慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清生長(zhǎng)分化因子15和白細(xì)胞介素6的表達(dá)水平及臨床意義▲

潘美妮 李林霖 曾叔兵 潘新梅 鄧俊華 陸江玉 羅維貴

(1 右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西百色市 533000，電子郵箱：1258008793@qq.com；2 右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，廣西百色市 533000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種常見的可預(yù)防和可治療的疾病，具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫，可進(jìn)一步發(fā)展為肺心病和呼吸衰竭等常見慢性疾病[1]。COPD的發(fā)病與有害氣體及有害顆粒的異常炎癥反應(yīng)有關(guān)，致殘率和病死率很高[2]，已成為全球第四大死因，預(yù)計(jì)到2020年將成為全球第三大死因[1，3]。目前，主要根據(jù)患者臨床癥狀和體征對(duì)COPD急性加重期(acute exacerbation of COPD，AECOPD)進(jìn)行診斷，具有主觀性。肺功能指標(biāo)第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)是用于預(yù)測(cè)患者病情急性加重或死亡風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，但其變異度較大，準(zhǔn)確率不高[4]。因此，本文探討AECOPD患者血清生長(zhǎng)分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF-15)、白細(xì)胞介素6(interleukin 6，IL-6)表達(dá)的臨床意義，為診斷AECOPD尋找有效的血清生物指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科2017年8月至2018年5月收治的COPD患者120例為研究對(duì)象，其中COPD穩(wěn)定期患者40例(穩(wěn)定組)，AECOPD 患者80例(加重組)。所有患者均符合《慢性阻塞性肺疾病診斷、處理、預(yù)防全球策略》(2017年修訂版)[4]的診斷標(biāo)準(zhǔn)及分期標(biāo)準(zhǔn)。80例AECOPD患者中，全球策略[4]分級(jí)為1級(jí)、2級(jí)40例(加重1組)，3級(jí)、4級(jí)40例(加重2組)。同期選擇在我院門診進(jìn)行健康體檢的40例健康者為對(duì)照組。4組研究對(duì)象的性別、年齡、吸煙者比例、體質(zhì)指數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性，見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者及其家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 各組的一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 血清GDF-15、IL-6檢測(cè)：抽取受試者早晨空腹?fàn)顟B(tài)下肘靜脈血5 mL，用6K15高速冷凍離心機(jī)(德國(guó)博勵(lì)行儀器有限公司)3 000 r/min離心10 min,收集上清液保存于-80℃冰箱待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清GDF-15和IL-6水平，所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。試劑盒(GDF-15批號(hào)：8QLXQHU2；IL-6批號(hào)：FUAJQKQ2)由武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司提供，其標(biāo)準(zhǔn)品和樣本的光密度值使用RT-6000多功能酶標(biāo)儀(深圳雷杜生命科學(xué)股份有限公司)測(cè)定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品光密度值描繪標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出方程式后計(jì)算血清GDF-15和IL-6濃度。

1.2.2 肺功能測(cè)試：應(yīng)用耶格肺功能儀(意大利科時(shí)邁公司，MasterScreen系列)檢測(cè)肺功能指標(biāo)，記錄FEV1，計(jì)算FEV1占預(yù)計(jì)值百分比(percentage of predicted forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1% pred)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，符合正態(tài)分布且方差齊的計(jì)量資料以(x±s)表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分?jǐn)?shù)(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評(píng)估GDF-15 和IL-6診斷AECOPD的臨床價(jià)值。

2 結(jié) 果

2.1 各組的血清GDF-15與IL-6表達(dá)水平比較 血清GDF-15、IL-6水平均呈對(duì)照組<穩(wěn)定組<加重1組<加重2組(均P<0.05)，見表2。

表2 4組血清GDF-15、IL-6水平比較(x±s，pg/mL)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05，與穩(wěn)定組比較,#P<0.05，與加重1組比較，△P<0.05。

2.2 AECOPD患者血清GDF-15、IL-6水平與FEV1% pred的相關(guān)性 加重1組、加重2組患者血清GDF-15水平與IL-6水平均呈正相關(guān)(r=0.548、r=0.684；均P<0.001)；AECOPD患者血清GDF-15、IL-6與FEV1% pred均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.478、r=-0.382；均P<0.001)。

2.3 GDF-15和IL-6對(duì)AECOPD患者的臨床診斷價(jià)值 GDF-15診斷AECOPD的ROC曲線下面積為0.833(P<0.001，95%CI：0.758～0.907)，最佳診斷界值為791.57 pg/mL時(shí)，靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為0.838、0.700和0.792。IL-6診斷AECOPD的ROC曲線下面積為0.682(P=0.001，95%CI：0.582～0.782)，最佳診斷界值為92.88 pg/mL時(shí)，靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為0.713、0.575和0.716。見圖1。

圖1 血清GDF-15、IL-6診斷AECOPD的ROC曲線

3 討 論

美國(guó)胸科學(xué)會(huì)和歐洲呼吸病學(xué)會(huì)將AECOPD定義為呼吸道癥狀急性加重，包括呼吸困難，咳嗽或咳痰急劇加重，且需要改變治療方案或住院治療[5]。COPD急性加重嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，增加不良事件發(fā)生率，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療等造成沉重負(fù)擔(dān)[1]。因此，早期發(fā)現(xiàn)COPD急性加重對(duì)預(yù)后評(píng)估具有重要意義[6]。

