曹曉明 馬志益 梁榮章 吳永明 張凱俊 李友堂 謝凌燕 林釗盛 翁端麗

福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 364000

COPD是一種以持續(xù)氣流受限為特征的可以預(yù)防和治療的疾病,COPD患者長(zhǎng)期存在慢性氣道炎癥及全身系統(tǒng)炎癥,并且常常合并血栓前狀態(tài)(prethromboticstate,PTS)或深靜脈血栓(deep venous thrombosis,VTE)[1-2]。血栓形成與炎癥反應(yīng)存在密切的關(guān)系,炎癥介質(zhì)參與血栓形成的許多環(huán)節(jié),主要是通過激活外源性凝血途徑而發(fā)揮作用。COPD并發(fā)血栓形成的機(jī)制非常復(fù)雜,目前尚沒有COPD合并PTS或者VTE統(tǒng)一的特異性診斷指標(biāo),且炎癥介質(zhì)在COPD合并凝血功能異常中扮演何種角色還不是很清楚。因此,本研究旨在深入探索COPD中常見血栓栓塞標(biāo)志物與炎癥因子的表達(dá)及相關(guān)性,以提高對(duì)該疾病的認(rèn)識(shí),早期診斷及采取干預(yù)措施,以期改善患者預(yù)后。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性研究。選取2017年10月至2020年2月就診于福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖第一醫(yī)院的158例COPD患者為研究對(duì)象,根據(jù)患者患病情況將COPD患者分為2組。其中單純COPD患者96例,為COPD組,年齡(62.9±7.8)歲,年齡范圍為46～75歲。COPD+肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)患者62例,為COPD+PAH組,年齡(61.7±7.1)歲,年齡范圍為45～74歲;并選擇同期我院體檢科健康體檢者60名,為對(duì)照組,年齡(60.9±6.8)歲,年齡范圍為47～74歲。各組研究對(duì)象一般資料比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05),具有可比性。入選對(duì)象及相關(guān)操作均獲得福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)([2017]倫審科研第(010)號(hào)),所有患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 相關(guān)疾病診斷標(biāo)準(zhǔn):COPD的診斷符合2013年修訂的慢性阻塞性肺疾病全球倡議(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease,GOLD)中COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3];PAH的診斷符合2015年ERS和歐洲心臟病學(xué)會(huì)聯(lián)合頒布的PAH診治指南中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4];超聲心動(dòng)圖擬診PAH的標(biāo)準(zhǔn)為肺動(dòng)脈收縮壓(pulmonary arterial systolic pressure,PASP)≥40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)。排除標(biāo)準(zhǔn):①明顯肺炎或身體其他部位有急性感染;②年齡>75歲、妊娠婦女、活動(dòng)性內(nèi)臟出血、既往有肝素相關(guān)性血小板減少癥患者、肺栓塞、下肢靜脈血栓、惡性腫瘤、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血脂癥、血液系統(tǒng)疾病、腦血管疾病、慢性肝病、炎癥性腸病等影響凝血功能的疾病;③近6個(gè)月內(nèi)存在手術(shù)史;④第1次采血15 d內(nèi)使用抗小血板或抗凝藥物者。⑤其他慢性呼吸系統(tǒng)疾病。

1.3 研究方法

1.3.1 血液標(biāo)本的采集及測(cè)定 采集所有受試者清晨空腹肘部靜脈血,應(yīng)用特種蛋白測(cè)定儀(Beckman Coulter AU-5800)對(duì)血清C-反應(yīng)蛋白(C-reative protein,CRP)水平進(jìn)行檢測(cè)和比較,應(yīng)用全自動(dòng)血凝儀(日本希森美康CS-5100)對(duì)血漿凝血酶原時(shí)間(prothrombin time,PT)、活化部分凝血酶原時(shí)間(activated partial thromboplastin time,APTT)、纖維蛋白原(fibrinogen,Fib)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),免疫比濁法檢測(cè)D-二聚體水平。另取一管靜脈血注入枸櫞酸鈉(1∶9)真空采血管,3 500 r/min離心15 min,立即收集上清標(biāo)本(血漿),置于-80℃冰箱保存,隨后采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(enzymelinked immunosorbent assay,ELISA)完成組織因子(tissue factor,TF)組織因子途徑抑制物1(tissue factor pathway inhibitor-1,TFPI-1),腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及IL-8的檢測(cè)。

