尹虹雷 尹世琦 劉 濤 林慶艷▲ 崔曉媛 唐正梁
1.黑龍江省醫(yī)院南崗院區(qū)呼吸內(nèi)科,黑龍江哈爾濱150001;2.黑龍江省電力醫(yī)院內(nèi)二科,黑龍江哈爾濱150002
血清SP-A、SP-D在特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化疾病進展過程中的臨床意義
尹虹雷1尹世琦2劉 濤1林慶艷1▲崔曉媛1唐正梁1
1.黑龍江省醫(yī)院南崗院區(qū)呼吸內(nèi)科,黑龍江哈爾濱150001;2.黑龍江省電力醫(yī)院內(nèi)二科,黑龍江哈爾濱150002
目的研究血清SP-A、SP-D濃度在特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化(idiopathic pneumonia fibrosis,IPF)患者疾病發(fā)展過程中的臨床意義。方法將受試者分為4組,A組為肺泡炎癥組(ground-glassopacity,GGO),B組為網(wǎng)格類型組(parenchymal collapse-opacity,PCO),C組為蜂窩肺組(honeycomb lung),D組為正常對照組,每組各18例受試者。采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測4組受試者血清SP-A、SP-D表達水平。進一步將A組中18例受試者按其HRCT顯像分為階段1(累及2個肺區(qū)),階段2(累及2~4個肺區(qū)),階段3(累及4個肺區(qū)以上)。結(jié)果4組受試者血清SP-A、SP-D的表達水平運用單因素方差分析比較,差異有統(tǒng)計學意義。當患者HRCT顯示為GGO時,其病變占肺面積的大小不同,血清中SP-A的表達水平與病變范圍密切相關,差異具有統(tǒng)計學意義。結(jié)論SP-A、SP-D伴隨IPF病程進展而變化,聯(lián)合監(jiān)測是判斷疾病嚴重程度的有價值的無創(chuàng)性指標之一。
特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化;SP-A;SP-D;無創(chuàng)檢測;病情評估
間質(zhì)性肺病(interstitial lung diseases,ILDs)是一類異質(zhì)性疾病,其致病原因較多,可繼發(fā)于感染、免疫、放射損傷等多種致病原因,但其中60%以上ILDs患者病因未知,總體統(tǒng)稱為特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化(IPF);IPF診斷時多已是晚期,自診斷建立到死亡的中期生存時間不足3~5年[3]。目前,臨床上缺乏特異性診斷和治療措施。近年來ILDs的診斷呈逐年上升趨勢,歐洲和北美國家該病患病率為2.8~9.3/(10萬人·年)[1],與胃癌、肝癌、睪丸癌和宮頸癌的發(fā)病率相當。且診斷后5年存活率僅為55%[2]。早期診斷、早期治療是決定患者預后及轉(zhuǎn)歸的關鍵。早期診斷尤為重要。2011年3月,在特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化(IPF)診治循證指南中強調(diào)根據(jù)高分辨CT(higher solution computed tomog raphy,HRCT)的UIP(usual interstitialpneumonia,UIP)型特點可作為獨立的IPF診斷手段,具備UIP典型HRCT表現(xiàn)者不必行病理活檢[4],早期間質(zhì)性肺病患者的HRCT可表現(xiàn)為磨玻璃樣陰影,隨著病變進展逐漸出現(xiàn)特異性的結(jié)節(jié)狀、網(wǎng)格狀陰影,最終發(fā)展至不可逆的蜂窩樣改變,但早期需常規(guī)進行結(jié)締組織病的相關血液化驗以除外其他疾病的可能。
1.1 臨床資料
