慢性阻塞性肺疾病患者血清HMGB1、TLR4、sST2及細胞因子水平與病情嚴重程度和肺功能的關系

劉晟 盛美玲 王紅崗 肖遠超

(金華市人民醫院呼吸與危重癥醫學科,浙江 金華 321000)

流行病學表明,慢阻肺發病率呈增高趨勢,嚴重影響人們身心健康〔1,2〕。慢阻肺最顯著特征為氣流受限,發作時伴不同程度呼吸困難、氣促、咳痰和咳嗽等癥狀,給社會和家庭造成沉重經濟負擔〔3〕。慢阻肺發病與感染、氣候變化、空氣污染、吸煙、化學物質和職業粉塵、肺部發育異常及免疫紊亂等因素有關〔4〕。炎癥機制是慢阻肺發病中重要機制,且炎癥機制中涉及眾多細胞因子,導致慢阻肺疾病發生、發展及惡化〔5〕。高遷移率族蛋白(HMG)B1是高度保守的一種核蛋白,可影響和促進多種促炎因子合成、釋放〔6〕。Toll樣受體(TLR)4是關系炎癥反應的一種免疫受體,在炎癥反應發生、發展中具有重要作用〔7〕。生長刺激表達基因2蛋白(ST2)分為可溶性(s)ST2和跨膜型(ST2L)兩種亞型,其水平升高可擴大炎癥反應。本文旨在探討慢阻肺患者血清HMGB1、TLR4、sST2和細胞因子水平與病情嚴重程度和肺功能的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇金華市人民醫院2022年6月至2023年6月慢阻肺患者100例,其中男68例,女32例;年齡43～78歲,平均(62.14±7.74)歲;體質量指數15～31 kg/m2,平均(22.31±2.37)kg/m2;依據病情嚴重程度分為急性加重組(57例)與穩定組(43例)。另選擇同期健康體檢者48例作為對照組,其中男32例,女16例;年齡41～79歲,平均(63.07±6.58)歲;體質量指數16～29 kg/m2,平均(22.19±2.74)kg/m2。3組一般資料無顯著差異(P>0.05)。納入標準:①符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2021年修訂版)》〔8〕標準;②具有完整的臨床資料;③簽署知情同意書。排除標準:①惡性腫瘤者;②伴其他呼吸系統疾病者;③精神疾病者;④肝腎、心腦血管疾病嚴重異常者。

1.2主要試劑 HMGB1試劑盒、TLR4試劑盒、sST2試劑盒(上海乾思生物科技有限公司);白細胞介素(IL)-6試劑盒、IL-33試劑盒、腫瘤壞死因子(TNF)-α試劑盒(上海聯邁生物工程有限公司)。

1.3血清HMGB1、TLR4和sST2水平測定 采集受試者清晨空腹肘靜脈血3 ml,離心半徑10 cm、2 000 r/min離心10 min,收集血清,于-70 ℃下保持待測。運用酶聯免疫吸附試驗測定血清HMGB1、TLR4和sST2水平,嚴格依據試劑盒說明書測定。

1.4細胞因子水平測定 采集受試者清晨空腹肘靜脈血3 ml,離心半徑10 cm、2 000 r/min離心10 min,收集血清,于-70 ℃下保持待測。運用酶聯免疫吸附試驗測定血清IL-6、IL-33和TNF-α水平,嚴格依據試劑盒說明書測定。

1.5肺功能測定 采用耶格肺功能儀測定第1秒用力呼氣容積/用力肺活量(FEV1/FVC)和FEV1占預計值百分比(FEV1%)。

1.6統計學處理 運用SPSS25.0軟件進行單因素方差分析、q檢驗、Pearson分析及多因素Logistic回歸分析。

2 結 果

2.13組血清HMGB1、TLR4和sST2水平比較 急性加重組和穩定組血清HMGB1、TLR4、sST2水平顯著高于對照組(P<0.05);且急性加重組顯著高于穩定組(P<0.05)。見表1。

