COPD急性加重期患者治療前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平的變化和意義*

李尚茹， 羅璐玲， 劉禮銀， 胡系偉， 佘國

(1.貴州醫科大學附屬醫院 全科醫學科， 貴州 貴陽 550004； 2.貴州醫科大學附屬醫院 呼吸與危重癥醫學科， 貴州 貴陽 550004； 3.貴州醫科大學附屬醫院 臨床檢驗中心， 貴州 貴陽 550004)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種以不可逆的持續性氣流受限為特征的常見的慢性呼吸系統疾病，通常與長期暴露于有毒氣體、有害顆粒以及與遺傳因素、環境因素密切相關[1-2]，我國COPD總患病率8.6%，男性患病率>女性，已成為我國死亡原因前3位之一[3]。氧化應激參與了COPD的發生發展，尤其是在COPD急性加重時炎癥細胞的聚集、炎性因子的大量釋放可促進氧化應激失衡，過量的氧化應激又加重了炎癥反應，形成惡性循環，損傷細胞結構，引起堿基顛換，造成脫氧核糖(deoxyribonucleic acid，DNA)損傷,誘導自身免疫反應等[4-5]。8-羥基-2′-脫氧鳥苷(8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG)是一種被廣泛用于評價氧化應激反應中DNA氧化損傷的生物標志物，具有靈敏度較高、性質穩定的優點[4]。研究表明，COPD急性加重期患者8-OHdG水平與氣道阻塞程度及癥狀嚴重程度正相關[5]，且與患者認知功能的改變有一定的相關性[6]，提示氧化應激參與了COPD的病情發展。通過測定8-OHdG水平，可以幫助了解機體氧化應激失衡的情況，然而COPD治療前后氧化應激改善的研究一直較為缺乏。因此，本研究通過檢測COPD急性加重期患者治療前后的8-OHdG、C-反應蛋白(C-reactive protein，CRP)及降鈣素原(procalcitonin，PCT)水平變化，探討氧化應激和炎癥反應在COPD發病機制中的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2019年12月—2020年12月呼吸與危重癥醫學科住院的COPD急性加重期且經治療進入穩定期的患者，要求年齡≥40歲、COPD急性加重期和穩定期的診斷及肺功能分級符合2020年COPD診斷指南標準[1]，其中肺功能診斷標準為吸入支氣管擴張劑后第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity，FVC)<70%。排除標準：(1)就診時合并有支氣管擴張、胸腔積液、哮喘等肺部疾病，合并嚴重心臟疾病如急性心梗、不穩定型心絞痛、嚴重心律失常等，合并嚴重高血壓、糖尿病及其他內分泌疾病、惡性腫瘤、風濕免疫系統疾病、嚴重凝血障礙及嚴重肝腎功能不全，合并嚴重神經精神疾病等；(2)近期服用過維生素C、維生素E等已知抗氧化劑；(3)近3月重大創傷及手術史；(4)不能配合完成肺功能測定或抽血者；(5)不能持續治療至進入穩定期患者，如死亡、轉科或提前出院；(6)病情嚴重需使用機械通氣者。納入患者60例作為試驗組，男46例、女14例，年齡55～87歲、平均(74.70±8.08)歲，再根據FEV1%預測值分為輕+中度組(n=31，FEV1%預測值≥50%)和重+極重度組(n=29，FEV1%預測值<50%)。同時選取年齡、性別與試驗組相匹配的健康體檢人群30例作為對照組，要求近2月無呼吸系統疾病史，體格檢查、胸部計算機斷層掃描(computed tomography，CT)、肺功能測定無異常，男20例、女10例，年齡58～82歲、平均(72.23±6.10)歲。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 治療方案

試驗組患者入院后均予持續低流量吸氧(2 L/min)，經驗性選擇抗生素治療，同時完善痰涂片及痰培養，根據培養結果選擇敏感抗生素；如培養結果在入院前3天未回示或沒有陽性結果，則根據患者癥狀、體征及炎性指標變化調整抗生素方案，同時予解痙平喘、止咳化痰及氣道管理等對癥支持治療，待癥狀改善，病情穩定，評估進入穩定期。

