楊翼萌 張洪勝 孫鐵英

北京醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 國家老年醫(yī)學(xué)中心 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院老年醫(yī)學(xué)研究所100730

COPD的特征是持續(xù)存在的氣流受限。任何有呼吸困難、慢性咳嗽或多痰,并且有暴露于危險因素病史的患者,在臨床上都需要考慮COPD的診斷。但在鑒別診斷方面,用目前的影像學(xué)及生理學(xué)檢查,有時很難明確鑒別COPD與支氣管哮喘(哮喘)。COPD與感染關(guān)系更密切,固有免疫狀態(tài)的改變與COPD患者氣道內(nèi)的菌落定植及感染密切相關(guān)。內(nèi)源性抗菌肽是機(jī)體固有免疫的重要組成部分,LL-37是唯一一種存在于人體的Cathelicidin類抗菌肽。1998年Bals等[1]檢測到LL-37在氣道上皮細(xì)胞中的表達(dá),并發(fā)現(xiàn)其在氣道表面具有廣譜抗微生物作用。本研究的目的在于比較COPD與哮喘患者血漿中LL-37水平的異同,以期對COPD的鑒別診斷有所幫助。

1 對象與方法

1.1 對象 研究對象來自北京醫(yī)院2016年5月至2017年4月就診的COPD、哮喘患者和同期健康體檢者。COPD患者納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合2014年慢性阻塞性肺疾病診斷、處理和預(yù)防全球策略(COPD全球策略)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2];(2)3個月內(nèi)無急性加重。根據(jù)2014年COPD全球策略的病情嚴(yán)重程度評估標(biāo)準(zhǔn),將納入的患者分為(A+B)組和(C+D)組2個亞組。哮喘患者納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合2015年全球哮喘防治創(chuàng)議指南的哮喘診斷標(biāo)準(zhǔn)[3];(2)處于非急性發(fā)作期。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)確診患有COPD和哮喘以外的呼吸系統(tǒng)疾病;(2)存在其他部位的感染性疾病;(3)存在惡性腫瘤、結(jié)締組織病者。該研究通過北京醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(2013BJYYEC-024-01),受試者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料獲取 收集所有受試者的人口學(xué)信息、呼吸系統(tǒng)癥狀和吸煙史。所有受試者留取外周靜脈血、完成肺功能測定。COPD患者完成改良英國醫(yī)學(xué)研究委員會呼吸困難量表(modified british medical research council,m MRC)。分離血漿儲存于-80℃冰箱待測。

1.2.2 肺功能檢查 根據(jù)ATS/ERS推薦的肺功能檢查標(biāo)準(zhǔn)[4],測定前12 h內(nèi)停用β受體激動劑、茶堿等支氣管擴(kuò)張藥物,使用長效制劑者需停用48 h。使用美國Sensor-medics公司的Vmax62體描箱進(jìn)行肺功能檢測,記錄吸入支氣管擴(kuò)張劑(沙丁胺醇200μg)藥前和藥后第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)、FEV1%pred、FVC,計(jì)算FEV1/FVC。

1.2.3 LL-37水平的檢測 應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法檢測血漿中LL-37水平。試劑盒采用HyCult?biotech HK321 ELISA Kit(德國Hy Cult Biotech公司),最低可檢測濃度為0.1μg/L。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),若符合正態(tài)分布,計(jì)量資料以表示。若不符合正態(tài)分布,計(jì)量資料以中位數(shù)表示。組間比較用單因素方差分析,相關(guān)性分析采用Pearson's相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對象的基本情況 共入選COPD患者(COPD組)129例;其 中(A+B)組69例,男45例,女24例,年齡(62.5±14.9)歲,年齡范圍為47～77歲;(C+D)組60例,男42例,女18例,年齡(72.1±14.4)歲,年齡范圍為58～86歲。哮喘患者60例(哮喘組),其中男21例,女39例,年齡(57.1±8.0)歲,年齡范圍為49～65歲。健康體檢者60例(對照組),其中男33例,女27例,年齡(58.5±7.6)歲,年齡范圍為51～66歲。綜合分析肺功能、m MRC評分及1年內(nèi)因急性加重住院治療的頻率等指標(biāo),結(jié)合2014年COPD全球策略中病情嚴(yán)重程度的評估標(biāo)準(zhǔn),(A+B)組患者符合A組或B組標(biāo)準(zhǔn),(C+D)組患者符合C組或D組標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 各組LL-37水平、肺功能指標(biāo)的比較 對照組、哮喘組、COPD組吸入支氣管擴(kuò)張藥后的FEV1分別為(2.69±0.48)L、(2.34±0.50)L、(1.67±0.87)L;各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=14.981,P＜0.001)。對照組、哮喘組、COPD組吸入支氣管擴(kuò)張藥后的FEV1%pred分別為(103.0±11.5)%、(89.9±18.4)%、(60.5±25.4)%,各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=27.066,P＜0.001)。對照組、哮喘組、COPD組吸入支氣管擴(kuò)張藥后的FEV1/FVC分別為(83.6±6.8)%、(68.3±10.2)%、(54.3±11.9)%,各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=50.146,P＜0.001)。

