Res,2016,2(3):2-11.