孫曉鈺 楊瑞青 王保貴

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白在慢性阻塞性肺疾病急性加重期的表達(dá)

孫曉鈺1楊瑞青2王保貴2

目的 觀察中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)在慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的表達(dá)和意義。方法 隨機(jī)選取慢阻肺疾病急性加重(AECOPD)患者40例、對(duì)照組25例。應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定AECOPD患者治療前、后及對(duì)照組的血NGAL水平。結(jié)果 AECOPD患者治療前后及對(duì)照組血NGAL濃度分別為(112.18±20.96)μg/L、(79.02±15.39)μg/L、(64.74±13.20)μg/L，3組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中頻繁加重患者血NGAL高于一般患者。AECOPD患者治療前血NGAL與CRP、中性粒細(xì)胞百分比、住院天數(shù)呈正相關(guān)，與肺功能受損程度(FEV1占預(yù)計(jì)值百分比)呈負(fù)相關(guān)。結(jié)論 AECOPD患者血NGAL在治療后顯著降低，NGAL可作為評(píng)估AECOPD患者病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

慢性阻塞性肺疾病急性加重；中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白； 脂質(zhì)運(yùn)載蛋2； 嚴(yán)重程度

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是呼吸系統(tǒng)的常見病和多發(fā)病，在我國40歲以上人群中患病率高達(dá)8.2%，預(yù)計(jì)至2020年慢阻肺將占全球死亡原因第3位、世界疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)第5位[1]。中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)，又名脂質(zhì)運(yùn)載蛋白-2(lipocalin-2)或噬鐵蛋白(siderocalin)、24P3，是一條相對(duì)分子質(zhì)量為25000、由178個(gè)氨基酸殘基組成的多肽鏈，是在研究基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)時(shí)而發(fā)現(xiàn)于活化的中性粒細(xì)胞上清液中，主要在中性粒細(xì)胞的骨髓階段生成，細(xì)胞激活時(shí)釋放入血[2]。 生理狀態(tài)下NGAL在呼吸道和腸道上皮細(xì)胞，各種(心臟、血管、淋巴管)內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管細(xì)胞及巨噬細(xì)胞中亦有低表達(dá)。當(dāng)肺處于應(yīng)激狀態(tài)，特別是感染時(shí)，支氣管上皮細(xì)胞、Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞在LPS及IL-1β等誘導(dǎo)下NGAL表達(dá)上調(diào)[3]。本實(shí)驗(yàn)以前瞻性研究方式觀察了AECOPD患者血NAGL治療前后的變化，探討血NGAL與AECOPD的病情嚴(yán)重程度的關(guān)系。

資料與方法

一、對(duì)象

隨機(jī)選取在2015年6月至2016年4月期間于阜陽市人民醫(yī)院呼吸科因AECOPD住院的病例40例為實(shí)驗(yàn)組。選取我院體檢中心體檢為健康的25人為對(duì)照組。診斷標(biāo)準(zhǔn)及治療方案依據(jù)慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)。排除標(biāo)準(zhǔn):重癥肺炎；合并其他部位嚴(yán)重感染的患者；有嚴(yán)重心、腦、肝、腎、血液系統(tǒng)、活動(dòng)性腫瘤、糖尿病等疾病者[4-5]。所有研究對(duì)象知情并簽署知情同意書。

二、方法

1 NGAL的測定：在AECOPD患者入院時(shí)(24h內(nèi))及治療后病情穩(wěn)定時(shí)的清晨空腹?fàn)顟B(tài)下取肘靜脈血5mL,4200r/min離心3min,取0.5mL以上上清液在離心管內(nèi)，同理取健康人的血漿，-80℃冷藏備用，采用酶聯(lián)免疫吸附(enzyme linked immune absorption assay,ELISA)法檢測。

2 其他的血液檢查：血常規(guī)、CRP：與取NGAL樣本時(shí)同步取肘靜脈血，分別采用sysmex XN-1000血液分析儀檢、強(qiáng)生VITROS5600全自動(dòng)生化免疫分析儀完成檢測。動(dòng)脈血?dú)猓喝』颊呷朐簳r(shí)靜息狀態(tài)呼吸自然空氣的股動(dòng)脈血或橈動(dòng)脈血采用cobas b 221血?dú)夥治鰞x完成。

3 肺功能：AECOPD患者病情緩解后，吸入硫酸沙丁胺醇0.5mg，15min后采用日本CHEST HI-801肺功儀進(jìn)行肺功能測定。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、一般資料比較

AECOPD組與對(duì)照組的年齡、性別比、BMI(Body Mass Index，身體質(zhì)量指數(shù))及吸煙指數(shù)(pack-year)無顯著差別，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P>0.05，(見表1)。

