慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者8-OHdG、8-iso-PG及ET-1水平與認知功能的相關性

袁 圓，楊思偉，余美瓊

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pul‐monary disease，COPD）作為呼吸科常見的疾病之一，COPD 多發于秋冬寒冷季和中年人群。相關數據顯示，我國從2014 年至2018年40 歲以上COPD發病率已由8.7% 上升至13.7%，具有高發病率、高致殘率、高病死率、治療費用高的特點[1]。其早期臨床特征主要表現為咳嗽、咳痰、呼吸困難和胸悶等，不及時治療，進一步可發展為肺源性心臟病和呼吸衰竭等常見慢性呼吸道疾病，嚴重危害患者生命安全。COPD 的具體發病原因比較復雜，目前普遍認為機體的炎癥反應是導致COPD 的主要原因[2]。同時，氧化應激反應在COPD 炎癥反應的發生發展中也起到不容忽視的作用。大量研究發現，氧化應激反應加速人體的炎癥反應發生，對各器官功能和中樞神經造成損傷，當中樞神經遭受損傷時，會出現認知功能障礙[3]。相關研究顯示，穩定期COPD 患者約10% 會出現認知功能障礙，而急性加重期會高達22.6%，如需機械通氣則增至43%[4]。8-羥基脫氧 鳥 苷（8 - hydroxy-2′- deoxyguanosine, 8-OHdG） 是DNA 氧化損傷的重要生物學標志物，COPD 患者血清8-OHdG 水平明顯升高[5]。8-異前列腺素（ 8-isoprostaglandin，8-iso-PG） 是一種能夠準確反映患者體內氧化應激狀態的特異性標志物[6]。內皮素-1（endothelin-1，ET-1）是一種重要的促炎因子，血中ET-1 水平與機體認知功能呈顯著正相關[7]。同時，大量研究顯示，在COPD患者血清中8-OHDG、8-iso-PG、ET-1 水平呈增高狀態，在急性加重期更為明顯[8]，而上述因子又均與認知功能具有密切關系，因此，8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 可能與COPD 患者并發認知障礙具有密切相關性。本研究選擇8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 作為研究指標，探討8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 與AECOPD 患者認知功能障礙的相關性及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年4 月-2021 年4 月在自貢市第一人民醫院治療的35 例慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstruc‐tive pulmonary disease，AECOPD）患者為AECOPD組，其中男21 例，女14 例，年齡46～70（61.79 ±7.53）歲，病程3～7（4.89±4.11）年；選取同期符合慢性阻塞性肺疾病急性穩定期（stable chronic ob‐structive pulmonary disease，SCOPD）患 者31 例 為SCOPD 組，其 中 男19 例，女12 例，年 齡44～81（65.82±8.64）歲，病程4～9（5.91±4.23）年；兩組COPD 患者均是入院前6個月內按慢性阻塞性肺疾病全球倡議（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD） 分 級 為Ⅲ級（ 重 度30%≤FEV1% 預計值＜50%）。同期在我院體檢中心進行正常體檢的健康人員30 例，設為對照組。經檢驗，各組基線資料無統計學意義（P＞0.05）。

1.2 納入與排除

1.2.1 納入標準 ①所有COPD 入選患者均符合GOLD 中 的COPD 診 斷 標 準[9]；②AECOPD 診 斷 標準：咳嗽、咳痰、氣短情況短期內加重，可伴有發熱感染表現，呼吸道癥狀加重超過平日的情況，需改變過往的治療方式緩解癥狀；③SCOPD 診斷標準：咳嗽、咳痰、氣短或喘息等癥狀穩定或輕微，病情基本恢復到急性加重期前狀態；④所有入選患者及成員均簽署知情同意書，且本研究通過我院倫理委員會批準（倫理號2021010）。

1.2.2 排除標準 ①合并有肺炎等呼吸系統疾病患者；②合并有心肌疾病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等心血管疾病患者；③合并腫瘤及臟器功能不全的患者；④合并精神異常等不能配合完成研究的患者。

