慢性阻塞性肺疾病患者血清中組織蛋白酶L的表達(dá)及預(yù)測(cè)價(jià)值

趙德軍 胡丹平 王霞 朱慧琳 陳恩國

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種嚴(yán)重危害人類健康的常見慢性病、多發(fā)病，以持續(xù)氣流受限為特征[1]。COPD的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制尚不完全清楚，炎癥反應(yīng)、氧化-應(yīng)激反應(yīng)、蛋白酶-抗蛋白酶失衡等在COPD的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用，其中肺組織蛋白酶-抗蛋白酶失衡這一重要的機(jī)制得到關(guān)注[2]。近年來多項(xiàng)研究表明組織蛋白酶B、組織蛋白酶S及組織蛋白酶G等組織蛋白酶參與了COPD的發(fā)生、發(fā)展[3-5]。目前有研究在動(dòng)物模型及基因?qū)用嬗^察到組織蛋白酶L與COPD氣流受限有關(guān)[6]，但臨床上組織蛋白酶L與COPD相關(guān)性的研究較少。本研究觀察組織蛋白酶L在COPD患者血清中的表達(dá)水平，評(píng)價(jià)血清組織蛋白酶L能否作為預(yù)測(cè)COPD的生物學(xué)標(biāo)志物。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2020年1月至2021年1月杭州市富陽區(qū)第一人民醫(yī)院呼吸二科收治的COPD急性加重期患者160例作為觀察組，其中95例患者于出院后2個(gè)月進(jìn)行復(fù)查。COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）》，吸入支氣管舒張劑后第一秒用力呼氣量（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）占用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）比值＜70%，即明確存在持續(xù)的氣流受限，除外其他疾病后確診為 COPD[1]，排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）口服糖皮質(zhì)激素者；（2）合并肺結(jié)核、支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張癥、肺部惡性腫瘤和肺間質(zhì)纖維化等肺部疾病者；（3）合并糖尿病、肥胖、甲狀腺疾病等代謝性疾病者；（4）合并高血壓、心功能不全、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管或腦部疾病者；（5）合并慢性腎臟病者。選取同期健康體檢者40例作為對(duì)照組。兩組研究對(duì)象性別、年齡、血肌酐、eGFR、FPG及吸煙指數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。本研究經(jīng)杭州市富陽區(qū)第一人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。

表1 兩組研究對(duì)象一般資料比較

1.2 方法 觀察組患者于入院當(dāng)天和出院后2個(gè)月、對(duì)照組研究對(duì)象于體檢當(dāng)天進(jìn)行COPD評(píng)估測(cè)試（COPD assessment test，CAT）、改良英國醫(yī)學(xué)研究學(xué)會(huì)呼吸困難指數(shù)（modified British medical research council，mMRC）問卷調(diào)查，肺功能指標(biāo)檢測(cè)及血清組織蛋白酶L、TNF-α和CRP檢測(cè)。

1.2.1 CAT評(píng)分及mMRC分級(jí) 兩組研究對(duì)象獨(dú)立完成CAT評(píng)分及mMRC問卷調(diào)查。CAT評(píng)分內(nèi)容包括咳嗽、咳痰、胸悶、氣促、活動(dòng)耐力、外出意愿、睡眠及精力等8項(xiàng)，每項(xiàng)0～5分，總分0～40分，0～10分為輕度，11～20分為中度，21～30分為重度，31～40為極重度。mMRC問卷調(diào)查后將呼吸困難嚴(yán)重程度分為5級(jí)，0級(jí)：我僅在費(fèi)力運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)呼吸困難；1級(jí)：我平地快步行走或步行爬小坡時(shí)出現(xiàn)氣短；2級(jí)：我由于氣短平地行走時(shí)比同齡人慢或者數(shù)分鐘后需要停下來休息；3級(jí)：我在平地行走100 m左右或者需要停下來喘氣；4級(jí)：我因嚴(yán)重呼吸困難以至于不能離家，或在穿、脫衣服時(shí)出現(xiàn)呼吸困難。

12.2 肺功能指標(biāo)檢測(cè) 使用MasterScreen肺功能儀（德國JAEGER公司）檢測(cè)肺功能指標(biāo)，包括FVC、FEV1/FVC、FEV1占預(yù)計(jì)值百分比（forced expiratory volume in one second as percentage of predicted volume，F(xiàn)EV1/pred）。

1.2.3 血清組織蛋白酶L、TNF-α和CRP檢測(cè) 所有研究對(duì)象均在入選當(dāng)天整夜禁食，次日清晨采集外周靜脈血15 ml，肝素抗凝，3 000 r/min離心5 min，分離血漿，-80℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)錂z。觀察組患者于出院后2個(gè)月門診復(fù)查時(shí)再次留取靜脈血15 ml，3 000 r/min離心5 min，分離血漿，-80℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)錂z。采用ELISA法測(cè)定血漿組織蛋白酶L（上海酶聯(lián)生物科技有限公司，規(guī)格：96T，批號(hào)：ml060631）和 TNF-α（北京百奧萊博科技有限公司，規(guī)格：96T，批號(hào)：ZN2460）水平。使用全自動(dòng)特點(diǎn)蛋白分析儀（安徽伊普諾康生物技術(shù)股份有限公司，型號(hào)：夢(mèng)T200）及其配套試劑盒完成CRP檢測(cè)。

2 結(jié)果

2.1 兩組研究對(duì)象CAT評(píng)分和mMRC分級(jí)比較 觀察組患者入院當(dāng)天和出院后2個(gè)月CAT評(píng)分均高于對(duì)照組，觀察組患者入院當(dāng)天CAT評(píng)分和mMRC分級(jí)均高于出院后2個(gè)月，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表2。