所有受試者均為2008年11月~2014年8月間在黑龍江省醫(yī)院南崗院區(qū)呼吸科住院治療的IPF患者。根據(jù)其HRCT顯示病變嚴重程度分為A組(肺泡炎癥組)、B組(網(wǎng)格狀類型)、C組(蜂窩樣囊腫)。每組均隨機選取18例測試者。A組中,男9例,女9例,年齡46~86歲,平均年齡(68.72±10.7)歲;B組中,男11例,女7例,年齡49~82歲,平均年齡(68.44± 9.14)歲;C組中,男10例,女8例,年齡48~80歲,平均年齡(68.94±9.26)歲。D組:健康體檢者18例,包括男9例,女9例,年齡49~83歲,平均年齡為(66.22± 10.4)歲。D組的18例外周靜脈血標本均選自2008年11月~2014年8月在黑龍江省醫(yī)院南崗院區(qū)體檢科體檢的健康人群。四組間的性別、年齡等一般資料比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。其中,磨玻璃樣改變可能反映肺泡炎癥(即肺泡炎),肺泡內(nèi)肉芽組織,或小葉間和肺泡間隔的纖維化。網(wǎng)狀類型反映了肺泡管、間隔或肺泡腔的纖維化,但也可能同時存在炎性成分。蜂窩樣囊腫,表明肺泡壁不可逆的破壞和纖維化。將雙肺分成6個區(qū),即上肺野、中肺野、下肺野;氣管隆突以上為上肺野,氣管隆突水平至下肺靜脈水平為中肺野,下肺靜脈以下為下肺野[5],協(xié)助評定疾病累及范圍。進一步將A組中18例按其HRCT顯像病變累及范圍分為階段1(累及2個肺區(qū))、階段2(累及2~4個肺區(qū))、階段3(累及4個肺區(qū)以上)。
1.2 入組標準
54例IPF患者均符合2011年3月發(fā)表的新的IPF診治循證指南;均已除外其他免疫系統(tǒng)疾病、肺炎及惡性腫瘤疾病等。
1.3 排除條件
本實驗IPF患者入選者均按照診斷路徑嚴謹篩選入組。4組72例受試者均從不吸煙。
1.4 樣本采集
所有受試者均于清晨取外周靜脈血標本3 mL各1份,取樣后室溫靜置30min,3500 r/min離心10min,分離血清,于-70℃冰箱保存。測定前將血清標本置于室溫復融,混勻,再次離心,取上清液測定。采用ELISA測定血清標本中的肺表面活性物質(zhì)脫輔基蛋白A、D(pulmonary surfactant protein A and D,SP-A、SP-D)濃度,操作嚴格按照說明書操作進行。實驗過程中避除反復融凍。
1.5 觀察指標
SP-A、SP-D試劑盒(西唐生物制品有限公司),應用ELISA法測定。SP-A、SP-D值測定:嚴格按照試劑說明書操作予以標準品的稀釋與加樣、溫育、配液、洗滌、加酶、溫育、洗滌、顯色、終止及測定。測定應在加終止液后15min以內(nèi)進行。
1.6 統(tǒng)計學分析
所有實驗所得數(shù)據(jù)均應用SPSS15.0統(tǒng)計學軟件處理,計量資料以(x±s)表示,測得的血清SP-A、SP-D濃度比較采用單因素方差分析,F(xiàn)≥F0.01表示差異具有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組SP-A、SP-D的血清表達水平比較
IPF患者無論是處于肺泡炎癥、網(wǎng)格類型時,外周靜脈血中SP-A、SP-D的表達水平均明顯高于D組健康對照受試者。在IPF病程初期即肺泡炎癥為主時,血清SP-A、SP-D的表達水平均明顯高于D組。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我們發(fā)現(xiàn)隨診肺泡炎癥消退,肺組織纖維化出現(xiàn)及進展,血清SP-A、SP-D表達水平出現(xiàn)變化,SP-A表達呈下降趨勢,SP-D表達水平則隨著纖維化程度進行性加重呈上升趨勢,B組血清SP-A、SP-D表達水平仍高于D組;在蜂窩肺時血清SP-A、SP-D表達水平仍高于D組。予以統(tǒng)計學處理,算得F值分別為24.92和59.25,查方差分析表F0.01(3,17)=8.67,即得出血清SP-A、SP-D的表達水平與D組相比,差異具有統(tǒng)計學意義。血清SP-A、SP-D表達水平伴隨IPF病程進展而變化,具有統(tǒng)計學差異,故聯(lián)合監(jiān)測是判斷疾病嚴重程度有價值的無創(chuàng)性指標之一。見表1。
表1 各組SP-A、SP-D的血清表達水平比較(x±s,ng/m L)
圖1 A組中不同病變范圍階段SP-A、SP-D表達水平比較
2.2 A組(GGO)中不同病變范圍階段SP-A、SP-D表達水平比較
