劉云龍，羅 勇，鄧桂勝

·基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)· ·論著·

慢性阻塞性肺疾病患者血清HSP27和HSP70與肺功能及生活質(zhì)量的相關(guān)性

劉云龍，羅 勇，鄧桂勝

目的 探討慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者血清HSP27和HSP70水平與肺功能及生活質(zhì)量的關(guān)系。方法 選取2015年2月至2016年4月COPD急性加重患者45例(觀察組),健康者50例(對照組)，采集2組患者血清,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測血清HSP27和HSP70水平，采用COPD評估測試量表(CAT量表)評估COPD患者的生活質(zhì)量，并對血清HSP27和HSP70水平與COPD患者肺功能及生活質(zhì)量的相關(guān)性分析。結(jié)果 與對照組比較,觀察組患者血清HSP27和HSP70表達明顯升高 [(3 590.25±503.42)ng/L vs(1 974.08±527.38) ng/L]和[(331.82±18.61 )ng/L vs(162.73±51.52)ng/L]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。采用Spearman秩相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，血清HSP27、HSP70與FEV1呈負相關(guān)(r=-0.674、-0.569，P<0.05) ；觀察組CAT量表評分與FEV1呈負相關(guān)(r=-0.43，P<0.05)；血清HSP27、HSP70水平和CAT量表評分呈正相關(guān)(r=0.622、0.53，P<0.05)。結(jié)論 CAT量表能有效的評價COPD患者生活質(zhì)量。HSP27和HSP70參與了COPD的炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)，在COPD急性加重患者中具有一定的診斷價值和臨床意義。

慢性阻塞性肺疾?。粺嵝菘说鞍?7；熱休克蛋白70；肺功能

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種緩慢進展的、以不可逆性氣流受限為特點的慢性進行性疾病[1]。第一秒用力呼氣容積(FEV1)是臨床常用的診斷、療效評價及判斷預(yù)后的指標。有研究[2]顯示，COPD是一組相對獨特的疾病，肺功能參數(shù)只能反映氣流受限的嚴重程度，不能完全評價肺氣腫的存在及患者生活質(zhì)量。因此，僅僅依靠肺功能診斷COPD是不恰當?shù)?，也可能是不科學(xué)的。目前研究[3]發(fā)現(xiàn)，生物標志物熱休克蛋白(HSP)對COPD的分類、發(fā)病機制和治療具有一定的價值。

HSP普遍在細胞中表達，當遇到熱、細菌或病毒感染時其表達會升高，從而避免激活蛋白酶最終導(dǎo)致細胞死亡。細胞內(nèi)的HSP也可以釋放到細胞外，促進細胞因子的轉(zhuǎn)錄和釋放[3]。氧化應(yīng)激是COPD的發(fā)病機制之一，能有效誘導(dǎo)熱休克蛋白的表達[4]。熱休克蛋白27(HSP27)和熱休克蛋白70(HSP70)是熱休克蛋白家族的2個重要成員。HSP27的是重要的熱休克蛋白，在不利條件下，如高溫和氧化應(yīng)激，細胞內(nèi)HSP27能充當ATP獨立的伴侶，防止蛋白質(zhì)聚集，并可以在保持細胞骨架相對穩(wěn)定，對抗細胞凋亡發(fā)揮重要作用[5]。此外，Salari等[6]研究發(fā)現(xiàn)，細胞外HSP27通過NF-κB和p38信號途徑發(fā)揮抗炎作用。HSP70除了分子伴侶和抗凋亡蛋白的細胞內(nèi)功能以外，其在細胞外基質(zhì)中發(fā)揮調(diào)控免疫系統(tǒng)的作用，外源性HSP70可作為CD14和toll樣受體的內(nèi)源性配體，刺激細胞因子的釋放，這表明其具有分子伴侶和細胞因子的雙重作用[7-8]。因此，通過研究COPD患者血清中HSP27和HSP70的濃度、肺功能檢查、COPD評估測試(CAT量表)，探討COPD患者血清中HSP27和HSP70的濃度與肺功能相關(guān)性及CAT量表在評價COPD患者生活質(zhì)量的價值?，F(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2015年2月至2016年4月本院收治的慢性阻塞性肺病急性加重期(AECOPD)患者45例(觀察組)，均符合中國慢性阻塞性肺病診療指南(2013修訂版)[9]中的診斷標準：吸入支氣管舒張劑后FEV1/FVC<0.70；COPD患者癥狀(呼吸急促、咳嗽、痰量增加或膿痰)從穩(wěn)定狀態(tài)迅速惡化，需要調(diào)整常規(guī)藥物治療。其中，男性 30例，女性15例；吸煙者25名，不吸煙者20名；年齡46～78歲，平均(69.1 ±10. 3)歲。對照組：健康體檢者，50例，其中男性 35例，女性15例；吸煙者32名，不吸煙者18名；年齡44～79歲，平均(65.9±8.6)歲。2組研究對象均未接受抗炎、營養(yǎng)支持治療，排除合并哮喘、支氣管擴張、惡性腫瘤、嚴重肝或腎功能障礙、糖尿病等消耗性疾病及免疫系統(tǒng)疾病。2組對象性別、年齡、吸煙指數(shù)等基線資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究方案經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準，并且所有研究對象均已簽署知情同意書。

