慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清生長分化因子15和白細胞介素6的表達水平及臨床意義▲

潘美妮 李林霖 曾叔兵 潘新梅 鄧俊華 陸江玉 羅維貴

(1 右江民族醫學院研究生學院，廣西百色市 533000，電子郵箱：1258008793@qq.com；2 右江民族醫學院附屬醫院呼吸內科，廣西百色市 533000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種常見的可預防和可治療的疾病，具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫，可進一步發展為肺心病和呼吸衰竭等常見慢性疾病[1]。COPD的發病與有害氣體及有害顆粒的異常炎癥反應有關，致殘率和病死率很高[2]，已成為全球第四大死因，預計到2020年將成為全球第三大死因[1，3]。目前，主要根據患者臨床癥狀和體征對COPD急性加重期(acute exacerbation of COPD，AECOPD)進行診斷，具有主觀性。肺功能指標第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，FEV1)是用于預測患者病情急性加重或死亡風險的指標，但其變異度較大，準確率不高[4]。因此，本文探討AECOPD患者血清生長分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF-15)、白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)表達的臨床意義，為診斷AECOPD尋找有效的血清生物指標。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集右江民族醫學院附屬醫院呼吸內科2017年8月至2018年5月收治的COPD患者120例為研究對象，其中COPD穩定期患者40例(穩定組)，AECOPD 患者80例(加重組)。所有患者均符合《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理、預防全球策略》(2017年修訂版)[4]的診斷標準及分期標準。80例AECOPD患者中，全球策略[4]分級為1級、2級40例(加重1組)，3級、4級40例(加重2組)。同期選擇在我院門診進行健康體檢的40例健康者為對照組。4組研究對象的性別、年齡、吸煙者比例、體質指數比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性，見表1。本研究經醫院倫理委員會批準，患者及其家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 各組的一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 血清GDF-15、IL-6檢測：抽取受試者早晨空腹狀態下肘靜脈血5 mL，用6K15高速冷凍離心機(德國博勵行儀器有限公司)3 000 r/min離心10 min,收集上清液保存于-80℃冰箱待測。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清GDF-15和IL-6水平，所有操作嚴格按照試劑盒說明書進行操作。試劑盒(GDF-15批號：8QLXQHU2；IL-6批號：FUAJQKQ2)由武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司提供，其標準品和樣本的光密度值使用RT-6000多功能酶標儀(深圳雷杜生命科學股份有限公司)測定，根據標準品光密度值描繪標準曲線，得出方程式后計算血清GDF-15和IL-6濃度。

1.2.2 肺功能測試：應用耶格肺功能儀(意大利科時邁公司，MasterScreen系列)檢測肺功能指標，記錄FEV1，計算FEV1占預計值百分比(percentage of predicted forced expiratory volume in one second，FEV1% pred)。

1.3 統計學分析 采用SPSS 24.0軟件進行統計學分析，符合正態分布且方差齊的計量資料以(x±s)表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗；計數資料以例數和百分數(%)表示，組間比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson相關，以P<0.05為差異有統計學意義；采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估GDF-15 和IL-6診斷AECOPD的臨床價值。

2 結 果

2.1 各組的血清GDF-15與IL-6表達水平比較 血清GDF-15、IL-6水平均呈對照組<穩定組<加重1組<加重2組(均P<0.05)，見表2。

表2 4組血清GDF-15、IL-6水平比較(x±s，pg/mL)

注：與對照組比較，*P<0.05，與穩定組比較,#P<0.05，與加重1組比較，△P<0.05。

2.2 AECOPD患者血清GDF-15、IL-6水平與FEV1% pred的相關性 加重1組、加重2組患者血清GDF-15水平與IL-6水平均呈正相關(r=0.548、r=0.684；均P<0.001)；AECOPD患者血清GDF-15、IL-6與FEV1% pred均呈負相關(r=-0.478、r=-0.382；均P<0.001)。

2.3 GDF-15和IL-6對AECOPD患者的臨床診斷價值 GDF-15診斷AECOPD的ROC曲線下面積為0.833(P<0.001，95%CI：0.758～0.907)，最佳診斷界值為791.57 pg/mL時，靈敏度、特異度和準確度分別為0.838、0.700和0.792。IL-6診斷AECOPD的ROC曲線下面積為0.682(P=0.001，95%CI：0.582～0.782)，最佳診斷界值為92.88 pg/mL時，靈敏度、特異度和準確度分別為0.713、0.575和0.716。見圖1。