表1 3組血清HMGB1、TLR4、sST2、細胞因子水平及肺功能比較

2.23組細胞因子水平比較 急性加重組和穩定組血清IL-6、IL-33和TNF-α水平顯著高于對照組(P<0.05);且急性加重組顯著高于穩定組(P<0.05)。見表1。

2.33組肺功能比較 急性加重組和穩定組FEV1/FVC和FEV1%顯著低于對照組(P<0.05);且急性加重組顯著低于穩定組(P<0.05)。見表1。

2.4Pearson分析血清HMGB1、TLR4、sST2和細胞因子與病情嚴重程度、肺功能相關性 血清HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α與病情嚴重程度呈線性正相關(r=0.628、0.516、0.657、0.684、0.732、0.573,均P<0.001)。血清HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α與FEV1/FVC(r=-0.481、-0.625、-0.547、-0.658、-0.719、-0.584)和FEV1%(r=-0.521、-0.597、-0.653、-0.492、-0.643、-0.619)呈線性負相關(均P<0.001)。

2.5多因素Logistic回歸分析血清HMGB1、TLR4、sST2和細胞因子與慢阻肺關系 HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α為慢阻肺影響因素(P<0.05)。見表2。

表2 多因素Logistic回歸分析血清HMGB1、TLR4、sST2和細胞因子與慢阻肺關系

3 討 論

慢阻肺是持續呼吸道癥狀為特征的一種慢性炎癥性疾病,常見于老年人,是全球關注的公共衛生問題〔9,10〕。慢阻肺氣流受限常呈進行性發展,且伴有害顆粒或氣體所致的肺部異常炎性反應,且隨著病情不斷進展,會導致患者肺動脈壓逐漸上升,且患者肺功能也逐漸下降〔11～13〕。因此,早期診治慢阻肺對提高療效及改善預后尤為關鍵。

HMGB1是高度保守的一種核蛋白,正常生理情況下參與基因修復、轉錄等過程,且參與調控細胞分化、發育。在機體病理狀態下,HMGB1為重要的炎性機制,且與多種炎癥性疾病的發病機制密切相關〔14〕。研究顯示,慢阻肺患者血清HMGB1水平高于健康體檢者〔15〕。TLR4是一種人類免疫識別受體,參與先天免疫-獲得性免疫-炎癥反應這一復雜過程。TLR4可激活蛋白-1、干擾素β相關因子3和核轉錄因子炎癥通路,從而發揮免疫調節、炎癥反應和轉錄調控等作用。同時,TLR4可促進干擾素-γ、IL-6和TNF-α等多種炎性介質的釋放,從而參與氣道慢性炎癥反應。研究顯示,慢阻肺患者TLR4水平高于健康體檢者,且與患者病情密切相關〔16〕。sST2是IL-33受體,作為誘餌受體,能夠競爭性結合IL-33,從而阻斷IL-33/ST2L的型號傳動,從而能夠減輕炎癥反應〔17〕。

細胞因子與慢阻肺疾病發生、發展密切相關。IL-6作為一種促炎因子,可刺激成纖維細胞增殖、抑制細胞外基質分解,增加膠原蛋白凝聚等,導致慢阻肺氣道平滑肌增生和纖維結締組織形成,從而參與慢阻肺氣道重構的調節〔18〕。IL-33高表達于氣管壁內皮細胞、肺組織細胞等,在免疫調節、炎癥反應和主動防御中發揮關鍵作用。IL-33可促進肺纖維化發生,從而會導致慢阻肺患者病情進一步加重〔19〕。TNF-α主要由單核-巨噬細胞產生,經誘導氣道內皮細胞表達黏附分子,直接影響肺功能〔20〕。本研究表明,IL-6、IL-33和TNF-α水平變化與患者病情嚴重程度密切相關;與肺功能呈負相關;此外,本研究顯示,IL-6、IL-33、TNF-α為慢阻肺影響因素。

綜上,慢阻肺患者血清HMGB1、TLR4、sST2水平升高,細胞因子IL-6、IL-33和TNF-α水平升高,且血清HMGB1、TLR4、sST2和細胞因子與病情嚴重程度呈正相關,而與肺功能呈負相關。