1.3 方法

1.3.1 認知功能評定 所有入選患者及成員應用蒙特利爾認知評估量表（Montreal cognitive assess‐ment，MoCA）進行認知功能評定，AECOPD 組患者于入組之后在安靜和清醒狀態下，SCOPD 組及對照組人員于入組當日，由同一批培訓過的護士提問，入選對象回答的形式進行評定，患者量表包括視空間與執行能力、命名能力、語言能力、注意力、延遲回憶、抽象能力及定向力7 個認知領域，總分30 分，≥26 分為正常，分值越低表示認知功能障礙越嚴重。

1.3.2 8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 檢測 AECOPD 組患者于入院次日清晨，SCOPD組及對照組患者于入院當日清晨空腹抽取外周靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min 取上清，-80 ℃儲存。采用酶聯免疫吸附（enzyme linked immuno sorbed assay，ELISA）法測定血清8-OHDG、8-iso-PG、ET-1表達水平，試劑均由美國R＆D公司提供。所有操作嚴格依據相關說明書步驟進行操作。

1.4 統計學處理 應用SPSS19.0 軟件，計數資料以率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以均數±標準差（）表示，多組間采用單因素方差分析，組內兩兩比較采用t檢驗，采用Pearson 相關系數對MoCA 評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平的相關性進行分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 MoCA 評分比較3 組MoCA 評分顯示，AE‐COPD 組各項認知領域及MoCA 總分低于SCOPD組和對照組（P＜0.05），SCOPD組命名能力與語言能力與對照組比較無統計學差異（P＞0.05），其余領域與總分則顯著低于對照組（P＜0.05），表1。

表1 3組MoCA評分情況（±s）

表1 3組MoCA評分情況（±s）

與對照組比較*P＜0.05，與SCOPD組比較#P＜0.05

MoCA項目視空間與執行能力命名能力注意力語言能力抽象能力延遲回憶定向力總分AECOPD組（n=35）1.32±0.31*#1.77±0.42*#2.05±0.41*#2.32±0.52*#1.41±0.26*#1.71±0.13*#4.38±0.82*#14.96±2.87*#SCOPD組（n=31）3.17±1.12*2.57±0.68 4.21±0.87*2.92±0.38 1.62±0.21*2.97±0.46*5.16±0.67*22.62±4.39*對照組（n=30）3.96±1.09 2.69±0.69 5.32±1.01 2.91±0.31 1.89±0.25 3.65±0.51 5.93±0.62 26.35±4.48 F值19.012 8.899 12.003 10.389 6.021 11.413 9.685 42.981 P值＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05

2.2 8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平比較 AECOPD組和SCOPD 組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平顯著高于對照組（P＜0.05），兩兩比較AECOPD 組各項指標水平顯著高于SCOPD組（P＜0.05），表2。

表2 3組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平比較（±s）

表2 3組8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平比較（±s）

與對照組比較*P＜0.05，與SCOPD組比較#P＜0.05

組別AECOPD組SCOPD組對照組FP例數35 31 30- -8-OHdG（ng/mL）13.89±4.18*#6.56±2.56*2.17±0.63 27.832 0.000 8-iso-PG（pg/mL）35.63±6.59*#22.19±5.62*17.63±3.69 12.649 0.001 ET-1（pg/mL）94.86±21.52*#59.87±16.28*19.96±4.26 19.563 0.001

2.3 MoCA 評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平的相關性分析 經Pearson 檢驗，COPD 急性加重患者血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平與MoCA 評分呈負相關（P＜0.05），表3。