圖1 血清GDF-15、IL-6診斷AECOPD的ROC曲線

3 討 論

美國胸科學會和歐洲呼吸病學會將AECOPD定義為呼吸道癥狀急性加重，包括呼吸困難，咳嗽或咳痰急劇加重，且需要改變治療方案或住院治療[5]。COPD急性加重嚴重影響患者的生活質量，增加不良事件發生率，對社會、經濟、醫療等造成沉重負擔[1]。因此，早期發現COPD急性加重對預后評估具有重要意義[6]。

IL-6是炎癥和多種病理變化的重要細胞介質，具有促炎癥和免疫調控作用，與多種疾病密切相關，其可反映COPD病情惡化的嚴重程度[7]。Ghobadi等[8]研究表明，在COPD加重期間，患者血清IL-6水平升高，并隨著疾病嚴重程度加重而逐漸升高。Liang等[9]研究證明，與COPD穩定期患者和健康志愿者相比，AECOPD患者血清IL-6水平升高，血清IL-6水平與COPD的嚴重程度呈正相關，與FEV1%呈負相關。本研究結果顯示，血清GDF-15、IL-6水平均呈對照組<穩定組<加重1組<加重2組(P<0.05)；相關性分析顯示，加重1組、加重2組患者血清IL-6與FEV1% pred均呈負相關(P<0.05)，提示AECOPD患者血清IL-6水平升高，并隨疾病的嚴重程度加重而升高，表明IL-6可作為COPD急性惡化的評估指標。其機制可能是，在炎癥狀態下，炎性細胞被激活并釋放IL-6及其他介質，破壞氣道結構和肺組織，導致肺功能下降加速；另外，異常增多的各種炎性介質增強了中性粒細胞的促炎作用，擴大炎癥反應。然而， 有研究顯示[7]，AECOPD患者血清IL-6水平與穩定期患者比較差異無統計學意義，認為這可能與分組、樣本量、地理、實驗控制等因素有關。

GDF-15于1997年首次從人單核細胞系克隆得到具有免疫調節作用的細胞因子[10]。正常生理條件下，人支氣管和肺泡上皮細胞中GDF-15表達水平極低[11]。在損傷、炎癥等病理條件下，血清GDF-15表達水平升高，其具有調節細胞生長、凋亡以及炎癥反應等作用。Wu等[12]研究發現，與非吸煙的COPD患者相比，吸煙的COPD患者氣道上皮細胞中GDF-15表達水平升高，香煙煙霧暴露可持續上調人氣道上皮細胞中的GDF-15表達水平，提示GDF-15可通過誘導激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路，促進黏蛋白5AC在氣道上皮細胞的表達，從而增加痰液分泌，加重氣道阻塞。Mutlu等[13]研究顯示，AECOPD患者血清GDF-15水平高于穩定期患者和健康對照組，因此認為GDF-15是COPD急性惡化的獨立預測因子。本研究結果顯示，加重1組和加重2組的血清GDF-15水平均高于穩定期組和對照組，且隨病情的加重而逐漸升高；相關性分析顯示，加重1組、加重2組患者血清GDF-15與FEV1% pred均呈負相關(均P<0.05)。這提示血清GDF-15水平與AECOPD病情嚴重程度有關，或可作為診斷COPD急性惡化的生物指標。本研究結果還顯示，加重1組、加重2組血清GDF-15水平與IL-6水平呈正相關，表明GDF-15表達水平與炎癥相關。有研究表明[13-14]，AECOPD患者血清GDF-15水平與C反應蛋白水平呈正相關，表明GDF-15與COPD的炎癥和急性惡化有關。有學者認為血清GDF-15水平與IL-6水平存在關聯的原因可能是與炎癥狀態下，巨噬細胞被多種促炎癥介質活化后誘導GDF-15 表達增加有關[15]。

ROC曲線分析結果顯示，GDF-15診斷AECOPD的最佳界值為791.57 pg/mL，其ROC曲線下面積為0.833(P<0.05)，靈敏度、特異度和準確率分別為0.838、0.700和0.792；而IL-6診斷AECOPD的靈敏度、特異度和準確率分別為0.713、0.575和0.716，且ROC曲線下面積僅為0.682(P<0.05)。這提示，血清GDF-15診斷AECOPD具有較高的準確度，其臨床診斷價值優于IL-6，可能為診斷AECOPD的有效生物指標。王善全等[16]的研究也發現，GDF-15診斷AECOPD的準確率較高。

綜上所述，血清GDF-15、IL-6水平可反映AECOPD患者病情的嚴重程度，但GDF-15診斷AECOPD具有較高的準確度，可作為診斷AECOPD及評估病情嚴重程度的有效生物指標。