慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者氧化應激、炎性因子與肺功能的關系研究

鄺向東，王成存，蔡林再，秦玉春

（海南西部中心醫院呼吸與危重癥醫學科，海南 儋州 571700）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）為臨床常見慢性呼吸系統疾病，臨床表現為呼吸困難、持續性喘息加重及咳嗽、咳痰等，會對患者肺功能造成不良影響，COPD急性加重期（acute exacerbation of COPD, AECOPD）患者呼吸功能急劇惡化，疾病治療負擔較重，不僅會嚴重影響患者生活質量，甚至還會并發多器官衰竭，威脅患者生命安全，其臨床診治與預后情況的預測逐漸成為臨床研究的重點[1]。AECOPD的致病原因較為復雜，包括感染、化學物質吸入、粉塵等因素，且其病情發展中伴隨一系列病理、生理改變，包括機體氧化/抗氧化失衡、炎癥級聯反應等，可增加對肺組織的損傷，促進AECOPD發展，使AECOPD患者機體氧化應激和炎性因子水平均呈現高表達，兩者均會對患者的正常組織造成損害，與AECOPD的發病及進展、預后有較大的關系[2‐3]。本研究旨在探討AECOPD患者氧化應激、炎性因子與肺功能的相關性，為AECOPD的診療提供依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年8月至2021年9月海南西部中心醫院收治的72例AECOPD患者的臨床資料，其中男性41例，女性31例；年齡62～80歲，平均（71.13±5.45）歲；病程6～15年，平均（10.97±1.16）年。診斷標準：參照《慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）診治中國專家共識（2017年更新版）》[4]中的相關標準。納入標準：符合上述診斷標準者；無嚴重并發疾病者；無精神疾病者；無肺結核、肺癌、支氣管擴張、氣胸等合并癥者；入組前3個月內未服用糖皮質激素者；既往無肺部手術史者；臨床資料完整者等。排除標準：合并艾滋病、肝炎等其他感染性疾病者；合并惡性腫瘤、凝血功能障礙、嚴重心律失常等疾病者；安裝心臟起搏器者；近期有重大創傷或者手術者等。本研究經院內醫學倫理委員會審核批準。

1.2 治療方法 所有患者根據《慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）診治中國專家共識（2017年更新版）》[4]進行治療，根據咳痰喘程度行抗感染、吸氧、祛痰、解痙、平喘等綜合治療，必要時采用無創呼吸機輔助通氣，通氣期間嚴密監測呼吸頻率（RR）、心率（HR）、血壓。所有患者均于治療1周后觀察各項指標。

1.3 觀察指標 ①臨床指標。治療前、治療1周后，采用血氣電解質分析儀測定所有患者動脈血氧分壓（PaO2）、動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）水平；使用心電血壓監護儀檢測所有患者RR、HR水平；根據改良版英國醫學研究委員會呼吸問卷（mMRC）[5]評估患者的呼吸困難程度，分值范圍為0～4分，得分越高患者呼吸困難程度越高。②氧化應激水平。采集所有患者治療前、治療1周后空腹靜脈血3 mL，以3 000 r/min的轉速離心10 min取血清，采用酶聯免疫吸附實驗法檢測血清超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化脂質（LPO）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH‐Px）水平。③炎性因子水平。血液采集、血清制備及檢測方法同②，檢測血清C‐反應蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）、腫瘤壞死因子‐α（TNF‐α）、白細胞介素‐6（IL‐6）水平。④肺功能指標。治療前、治療1周后，使用肺功能儀檢測患者第1秒用力呼氣容量與用力肺活量的比值（FEV1/FVC）、FEV1占預計值百分比（FEV1%）。⑤通過Pearson相關性分析法分析氧化應激、炎性因子指標與肺功能指標的相關性。

1.4 統計學方法 使用SPSS 22.0統計軟件進行數據分析，計量資料以(±s)表示，行t檢驗；通過Pearson相關性分析法分析氧化應激、炎性因子與肺功能的相關性。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床指標 治療1周后，AECOPD患者PaO2水平較治療前升高，PaCO2、RR、HR水平、mMRC評分較治療前均降低，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表1。

表1 AECOPD患者臨床指標比較(±s)

表1 AECOPD患者臨床指標比較(±s)

注：PaO2：動脈血氧分壓；PaCO2：動脈血二氧化碳分壓；RR：呼吸頻率；HR：心率；mMRC：改良版英國醫學研究委員會呼吸問卷。1 mmHg = 0.133 kPa。

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2.2 氧化應激水平 治療1周后，AECOPD患者血清SOD、CAT、GSH‐Px水平較治療前均升高，血清LPO水平較治療前降低，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表2。

表2 AECOPD患者血清氧化應激水平比較(±s)

表2 AECOPD患者血清氧化應激水平比較(±s)

注：SOD：超氧化物歧化酶；LPO：過氧化脂質；CAT：過氧化氫酶；GSH‐Px：谷胱甘肽過氧化物酶。

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2.3 炎性因子水平 治療1周后，AECOPD患者血清CRP、TNF‐α、PCT、IL‐6 水平較治療前均降低，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表3。

表3 AECOPD患者血清炎性因子水平比較(±s)

表3 AECOPD患者血清炎性因子水平比較(±s)

注：CRP：C‐反應蛋白；TNF‐α：腫瘤壞死因子‐α；PCT：降鈣素原；IL‐6：白細胞介素‐6。

時間 例數 CRP(mg/L) TNF‐α(pg/mL) PCT(μg/L) IL‐6(mg/L)治療前 72 68.63±5.78 46.11±4.47 0.82±0.12 68.42±7.51治療 1 周后 72 25.11±5.12 28.63±2.23 0.33±0.07 32.78±3.56 t值 47.824 29.692 29.928 36.387 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.4 肺功能指標 治療1周后，AECOPD患者FEV1/FVC、FEV1%水平較治療前均升高，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表 4。