IL-6是炎癥和多種病理變化的重要細(xì)胞介質(zhì)，具有促炎癥和免疫調(diào)控作用，與多種疾病密切相關(guān)，其可反映COPD病情惡化的嚴(yán)重程度[7]。Ghobadi等[8]研究表明，在COPD加重期間，患者血清IL-6水平升高，并隨著疾病嚴(yán)重程度加重而逐漸升高。Liang等[9]研究證明，與COPD穩(wěn)定期患者和健康志愿者相比，AECOPD患者血清IL-6水平升高，血清IL-6水平與COPD的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，與FEV1%呈負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，血清GDF-15、IL-6水平均呈對(duì)照組<穩(wěn)定組<加重1組<加重2組(P<0.05)；相關(guān)性分析顯示，加重1組、加重2組患者血清IL-6與FEV1% pred均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，提示AECOPD患者血清IL-6水平升高，并隨疾病的嚴(yán)重程度加重而升高，表明IL-6可作為COPD急性惡化的評(píng)估指標(biāo)。其機(jī)制可能是，在炎癥狀態(tài)下，炎性細(xì)胞被激活并釋放IL-6及其他介質(zhì)，破壞氣道結(jié)構(gòu)和肺組織，導(dǎo)致肺功能下降加速；另外，異常增多的各種炎性介質(zhì)增強(qiáng)了中性粒細(xì)胞的促炎作用，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。然而， 有研究顯示[7]，AECOPD患者血清IL-6水平與穩(wěn)定期患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為這可能與分組、樣本量、地理、實(shí)驗(yàn)控制等因素有關(guān)。

GDF-15于1997年首次從人單核細(xì)胞系克隆得到具有免疫調(diào)節(jié)作用的細(xì)胞因子[10]。正常生理?xiàng)l件下，人支氣管和肺泡上皮細(xì)胞中GDF-15表達(dá)水平極低[11]。在損傷、炎癥等病理?xiàng)l件下，血清GDF-15表達(dá)水平升高，其具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡以及炎癥反應(yīng)等作用。Wu等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與非吸煙的COPD患者相比，吸煙的COPD患者氣道上皮細(xì)胞中GDF-15表達(dá)水平升高，香煙煙霧暴露可持續(xù)上調(diào)人氣道上皮細(xì)胞中的GDF-15表達(dá)水平，提示GDF-15可通過誘導(dǎo)激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路，促進(jìn)黏蛋白5AC在氣道上皮細(xì)胞的表達(dá)，從而增加痰液分泌，加重氣道阻塞。Mutlu等[13]研究顯示，AECOPD患者血清GDF-15水平高于穩(wěn)定期患者和健康對(duì)照組，因此認(rèn)為GDF-15是COPD急性惡化的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。本研究結(jié)果顯示，加重1組和加重2組的血清GDF-15水平均高于穩(wěn)定期組和對(duì)照組，且隨病情的加重而逐漸升高；相關(guān)性分析顯示，加重1組、加重2組患者血清GDF-15與FEV1% pred均呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05)。這提示血清GDF-15水平與AECOPD病情嚴(yán)重程度有關(guān)，或可作為診斷COPD急性惡化的生物指標(biāo)。本研究結(jié)果還顯示，加重1組、加重2組血清GDF-15水平與IL-6水平呈正相關(guān)，表明GDF-15表達(dá)水平與炎癥相關(guān)。有研究表明[13-14]，AECOPD患者血清GDF-15水平與C反應(yīng)蛋白水平呈正相關(guān)，表明GDF-15與COPD的炎癥和急性惡化有關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為血清GDF-15水平與IL-6水平存在關(guān)聯(lián)的原因可能是與炎癥狀態(tài)下，巨噬細(xì)胞被多種促炎癥介質(zhì)活化后誘導(dǎo)GDF-15 表達(dá)增加有關(guān)[15]。

ROC曲線分析結(jié)果顯示，GDF-15診斷AECOPD的最佳界值為791.57 pg/mL，其ROC曲線下面積為0.833(P<0.05)，靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率分別為0.838、0.700和0.792；而IL-6診斷AECOPD的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率分別為0.713、0.575和0.716，且ROC曲線下面積僅為0.682(P<0.05)。這提示，血清GDF-15診斷AECOPD具有較高的準(zhǔn)確度，其臨床診斷價(jià)值優(yōu)于IL-6，可能為診斷AECOPD的有效生物指標(biāo)。王善全等[16]的研究也發(fā)現(xiàn)，GDF-15診斷AECOPD的準(zhǔn)確率較高。

綜上所述，血清GDF-15、IL-6水平可反映AECOPD患者病情的嚴(yán)重程度，但GDF-15診斷AECOPD具有較高的準(zhǔn)確度，可作為診斷AECOPD及評(píng)估病情嚴(yán)重程度的有效生物指標(biāo)。