AAT、VEGF、IL-1β與慢性阻塞性肺疾病肺功能的關聯性及檢測價值

蔣振東, 張 蕾, 任 麗

(安徽省蕪湖市第一人民醫院1呼吸內科, 2消化內科, 安徽 蕪湖 241060)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)為可預防的、可治療的常見的慢性氣道疾病,疾病特征為持續存在的氣流受限與對應的呼吸系統癥狀,患者機體極易因炎癥因子反復刺激而損傷肺動脈血管內皮,增加肺動脈高壓發生風險,故對COPD進行早期診斷評估指導臨床進行針對性治療具有重要意義[1-2]。血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)為特殊細胞因子,在脾、肝、心等組織與細胞內均有廣泛分布,可促進血管形成及內皮細胞有絲分裂,在低氧性肺血管重建、肺動脈高壓等中均具有重要作用[3]。α1抗胰蛋白酶(α 1 Antitrypsin,AAT)為絲氨酸蛋白酶抑制劑家族重要原型成員,可對肺泡細胞凋亡予以抑制,減輕肺中氧化應激反應程度,其表達異常在COPD發病及進展中具有重要作用[4]。研究表明,炎癥反應也參與了COPD發病與進展過程,COPD發病時白細胞介素-1β(Interleukin-1 β,IL-1β)等大量生成,可參與氧化應激與炎癥反應過程,隨病情進展可引發臟器衰竭,故明確其在COPD中的檢測價值具有重要意義[5]。本研究通過回顧性研究形式分析安徽省蕪湖市第一人民醫院呼吸內科收治的COPD患者178例的臨床資料,探討AAT、VEGF、IL-1β與COPD患者肺功能的關聯性及檢測價值,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料以2019年11月-2022年11月安徽省蕪湖市第一人民醫院呼吸內科收治的178例COPD患者為研究組,其中男性102例,女性76例,年齡51～71歲,平均年齡(60.89±8.07)歲,病程2～7年,平均病程(5.01±1.82)年,體質量指數(BMI)19.9～27.2 kg/m2,平均BMI(23.71±3.08) kg/m2。另選取178例同期健康體檢者為對照組,其中男性105例,女性73例,年齡52～70歲,平均年齡(61.35±6.97)歲,BMI 20.1～27.4 kg/m2,平均BMI(24.01±2.98)kg/m2。納入標準:(1)研究組符合《慢性阻塞性肺疾病基層診療指南(實踐版·2018)》[6]中COPD診斷標準;(2)臨床資料完整;(3)患者知情同意本研究;(4)疾病處于急性期。排除標準:(1)存在支氣管擴張、哮喘、肺結核者;(2)納入研究前1個月內發生心力衰竭、不穩定心絞痛、心肌梗死者;(3)納入研究前8周內采取炎性因子抑制劑、糖皮質激素等治療者;(4)存在重度電解質紊亂及營養不良者;(5)哺乳期、妊娠期女性;(6)存在其他感染性疾病者。兩組性別、年齡、體質量指數(BMI)比較差異無統計學意義(P>0.05)。本研究經安徽省蕪湖市第一人民醫院呼吸內科收治的醫學倫理委員會審批通過(倫理批號20221129)。

1.2 方法

1.2.1 生化指標檢測方法 所有研究對象均在入院晨起時空腹狀態下抽取5 mL靜脈血置于干燥試管內,靜置30 min,于常溫狀態下離心處理(3 000 r/min,10 min,離心半徑為8 cm),取上清液,置于-20℃環境中儲存待檢;采取免疫比濁法測定AAT水平,采取酶聯免疫吸附法測定血清VEGF、IL-1β水平(試劑盒購于博士德生物工程有限公司),嚴格按照試劑盒說明書操作執行。

1.2.2 肺功能檢測 所有研究對象均在入院后接受肺功能檢測,設備選取Master Screen PFT、IOS肺功能診斷系統(德國耶格公司)測定肺功能,記錄最大呼氣中期流量(Maximum mid expiratory flow,MMEF)、第1 s用力呼氣容積(Forced expiratory volume for the first second,FEV1)、用力肺活量(Force vital capacity,FVC),計算FEV1/FVC。

2 結果

2.1 兩組血清生化指標水平比較與對照組比較,研究組血清AAT、VEGF、IL-1β水平增高,差異有統計學意義,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組血清生化指標水平比較

2.2 兩組肺功能指標水平比較與對照組比較,研究組MMEF、FEV1、FVC、FEV1/FVC降低,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組肺功能指標水平比較

2.3 血清指標與肺功能關聯性分析關聯性分析結果表明,血清AAT、VEGF、IL-1β水平與COPD患者MMEF、FEV1、FVC、FEV1/FVC存在顯著負相關關系(P<0.05),見表3。

