血清25（OH）D 水平對慢性阻塞性肺疾病急性加重的診斷價值

（安徽醫科大學第三附屬醫院呼吸與危重癥醫學科，安徽 合肥 230061）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）簡稱慢阻肺，是一種以持續呼吸道癥狀和氣流受限為特征的慢性炎癥性疾病，慢阻肺急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）通常是由于下呼吸道感染導致COPD 患者氣道及全身炎癥的增加，多種炎癥因子的高表達，是COPD 臨床病程中導致患者肺功能惡化、生活質量降低及病死率增加的重要事件[1]。目前，AECOPD 的診斷仍依賴于臨床表現，缺乏定量指標，同時由于AECOPD 具有異質性，尚缺少可以用于精確診斷AECOPD 的臨床生物標志物[2]。近年來研究表明，COPD 患者普遍存在維生素D 缺乏癥[3]，維生素D 在經典調節鈣磷穩態外還具有抗感染、免疫調節、抗增殖等作用，維生素D 缺乏癥與COPD 急性加重及病情嚴重程度密切相關，引起廣泛關注[4，5]。25 羥基維生素D[25-hydroxy vitamin D，25（OH）D]是維生素D 主要循環形式，是監測維生素狀態最佳指標[6]。關于AECOPD 患者血清25（OH）D 水平是否能單獨或者聯合其他炎癥因子用于AECOPD 的診斷尚不明確，因此，本研究通過測定AECOPD 患者血清25（OH）D 水平及與血清降鈣素原（PCT）和C 反應蛋白（CRP）、白介素-6（IL-6）等炎癥生物標志物的相關性，探討其是否可作為診斷AECOPD 潛在生物標志物的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年10 月～2020 年6 月安徽醫科大學第三附屬醫院呼吸與危重癥醫學科收治AECOPD 患者76 例（AECOPD 組）并納入COPD 穩定期患者70 例（SCOPD 組）及健康者54 例（CON組）為對照組，納入標準：年齡40～80 歲，符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013 年修訂版）》診斷標準者[1]：①AECOPD：指在短期內呼吸道癥狀急性惡化，包括咳嗽、咳痰、氣促和（或）喘息加重，伴有黏液膿性或膿性痰，發熱等炎癥加重表現；②SCOPD：指咳嗽、咳痰、氣短等癥狀穩定或癥狀輕微，病情基本恢復至急性加重前的狀態。排除標準：①支氣管哮喘、支氣管擴張癥、肺結核及嚴重感染者；②影響25（OH）D 水平的其他疾病如嚴重心血管及肝腎疾病、腫瘤、甲狀旁腺相關性及自身免疫性疾病等；③近6個月口服及靜脈激素者或補充過任何形式的維生素D 者。本研究符合醫學倫理學要求，并經本院倫理委員會批準且受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法及相關指標檢測 所有入組研究對象于均于清晨采集空腹靜脈血標本2～5 ml，高速離心后取血清于-20 ℃冷藏，并于12 h 內完成檢測。以化學發光免疫分析法測定25（OH）D 水平，采用意大利LIAISON?化學發光分析儀及配套試劑盒（由索靈診斷醫療設備上海有限公司提供）。維生素D缺乏的診斷標準為25（OH）D＜20 ng/ml，維生素D不足的標準為20 ng/ml≤25（OH）D＜30 ng/ml[6]。PCT和IL-6 采用電化學發光法檢測，檢測儀器及試劑選用德國羅氏cobas ?e411 電化學發光全自動免疫分析儀及配套試劑，PCT 正常參考值為0～0.05 ng/ml，IL-6 正常參考值為0～7 pg/ml。CRP 采用散射比濁法，選用日立7600-020 全自動生化分析以及配套試劑（由深圳國賽生物技術公司提供），正常參考值范圍0～5 mg/L。采用德國耶格（Master Screen 型）肺功能儀檢測FEV1（第一秒用力呼氣容積）、FEV1/FVC（第一秒用力呼氣容積占肺活量百分比）、FEV1%預計值（FEV1占預計值百分比）。根據《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013 年修訂版）》肺功能分級（GOLD 分級）標準，以FEV1%預計值進行病情分級分為：Ⅰ級（輕度）≥80%，Ⅱ級（中度）：50%～80%；Ⅲ級（重度）：30%～50%，Ⅳ級（極重度）＜30%[1]。

