慢性阻塞性肺疾病患者氣道內(nèi)分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制物表達(dá)水平及與肺功能的相關(guān)性

黃金華 鄧國(guó)升 張婷婷 秦茵茵

1廣州醫(yī)科大學(xué)附屬順德醫(yī)院（佛山市順德區(qū)樂(lè)從醫(yī)院）呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科（廣東順德528315）；2廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣州呼吸健康研究院，呼吸疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家呼吸系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（廣州510120）

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一種以持續(xù)呼吸道癥狀及持續(xù)氣流受限為特征的疾病，其存在氣道慢性炎癥和肺功能持續(xù)性下降兩個(gè)鮮明的特點(diǎn)［1］。COPD 患者氣道腔內(nèi)由于慢性炎癥的存在使中性粒細(xì)胞處于聚集狀態(tài)，中性粒細(xì)胞聚集導(dǎo)致彈性蛋白酶負(fù)荷的增加，從而促進(jìn)了COPD 的發(fā)生發(fā)展［2］。分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制物（secretory leukocyte proteinase inhibitor，SLPI），是氣道中最重要的保護(hù)基質(zhì)，對(duì)抗彈性蛋白酶的破壞作用［3］。COPD 動(dòng)物模型關(guān)于氣道內(nèi)SLPI 的表達(dá)研究顯示COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 的表達(dá)水平明顯降低［4?5］。PARAMESWARAN 等［6］研究顯示卡他莫拉菌定植、感染導(dǎo)致COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 的表達(dá)水平降低，MALLIA 等［7］研究顯示鼻病毒感染導(dǎo)致COPD患者氣道內(nèi)SLPI 的表達(dá)水平降低。 上述研究均未進(jìn)一步分析穩(wěn)定期與急性加重期差異。GOLD把肺功能列為COPD 診斷、病情評(píng)估、急性加重風(fēng)險(xiǎn)的重要依據(jù)，肺功能指標(biāo)（FEV1/FCV，F(xiàn)EV1）異常是COPD 患者特征性表現(xiàn)，且在急性加重時(shí)肺功能進(jìn)一步惡化。COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 的表達(dá)水平降低，而肺功能出現(xiàn)下降，因此推測(cè)COPD 患者肺功能變化與氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平變化可能具有相關(guān)性，需要臨床研究去探索。本文主要目的是探索COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平差異，明確COPD 患者肺功能變化與氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2020年2月至2021年2月于廣州醫(yī)科大學(xué)附屬順德醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科門診納入COPD 患者共40 例，且每例患者過(guò)去一年至少出現(xiàn)一次以上急性加重，性別及年齡不限，所有患者均符合GOLD 診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：支氣管哮喘與慢性支氣管炎和（或）肺氣腫重疊或難以鑒別的患者、支氣管擴(kuò)張、合并其他臟器嚴(yán)重疾患者、極重度COPD 患者。同時(shí)招募40 名健康志愿者，志愿者為成年人，性別不限，無(wú)任何呼吸系統(tǒng)疾病，亦無(wú)其他任何嚴(yán)重基礎(chǔ)病。

這項(xiàng)研究得到了廣州醫(yī)科大學(xué)附屬順德醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，所有受試者均給予書面知情同意。

1.2 氣道內(nèi)分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制因子（SL?PI）檢測(cè) 穩(wěn)定期COPD 患者納入研究后，留取痰液，檢測(cè)SLPI；隨后進(jìn)行跟蹤隨訪，出現(xiàn)急性加重時(shí)，再留取痰液檢測(cè)SLPI；健康志愿者納入研究后，留取痰液，檢測(cè)SLPI。檢測(cè)SLPI 方法如下：

留取患者起床以后連續(xù)4 h 以上的痰液標(biāo)本，然后在4 ℃50 000 g 離心90 min，收集上清液于?70 ℃保存?zhèn)溆谩Ｍㄟ^(guò)ELISA 法（采用R&D Sys?tems 公司生產(chǎn)的ELISA 試劑盒）檢測(cè)痰液標(biāo)本SL?PI 的濃度。