1.3.2 肺動(dòng)脈壓力測(cè)定 由彩色超聲室心臟超聲專業(yè)醫(yī)師使用同一型號(hào)心動(dòng)超聲儀完成彩色超聲心動(dòng)圖檢查,多次測(cè)量收縮期肺動(dòng)脈壓力,取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD法進(jìn)行均數(shù)間比較,方差不齊時(shí)用Games-Howell法比較,相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析法進(jìn)行分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組PT、APTT、Fib、D-二聚體水平比較 COPD組與COPD+PAH組患者血PT、APTT水平與對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05);COPD組與COPD+PAH組患者血Fib、D-二聚體水平高于健康對(duì)照組;COPD+PAH組患者血Fib、D-二聚體水平高于COPD組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)。見表1。

表1 3組PT、APTT、Fib、D-二聚體檢測(cè)值比較()

表1 3組PT、APTT、Fib、D-二聚體檢測(cè)值比較()

注:PT為凝血酶原時(shí)間;APTT為活化部分凝血酶原時(shí)間;Fib為纖維蛋白原;與對(duì)照組比較,a P<0.05;與COPD組比較,b P<0.05

2.2 3組TF、TFPI-1及TF/TFPI值比較COPD組患者TF/TFPI均值水平雖稍高于對(duì)照組,但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。COPD組患者血TF、TFPI-1水平均高于對(duì)照組;COPD+PAH組患者血TF、TFPI-1、TF/TFPI水平均高于對(duì)照組;COPD+PAH組患者的血TF、TF/TFPI水平均高于COPD組,TFPI-1水平低于COPD組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)。見表2。

表2 3組血漿TF、TFPI-1及TF/TFPI值比較()

表2 3組血漿TF、TFPI-1及TF/TFPI值比較()

注:TF為組織因子;TFPI-1為組織因子途徑抑制物1;與對(duì)照組比較,a P<0.05;與COPD組比較,b P<0.05

2.3 3組TNF-α、IL-8及CRP比較 COPD組與COPD+PAH組患者血TNF-α、IL-8及CRP水平均高于對(duì)照組;COPD+PAH組患者血TNF-α、IL-8及CRP水平均高于COPD組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)。見表3。

表3 3組血TNF-α、IL-8及CRP值比較()

表3 3組血TNF-α、IL-8及CRP值比較()

注:TNF-α為腫瘤壞死因子α;CRP為C-反應(yīng)蛋白;與對(duì)照組比,a P<0.05;與COPD組比,b P<0.05

2.4 相關(guān)性分析 經(jīng)Pearson相關(guān)分析,所有COPD患者(包括COPD組和COPD+PAH組)血TNF-α、IL-8、CRP、PASP與TF均呈正相關(guān);與TF/TFPI呈正相關(guān);血TNF-α、IL-8、CRP與PASP水平均呈正相關(guān),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05),見表4。而COPD組患者TNF-α、IL-8、CRP、PASP與TFPI-1均呈正相關(guān),COPD+PAH組患者血TNF-α、IL-8、CRP、PASP與TFPI-1均呈負(fù)相關(guān)。見表5。

表4 COPD患者血TNF-α、IL-8、CRP與TF、TF/TFPI-1、PASP的相關(guān)性(n=158)

表5 2組TNF-α、IL-8、CRP、PASP與TFPI-1的相關(guān)性

3 討論

近年來(lái),COPD的發(fā)病率和病死率不斷升高,是一種嚴(yán)重危害人類健康的常見病,已然成為一個(gè)重要的公共健康問題[5]。2011年的GOLD修訂版增加了并發(fā)癥這一個(gè)章節(jié),而靜脈血栓栓塞癥和PAH是其中兩個(gè)主要并發(fā)癥,強(qiáng)調(diào)了COPD治療的目標(biāo)既要快速緩解和減輕癥狀,也要注意降低未來(lái)不良健康事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),也就是強(qiáng)調(diào)了對(duì)于COPD給患者造成的短期和長(zhǎng)期影響都必須重視。