1.3 統計學方法 采用SPSS 26.0 軟件統計分析，計量資料符合正態分布用（）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，多組間均數兩兩比較采用LSD 法。計數資料以（n）表示，組間比較采用χ2或Fisher 精確概率法。相關性分析采用Pearson 直線相關及Spearman 秩相關。診斷價值分析采用受試者工作曲線（receiver operating characteristic，ROC）曲線，以最大約登指數評分值為切點，獲取敏感度和特異度為預測切點，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組一般資料及相關指標比較 三組年齡、性別、BMI、吸煙史比較，差異無統計學意義（P＞0.05），AECOPD 組及SCOPD 組間病程比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；AECOPD 組及SCOPD 組血清25（OH）D 水平低于CON 組，AECOPD 組血清25（OH）D 水平低于SCOPD 組，差異有統計學意義（P＜0.05）；AECOPD 組及SCOPD 組PCT、CRP、IL-6 均高于CON 組，AECOPD 組PCT、CRP、IL-6 均高于SCOPD 組，差異有統計學意義（P＜0.05）；AECOPD組肺功能分級（GOLD 分級）為Ⅰ級0 例，Ⅱ級15例，Ⅲ級56 例，Ⅳ級5 例，GOLD 分級下血清25（OH）D 水平為Ⅱ級：（15.34±3.55）ng/ml，Ⅲ級：（13.28±3.81）ng/ml，Ⅳ級：（12.64±2.81）ng/ml，各兩組間比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；AECOPD 組及SCOPD 組FEV1、FEV1/FVC 及FEV1%預計值均低于CON 組，AECOPD 組FEV1、FEV1/FVC 及FEV1%預計值低于SCOPD 組，各兩組間比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 血清25（OH）D 水平與PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能的相關性分析 相關性分析顯示AECOPD 組血清25（OH）D 水平與PCT（r=-0.536，P＜0.05）、CRP（r=-0.670，P＜0.05）、IL-6（r=-0.540，P＜0.05）、GOLD分級（r=-0.308，P＜0.05）呈顯著負相關，與FEV1（r=0.504，P＜0.05）、FEV1/FVC（r=0.448，P＜0.05）、FEV1%預計值（r=0.291，P＜0.05）呈顯著正相關。

2.3 血清25（OH）D 水平對AECOPD 的診斷價值ROC 曲線結果分析顯示血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 單獨或聯合診斷AECOPD 均有一定的臨床價值（AUC＞0.7），且具有較高的敏感度和特異度。將血清25（OH）D 與PCT、CRP、IL-6 中任一指標聯合診斷AECOPD 的AUC 均大于單獨診斷的AUC，且敏感度和特異度更高，其中四者共同聯合診斷AECOPD 的AUC 最大，靈敏度和特異度最高，見表2、圖1、圖2。

表1 三組一般資料、血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能比較（，n）

表1 三組一般資料、血清25（OH）D、PCT、CRP、IL-6 水平及肺功能比較（，n）

注：△為χ2，#為t，*為F；與SCOPD 組比較，aP＜0.05；與CON 組比較，bP＜0.05

表2 血清25（OH）D、PCT、IL-6、CRP 獨立及聯合診斷AECOPD 的ROC

圖1 血清25（OH）D、PCT、CRP 及IL-6獨立診斷AECOPD 的ROC 曲線

圖2 血清25（OH）D 聯合PCT、CRP 及IL-6診斷AECOPD 的ROC

3 討論

COPD 的發病機制與肺部接觸有害顆粒和氣體產生氧化應激、蛋白酶和抗蛋白酶失衡、異常炎癥及肺重構有關，維生素D 是人體必需的脂溶性維生素，主要通過皮膚暴露于陽光、飲食或補充劑中獲取，經肝腎羥基化代謝形成25（OH）D，為人體內維生素D主要存在形式[6]。維生素D 缺乏可以影響COPD 發病機制的各個過程，包括炎癥的調節、蛋白酶的高表達及氧化應激的增加，維生素D 缺乏可能與AECOPD發病風險增加有關[7]。血清降鈣素原（PCT）和C 反應蛋白（CRP）是系統性炎癥和細菌感染的標志物，白介素-6（IL-6）是B 淋巴細胞刺激因子，在感染時可誘導B 淋巴細胞產生免疫球蛋白，是最重要的炎癥細胞因子之一[8]。近年來國內外多項研究顯示，PCT、CRP 及IL-6 可能具有診斷AECOPD 的價值[8-11]。本研究通過測定AECOPD 患者血清25（OH）D 水平，并與PCT、CRP 及IL-6 進行對比，分析其單獨或聯合對于AECOPD 臨床的診斷價值。

