血清HMGB1、IL-27水平及CAT評分與COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的關系分析

韓曙光 劉玲 馮金萍 呂蕾 王昕華

南京醫科大學附屬無錫第二醫院(無錫市第二人民醫院)呼吸科214002

COPD是一種由有害顆粒及有害氣體引起異常炎癥反應的持續氣流受限性呼吸內科疾病。在全球范圍內,COPD發病率和病死率逐年升高,患者主要出現呼吸困難、氣短、胸悶、咳嗽、咳痰等臨床癥狀,病情嚴重時出現焦慮、疲乏等全身癥狀,對患者生活質量造成嚴重影響。隨著COPD疾病進展,肺部病理變化會引起Ⅱ型呼吸衰竭發生[1]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)是在真核細胞內廣泛存在的非組蛋白,具有基因表達與調控作用。近年來有研究發現其可作為炎癥介質參與多種炎癥性疾病發生[2]。IL-27具有免疫反應調節作用,并能刺激肥大細胞、單核細胞等產生炎性細胞因子。有研究發現,慢性心力衰竭[3]、支氣管哮喘患者[4]IL-27水平均明顯升高。慢性阻塞性肺病評估測試(chronic obstructive pulmonary disease assessment test,CAT)量表則是用于評價患者癥狀控制情況、生活質量的重要工具,可靠性高[5]。本研究通過檢測COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平的變化,分析以上指標與肺功能指標及預后的相關性,并探討CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的關系。

1 對象與方法

1.1研究對象 選取南京醫科大學附屬無錫第二醫院2016年10月至2018年10月期間收治的COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者80例作為COPD合并呼吸衰竭組,選取同期收治的COPD患者80例作為COPD組,體檢健康者80名作為對照組。COPD合并呼吸衰竭組中男42例,女38例,年齡(66.48±8.23)歲,年齡范圍為51～80歲,吸煙指數(33.28±16.49)包·年,吸煙指數范圍為12～55包·年；COPD組中男41例,女39例,年齡(66.04±7.85)歲,年齡范圍為50～78歲,吸煙指數(31.16±15.38)包·年,吸煙指數范圍為10～54包·年；對照組中男43例,女37例,年齡(66.81±7.93)歲,年齡范圍為52～79歲,吸煙指數(26.64±10.42)包·年,吸煙指數范圍為8～42包·年。3組在性別、年齡方面差異無統計學意義,具有可比性。本研究經本院倫理委員會批準通過(批準文號：20160803)。

納入標準：(1)符合COPD診斷標準[6]；(2)COPD合并呼吸衰竭組患者合并Ⅱ型呼吸衰竭；(3)年齡50歲以上；(4)患者均知情同意。

排除標準：(1)心腎功能嚴重異常者；(2)合并免疫系統疾病者；(3)肺結核、肺間質纖維化、支氣管擴張、支氣管哮喘、肺癌者；(4)具有肺部手術史者。

1.2檢測指標

1.2.1肺功能檢測 采用肺功能儀(德國耶格公司)檢測第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)占預計值百分比、FEV1/FVC。

1.2.2CAT評分 采用CAT量表[7]評價疾病癥狀對患者生活的影響。量表包括8個問題,總分0～40分,分值越高代表生活所受影響越大。

1.2.3血清HMGB1、IL-27水平檢測 采集患者清晨空腹靜脈血4～5 ml,室外靜置20 min后,離心半徑15 cm,3 000 r/min離心10 min,取上清待檢測。采用酶聯免疫吸附試驗法檢測血清HMGB1、IL-27水平,試劑盒購自美國R&D公司。

1.3統計學分析 應用SPSS 22.0軟件進行統計分析。正態分布的計量資料以±s表示,2組間比較行獨立樣本t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,多組間兩兩比較采用q檢驗。相關性分析采用pearson相關分析。檢驗水準α=0.05,均為雙側檢驗,P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1各組肺功能指標比較 各組間FEV1%pred和FEV1/FVC比較差異均有統計學意義(F值分別為103.471、76.302,P值均＜0.05),COPD合并呼吸衰竭組FEV1%pred和FEV1/FVC均低于COPD組和對照組(P值均＜0.05)。見表1。

表1 各組肺功能指標比較(%,±s)

表1 各組肺功能指標比較(%,±s)

注：FEV 1%pred為第1秒用力呼氣容積占預計值百分比；與對照組比較,a P＜0.05；與COPD組比較,b P＜0.05

組別 例數 FEV 1%pred FEV 1/FVC COPD合并呼吸衰竭組 80 42.28±6.54ab 39.58±5.26ab COPD組 80 61.22±7.36a 53.47±7.05a對照組 80 86.26±8.72 67.36±7.54 F值 103.471 76.302 P值 0.000 0.000

2.2各組CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平比較 COPD合并呼吸衰竭組CAT評分高于COPD組(P＜0.05)。各組血清HMGB1、IL-27水平比較差異均有統計學意義(F值分別為56.392、214.322,P值均＜0.05),COPD合并呼吸衰竭組血清HMGB1、IL-27水平高于COPD組和對照組(P值均＜0.05)。見表2。

表2 各組CAT評分及血清H MGB1、IL-27水平比較(±s)

表2 各組CAT評分及血清H MGB1、IL-27水平比較(±s)

注：CAT為慢性阻塞性肺病評估測試；HMGB1為高遷移率族蛋白B1；與對照組比較,a P＜0.05；與COPD組比較,b P＜0.05

組別 例數 CAT評分(分) H MGB1(μg/L) IL-27(ng/L)COPD合并呼吸衰竭組 80 21.51±6.69b 4.05±0.94ab 187.37±46.32ab COPD組 80 15.38±4.38 3.27±0.82a 126.48±34.15a對照組 80 - 1.65±0.48 63.28±12.84 F值 - 56.392 214.322 P值- 0.000 0.000