凝血分為內(nèi)源性、外源性和共同凝血途徑。PT是反映外源凝血系統(tǒng)是否正常的重要指標(biāo),APTT是反映內(nèi)源凝血系統(tǒng)是否正常的重要指標(biāo),當(dāng)血液處于高凝狀態(tài)時(shí)可以表現(xiàn)為PT、APTT水平降低[6]。本研究結(jié)果顯示,COPD患者PT、APTT水平均值略低于對(duì)照組,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。究其原因可能為:機(jī)體擁有與凝血系統(tǒng)相對(duì)抗的纖溶系統(tǒng),當(dāng)COPD處于高凝狀態(tài)且形成微小血栓時(shí),纖溶系統(tǒng)能夠?qū)σ研纬傻奈⑿⊙ㄟM(jìn)行溶解,當(dāng)機(jī)體纖溶功能健全時(shí)尚未表現(xiàn)出PT、APTT的縮短;另外PT、APTT對(duì)于血栓性疾病的診斷的特異性和敏感性相對(duì)較差也是另一可能原因。所以,對(duì)于COPD高凝狀態(tài)或PTS,PT和APTT的預(yù)測(cè)意義不大。

纖溶亢進(jìn)也是高凝狀態(tài)的重要表現(xiàn)之一,Fib和D-二聚體是反映機(jī)體存在纖溶亢進(jìn)和處于高凝狀態(tài)的相對(duì)特異的指標(biāo)[7]。Fib主要在肝臟中合成,是人體血循環(huán)中含量最高的凝血因子,血漿中Fib的增高常常說(shuō)明機(jī)體處于高凝狀態(tài)。D-二聚體是纖維蛋白單體經(jīng)活化因子ⅩⅢ交聯(lián)后,再被纖溶酶水解所產(chǎn)生的一種特異性降解產(chǎn)物,在血栓性疾病的急性期及血栓前狀態(tài)中明顯升高。本研究結(jié)果也顯示,COPD患者中Fib、D-二聚體高于對(duì)照組(P<0.05)。但是COPD本身除了可能存在高凝狀態(tài)外,其也存在系統(tǒng)性炎癥,且Fib、D-二聚體在炎癥性疾病中亦可出現(xiàn)升高,因此到底是血液高凝引起的兩者升高,還是COPD本身的系統(tǒng)性炎癥所致,尚無(wú)法判定,因此用Fib、D-二聚體來(lái)預(yù)測(cè)COPD的高凝狀態(tài)或PTS也欠合理。

TF也被稱為凝血因子Ⅲ,是體內(nèi)重要的促凝因子,在炎癥、機(jī)體缺氧及惡性腫瘤等情況下,血管內(nèi)皮細(xì)胞可高表達(dá)TF[8-9]。TF也是重要的血栓栓塞性疾病標(biāo)志物之一,維也納癌癥和血栓中心的一項(xiàng)前瞻性研究表明,TF可作為預(yù)測(cè)靜脈血栓形成的重要指標(biāo)[10]。本研究結(jié)果顯示,在COPD患者中TF表達(dá)相對(duì)健康人群有明顯的升高,究其原因可能是COPD患者長(zhǎng)期處于缺氧并且存在慢性氣道炎癥,導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,因此TF表達(dá)量增加,進(jìn)而可啟動(dòng)外源凝血系統(tǒng),在COPD高凝狀態(tài)中發(fā)揮重要作用。