AECOPD 患者血清25（OH）D 水平低于SCOPD患者及健康對照組，并與PCT、CRP、IL-6 等炎癥指標成及肺功能分級呈負相關，與FEV1、FEV1/FVC、FEV1%預計值等肺功能指標呈正相關。COPD 患者以中老年人群為主，由于吸煙、皮膚老化、戶外活動減少導致日曬不足、胃腸功能減弱使得飲食攝入減少及吸收不良、肝腎功能下降、長期糖皮質激素治療等均可致使維生素D 合成不足及分解代謝的增加，從而造成COPD 患者維生素D 的缺乏[4，6，12]。維生素D 具有調節先天及適應性免疫的特性，大多數免疫細胞可表達維生素D 受體（VDR），包括B 和T 淋巴細胞，單核細胞，巨噬細胞和樹突狀細胞等，維生素D 與VDR 結合刺激先天免疫，通過提高防御素水平，激活單核細胞中Toll 樣受體誘導抗菌肽生成，增強上皮細胞屏障功能，促進抗菌防御，并通過下調NF-κB 通路抑制促炎及增加抗炎細胞因子生成抑制適應性免疫[13，14]。可能是本研究中COPD 患者血清25-（OH）D 水平與PCT、CRP、IL-6 等炎癥指標相關的原因。2007 年～2012 年美國全國健康和營養調查顯示血清25-羥基維生素D 水平與FEV1和FVC 等肺功能指標之間存在劑量-效應模式[12]。維生素D 缺乏與基線FEV1%預計值降低獨立相關，血清25（OH）D 每減少10 ng/ml，FEV1%預計值降低1.04%，血漿25（OH）D 水平越低，基礎肺功能越差，肺功能下降越快，COPD 發生風險越高[7，15]。維生素D 缺乏導致肺功能下降可能是由于維生素D 缺乏：①導致氣道和肺實質中的炎癥細胞浸潤加劇，炎性細胞因子及趨化因子水平增高，細菌清除減少及基質金屬蛋白酶（MMPs）的增加，加速了肺實質的破壞[14]。與此同時，炎癥觸發維生素D 代謝改變，削弱了氣道上皮表面的宿主防御能力，增加呼吸道感染的風險，進而造成肺功能的惡化[16]；②容易發生骨質疏松，出現骨骼肌功能障礙，骨折風險大，胸廓運動受限及活動減少，呼吸肌力量減弱，引起肺通氣功能的下降[17]；③導致肺順應性的增加及氣道壁節段性增厚，促進肺氣腫形成，加重了氣道阻塞及進行性氣流受限，造成肺功能的減低[17，18]。因此，血清25（OH）D 水平與AECOPD 患者肺功能減退緊密相關，可用于評估AECOPD 患者病情嚴重程度，而維生素D 的補充可能是降低氣道感染易感性，減少氣道炎癥及延緩肺功能下降新的治療靶點。

Khan DM 等[19]進行了一項隨機對照試驗結果顯示，補充維生素D 減少COPD 患者急性加重次數。此后，Jolliffe DA 等[20]研究中也指出，補充維生素D可使基線25（OH）D 水平＜10 ng/ml 的COPD 患者的病情加重頻率降低45%。這些證據表明維生素D 與COPD 急性惡化具有密切聯系。本研究對血清25（OH）D 水平，單獨及聯合PCT、CRP 及IL-6 等進行了診斷AECOPD 的效能對比，結果顯示，血清25（OH）D、PCT、CRP 及IL-6 的 診 斷AECOPD 的AUC＞0.7，均具有診斷價值。血清25（OH）D 單獨對AECOPD 的診斷效能（AUC=0.776）與PCT（AUC=0.759）、CRP（AUC=0.750）及IL-6（AUC=0.743）相當，其中血清25（OH）D 診斷AECOPD 的臨界值值為13.60 ng/ml，故當COPD 患者血清25（OH）D 水平低于13.60 ng/ml，發生AECOPD 的風險也大大增加，并可初步診斷為AECOPD。本研究亦顯示，血清25（OH）D 聯合PCT、CRP 和IL-6 中的任一指標及四者聯合診斷AECOPD 的準確度更高，在臨床應用時，血清25（OH）D 聯合炎癥因子可以獲得可信度更高的診斷價值。

綜上所述，血清25（OH）D 水平與PCT、CRP 和IL-6 等炎癥指標及肺功能緊密相關，可用于評估AECOPD 患者疾病嚴重程度，并可作為診斷AECOPD 的待選指標。考慮本研究為單中心，小樣本研究，血清25（OH）D 對于AECOPD 的診斷價值仍需要更多前瞻性研究進一步驗證。