徐海明，劉科良，郝艷星，汪 嶺，劉志宏，德小明

(寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，職業(yè)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)系，寧夏 銀川 750004)

矽肺是在生產(chǎn)過程中長期吸入游離二氧化硅(SiO2)粉塵而引起的以硅結(jié)節(jié)形成及彌漫性肺間質(zhì)纖維化為主要病變的職業(yè)病，是塵肺中進展最快、危害最嚴重的一種[1-2]。目前，對矽肺的發(fā)生和發(fā)展機制并不十分清楚，公認的矽肺發(fā)病機制有機械刺激學(xué)說、化學(xué)中毒學(xué)說、硅酸聚合學(xué)說和免疫學(xué)說等[3-4]。眾多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，效應(yīng)細胞釋放的多種生物活性物質(zhì)尤其是細胞因子在矽肺的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用[5]。

多項研究表明，多種因子的聯(lián)合診斷效能優(yōu)于單個因子的診斷效能[6-8]。因此，本研究同時測定了與矽肺發(fā)生發(fā)展進程密切相關(guān)的多個指標，包括氧化應(yīng)激指標超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、細胞因子白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)及腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)。隨后，在統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，繪制受試者工作特征曲線(receiver operator characteristic curve，ROC)，并建立Logistic 回歸模型，探討聯(lián)合檢測多個指標應(yīng)用于矽肺早期輔助診斷的靈敏度和特異性。

1 對象與方法

1.1 研究對象

采用立意抽樣法，選取在寧夏某職業(yè)病防治醫(yī)院接受治療的 65 例矽肺患者(矽肺 I 期 43 例，II 期 22 例)為病例組，以長期吸入游離SiO2粉塵的70例在崗作業(yè)人員為對照組，對照組均未被診斷為矽肺。診斷標準為《GBZ 70-2015 職業(yè)性塵肺病的診斷》。研究對象納入標準如下：①均有確切的粉塵接觸史和職業(yè)史；②矽肺患者無罹患除矽肺外的重大肺部疾病；③對照組作業(yè)人員無罹患重大肺部疾病。本研究得到了寧夏醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準并獲得所有研究對象的知情同意。

1.2 血樣采集

用分離膠/促凝劑真空采血管采集空腹靜脈血5 mL，待血清充分分離后，將血清轉(zhuǎn)移至1.5 mL 離心管中，立即放入-80 ℃低溫冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 SOD、MDA、IL-6及TNF-α水平的測定

使用SOD 和MDA 比色試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所)測定研究對象血清中SOD 和MDA 水平，嚴格按照試劑盒說明書進行操作，SOD和MDA的測定波長分別為405 和532 nm(A6 半自動生化儀，北京松上公司)。使用IL-6 和TNF-α酶聯(lián)免疫試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所)測定研究對象血清中IL-6 和TNF-α水平，嚴格按照試劑盒說明書進行操作，IL-6和TNF-α的測定波長均為450 nm(STAX FAX 2100 全自動酶聯(lián)免疫分析儀，美國Awareness Technology 公司)。使用Bradford 蛋白質(zhì)定量試劑盒測定研究對象血清中總蛋白水平(北京天根生化科技有限公司)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

應(yīng)用SPSS 22.0 軟件，計量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗符合正態(tài)分布者采用xˉ±s描述，不符合正態(tài)分布者采用中位數(shù)和第25、75百分位數(shù)[M(P25，P75)]描述。均數(shù)比較采用協(xié)方差分析，百分位數(shù)比較采用Mann WhitneyU檢驗。采用GraphPad Prism 5 軟件制作ROC曲線。用差異有統(tǒng)計學(xué)意義的血清生物標志物建立聯(lián)合應(yīng)用模型，采用二分類Logistic回歸模型逐步回歸法(引入臨界值0.05，剔除臨界值0.1)對聯(lián)合應(yīng)用診斷的效能進行評估。檢驗水準α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 一般情況

對照組的平均年齡和工齡分別為(42.64±5.81)歲與(22.93±6.36) a，矽肺I 期的平均年齡和工齡分別為(47.06±4.31)歲與(26.05±4.50) a，矽肺II期的平均年齡和工齡分別為(51.30±4.53)歲與(29.96±5.13) a，各組間研究對象的平均年齡和工齡差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，將年齡及工齡作為協(xié)變量，采用協(xié)方差分析，將各組指標進行比較，以消除上述因素對檢測結(jié)果的影響。

2.2 矽肺患者血清中SOD及MDA水平的變化

各組人群血清中SOD 和MDA 水平的比較見表1。結(jié)果表明，與對照組相比，矽肺患者血清中SOD水平的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；矽肺I期及II期患者的血清中MDA 水平分別升高36.62%和33.40%，且差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均＜0.05)。

表1 各組人群血清中SOD和MDA水平的比較

2.3 矽肺患者血清中IL-6及TNF-a水平的變化

各組人群血清中IL-6 和TNF-α水平的比較見表2。結(jié)果表明，與對照組相比，矽肺I期及II期患者的血清中IL-6 水平分別升高27.71%和25.25%，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；矽肺I期患者血清中TNF-α水平升高12.37%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