TFPI-1是一新型抗凝蛋白,它是抑制TF活性的最重要生理活性物質(zhì)。在TF活化的起始階段,TFPI-1能對(duì)凝血因子Ⅶa/TF復(fù)合物進(jìn)行抑制,從而阻斷凝血因子Ⅹ和凝血因子Ⅸ的活化,避免了凝血因子及抗凝血酶Ⅲ的大量消耗,防止血栓的形成,在凝血的負(fù)反饋調(diào)節(jié)中發(fā)揮著非常重要的作用[11]。本研究結(jié)果顯示,在COPD患者中TFPI-1表達(dá)高于健康人群,且單純COPD患者血TFPI-1與PASP水平呈正相關(guān),這可能是由于COPD患者中TF表達(dá)升高,TIPI-1作為TF升高的一種代償機(jī)制,也相應(yīng)的升高,因此兩者達(dá)到一定平衡,不至于發(fā)生血栓性事件。同時(shí)本研究結(jié)果還顯示,COPD合并PAH患者TFPI-1表達(dá)水平低于單純COPD患者,且COPD合并PAH患者血TFPI-1與PASP水平呈負(fù)相關(guān),究其原因可能是COPD患者由于長(zhǎng)期缺氧及局部微動(dòng)脈血栓形成,進(jìn)而導(dǎo)致PAH形成,而在局部的微血栓形成過程中,TF與TFPI-1平衡被打破,出現(xiàn)TFPI-1的持續(xù)消耗,導(dǎo)致COPD合并PAH患者TFPI-1水平會(huì)低于不合并PAH的COPD患者。因此,TFPI-1在COPD對(duì)抗血栓的過程中發(fā)揮著重要作用,且COPD合并PAH患者血液的高凝狀態(tài)更加明顯。

正常狀態(tài)下,TF和TFPI-1均呈低水平表達(dá)且處于平衡制約,但當(dāng)兩者平衡破壞后則明顯增加血栓的風(fēng)險(xiǎn)。本研究顯示,單純COPD及COPD合并PAH患者TF、TFPI-1水平均高于健康人群,但是單純COPD患者與對(duì)照組TF/TFPI-1值無(wú)明顯差異,說(shuō)明單純COPD患者雖然存在TF、TFPI-1的升高,但是升高的TFPI-1尚可抵抗TF的凝血作用,因此尚未出現(xiàn)TF/TFPI-1失衡。因此,單一的TF、TFPI-1對(duì)于臨床評(píng)估COPD患者并發(fā)血栓高風(fēng)險(xiǎn)可能存在一定的局限性。本研究還提示,在COPD合并PAH人群中,TF/TFPI-1值較單純COPD患者及健康人群均有明顯升高,且COPD患者中TF/TFPI-1值與PASP水平呈正相關(guān)。因此有理由相信,TF/TFPI-1值比單一的TF和TFPI-1更加能夠反映COPD患者體內(nèi)的凝血狀態(tài)。

COPD不僅存在慢性氣道炎癥,也存在全身炎癥反應(yīng),即慢性炎癥綜合征。在眾多炎癥因子中,TNF-α是一種由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌的強(qiáng)有力的致炎因子,可上調(diào)多種其他炎癥因子如IL-1和IL-6的表達(dá),促進(jìn)中性粒細(xì)胞脫顆粒、蛋白水解酶釋放,導(dǎo)致呼吸爆發(fā)。文獻(xiàn)報(bào)道在COPD的發(fā)生過程中TNF-α大量釋放,參與炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等過程,最終導(dǎo)致臟器衰竭[12]。IL-8是IL家族的成員之一,是中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞及嗜堿粒細(xì)胞等的趨化因子,其主要通過促進(jìn)中性粒細(xì)胞的變化而在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮促進(jìn)作用,進(jìn)而對(duì)COPD的發(fā)生、發(fā)展起到促進(jìn)作用[13]。CRP是由IL-6誘導(dǎo)肝臟合成的,被認(rèn)為最有價(jià)值的急性時(shí)相蛋白。正常狀態(tài)下CRP在血液中含量甚微,當(dāng)機(jī)體受到感染或刺激時(shí),外周血中CRP明顯升高,參與局部或全身的炎癥反應(yīng),其升高常常提示許多炎癥事件的發(fā)生,在COPD的發(fā)生發(fā)展中也起著促進(jìn)作用[13]。本研究結(jié)果顯示COPD患者中TNF-α、IL-8、CRP均有明顯升高,與上述結(jié)果一致。同時(shí)本研究還顯示,COPD合并PAH患者TNF-α、IL-8、CRP表達(dá)水平高于單純COPD患者,且COPD患者中TNF-α、IL-8、CRP表達(dá)水平與肺動(dòng)脈壓呈正相關(guān),提示上述炎癥介質(zhì)參與了COPD的發(fā)生、發(fā)展及相關(guān)PAH的形成。