由表2、圖1可見,病變累及范圍大,則肺泡-毛細血管屏障損害較多,則釋放入血的肺組織內(nèi)富含的生物學標志物,直觀發(fā)現(xiàn)外周靜脈血SP-A、SP-D的表達水平要較病變范圍小的受試者要高;病變累及范圍小,則受試者外周靜脈血中SP-A、SP-D的表達水平要較病變范圍小的受試者要低。予以統(tǒng)計學處理,發(fā)現(xiàn)Grade1、Grade 2及Grade 3受試者血清中SPA、SP-D表達水平相比較,算得F值分別為26.8和18.4,查方差分析表F0.01(2,17)=19.4,即得出血清SP-A的表達水平與患者病變范圍呈正相關,病變范圍大則血清SP-A較病變范圍小的患者表達增高,差異具有統(tǒng)計學意義;而血清SP-D的表達水平升高與患者病變范圍大小無明顯相關性,差異不具有統(tǒng)計學意義。通過本實驗,我們獲知,當患者HRCT顯示為肺泡炎癥(GGO)時,其病變占肺面積大小不同,則其外周靜脈血中SP-A、SP-D表達水平亦不相同,且血清SP-A的表達水平與病變范圍呈正相關。但由于樣本數(shù)過小,故未予以施行統(tǒng)計學比較。有可能在一定程度上提示HRCT顯示出的病變累及范圍大小也可在一定程度上決定患者將來疾病轉(zhuǎn)歸,即可在一定程度上指導用藥劑量及療程。
表2 A組中不同病變范圍SP-A、SP-D的血清表達水平比較(x±s,ng/m L)
IPF是一組侵襲肺泡壁為主并包括肺泡周圍組織及其周邊支撐結(jié)構病變的疾病的總稱。隨著疾病的不斷進展,漸進性出現(xiàn)刺激性咳嗽及活動氣短、低氧血癥、呼吸困難等臨床特征。發(fā)病率、死亡率逐年上升,給家庭和社會帶來嚴重的社會負擔和經(jīng)濟負擔。從IPF的診斷建立到死亡的平均生存時間為3~5年[3]。老年人預后更差[6]。迄今為止,尚未發(fā)現(xiàn)治療IPF的理想藥物,因此,早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早評估、早干預及早治療在有效控制、延緩IPF發(fā)生發(fā)展過程中具有重要的臨床意義。通過國內(nèi)外大量學者的大量研究,目前普遍認為IPF發(fā)病始動于肺泡上皮損傷,導致上皮細胞修復異常、免疫功能失調(diào)和纖維增生/纖維化/基質(zhì)重塑[7,8],而生物標志物作為一類反映機體健康或疾病狀態(tài)的特殊物質(zhì),貫穿于肺泡上皮損傷、免疫功能失調(diào)和纖維增生/纖維化/基質(zhì)重塑,即IPF的整個發(fā)生發(fā)展過程。相對于HRCT肺、肺活檢等檢測手段,生物學標志物檢測在IPF疾病的發(fā)生發(fā)展過程中具有操作方便、安全、準確等優(yōu)點,且可通過對相關生物標志物的動態(tài)監(jiān)測,加強對IPF患者的臨床管理,進行疾病高風險人群篩查、疾病活動性判斷和疾病預后判斷,并且協(xié)助疾病治療甚至優(yōu)化肺移植治療[9,10]。良好的生物學標志物有利于制定臨床研究方案、評估臨床療效等[11]。近年來,國內(nèi)外眾多學者致力于尋找可以在臨床上指導IPF診斷的特異指標,如肌鈣蛋白提示急性心肌損傷如此診斷IPF的特異指標。
SP-A、SP-D主要成分是二棕櫚酰磷脂,是Ⅱ型肺泡上皮細胞分泌的肺泡表面活性物質(zhì)的主要成分。具有明確的臟器特異性。肺泡Ⅱ型上皮細胞負責合成、儲存并分泌肺表面活性物質(zhì)(pulmonary surfactant,PS),在肺泡表面形成單分子層膜,降低肺泡表面張力,穩(wěn)定正常肺泡內(nèi)壓,防止肺泡萎陷。當細菌、病毒等因素導致肺病感染或疾病情況產(chǎn)生肺部損傷時,以單層分子垂直排列于肺泡液-氣液面的SP-A、SP-D的含量均會隨著肺部內(nèi)環(huán)境的改變而變化,是阻礙病原體的第一道防線。在IPF的發(fā)病中發(fā)揮著重要作用[12-15]。大量炎癥介質(zhì)破壞Ⅱ型肺泡上皮細胞超微結(jié)構,從而使SP-A、SP-D的分泌減少[16]。肺泡表面活性蛋白,包括本實驗中檢測的SP-A、SP-D均以劑量依賴方式下調(diào)多種促炎細胞因子及炎性介質(zhì)的合成與釋放從而抑制炎癥反應[17],進一步消耗肺組織中SP-A、SP-D,故隨著間質(zhì)性肺病的發(fā)生發(fā)展,肺組織中的肺泡表面蛋白含量漸進性減少,而其對促炎因子、炎癥介質(zhì)的抑制作用也漸進性減弱,從而促動肺組織炎性病變繼續(xù)進展進一步導致肺泡-毛細血管屏障損害漸進性發(fā)展,則肺組織內(nèi)富含的生物學標志物,包括SP-A、SP-D大量釋放入血[18]。通過本實驗研究,我們還發(fā)現(xiàn)GGO表象為主的患者群中,病變累及范圍大,則肺泡-毛細血管屏障損害較多,則釋放入血的肺組織內(nèi)富含的生物學標志物,包括外周靜脈血SP-A、SP-D的表達水平要較病變范圍小的受試者要高;病變累及范圍小,則受試者外周靜脈血中SP-A、SP-D的表達水平要較病變范圍小的受試者要低。