表3 3組MoCA評分與8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平的相關性

3 討論

COPD 是以不間斷性氣流受限為主要臨床特征并伴有全身炎癥反應的呼吸系統疾病，隨著病情的進展可誘發高碳酸血癥或低氧血癥。2017 年GOLD 指南中指出COPD 通常與氣道和肺臟對有毒顆?；驓怏w的慢性炎癥反應增強有關，由于氣道與肺臟長期低氧或與有毒物質接觸可導致其清除自由基力減弱，從而使機體細胞內自由基的產生和清除平衡打破，發生氧化應激反應，同時，產生的大量活性氧又具有細胞毒性反應，通過損傷DNA、蛋白質等進行誘導細胞凋亡，對周圍組織、細胞進行破壞。目前，國內已有大量研究證實，COPD 患者認知功能普遍存在明顯下降[10]。

8-OHdG 是DNA 氧化損傷的最終產物，主要有大量活性氧自由基攻擊組織細胞核及線粒體DNA中鳥嘌呤堿基第8 位碳原子而生成[5]。8-OHdG 在阿爾茨海默病中表達水平明顯增高，表明8-OHdG可從多疾病角度評估患者認知功能，但8-OHdG 在COPD 患者中作用研究甚少，在急性加重期更少。本研究顯示，在COPD 患者體內8-OHdG 水平急性加重期顯著高于穩定期和對照組，穩體期患者體內8-OHdG水平高于對照組。本研究分析其機制可能為：AECOPD 患者體內氧化與抗氧化失衡，產生氧化應激，氧化應激直接損失肺內基質蛋白，破壞肺泡結構，從而形成肺氣腫，影響患者肺功能。

8-iso-PG 不僅在氧化應激加重時大量生存，在血清、尿、呼出氣體均能檢測到[6]，有研究表明，免疫球蛋白E、轉化生長因子β1、白介素-6參與了哮喘和COPD 的氣道炎癥和肺損傷，在該病中具有重要作用[11]，但8-iso-PG 與COPD 的發病以及急性加重風險尚不確定。本研究發現，在COPD 患者體內8-iso-PG 水平急性加重期顯著高于穩定期和對照組，穩定期患者體內8-iso-PG 水平高于對照組。其具體機制目前尚不清楚，本研究推測可能與8-iso-PG可刺激血管和心肌細胞的增值和分化以及ET-1 的釋放有關，加重肺組織的損傷。

ET-1是一種重要的血管活性物質，是血管內皮損傷性疾病的共同致病因子，具有收縮氣管、支氣管以及促進血管平滑肌增值的作用[7]。本研究發現，在COPD患者體內ET-1水平急性加重期顯著高于穩定期和對照組，穩體期患者體內ET-1 水平高于對照組。其機制可能為：當肌體發生氧化應激反應時，ET-1引起血管內皮細胞內分泌異常導致微循環血管內皮細胞受損、通透性改變和舒張功能紊亂，同時通過刺激興奮性氨基酸釋放致使鈣內流導致細胞凋亡，從而影響人體肺功能。

本研究顯示，AECOPD 患者MoCA 分數最低，SCOPD 患者其次，對照組分數最高；而AECOPD 患者的血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1水平最高，SCOPD患者其次，對照組最低。進一步相關性分析顯示AECOPD 患者和SCOPD 患者血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平均與MoCA 評分呈負相關，AECOPD組Pearson相關系數更高，說明COPD血清8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 水平與COPD 認知功能障礙呈正相關。這可能是因為氧化應激加速人體炎癥反應，影響肺功能，此時對氧需求較大的中樞系統成為靶器官，同時ET-1與8-OHdG、8-iso-PG一同參與了AE‐COPD 患者認知障礙的發生與發展，促進炎癥反應使花生四烯酸代謝產生大量氧自由基進一步加重腦損傷。

本研究存在的不足：①樣本量較小，存在一定局限性；②缺乏一些認知受損的相關實驗室指標；③對認知狀態評價影響的因素較多，研究中無法做到全部納入，后續還需進行更多的基礎研究進行驗證。

綜上所述，8-OHdG、8-iso-PG、ET-1 與AECOPD患者認知功能呈正相關，可在一定程度上反應患者認知障礙程度。