1.3 觀察指標

1.3.1血清8-OHdG、CRP及PCT水平 抽取試驗組患者治療前和出院前1天(治療后)、對照組受檢者體檢日清晨空腹靜脈血5 mL，1 h內常溫3 000 r/min離心15 min，取上層血清400 μL存于EP管，-80 ℃冰箱保存，3個月內采用上海廣銳生物科技有限公司提供的人8-OHdG酶聯吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)試劑盒完成血清8-OHdG檢測；試驗組患者治療前、后抽取清晨空腹靜脈血5 mL，采用全自動生化分析儀(Cobas8000 C702，德國羅氏)配套hs-CRP檢測試劑盒，使用超敏免疫比濁法檢測CRP，采用全自動電化學發光免疫分析儀(Cobas e601，德國羅氏)及配套PCT檢測試劑盒，使用免疫熒光雙抗體夾心法檢測PCT。

1.3.2一般臨床資料 收集試驗組患者性別、年齡、身高、體質量、吸煙史、住院時間及呼吸衰竭發生情況。

1.3.3COPD評估測試(chronic obstructive pulmonary disease assessment test，CAT)評分[7]試驗組患者治療前、后采用CAT問卷進行COPD常見癥狀評分，要求患者獨立完成該測試，由同一研究人員記錄分值。

1.3.4肺功能測定[8]試驗組患者治療后采用肺功能測試儀(MasterScreen PFT/IOS，德國耶格)進行肺功能檢測，要求受試者在面積≥10 m2、室溫為18～24 ℃、濕度為50%～70%及通風條件良好的安全檢查室內，安靜狀態下吸入沙丁胺醇400 μg，15 min后進行肺功能測定，記錄FEV1、FEV1/FVC及FEV1%預測值的值。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分

試驗組患者治療前、后血清8-OHdG水平均高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)；試驗組患者治療后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分均較治療前下降，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 試驗組與對照組受檢者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分[M(P25,P75)]Tab.1 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in experimental group and the healthy control group[M(P25,P75)]

2.2 不同病情程度COPD患者的一般資料

輕+中度組和重+極重度組患者的性別、年齡、身高、體質量、吸煙史及住院時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；輕+中度組患者呼吸衰竭的發生率低于重+極重度組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同病情程度COPD患者的一般臨床資料Tab.2 The general clinical data of COPD patients with different severity

2.3 不同病情程度COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分

結果顯示，輕+中度組患者和重+極重度組患者治療后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分均較治療前明顯下降，差異均有統計學意義(P<0.05)；重+極重度組患者治療前、后血清8-OHdG、CRP及CAT評分高于輕+中度組，差異均有統計學意義(P<0.05)；重+極重度組患者治療前血清PCT水平高于輕+中度組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同病情程度COPD患者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT評分[M(P25,P75)]Tab.3 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in COPD patients with different severity[M(P25,P75)]

2.4 COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分的相關性

將試驗組患者CAT評分作為自變量，與治療前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平進行Spearman秩相關分析，結果顯示試驗組患者治療前血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分均呈正相關(P<0.05)，治療后僅血清8-OHdG水平與CAT評分呈正相關(P<0.05)。見表4。

表4 COPD患者治療前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平與CAT評分的相關性Tab.4 The Correlation between the serum level of 8-OHdG, CRP, PCT ,and CAT scores in COPD patients before and after treatment

3 討論

COPD作為發病率及死亡率均位居世界前列的慢性疾病，現已成為全球的公共衛生難題，由于其發展不可逆性，將引起患者生存時間縮短、生活質量低下、住院次數逐漸增多、增加家庭及社會的經濟負擔[2]。氧化應激是機體或細胞內氧化性物質產生或外源性氧化物質攝入過多與清除失衡，引起機體或細胞內促氧化因子蓄積的一種病理性狀態，可導致線粒體脫氧核糖核酸DNA損傷和細胞損傷[9-10]。對于COPD患者，受外源性因素的影響，如吸煙、生物燃料、有毒氣體或顆粒等的作用下，氧化負荷加重，體內的氧化/抗氧化機制失衡，炎癥反應級聯放大[11]，黏液分泌增多，氣道上皮細胞損傷，細胞衰老等，最終結果是引起了肺內慢性的炎癥反應及肺組織破壞，肺氣腫形成，小氣道重構及狹窄，形成肺泡惡性充氣的循環，導致呼吸困難和運動耐量的下降[11-12]。8-OHdG是氧化應激損傷細胞DNA形成的，DNA中的脫氧鳥苷受到羥自由基攻擊后形成了8-OHdG，由于8-OHdG不能參與正常的DNA復制過程，導致DNA鏈出現顛換突變，隨后在堿基切除修復因子人8-氧鳥嘌呤DNA糖基化酶(human 8-oxoguanine DNA glycosylase，hOGG1)的作用下被清除入血，經尿液排出體外[13]。Hikichi等[11]在COPD模型小鼠的肺組織中檢測到8-OHdG染色，提示氧化應激參與了COPD的發病。Yang等[14]測定了COPD患者、吸煙的健康人群及不吸煙的健康人群肺組織和外周血淋巴細胞內的8-OHdG和hOGG1水平，結果表明8-OHdG水平與肺功能呈負相關，且8-OHdG及hOGG1可以作為肺內DNA氧化損傷的重要生物標志物。還有一些研究證實了穩定期COPD患者呼出氣冷凝液及尿液中的8-OHdG水平同樣明顯高于健康人群，提示穩定期COPD患者的氧化應激仍然是強于健康人群的[12,15]。