血液高凝與炎癥反應(yīng)存在密切的關(guān)系,炎癥介質(zhì)可通過多種方式影響體內(nèi)凝血功能[14],其中之一為:炎癥介質(zhì)不僅可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞表達(dá)TF增多,還能導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生損傷,且損傷的內(nèi)皮細(xì)胞可暴露更多的TF,引起血液高凝,甚至血栓形成。也有研究顯示,激活的凝血系統(tǒng)也可以介導(dǎo)炎癥介質(zhì)的釋放,如凝血酶可增強(qiáng)血管通透性,增加PAF、IL-8、生長(zhǎng)因子及基質(zhì)金屬蛋白酶等可溶性介質(zhì)的釋放;同時(shí)可刺激單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞表達(dá)IL-6、IL-8、人巨噬細(xì)胞趨化蛋白1等促炎癥介質(zhì),加重炎癥反應(yīng)。因此,越來(lái)越多的研究證實(shí)“炎癥-凝血-炎癥”循環(huán)回路的存在,即炎癥引發(fā)TF的表達(dá)增高,進(jìn)而導(dǎo)致血液高凝,高凝狀態(tài)又導(dǎo)致炎癥不斷擴(kuò)大,二者互相循環(huán)[15]。本研究結(jié)果顯示COPD患者中TNF-α、IL-8、CRP與TF、TF/TFPI-1值均呈正相關(guān),且COPD合并PAH患者中TNF-α、IL-8、CRP與TFPI-1呈負(fù)相關(guān),提示COPD患者中炎癥狀態(tài)與凝血平衡也存在密切關(guān)系,炎癥水平越高,體內(nèi)的凝血平穩(wěn)就越容易被打破,血栓性事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)亦越大。

綜上所述,COPD患者體內(nèi)高表達(dá)血栓栓塞標(biāo)志物TF、TFPI-1及炎癥標(biāo)志物TNF-α、IL-8、CRP,并且兩者具有良好的相關(guān)性;同時(shí)COPD合并PAH患者具有更高水平的炎癥反應(yīng)及凝血失衡,說(shuō)明血液高凝和炎癥反應(yīng)作為COPD最重要的兩個(gè)疾病狀態(tài),COPD患者體內(nèi)亦存在“炎癥-凝血-炎癥”循環(huán),該循環(huán)會(huì)使炎癥反應(yīng)不斷加重,血液進(jìn)一步高凝,二者共同促進(jìn)COPD的進(jìn)一步惡化,引起相關(guān)并發(fā)癥。因此如果能聯(lián)合檢測(cè)上述指標(biāo),及早的識(shí)別并及時(shí)的干預(yù),對(duì)于改善COPD患者的預(yù)后具有重要意義。

本研究也存在一定的局限性:(1)本次入選的COPD患者大部分為急性加重期患者,穩(wěn)定期患者相對(duì)較少,因此未分開闡述;(2)本研究中肺動(dòng)脈壓力的測(cè)定依靠心臟彩色超聲完成,準(zhǔn)確性不如右心導(dǎo)管檢查;(3)本研究例數(shù)較少,將來(lái)希望通過大樣本、多中心、隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)芨茖W(xué)地評(píng)估凝血失衡和炎癥反應(yīng)在COPD發(fā)生、發(fā)展中的地位,從而更好地指導(dǎo)臨床工作,改善患者預(yù)后。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突