表1 各組一般資料比較

二、NGAL及其他炎癥指標(biāo)

AECOPD組治療前、后血NGAL、CRP、白細(xì)胞計(jì)數(shù)及中性粒細(xì)胞百分?jǐn)?shù)均下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療后與對(duì)照組比較，NGAL、CRP仍高于對(duì)照組，中性粒細(xì)胞百分、與白細(xì)胞計(jì)數(shù)無顯著差別(見圖1、表2)。其中頻繁急性加重的慢阻肺患者血NGAL(122.59±18.57) μg/L顯著高于近一年內(nèi)急性加重一次的慢阻肺患者(107.16±20.48) μg/L(P=0.027)。

圖1 血NGAL在AECOPD患者治療前、后及對(duì)照組中的表達(dá)

表2 AECOPD組治療前后及對(duì)照組血NGAL水平的比較

注：與治療前比較，*P<0.05；與治療后比較，#P<0.05

三、NGAL與其他各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

AECOPD患者治療前血NGAL與CRP、中性粒細(xì)胞百分比、住院時(shí)間呈正相關(guān)，與FEV1占預(yù)計(jì)值百分比呈負(fù)相關(guān)，與白細(xì)胞計(jì)數(shù)、PO2、PCO2、SPO2無顯著相關(guān)性(見表3)。

表3 NGAL與各項(xiàng)臨床指標(biāo)的相關(guān)性

注：*P<0.05

討 論

NGAL屬于脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族的一員，擁有β折疊桶型的三級(jí)結(jié)構(gòu)使其可與固醇類、激素、脂多糖(LPS)、白三烯B4(LTB4)等親脂性的小分子結(jié)合[6]，此外NGAL可與某些配體特異性結(jié)合。一、NGAL是細(xì)菌化學(xué)趨化物N-甲酰甲硫亮氨酰苯丙氨酸(FMLP)的受體之一，與該配體結(jié)合后可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞脫顆粒釋放大量趨化因子使炎癥細(xì)胞聚集從而殺滅病原體，參與機(jī)體的固有免疫[7]，是中性粒細(xì)胞活化的標(biāo)志物，對(duì)氣道病原體感染與過敏性炎癥反應(yīng)有保護(hù)作用[8]。二、NGAL可與細(xì)菌的載鐵蛋白結(jié)合從而剝奪其生存所需的鐵，抑制細(xì)菌生長[9]。此外，NGAL與載鐵蛋白、鐵離子形成復(fù)合體，通過細(xì)胞吞噬作用，將鐵在自身細(xì)胞內(nèi)釋放[10]，鐵可調(diào)控激活基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后機(jī)制，從而提高了鐵依賴基因的表達(dá)，是許多活性蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所必須[11]，可減少胞外活性氧的產(chǎn)生從而減輕氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷、參與細(xì)胞的增殖與分化。三、基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)能分解呼吸道及肺內(nèi)的結(jié)構(gòu)復(fù)合物如細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜，引發(fā)肺氣腫。MMP-9在慢阻肺穩(wěn)定期患者中與肺功能受損嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，可能參于慢阻肺肺損傷的發(fā)病機(jī)制[12]。NGAL部分以與MMP-9結(jié)合的二聚體形式存在，可限制MMP-9的活性[2]。

NGAL在血及肺泡灌洗液、痰中均可檢測。血NGAL在慢阻肺患者中的應(yīng)用最早由Eagan等人提出，他們的研究表明慢阻肺患者的血NGAL顯著高于健康對(duì)照組，作為一種急性炎癥反應(yīng)蛋白，判斷慢阻肺的能力高于CRP[13]。Gumus等的研究發(fā)現(xiàn)在AECOPD血NGAL較慢阻肺穩(wěn)定期明顯升高，但穩(wěn)定期患者血NGAL水平與對(duì)照組無明顯差異[14]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在因AECOPD入院的的患者中，其入院時(shí)血NGAL水平最高，經(jīng)有效治療后血NGAL水平明顯下降，而對(duì)照組血NGAL水平最低，三組結(jié)果具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)。血NGAL隨著慢阻肺急性加重程度的降低而降低，但最終由于慢阻肺的慢性炎癥反應(yīng)，其水平在病情緩解后仍高于對(duì)照組。