對照組、哮喘組、COPD組的血漿LL-37水平分別為(19.7±4.8)μg/L、(18.7±4.5)μg/L、(17.8±4.2)μg/L,各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.438,P＞0.05)。但是,按照疾病嚴(yán)重程度將COPD組分為(A+B)亞組和(C+D)亞組后,發(fā)現(xiàn)(C+D)組血漿LL-37水平[(15.2±2.6)μg/L]明顯低于哮喘組[(18.7±4.5)μg/L]、對照組[(19.7±4.8)μg/L]和(A+B)組[(20.1±4.0)μg/L](F=6.422,P＜0.001)(表1)。

2.3 LL-37水平與各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性 在COPD患者中,血漿LL-37水平與年齡、身高、體質(zhì)量、吸煙量無顯著相關(guān)性,與m MRC評分及吸入支氣管擴(kuò)張劑后的FVC、FEV1%pred、FEV1、FEV1/FVC均有顯著相關(guān)性(表2)。控制了年齡、身高、體質(zhì)量的影響后,血漿LL-37水平與吸入支氣管擴(kuò)張劑后的FEV1%pred、FEV1、FVC、FEV1/FVC仍有顯著相關(guān)性(表3)。

表1 各組LL-37水平、肺功能指標(biāo)的比較()

表1 各組LL-37水平、肺功能指標(biāo)的比較()

注：FEV1為第1秒用力呼氣容積;FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比;FEV1/FVC為第1秒用力呼氣容積與用力肺活量之比;與對照組比較,a P＜0.05;與哮喘組比較,b P＜0.05

組別 例數(shù) FVC(L) FEV 1(L) FEV 1%pred(%)FEV 1/FVC(%) LL-37(μg/L)對照組 60 3.27±0.77 2.69±0.48 103.0±11.5 83.6±6.8 19.7±4.8哮喘組 60 2.58±0.50 2.34±0.50 89.9±18.4 68.3±10.2a 18.7±4.5（A+B）組 69 3.28±0.94 2.08±0.86 74.7±21.6ab 58.7±10.3ab 20.1±4.0（C+D）組 60 2.30±0.71a 1.04±0.39 39.9±13.8ab 47.9±11.4ab 15.2±2.6ab F值 5.005 22.261 39.77 42.028 6.422 P值 0.247 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.001

3 討論

在COPD的發(fā)生、發(fā)展過程中感染起非常重要的作用,常成為COPD急性加重的主要原因[5-11]。即使在COPD緩解期,亦有細(xì)菌的定植。25%的穩(wěn)定期COPD患者下呼吸道有流感嗜血桿菌與肺炎鏈球菌等細(xì)菌定植,急性加重期細(xì)菌定植率可達(dá)50%[5]。在細(xì)菌入侵后中性粒細(xì)胞的浸潤、抗菌肽的快速表達(dá),對機(jī)體起到非常重要的保護(hù)作用。同為氣道慢性炎癥性疾病的哮喘,在發(fā)病機(jī)制和危險因素等方面卻有所不同。其特點(diǎn)為慢性炎癥導(dǎo)致的氣道高反應(yīng)性,嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞發(fā)揮更為主要的作用[3]。