表3 血清指標與肺功能關聯性分析

3 討論

COPD致病因素復雜,與環境、感染等具有密切關聯性,其中炎性反應在COPD發病及進展中發揮了重要作用,研究表明,COPD炎性反應過程中能趨化嗜堿粒細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞,激活中性粒細胞,增加炎性介質生成量,可參與免疫調節及炎性反應[7-8]。IL-1β為臨床常見炎性因子,其屬IL-1家族,主要由淋巴細胞、巨噬細胞、單核細胞等分泌,楊文俊等[9]研究證實,IL-1β能活化T淋巴細胞,引發適應性免疫應答,致使炎性細胞聚集于感染處,引發組織損傷、炎性反應等。王蕾等[10]研究顯示,COPD患者血清IL-1β水平異常增高,其可用于COPD的病情評估。Locantore等[11]證實,IL-1β參與了TNF-α、IL-8、中性粒細胞及其他炎性介質、炎性效應細胞構成的支氣管腔自分泌環路,在COPD病理進程中扮演了重要角色。本研究中,研究組血清IL-1β水平高于對照組,IL-1β水平增高幅度與患者肺功能呈負相關關系,與上述學者研究結論具有一致性,證實IL-1β在COPD發病及進展中具有重要作用,且其可能參與了肺功能損傷。IL-1β作用失調和一系列自身炎癥及自身免疫疾病相結合,并和輔助受體IL-1RAcP作用產生IL-1β/IL-1R I/IL-1RAcP復合物,活化靶細胞中NF-κβ及MAPKs信號通路,進而誘發炎性相關分子的表達,COPD患者體內IL-1β聚集,活性增強,可引發炎性反應及炎癥損傷,對患者肺功能產生不同程度影響。

王鴻倫等[12]研究表明,COPD患者氣道重塑機制不僅與氧化應激反應及炎性反應相關,且還與蛋白酶及抗蛋白酶失衡具有一定關聯性,蛋白水解酶可對組織產生不同程度損傷,抗蛋白酶對彈性蛋白酶及其他蛋白酶具備抑制功能,蛋白酶與抗蛋白酶平衡狀態是避免肺組織正常結構遭受損傷的重要因素。AAT是具有較強活性的抗蛋白酶類型,吸入有害顆粒及有害氣體均會增加蛋白酶生成量與活性,致使抗蛋白酶生成減少、滅活增多。董新穎等[13]研究指出,AAT占血清內抑制蛋白酶活性的90%,可拮抗多種蛋白酶,且AAT血管通透性較高,其肺組織內含量顯著高于其他絲氨酸蛋白酶抑制因子,可阻止細胞被蛋白酶降解,抗炎癥及感染,維持體內環境穩定,其研究結果顯示,CODP患者AAT及嗜中性粒細胞彈性蛋白酶含量異常增高,且AAT及NE系統失衡可能是導致COPD病情加劇的重要原因。本研究結果顯示,研究組血清AAT水平高于對照組,且隨著肺功能的增強,AAT水平呈降低趨勢,兩者明顯負相關(P<0.05),表明AAT在COPD發病及病理損傷中也具有重要作用。AAT為嗜中性粒細胞彈性蛋白酶重要抑制劑類型,而彈性蛋白酶對肺部炎癥發病與病原菌清除極為重要,但若AAT活性過度,則會造成組織損傷、免疫功能下降、炎性反應放大[14]。Strnad等[15]研究還指出,AAT為肝細胞形成的重要蛋白酶抑制劑,其分子質量低,易彌散于肺組織中和破壞性蛋白水解酶相結合,避免肺組織遭受水解酶損傷,保護肺組織正常功能與結構,但其也是急性時相蛋白,若機體發生感染、炎癥等,則其含量會異常增高,對機體產生不同程度損傷,與本研究結論相一致。

關英等[16]研究證實,COPD患者氣道炎性反應可致使中性粒細胞含量增多,增加蛋白水解酶活性,促使彈性組織解離、粒細胞黏附,引發肺氣腫,且能促進氣道平滑肌收縮,造成氣道重構。VEGF為血管內皮細胞產生的高生物活性因子,可促進內皮細胞增殖、增高血管通透性,促進血管通透及纖維素、血漿蛋白滲出,引起炎性細胞趨化及氣道黏膜組織纖維化,造成氣道壁增厚、管腔變小,最終形成氣道重構[17]。本研究中,研究組VEGF水平高于對照組,其具體表達與肺功能存在明顯負相關關系(P<0.05)。氣道重塑為COPD重要病理特征,外周氣道中,炎癥反應可造成氣道壁不斷損傷及修復,修復期間瘢痕組織形成可引起氣道狹窄,造成氣道阻塞,新生血管形成為COPD氣道重塑的重要因素,而VEGF能促使內皮細胞生長,并參與炎癥反應和血管生成。

綜上所述,COPD患者血清AAT、VEGF、IL-1β水平異常增高,與肺功能存在顯著負相關關系,臨床可通過測定上述指標對COPD患者肺功能進行綜合評估。