那么從另一個角度,也可以表述為當患者IPF診斷確立時,通過其HRCT顯示出的病變累及范圍大小也可在一定程度上決定患者將來疾病轉(zhuǎn)歸,即可在一定程度上指導用藥劑量及療程。但由于樣本數(shù)過少,故不具有代表性,未予以統(tǒng)計學比較。有待進一步大樣本實驗予以驗證。IPF是一種原因不明的慢性進展性纖維化型間質(zhì)性肺炎,炎性病變貫穿整個疾病,血清SP-A、SP-D的表達水平均呈高水平表達,且隨著疾病的進展而出現(xiàn)表達水平的差異。從而得出結(jié)論,檢測患者外周血中SP-A、SP-D的表達水平就可判斷肺損傷程度,即可判斷間質(zhì)性肺纖維化的嚴重程度,可幫助臨床醫(yī)生結(jié)合患者的HRCT的影響學表象推斷患者目前纖維化的分期,并可在一定程度上預測患者預后,協(xié)助臨床醫(yī)生對患者的病情變化進展予以掌握。Kinder等[19]在一項含82例肺外活檢確診IPF患者的研究里分析發(fā)現(xiàn),SP-A的基礎表達濃度每增加49μg/L,1年內(nèi)病死率的風險增加3.3倍。通過本實驗研究,我們得知,無論是在間質(zhì)性纖維化的起始初期、纖維化進展過程中以及纖維化的終末期均可檢測到不同高表達水平的SP-A、SP-D。和目前國內(nèi)外的大量研究報道相符合。但Song等[20]研究報道,SP-A應用到臨床預后模型(包括年齡、FVC、FVC變化等量)中時,并不能明顯提高預后判斷。
綜上所述,IPF的發(fā)生發(fā)展機制是近年國內(nèi)外的學者的研究熱點,通過大家共同努力,我們對其發(fā)病機制、早期臨床表現(xiàn)及臨床預后均可有所判斷,其中IPF相關的生物學標志物的研究也得到了很大進展。SP-A、SP-D作為肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌自產(chǎn)的專屬肺臟的臟器特異性標志物,在早期發(fā)現(xiàn)、診斷、評估、干預等方面具有其特異性,通過本實驗研究我們得知通過檢測患者外周血中SP-A、SP-D的表達水平可以聯(lián)合HRCT準確有效反應IPF的發(fā)生、發(fā)展及一定程度上預測預后。但由于本實驗樣本例數(shù)較小,研究次數(shù)少,缺乏動態(tài)監(jiān)測,那么本實驗所得數(shù)據(jù)是否可以指導臨床醫(yī)生準確判定IPF的發(fā)生發(fā)展過程中各階段分期的界定分界點還有待進一步研究予以證實。
[1]Hucthinson J,F(xiàn)ogarty A,Hubbard R,et al.Global incidence andmortality of idiopathic pulmonary fibrosis:A systematic review[J].Eur Respir J,2015.[Epub ahead ofprint].
[2]Nho RS.Current concept for the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis[J].Clin Res Pulmonary,2013,(1):1006-1008.
[3]ATSand ERS.American Thoracic Society European Respiratiory Societyinternationalmultidisc iplinary consensus classification of the idiopathic interstitial pneumonia[J]. Am JRespir Cirt Care Med,2002,165(2):277-304.
[4]Raghu G,Collard HR,Egan JJ,et al.An official ATS/ ERS/ALAT statement:idiopathic pulmonary fibrosis:Evidence-based guidelines for diagnosis and management[J]. Am JRespir Cirt Care Med,2011,183:788-824.
[5]Oda K,Ishimoto H,Yatera K,et al.High-resolution CT scoring system-based grading scale predicts the clinical outcomes in patients with idiopathic pulmonary fibrosis[J]. Respir Res,2014,15:10.