表2 兩組研究對(duì)象CAT評(píng)分和mMRC分級(jí)比較

2.2 兩組研究對(duì)象肺功能指標(biāo)比較 觀察組患者入院當(dāng)天和出院后2個(gè)月FEV1/FVC和FEV1/pred均低于對(duì)照組，觀察組患者入院當(dāng)天FEV1/FVC和FEV1/pred均低于出院后2個(gè)月，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表3。

表3 兩組研究對(duì)象肺功能指標(biāo)比較（%）

2.3 兩組研究對(duì)象組織蛋白酶L、TNF-α和CRP水平比較 觀察組患者入院當(dāng)天組織蛋白酶L、TNF-α和CRP水平均高于同組出院后2個(gè)月和對(duì)照組，觀察組患者出院后2個(gè)月組織蛋白酶L高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表4。

表4 兩組研究對(duì)象組織蛋白酶L、TNF-α和CRP水平比較

2.4 觀察組患者入院當(dāng)天血清組織蛋白酶L水平與CAT評(píng)分、mMRC分級(jí)、肺功能指標(biāo)、TNF-α和CRP的相關(guān)性分析 觀察組患者入院當(dāng)天組織蛋白酶L水平與FEV1/FVC、FEV1/pred均呈負(fù)相關(guān)（r=-0.457和-0.469，均P＜0.01），與 CAT 評(píng)分、mMRC 分級(jí)、TNF-α、CRP 均呈正相關(guān)（r=0.469、0.512、0.473 和 0.387，均 P＜0.01）。

2.5 觀察組患者入院當(dāng)天血清組織蛋白酶L、TNF-α、CRP預(yù)測(cè)COPD的價(jià)值 組織蛋白酶L預(yù)測(cè)COPD的AUC為0.897，診斷臨界值為 57.450 U/L，靈敏度為0.893，特異度為0.780。CRP預(yù)測(cè)COPD的AUC為0.895，診斷臨界值為9.135 mg/L，靈敏度為0.802，特異度為0.976。TNF-α預(yù)測(cè)COPD的AUC為0.969，診斷臨界值為6.555 μg/L，靈敏度為0.876，特異度為0.976。組織蛋白酶L、TNF-α、CRP作為生物學(xué)標(biāo)志物對(duì)COPD有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，見圖1。

圖1 觀察組患者入院當(dāng)天血清組織蛋白酶L、TNF-α、CRP預(yù)測(cè)慢性阻塞性肺疾病（COPD）的ROC曲線

3 討論

COPD發(fā)生、發(fā)展時(shí)肺組織釋放出能夠降解彈性蛋白的蛋白水解酶，導(dǎo)致蛋白酶-抗蛋白酶失衡，促進(jìn)肺氣腫形成和小氣道重塑[6]。蛋白水解酶根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能分為絲氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶[7]。組織蛋白酶是半胱氨酸蛋白酶的成員之一，包括組織蛋白酶E、組織蛋白酶K、組織蛋白酶L等，與人類腫瘤、心血管疾病、肺部慢性疾病等密切相關(guān)[8-11]。Ishii等[6]在動(dòng)物模型及基因?qū)用嬗^察到組織蛋白酶L水平與FEV1/pred有關(guān)，表明組織蛋白酶L在COPD的發(fā)展中起到一定作用。Takeyabu等[12]研究顯示肺氣腫患者肺泡灌洗液中組織蛋白酶L明顯升高，提示組織蛋白酶L參與COPD的發(fā)病過程。

本研究顯示，觀察組患者入院當(dāng)天組織蛋白酶L水平高于對(duì)照組，治療出院后2個(gè)月隨訪復(fù)查組織蛋白酶L，較治療前明顯下降，但仍明顯高于對(duì)照組，提示組織蛋白酶L與COPD的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。組織蛋白酶L預(yù)測(cè)COPD的AUC為0.897，提示組織蛋白酶L對(duì)COPD的診斷價(jià)值較大，最佳臨界值為57.450 U/L。目前有研究顯示CRP是COPD病情嚴(yán)重程度及指導(dǎo)治療的重要生物學(xué)標(biāo)志物[13-14]。本研究顯示觀察組患者入院當(dāng)天CRP、TNF-α均高于對(duì)照組，治療出院后2個(gè)月隨訪復(fù)查CRP、TNF-α與對(duì)照組基本相仿，提示CRP、TNF-α在COPD急性加重期有指導(dǎo)意義。觀察組患者急性加重期及出院后2個(gè)月復(fù)查病情處于穩(wěn)定情況下組織蛋白酶L表達(dá)水平均高于對(duì)照組，提示組織蛋白酶L對(duì)COPD的發(fā)病、急性加重均有預(yù)測(cè)意義。

綜上所述，本研究顯示血清組織蛋白酶L與COPD存在良好的相關(guān)性，提示組織蛋白酶L可以作為COPD潛在的生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)COPD的病情評(píng)估及治療存在一定的指導(dǎo)意義。本研究的不足之處：（1）血清組織蛋白酶L的來源及其活化程度尚無法確定，需多種組織標(biāo)本檢測(cè)組織蛋白酶L水平；（2）影響血清組織蛋白酶水平的因素較多，如血糖、血脂、腎功能等，需進(jìn)一步細(xì)化研究方案降低干擾因素的作用；（3）需進(jìn)一步研究血清組織蛋白酶L與COPD相關(guān)的機(jī)制通路，深入理解組織蛋白酶L的作用機(jī)制。