1.2 HSP27和HSP70指標的測定 收集受試者清晨空腹靜脈血5 ml，1 000×g下離心20 min，離心后取上清液500 μl分裝于2個EP管中，-80℃冷凍貯存。HSP27和HSP70指標的測定采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)，其中標本處理、測定步驟和含量計算均分別按試劑盒說明書操作進行。

1.3 CAT量表的調(diào)查 應(yīng)用COPD評估測試(CAT量表)[2]對所有知情同意的受試者進行自我評定,并由2位醫(yī)務(wù)人員進行登記匯總。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量數(shù)據(jù)以均數(shù) ± 標準差(x±s)表示，采用t檢驗進行組間比較。將Spearman秩相關(guān)系數(shù)用于確定非參數(shù)變量之間的相關(guān)性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組FEV1、CAT量表評分比較 觀察組FEV1明顯低于對照組、CAT量表評分明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組FEV1、CAT量表評分比較(x±s)

組別例數(shù)FEV1(%)CAT量表對照組5086.17±8.535.02±1.21觀察組4539.51±13.16a21.9±5.72a

注：FEV1為第一秒用力呼吸容積；與對照組比較aP<0.05

2.2 2組血清HSP27和HSP70水平比較 觀察組患者急性加重期血清HSP27和HSP70表達明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 2組血清HSP27和HSP70水平比較(ng/L，x±s)

組別例數(shù)HSP27HSP70對照組501974.08±527.38162.73±51.52觀察組453590.25±503.42a331.82±18.61a

注：HSP為熱休克蛋白；與對照組比較aP<0.05

2.3 相關(guān)性分析 采用Spearman秩相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，血清HSP27、HSP70與FEV1呈負相關(guān)(r=-0.674、-0.569，P<0.05)。觀察組CAT量表評分與FEV1%呈負相關(guān)(r=-0.43，P<0.05)，血清HSP27、HSP70水平和CAT量表評分呈正相關(guān)(r=0.622、0.53，P<0.05)。

3 討論

COPD是一種可以預(yù)防和治療的疾病，其特征性的氣流受限與肺部的異常炎癥反應(yīng)有關(guān)。根據(jù)“全球疾病負擔研究項目”估計，到2020年，COPD將成為全球人口死因的第3位[10]。COPD頻繁發(fā)作使患者的肺功能加速惡化，同時會對生活質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。

在真核細胞生物中，HSP主要作為細胞內(nèi)分子伴侶發(fā)揮作用，但某些病理條件下，其可釋放到血液循環(huán)或漿膜腔中。HSP釋放到細胞外的機制有主動分泌和漏出2種方式。HSP主動分泌有益于維持正常生理功能。但另一方面，血清HSP水平也可反映細胞膜損傷、壞死的程度，可作為老化及疾病的生物標志物[11-12]。本研究結(jié)果顯示：觀察組HSP27和HSP70水平顯著高于對照組，但肺功能和生活質(zhì)量顯著下降。

作為對不良刺激的保護性因素，HSP27在各類細胞中誘導(dǎo)，包括熱休克、氧化應(yīng)激等，是一種多功能的細胞保護因子，即通過調(diào)節(jié)許多解毒酶的活性和促進錯誤折疊蛋白的退化來保護細胞，穩(wěn)定線粒體電位和抑制細胞色素C的釋放，從而抑制細胞凋亡[13]。一方面通過絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號傳遞途徑，活化的蛋白激酶誘導(dǎo)HSP27的表達和磷酸化，另一方面通過下調(diào)I-kB-a表達和激活NF-kB信號傳遞通路，促進應(yīng)激條件下細胞的生存[14]。HSP27參與COPD的發(fā)病機制，吸煙誘導(dǎo)其表達。Hu等[15]研究證實，HSP27的表達在吸煙者中上調(diào)，特別是COPD吸煙者。HSP27的過表達對氧化應(yīng)激和細胞凋亡具有一定的保護作用，誘導(dǎo)的HSP27能對抗氧化應(yīng)激和細胞凋亡，從而保護吸煙者和COPD患者肺泡細胞。因此，筆者認為HSP27過表達的原因，一方面是氧化應(yīng)激,另一方面源于炎癥。