[6]Raghu G,Chen SY,Yeh WS,et al.Idiopathic pulmonary fibrosis in US medicare beneficiaries aged 65 years and older:Incidenceprevalence,and survival,2001-11[J].Lancet Respir Med,2014,2(7):566-572.
[7]King TE,Pardo A,Selman M.Idiopathic pulmonary fibrosis[J].Lancet,2011,378(9807):1949-1961.
[8]Chan AL,Rafii R,Louie S,et al.Therapeutic update in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Clin Rev Allergy Immunol,2013,44(1):65-74.
[9]Cieehitto G,SanguinettiCM.Idiopathic pulmonary fibrosis:The need for early diagnosis[J].Multipdiscip Respir Med,2013,8(1):53.
[10]裴祥,孫鐵英.特發(fā)性肺纖維化生物標志物在臨床應用中的研究進展[J].中華結(jié)核和呼吸雜志,2015,38(7):527-532.
[11]Vij R,Noth I.Peripheral blood biomarkers in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Transl Res,2012,159(4):218-227. [12]Selman M,Lin HM,Montano M,et al.Surfactant protein A and B genetic variants predispose to idiopathic pulmonary fibrosis[J].Hum Genet,2003,113(6):542-550.
[13]Nogee LM,Dunbar AE,Wert SE,et al.A mutation in the surfactant protein C gene associated with familial interstitial lung disease[J].N Engl JMed,2001,334(8):573-579.
[14]Ono S,Tanaka T,Ishida M,et al.Surfactant protein C G100S mutation causes familial pulmonary fibrosis in Japanese kindres[J].Eur Respir J,2011,38(4):861-869. [15]Maitra M,Wang Y,Gerard RD,et al.Surfactant protein A2 mutations associated with pulmonary fibrosis lead to protein instability and eddoplasmic reticulum stress[J].J Biol Chem,2010,285(29):22103-22113.
[16]Mclntosh JC,Swyers AH,F(xiàn)isher JH,etal.Surfactantprotein A and D increase in response to intratracheal lipopolysacchride[J].Am JRespir Cell Mol Biol,1996,15(4):509-519.
[17]McCormack FX,Whitsett JA.The pulmonary collections,SP-A and SP-D,orchestrate innate immunity in the lung[J]. Chin Invest,2002,109(6):707-712.
[18]Samukawa T,Hamada T,Uto H,et al.The elevation of serum napsin A in idiopathic pulmonary fibrosis,compared with KL-6,surfactant protein-A and surfactant protein-D[J].BMC Pulm Med,2012,12:55-62.
[19]Kingder BW,Brown KK,McCormack FX,et al.Serum surfactant protein-A is a strong predictor of earlymortality in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Chest,2009,135(6):1557-1563.
[20]Song JW,Do KH,Jang SJ,etal.Blood biomarkersMMP-7 and SP-A:Predictors of outcome in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Chest,2013,143(5):1422-1429.
Clinical significance of serum SP-A and SP-D in disease developm ent of idiopathic pneumonia fibrosis
YIN Honglei1YIN Shiqi2LIU Tao1LINQingyan1CUIXiaoyuan1TANG Zhengliang1
1.Department of Respiration Medicine,Heilongjiang Hospital Nangang Division,Harbin 150001,China;2.Second Department of Internal Medicine,Heilongjiang Electric Power Hospital,Harbin 150002,China
ObjectiveTo explore the clinical significance of serum SP-A and SP-D in disease development of idiopathic pneumonia fibrosis(IPF).M ethodsThe subjectswere divided into four groups,group A was ground-glass opacity group(GGO),group B was parenchymal collapse-opacity group(PCO),group C was honeycomb lung group,and group D was healthy control group,each with 18 subjects.The expression levels of serum SP-A and SP-D were detected by enzyme linked immunosorbent assay(ELISA).The 18 subjects in group A were further divided into stage 1(involving 2 lung regions),stage 2(involving 2 to 4 lung regions),and stage 3(involving more than 4 lung regions)based on their HRCT image.Resu ltsCompared by one-way analysis of variance,the serum SP-A and SP-D expression levels in four groups showed significant difference.When the HRCT indicating GGO,the occupied region of lesion on lungwas various and the expression level of serum SP-A was closely related to the lesion size,which was statistically significant.ConclusionThe levels of SP-A and SP-D change along with the development of IPF disease course.Combined monitoring is a valuable noninvasivemethod to judge the severity of disease.
IPF;SP-A;SP-D;Noninvasive detection;Disease assessment
R563.9
A
1673-9701(2015)36-0013-04
2015-10-12)
黑龍江省科技計劃項目(GC08C422)▲