表2 慢性阻塞性肺病患者LL-37水平與各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性

表3 控制影響因素前后COPD患者LL-37水平與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性

LL-37是人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一一種Cathelicidin類抗菌肽,其前體肽hCAP-18主要由中性粒細(xì)胞釋放,經(jīng)絲氨酸蛋白酶3酶解后產(chǎn)生有活性的C端片段。因其N端前兩個氨基酸殘基為亮氨酸(L),且氨基酸殘基總數(shù)為37而得名。LL-37在人體組織中廣泛分布,呼吸道上皮細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞中均有表達(dá)[1]。LL-37具有廣譜抗微生物作用,對細(xì)菌、真菌及部分有包膜的病毒均有效[12-15]。有研究顯示,囊性纖維化和COPD患者誘導(dǎo)痰中的抗菌肽水平明顯高于對照組,哮喘患者誘導(dǎo)痰中的抗菌肽水平卻低于對照組[16]。由流感嗜血桿菌和卡他莫拉菌感染導(dǎo)致的COPD急性加重,患者誘導(dǎo)痰中LL-37水平明顯升高[17]。

以往關(guān)于LL-37的研究,主要集中在其局部作用(如：痰液、肺泡灌洗液),本研究主要測定了COPD和哮喘患者血漿中的LL-37水平。發(fā)現(xiàn)整體比較COPD患者、哮喘患者和對照組,血漿中的LL-37水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但根據(jù)COPD患者的急性加重風(fēng)險進(jìn)行分組后,發(fā)現(xiàn)急性加重風(fēng)險較高的COPD患者血漿中的LL-37水平明顯低于哮喘患者和對照組。而且,在COPD患者中血漿LL-37水平與氣道的阻塞程度和呼吸困難指數(shù)之間存在相關(guān)性。以往對COPD患者病情嚴(yán)重程度的評估主要是基于對氣道阻塞程度的評估,2011年COPD全球策略中更加強(qiáng)調(diào)患者急性加重頻率和癥狀在病情嚴(yán)重程度評估中的重要性。本研究即按照此標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合患者的氣道阻塞程度、急性加重頻率和呼吸困難指數(shù),對病情進(jìn)行了綜合評估并分組,能夠更全面的反應(yīng)患者的疾病狀況。以上結(jié)果與國外相關(guān)研究結(jié)果基本一致,該作者也發(fā)現(xiàn)Ⅳ級COPD患者血漿LL-37水平明顯下降,血漿LL-37和核因子κB在慢性炎癥中起到非常重要的作用[18]。關(guān)于哮喘方面國內(nèi)學(xué)者也有類似報(bào)道,哮喘患者誘導(dǎo)痰和血漿中的LL-37水平與對照組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[19]。

對于血漿與痰液中LL-37水平的不一致,推斷是由于血漿中LL-37水平代表的是機(jī)體的固有免疫狀態(tài),而痰液中LL-37水平代表的是機(jī)體受到病原微生物等因素刺激后產(chǎn)生的局部炎癥反應(yīng)。血漿中的LL-37水平低下,提示患者固有免疫機(jī)能下降、抗感染能力下降,故易發(fā)生呼吸道感染,誘發(fā)COPD急性加重。隨著急性加重次數(shù)的增多,COPD患者病情進(jìn)展,氣道阻塞程度逐漸加重[20]。哮喘患者血漿LL-37水平基本等同于健康人,提示患者固有免疫狀態(tài)相對穩(wěn)定,發(fā)生呼吸道感染的概率相對較低。

總之,急性加重風(fēng)險較高的COPD患者血漿中的LL-37水平明顯低于哮喘患者和健康人。血漿LL-37水平可能在COPD患者感染風(fēng)險中起到非常重要的作用。目前關(guān)于COPD和哮喘患者血液中LL-37水平的研究數(shù)量少、規(guī)模小,兩者之間LL-37水平的差異及其與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系仍存在很多疑問,有待于大規(guī)模臨床試驗(yàn)來進(jìn)一步探討。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突