HSP70屬于保守的熱休克蛋白家族，該家族蛋白質(zhì)具有相類似的結(jié)構(gòu)，幾乎存在于所有生物中，其是參與蛋白質(zhì)折疊的重要組成部分，有助于保護細胞的應(yīng)激損傷。當不與底物肽相互作用時，其通常處于ATP結(jié)合狀態(tài)。HSP70自身具有非常弱ATP酶活性，使自發(fā)水解不會在短時間內(nèi)發(fā)生。當新合成的蛋白質(zhì)從核糖體出現(xiàn)，HSP70底物結(jié)構(gòu)域識別疏水氨基酸殘基序列，并發(fā)生相互作用，這種自發(fā)的相互作用是可逆的。當ATP水解為ADP，HSP70結(jié)合位點關(guān)閉，緊密結(jié)合缺陷型肽鏈，部分合成肽序列，HSP70能阻止其聚集，使其處于無功能狀態(tài)。如需要蛋白質(zhì)合成，核苷酸交換因子(BAG-1和HspBP1)開放結(jié)合位點就刺激ADP的釋放并結(jié)合ATP，介導(dǎo)肽從HSP70轉(zhuǎn)移到HSP90[16]。有研究[17]表明，血清HSP70的水平在COPD患者中顯著升高，在COPD發(fā)展中發(fā)揮重要的炎癥調(diào)節(jié)作用。

由于慢性咳嗽咳痰等導(dǎo)致肺功能減退，COPD影響患者日常生活，導(dǎo)致生活質(zhì)量降低。臨床常用指標如肺功能測定很難對患者的情感、社會活動有一個全面的評價，而生活質(zhì)量是反映患者疾病以及治療對其生理功能、心理和生活等方面的綜合評價指標，CAT量表更能靈敏反映COPD患者全面的健康狀況。本研究結(jié)果顯示觀察組患者評分明顯高于對照組，可見COPD導(dǎo)致患者生活質(zhì)量較正常人明顯降低。因此，CAT量表可作為慢阻肺患者疾病嚴重程度的篩查和肺功能的有益補充，還可以作為藥物或呼吸康復(fù)療效觀察的評價指標。因此，應(yīng)用這種量化指標評價COPD患者的生活質(zhì)量是有意義的，尤其對于不能配合肺功能檢查的患者，可以通過及時了解疾病的嚴重程度，為選擇相應(yīng)級別的治療提供一定的依據(jù)。

綜上所述，HSP27和HSP70都參與了COPD的炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)，在COPD急性加重患者診斷具有一定價值和臨床意義。CAT量表是評價慢阻肺患者生活質(zhì)量有效、靈敏、可行的方法。但本研究也存在一些不足:實驗樣本量小，需更大規(guī)模臨床研究證實；未能獨立對COPD急性加重患者的肺功能特別是治療前后肺功能變化與HSP表達關(guān)系進行研究。

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(本文編輯：王映紅)

Association between the levels of heat shock protein 27 and 70 and pulmonary function and life quality in the patients with chronic obstructive pulmonary disease

Liu Yunlong, Luo Yong, Deng Guisheng

(DepartmentofRespiration,ChongmingBranch,XinhuaHospital,AffiliatedtoJiaotongUniversity,Shanghai202150,China)

Objective To explore the association between the levels of heat shock protein 27 (HSP27) and 70 (HSP70) and pulmonary function and life quality in the patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).MethodsForty-five patients with acute exacerbation of COPD admitted for treatment in our hospital from February 2015 to April 2016 were enrolled for the study, and were divided into the observation group (n=45) and the control group (50 healthy subjects) . Serum samples were collected from the patients of the 2 groups. The levels of serum HSP27 and HSP70 were detected by ELISA. The life quality of the COPD patients was evaluated by using the CAT scale, and the association between the levels of HSP27 and HSP70 and pulmonary function and life quality was discussed in the paper.ResultsAs compared with those of the control group, the expression levels of HSP27 and HSP70 in the patients of the observation group were significantly increased [(3 590.25±503.42)ng/L vs(1 974.08±527.38)ng/L] versus [(331.82±18.61)ng/L vs(162.73±51.52)ng/L] (P<0.01). Statistical significance was shown when comparisons were made between them(P<0.01). Spearman sequence analysis indicated that serum levels of HSP27 and HSP70 were negatively correlated with FEV l% (r=-0.674, -0.569,P<0.05). CAT scores of the observation group were negatively correlated with FEV l% (r=-0.43,P<0.05), and the serum levels of HSP27 and HSP70 in the observation group were positively correlated with CAT scores (r=0.622, 0.53,P<0.05).ConclusionThe CAT scale could effectively evaluate the life quality of COPD patients. HSP27 and HSP70 were involved in the process of inflammatory reaction and oxidative stress of COPD, which was of diagnostic value and clinical significance in the treatment of patients with acute exacerbation of COPD.

Chronic obstructive pulmonary disease; Heat shock protein 27; Heat shock protein 70; Lung function; Life quality index

崇明區(qū)青年科技啟明星項目( CQYL2014-12)

202150 上海，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院崇明分院呼吸內(nèi)科

羅勇，電子信箱：luoyong@163.com

R563.9

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2016.06.008

2016-03-27)