表4 AECOPD患者肺功能指標比較(±s)

表4 AECOPD患者肺功能指標比較(±s)

注：FEV1/FVC：第1秒用力呼氣容量與用力肺活量的比值；FEV1%：FEV1占預計值百分比。

時間 例數 FEV1/FVC(%) FEV1%治療前 72 54.21±1.18 49.58±3.24治療1周后 72 59.34±1.13 60.57±5.06 t值 26.643 15.520 P值 ＜0.05 ＜0.05

2.5 氧化應激、炎性因子與肺功能的相關性分析 Pearson相關性分析結果顯示，血清SOD、CAT、GSH‐Px水平與FEV1/FVC、FEV1% 呈正相關，血清 LPO、CRP、TNF‐α、PCT、IL‐6與FEV1/FVC、FEV1%均呈負相關，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表5。

表5 氧化應激、炎性因子與肺功能的相關性分析

3 討論

COPD是由于肺部長期處于慢性炎癥狀態，使肺泡上皮細胞與平滑肌上皮細胞重塑而引起的，AECOPD的發病病因為呼吸道平滑肌細胞持續性痙攣與氣道高反應性，另外臟器缺氧、空氣污染、呼吸道感染等也會使患者病情加重[6]。受近年霧霾天氣的影響，AECOPD的發病率逐年升高，其治療和預后情況受到臨床的重視[7]。研究影響AECOPD發病的相關因素，進一步分析氧化應激、炎性因子水平與肺功能的相關性，可指導AECOPD的診療，對改善患者的預后有重要意義。

AECOPD患者存在肺組織缺氧、感染情況，均可導致氧化應激反應加劇，急性缺氧可引起肺動脈平滑肌細胞線粒體電子傳遞鏈酶復合體合成更多活性氧，機體抗氧化能力降低，導致氧化應激產物在體內蓄積，對肺組織甚至全身正常組織均造成損傷，增加炎性介質表達，并刺激氣道上皮細胞收縮，從而降低肺功能，還可促進肺血管細胞增殖，使得肺血管重構程度增加[8]。AECOPD患者存在氧化/抗氧化失衡，其中血清SOD、CAT、GSH‐Px均為機體抗氧化指標，CAT可清除過氧化氫（H2O2），與細胞內線粒體結合，催化H2O2生成H2O和O2[9]；GSH‐Px 可促進過氧化物的分解，減輕氧化應激反應，維持機體的正常代謝平衡；LPO為脂質過氧化產物，在氧自由基的作用下由不飽和脂肪酸形成，若其水平過高，會減弱機體的免疫反應，促進細胞膜的脂質過氧化，使血管內皮細胞功能遭到破壞，加重機體的缺氧狀態[10]。本研究結果顯示，AECOPD患者血清SOD、GSH‐Px、CAT均處于較低水平，LPO處于較高水平，同時患者FEV1/FVC、FEV1%均處于較低水平，機體肺功能受損較為嚴重，治療1周后，AECOPD患者PaO2、SOD、GSH‐Px、CAT水平較治療前均升高，PaCO2、RR、HR水平、mMRC評分、LPO水平較治療前均降低，治療后患者臨床癥狀均有所改善，Pearson相關性分析結果顯示，血清SOD、GSH‐Px、CAT水平與FEV1/FVC、FEV1%呈正相關，LPO水平與FEV1/FVC、FEV1%呈負相關，提示AECOPD患者氧化應激水平升高，且與肺功能密切相關，可作為臨床治療的靶點與預后判斷的指標。

氣道阻塞和肺氣腫為AECOPD患者的主要病理改變，高碳酸血癥可募集、趨化中性粒細胞，誘導機體炎性因子釋放，加重氣道損傷重建過程，導致肺組織損傷[11]。CRP為急性時相蛋白，在機體出現炎癥時可迅速升高，減少一氧化氮的合成，從而影響內皮細胞功能；TNF‐α可刺激上皮細胞分泌多種黏附分子，促使中性粒細胞和單核細胞黏附在上皮細胞上，導致血管內皮細胞受損；PCT為甲狀腺C細胞分泌的糖蛋白，對炎癥反應靈敏度較高；IL‐6可使中性粒細胞聚集在炎癥部位，增加氧自由基的釋放量，破壞肺毛細血管內皮細胞結構，從而增加毛細血管的通透性，導致肺間質水腫[12‐13]。本研究結果顯示，當患者病情發展到AECOPD時，患者血清CRP、TNF‐α、PCT、IL‐6均處于較高水平，機體會出現嚴重的炎癥反應，且患者肺功能受損嚴重，治療1周后，AECOPD患者血清CRP、TNF‐α、PCT、IL‐6水平較治療前均降低，Pearson相關性分析結果顯示，血清CRP、TNF‐α、PCT、IL‐6與FEV1/FVC、FEV1%均呈負相關，提示AECOPD患者普遍存在較為明顯的炎性因子升高，且各項炎性因子與肺功能密切相關，檢測炎癥和肺功能指標可用于指導AECOPD患者的用藥與觀測其預后。

綜上，氧化應激和炎性因子水平是AECOPD患者肺功能受損的相關因素，且均與肺功能密切相關，可作為判斷AECOPD患者預后的指標，為指導臨床治療與預后提供參考。