2.3CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與肺功能指標相關性分析 CAT評分、血清HMGB1、IL-27水平均與FEV1%pred、FEV1/FVC呈負相關(P值均＜0.05)。見表3。

表3 各組CAT評分及血清H MGB1、IL-27水平與肺功能指標相關性分析

2.4CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與患者預后關系 COPD合并呼吸衰竭組28 d死亡27例,存活53例,死亡率為33.75%。死亡者CAT評分、血清HMGB1、IL-27水平均高于存活者(t值分別為4.918、4.175、6.133,P值均＜0.05)。見表4。

表4 COPD合并呼吸衰竭患者CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與預后關系(±s)

表4 COPD合并呼吸衰竭患者CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與預后關系(±s)

注：CAT為慢性阻塞性肺病評估測試；HMGB1為高遷移率族蛋白B1

預后 例數 CAT評分(分)HMGB1(μg/L)IL-27(ng/L)死亡 27 24.95±3.48 4.72±0.87 221.32±37.64存活 53 19.29±5.43 3.69±1.12 160.15±44.28 t值 4.918 4.175 6.133 P值 0.000 0.000 0.000

3 討論

Ⅱ型呼吸衰竭是呼吸功能長時間受損引起肺通氣、換氣功能障礙,伴有缺氧及二氧化碳潴留,造成一系列代謝功能及生理功能出現異常的臨床綜合征。COPD患者反復出現低氧血癥及肺部感染,使肺小動脈發生痙攣,血流阻力增加,最終導致肺動脈血管重塑,呼吸衰竭發生[8]。COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭病死率較高,如何及時發現病情危重者,監測疾病進展對于改善患者預后具有重要意義。

CAT是用于評估COPD患者病情程度的重要工具,患者可采用該量表自行檢測,操作方便,計算簡單。CAT量表注重患者精神狀態及生活能力的評價,結合肺功能檢查,能更加全面評估患者整體狀態[9]。有研究顯示,隨著COPD患者GOLD分級的升高,CAT評分逐漸升高,認為CAT評分可反映疾病嚴重程度[10]。本研究結果顯示,COPD合并呼吸衰竭組CAT評分明顯高于COPD組,且與肺功能指標FEV1%pred、FEV1/FVC呈負相關,說明CAT評分越高,患者肺通氣功能越差,可用于評估疾病進展。但CAT評分受患者主觀因素影響較大,結果存在一定偏差。

HMGB1是存在于真核細胞DNA小溝中的非組蛋白,可調節基因表達及核小體穩定性,不僅可作為核蛋白參與轉錄、DNA修復等多種生理學過程,還可作為細胞因子釋放到細胞外,參與信號傳導,調節氧化應激及炎癥反應[11]。HMGB1與疾病關系的研究主要集中于惡性腫瘤、膿毒癥、類風濕性關節炎等疾病[12-15]。近期,李莉等[16]研究發現HMGB1與COPD的發生、發展具有一定關系,可通過炎癥反應加重COPD疾病進展。IL-27是由激活的樹突狀細胞及巨噬細胞釋放的細胞因子,通過調節Th淋巴細胞參與氣道炎癥反應,既能促進Th1細胞增殖及細胞因子分泌,又能抑制Th1型免疫應答強度[17]。曹梅等[18]研究發現COPD患者血清IL-27水平較健康者明顯升高,并與FEV1%pred呈負相關,認為IL-27參與了氣道炎癥反應。既往單獨研究HMGB1或IL-27與COPD的關系的文章較多,但國內尚沒有聯合HMGB1和IL-27與COPD的關系的研究。考慮到COPD的發病機制與氣道炎癥和感染、小氣道阻塞、黏液分泌過多、氧化應激損傷、遺傳等多種因素有關,其中炎癥和感染是COPD疾病進展的關鍵所在[19],所以本研究同時研究HMGB1、IL-27與COPD的關系。結果發現,COPD合并呼吸衰竭組血清HMGB1、IL-27水平高于COPD組和對照組,說明COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者存在HMGB1、IL-27水平升高現象,且HMGB1、IL-27水平與肺功能指標均呈負相關,隨著HMGB1、IL-27水平升高,患者肺功能逐漸減弱。Wong等[20]研究認為HMGB1不僅可作為晚期炎癥介質參與多器官組織損害,還可經旁分泌和內分泌途徑促進內皮細胞、單核細胞合成分泌大量炎癥因子,如腫瘤壞死因子α、IL-8、單核細胞趨化蛋白1、血管內皮生長因子等,而以上炎癥因子又可促進HMGB1釋放,形成惡性循環,不斷放大炎癥反應。Fabbi等[21]研究認為IL-27能激活Th1細胞免疫應答,產生腫瘤壞死因子α、IL-2、干擾素γ等細胞因子,促進炎癥細胞(T淋巴細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等)釋放金屬蛋白酶、中性粒細胞組織蛋白酶G、中性粒細胞彈性蛋白酶及中性粒細胞蛋白酶3等,使組織受到破壞。兩者通過不同途徑加重肺部炎癥,共同促進COPD進展,同時檢測可提高疾病評估準確性,且血清學指標檢測較為客觀,與肺功能指標相關性較強,評估結果相對更為可靠。

另外,本研究結果還發現,CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與患者預后有關。與存活患者比較,死亡患者CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平明顯較高,提示CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平不僅能檢測疾病的發展,對疾病預后也有一定預測作用。

綜上所述,COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者CAT評分及血清HMGB1、IL-27水平與患者肺功能具有良好相關性,CAT評分與血清學指標相結合能更好地評估患者病情進展及預后,且上述檢查經濟、方便,易于被醫師及患者接受。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突