1.3 肺功能檢查 穩(wěn)定期COPD 患者納入研究后，在留取痰液檢測(cè)SLPI 同時(shí)，進(jìn)行肺通氣功能檢查；跟蹤隨訪期間，出現(xiàn)急性加重時(shí)，在留取痰檢測(cè)SLPI 同時(shí)，進(jìn)行肺通氣功能檢查，采用意大利COSMED 肺功能檢測(cè)儀（型號(hào)：PFT1）測(cè)定肺功能，選取FEV1%pred、FEV1/FVC 作為肺通氣功能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)［8］，設(shè)定α 為0.05和β 為0.20，COPD 患者與健康志愿者氣道內(nèi)SLPI表達(dá)水平比較總共需要樣本72 例；COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平比較需要樣本36 例；COPD 患者肺功能與氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平相關(guān)性研究需要樣本36 例。采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。近似正態(tài)分布或正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用（±s）表示；病例組和對(duì)照組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平比較，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；近似正態(tài)分布或正態(tài)分布的兩組計(jì)量數(shù)據(jù)比較采用Spearman 相關(guān)分析。P< 0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基線特征 納入研究COPD 患者40 例，其中男36 例，女4 例，年齡46～80 歲，平均年齡（63.09± 16.04）歲，健康志愿者40 例，其中男35 例，女5例，年齡44～76 歲，平均年齡（60.31 ± 15.15）歲。兩組患者年齡、性別構(gòu)成比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。依據(jù)肺功能分級(jí)，輕中重度COPD 患者所占比例分別為10%（4/40）、62.5%（25/40）、27.5%（11/40）。見(jiàn)表1、2。

表1 研究對(duì)象基線特征Tab.1 Baseline characteristics of subjects

2.2 穩(wěn)定期COPD 患者與健康志愿者氣道內(nèi)SL?PI 表達(dá)水平比較 穩(wěn)定期COPD 患者氣道內(nèi)SLPI平均值（46.74 ± 2.30）μg/L，健康志愿者氣道內(nèi)SL?PI 平均值（47.60 ± 2.50）μg/L，兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表3。

表3 穩(wěn)定期COPD 患者與健康志愿者氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平檢測(cè)結(jié)果Tab.3 Detection results of SLPI expression level in airway of stable COPD patients and healthy volunteers ±s

表3 穩(wěn)定期COPD 患者與健康志愿者氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平檢測(cè)結(jié)果Tab.3 Detection results of SLPI expression level in airway of stable COPD patients and healthy volunteers ±s

組別穩(wěn)定期COPD 患者健康志愿者t 值P 值例數(shù)40 40 SLPI（μg/L）46.74±2.30 47.60±2.50 1.321 0.190

表2 COPD 病情分級(jí)Tab.2 Grading of COPD

2.3 COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SL?PI 表達(dá)水平比較 COPD 穩(wěn)定期患者氣道內(nèi)SLPI平均值（46.74±2.30）μg/L，COPD 急性加重期患者氣道內(nèi)SLPI 平均值（38.15 ± 3.59）μg/L，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。提示COPD 急性加重期患者氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平較穩(wěn)定期下降。見(jiàn)表4。

表4 COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平檢測(cè)結(jié)果Tab.4 Detection results of SLPI expression level in airway of COPD patients in stable stage and acute exacerbation stage ±s

表4 COPD 患者穩(wěn)定期與急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平檢測(cè)結(jié)果Tab.4 Detection results of SLPI expression level in airway of COPD patients in stable stage and acute exacerbation stage ±s

組別穩(wěn)定期COPD 患者急性加重期COPD 患者t 值P 值例數(shù)40 40 SLPI（μg/L）46.74±2.30﹟38.148±3.59 35.707 0.01

2.4 COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與肺功能相關(guān)性

2.4.1 COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與肺功能相關(guān)性 COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI表達(dá)水平與FEV1/FVC 沒(méi)有相關(guān)性（r＝0.215，P＝0.183）；COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 呈正相關(guān)（r＝0.466，P＝0.002）。見(jiàn)圖1、2。

圖1 COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1/FVC的相關(guān)性Fig.1 Correlation between the expression level of SLPI in airway and FEV1/FVC in stable COPD patients

圖2 COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 的相關(guān)性Fig.2 Correlation between the expression level of SLPI in airway and FEV1%Pred in stable COPD patients

2.4.2 COPD 患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與肺功能相關(guān)性 COPD 患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1/FVC 沒(méi)有相關(guān)性（r＝0.088，P＝0.589）；COPD 患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 呈正相關(guān)（r＝0.369，P＝0.019）。見(jiàn)圖3、4。

圖3 COPD 患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1/FVC 的相關(guān)性Fig.3 Correlation between the expression level of SLPI in airway and FEV1/FVC in acute exacerbation COPD patients

圖4 COPD 患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 的相關(guān)性Fig.4 Correlation between the expression level of SLPI in airway and FEV1%Pred in acute exacerbation COPD patients

3 討論

本研究以COPD 患者及健康成人為研究對(duì)象，通過(guò)檢測(cè)其痰液中的SLPI 濃度及COPD 患者肺功能，分析COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 水平與健康成人差異及穩(wěn)定期與急性加重期差異，并探索SLPI 表達(dá)水平與肺功能相關(guān)性。對(duì)于這些問(wèn)題，目前相關(guān)研究及循證醫(yī)學(xué)證據(jù)并不多。