慢阻肺急性加重程度依靠患者發(fā)病時(shí)的癥狀、肺功能、血?dú)夥治黾皩?shí)驗(yàn)室指標(biāo)等綜合評(píng)估，其中肺功能是最主要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AECOPD患者血NGAL與FEV1占預(yù)計(jì)值百分比呈負(fù)相關(guān)，本實(shí)驗(yàn)不包含輕度肺功能降低的患者，中度、重度及極重度的患者分別有10、18、12例，其血NGAL平均值分別為(99.64±22.85)μg/L、(116.71±21.48)μg/L、(115.81±15.07)μg/L，肺功能受損程度越重的患者血NGAL升高越明顯。既往研究發(fā)現(xiàn)血NGAL與動(dòng)脈血氧分壓成負(fù)相關(guān)[15]，而在本實(shí)驗(yàn)中NGAL與動(dòng)脈血氧分壓、二氧化碳分壓及血氧飽和度不具有明顯的相關(guān)性，不能排除因部分患者入我科前已有吸氧、病例數(shù)少等造成的偏差。NGAL與AECOPD患者的住院時(shí)間成正相關(guān)，在一定程度上可反映COPD患者急性加重時(shí)的嚴(yán)重程度。慢阻肺患者每年可發(fā)生0.5-3.5次急性加重，過去一年急性加重≥2次被定義為頻繁急性加重。本實(shí)驗(yàn)中近一年急性加重次數(shù)為1、2、3的患者分別有27、10、3例，頻繁急性加重患者血NGAL明顯高于過去一年內(nèi)加重一次患者。慢阻肺的急性加重可加速患者的肺功能減退、加快病程進(jìn)展，需要入院治療的 AECOPD患者預(yù)后不良，死亡風(fēng)險(xiǎn)增加。

本實(shí)驗(yàn)縱向研究了，血NGAL 在AECOPD治療前后的變化，顯示血NGAL隨著病情的好轉(zhuǎn)而下降。AECOPD患者治療前血NGAL與炎癥指標(biāo)及肺功能受損程度呈負(fù)相關(guān)，與住院時(shí)間呈正相關(guān)，提示 NGAL可反映病情的嚴(yán)重程度且NGAL水平越高預(yù)后越差。因此NGAL可作為AECOPD的血清學(xué)標(biāo)志物，用于評(píng)估治療療效及嚴(yán)重程度。本實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)是樣本量偏少，本院為三級(jí)醫(yī)院，部分患者在入我科前已接受抗生素、吸氧等治療，對(duì)評(píng)估發(fā)病時(shí)的嚴(yán)重程度可能有偏差，且未能進(jìn)一步隨訪患者的再次急性加重時(shí)間及病死率等可反映預(yù)后的指標(biāo)。AECOPD的治療多為經(jīng)驗(yàn)性用藥，抗生素等藥物的使用不同，可能對(duì)NGAL水平有影響，臨床研究示是否使用吸入性激素對(duì)慢阻肺患者血NGAL無影響[13]，本文未能詳細(xì)分組研究。

既往研究證實(shí)NGAL在肺部感染性疾病、肺癌中升高[16-17]，有學(xué)者提出痰NGAL可用慢阻肺與哮喘-慢阻肺重疊綜合癥的鑒別[18]及血NGAL可用于肺癌、慢阻肺及肺癌合并慢阻肺的鑒別[19]，NGAL在呼吸系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。

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Expression of neutrophil gelatinase-associated lipocalin in acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease

SUNXiao-yu,YANGRui-qing,WANGBao-gui

FuyangClinicalCollegeofAnhuiMedicalUniversity,Fuyang,Anhui236000,China

Objective To observe the expression of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in AECOPD patients, and to analyze the relationship of NGAL and AECOPD. Methods 40 patients with AECOPD and 25 healthy controls were recruited into the study. The plasma NGAL of both pretherapy and post-treatment of AECOPD patients and controls’ plasma NGAL were measured by ELISA. Results In AECOPD patients, the plasma concentrations of NGAL of pretherapy and post-treatment were (112.18±20.96) μg/L, (79.02±15.39) μg/L, and (64.74±13.20) μg/L. The NGAL levels of AECOPD patients frequently were significantly higher than the patients with AECOPD annually. Before treatment, the levels of NGAL were positively correlated with CRP, neutrophil cell count and hospitalization time, and negatively correlated with severity of pulmonary function. Conclusion The plasma NGAL of AECOPD decreases after treatment, and it could be a biomarker to evaluate the severity of AECOPD.

acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease; neutrophil gelatinase-associated lipocalin; lipocalin 2; severity

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.04.028

1. 236000 安徽 阜陽，安徽醫(yī)科大學(xué)阜陽臨床學(xué)院 2. 236000 安徽 阜陽，阜陽市人民醫(yī)院呼吸科

楊瑞青，E-mail: fyyrq2013@163.com

2016-11-18]