表2 各組人群血清中IL-6和TNF-α水平的比較

2.4 ROC曲線分析

為了評價各生物標志物對矽肺早期的診斷價值，我們?nèi)φ战M和矽肺I 期組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義的3個指標繪制了ROC 曲線進行分析。結(jié)果顯示，曲線下面積(area under the curve，AUC)分別為IL-6(0.86)＞MDA(0.81)＞TNF-α(0.65)，IL-6 與 MDA 的靈敏度和特異性相對較好(表3)。

表3 IL-6、TNF-α及MDA對矽肺早期輔助診斷的ROC分析

2.5 用于矽肺早期輔助診斷的多個生物標志物聯(lián)合應(yīng)用模型

采用二分類Logistic回歸模型，評估對照組和矽肺I 期組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的3 個血清生物標志物在兩組樣本中診斷的效能，建立矽肺和正常人群中診斷矽肺的Logistic 回歸模型：P=-10.21+0.05×CIL-6-0.02×CTNF-α+0.72×CMDA，得到 3 個生物標志物聯(lián)合檢測的AUC為0.89(95%CI：0.84～0.94，P＜0.01)。分析結(jié)果顯示，這3 個生物標志物的聯(lián)合應(yīng)用模型其診斷效能優(yōu)于單個生物標志物的診斷效能。

3 討 論

矽肺是由于長期吸入游離SiO2粉塵所引起的職業(yè)病。研究發(fā)現(xiàn)SiO2有較強的致纖維化作用，SiO2顆?？纱龠M巨噬細胞持續(xù)釋放炎性細胞因子，刺激成纖維細胞增殖和促進膠原纖維合成產(chǎn)生纖維化[9-10]。若臨床早期能夠?qū)@些細胞因子進行檢測，將對矽肺早期監(jiān)測具有重要意義。

在矽肺的發(fā)生中，SiO2粉塵作用于肺泡，大量氧自由基生成，這些自由基可作用于膜的不飽和脂肪酸，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。MDA是膜脂質(zhì)過氧化分解的產(chǎn)物，本研究結(jié)果顯示，矽肺患者血清中MDA水平高于對照組(P＜0.05)，這和王素華等[11]的研究結(jié)果一致。IL-6 和TNF-α具有明顯的致纖維化作用[12]。IL-6和TNF-α等細胞因子處于炎癥瀑布反應(yīng)的中心位置，被稱為促炎癥細胞因子(pro-inflammatory cytokines)。在發(fā)生炎癥反應(yīng)時，炎癥因子釋放增加，炎癥因子的過度產(chǎn)生是導(dǎo)致組織損傷的主要原因[13-14]。本次研究中矽肺患者血清中IL-6 水平高于對照組(P＜0.05)，與以往的研究結(jié)果一致。肺泡巨噬細胞被激活后會釋放一種前炎性介質(zhì)TNF-α，該因子在塵肺早期炎癥反應(yīng)乃至最終塵肺纖維化發(fā)生過程中起著重要作用。以往研究發(fā)現(xiàn)TNF-α在血清的表達水平爭議較大，有學(xué)者認為TNF-α在吸入粉塵后異常增多，從而引起體內(nèi)細胞因子之間相互協(xié)調(diào)、制約作用的紊亂，最終引起塵肺的發(fā)生發(fā)展；也有學(xué)者認為塵肺患者Th1 細胞活化數(shù)量較少或功能減弱，而Th1 細胞以產(chǎn)生TNF-α為主，IL-6 則由Th2 細胞分泌，所以導(dǎo)致塵肺患者血清中TNF-α表達量降低[15]。但是大多數(shù)研究者認為塵肺早期為炎癥反應(yīng)，以Th1 細胞反應(yīng)為主的細胞免疫應(yīng)答，中晚期以Th2 為主的體液免疫應(yīng)答，TNF-α表達水平會升高[16]，與本研究結(jié)果一致。

此外，在本研究中，就MDA、IL-6及TNF-α水平而言，矽肺I 期和II 期測定結(jié)果差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。筆者認為，主要原因有兩點：第一，這些指標并非反映矽肺發(fā)生發(fā)展的特異性指標；第二，本研究納入矽肺I 期43例，II 期病例22例，測定結(jié)果表現(xiàn)出較大的個體差異性。下一步，應(yīng)當(dāng)增加納入的病例數(shù)，進一步研究上述指標在矽肺不同分期病例血清中的變化趨勢。

盡管本研究發(fā)現(xiàn)IL-6、TNF-α和MDA在對照組和矽肺患者血清中的表達差異有統(tǒng)計學(xué)意義。但是僅僅采用血清中的一種生物標志物作為矽肺的標志物往往缺乏特異性，若將多種生物標志物組合有可能提高診斷的準確性。本研究通過對在對照組和矽肺I 期患者表達差異有統(tǒng)計學(xué)意義的生物標志物繪制ROC曲線進行分析，診斷靈敏度為65.2%～86.4%。而將這3 個生物標志物組合，建立診斷矽肺的Logistic回歸模型，則可使診斷靈敏度達到89.3%。IL-6、TNF-α和MDA 的聯(lián)合應(yīng)用檢測可以提高矽肺早期輔助診斷的靈敏度和特異性。下一步，可納入更多層面的指標，進一步探討多指標聯(lián)合應(yīng)用檢測方法對矽肺早期輔助診斷的價值。