研究［9-10］表明，無(wú)論是穩(wěn)定期還是急性加重期COPD 患者，其氣道腔內(nèi)均存在大量的炎癥因子，如IL?4、IL?6、IL?7、IL?8、IL?10、IL?12、TNF?α、MMP?2、TIMP?2、TGF?β1 等，而TGF?β1 可以抑制SLPI 表達(dá)，TGF?β1 使支氣管上皮細(xì)胞SLPI 表達(dá)下調(diào)的作用是通過(guò)Smads 信號(hào)通路介導(dǎo)的［11-12］。本研究顯示COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 水平與健康志愿者比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但穩(wěn)定期COPD 患者氣道內(nèi)SLPI 水平比健康志愿者稍低。根據(jù)已有的研究，考慮其原因主要為COPD 患者氣道內(nèi)TGF?β 1 表達(dá)增加，從而抑制了SLPI 表達(dá)，導(dǎo)致氣道內(nèi)SLPI 水平下降。PERSSON 等［13］研究顯示COPD 患者急性加重期較穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 水平下降，本研究結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)COPD 患者急性加重期較穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 水平明顯降低（P＝0.01），分析其原因如下：COPD 患者急性加重期中性粒細(xì)胞炎癥更加明顯，NE（中性粒細(xì)胞蛋白酶）處于高水平［14］，高負(fù)荷的中性粒細(xì)胞蛋白酶對(duì)SLPI 進(jìn)行胞外切割［15-16］，以及SLPI?NE 復(fù)合物對(duì)帶負(fù)電荷細(xì)胞膜的胞外粘附［17］，從而導(dǎo)致氣道內(nèi)SLPI 水平明顯降低。

根據(jù)GOLD2020，肺功能檢查是COPD 診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，吸入沙丁胺醇后，F(xiàn)EV1/FVC＜0.7 是診斷COPD 重要依據(jù)，而FEV1%Pred 是評(píng)估COPD 肺功能受損嚴(yán)重程度的依據(jù)，COPD 急性加重時(shí)FEV1%Pred 明顯下降。本研究及國(guó)外的相關(guān)研究均提示COPD 急性加重時(shí)氣道內(nèi)SLPI 水平明顯降低。因此COPD 患者肺功能變化與氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平變化可能具有相關(guān)性。本研究數(shù)據(jù)提示COPD 患者穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1/FVC 沒(méi)有明顯相關(guān)性（r＝0.211，P＝0.192），但與FEV1%Pred 呈正相關(guān)（r＝0.466，P＝0.002）；COPD患者急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1/FVC 沒(méi)有明顯相關(guān)性（r＝0.088，P＝0.589），但與FEV1%Pred 呈正相關(guān)（r＝0.369，P＝0.019）。故本研究結(jié)果認(rèn)為COPD 患者穩(wěn)定期和急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 呈正相關(guān)。

目前肺通氣功能指標(biāo)FEV1%Pred 是COPD 患者病情評(píng)估和急性加重風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要客觀依據(jù)［18］。但由于各種原因，相當(dāng)多的COPD 患者不能完成肺通氣功能檢查，因此臨床醫(yī)生期盼發(fā)掘一種生物標(biāo)志物，能在一定程度上代替肺通氣功能，用于COPD 患者病情評(píng)估和急性加重風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［19-21］，目前一些研究認(rèn)為血小板指數(shù)、血清IL?6、hs?CRP、外周血miR?23a、EBC pH 值、血清SDC?1 等可用于COPD 患者穩(wěn)定期病情評(píng)估，而血或痰嗜酸性粒細(xì)胞、前角蛋白、低血清IgA 等可用于COPD患者急性加重風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，但未發(fā)現(xiàn)單一的生物標(biāo)志物可以替代肺通氣功能同時(shí)用于COPD 患者病情評(píng)估和急性加重風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［22-24］。COPD 患者穩(wěn)定期和急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 呈正相關(guān)，是本研究的結(jié)論之一，其提示氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平作為COPD 患者病情評(píng)估和急性加重風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的生物標(biāo)志物存在可行性，但需進(jìn)一步的臨床研究。

綜上所述，COPD 患者急性加重期較穩(wěn)定期氣道內(nèi)SLPI 水平明顯降低，穩(wěn)定期和急性加重期氣道內(nèi)SLPI 表達(dá)水平與FEV1%Pred 呈正相關(guān)。由于本研究樣本有限，研究結(jié)果有待大樣本、多中心研究進(jìn)一步證實(shí)。