Jiang等[16]研究發現，與健康對照相比，COPD穩定期患者血清8-OHdG濃度相對更高，且總抗氧化能力也更低，這與之前的研究時符合的；杜飛等[8]研究指出COPD急性加重期時血清8-OHdG水平時高于健康人群和穩定期患者。本研究中COPD急性加重期患者治療前血清8-OHdG水平高于治療后，且治療后血清8-OHdG水平也高于健康對照組，提示COPD患者體內氧化應激反應的增強；同時通過比較不同嚴重程度COPD患者的血清8-OHdG水平，發現在治療前、后重+極重度組患者血清8-OHdG均高于輕+中度組，這與劉婷等[17]結論基本一致。此外，COPD患者治療前后血清8-OHdG水平均與CAT評分相關，說明血清8-OHdG可以一定程度上反映患者氣道阻塞和癥狀改善情況，對指導COPD的治療和評估病情有一定的意義。

多項研究指出，CRP水平可以用于預測COPD急性加重、評估疾病嚴重程度及預測住院，同時臨床上普遍認為使用CRP評估COPD急性加重期患者的病情及協助制定診療計劃能顯著減少抗生素的使用[4,18-19]。Gong等[20]研究了COPD急性加重期患者的PCT、CRP及血沉、白細胞計數、中性粒細胞比值的相關性，其結果表明PCT與CRP、白細胞計數、中性粒細胞比值呈正相關，一定程度上可以預測COPD的急性發作。PCT水平在細菌感染時有一定鑒別能力，可以協助制定病情較輕的COPD患者的抗生素診療方案[21]；在COPD急性加重期PCT、CRP均能反映患者的肺功能狀態及臨床癥狀嚴重程度，對疾病的評估有著很大的作用[22]。本研究中，COPD急性加重患者治療前血清CRP和PCT水平均高于治療后，且病情越重、CPR和PCT水平越高；分析血清CRP、PCT與CAT評分間的相關性時發現，治療前患者血清CRP和PCT水平與CAT評分均呈正相關，但與PCT相比，CRP與CAT評分預測值的相關系數更高，提示COPD急性加重期使用CRP評估患者病情嚴重程度可能優于PCT。本研究發現，輕+中度組患者治療后血清CRP水平低于重+極重度組，但2組患者治療后血清PCT水平無差異，且治療后CRP、PCT與CAT評分間無相關性，這可能表明CRP及PCT對COPD穩定期的病情評估起到的作用并不大，二者用于COPD急性加重時更有指導意義。

本研究存在一些不足之處。首先樣本數量太小，需要擴大樣本量以獲取更可靠的結論，較少抽樣誤差；其次，由于COPD患者病情影響，使得本研究不易完成治療前后肺功能的對比檢查；最后，由于治療前后采樣的時間間隔較短，可能不能完全反映COPD穩定期的氧化應激持續狀態。

綜上，本研究結果表明COPD急性加重期患者體內的氧化應激反應和炎癥反應均增強，治療后可得到改善，但治療后患者體內的氧化應激反應仍比健康人劇烈，且隨著病情加重，氧化應激反應和炎癥反應更強；血清8-OHdG不僅能反映COPD急性加重期的病情嚴重程度，還能在COPD穩定期提示氧化應激狀態的變化，對患者的病情評估起到一定的補充作用。