孫暉 任莉 胡靜星

特發(fā)性肺纖維化(IPF)是一種原因不明的慢性進(jìn)行性肺間質(zhì)疾病,好發(fā)于吸煙的老年男性,IPF早期往往無(wú)典型癥狀,確診時(shí)即處于中晚期,中晚期病人可出現(xiàn)明顯的肺通氣功能下降,嚴(yán)重降低生活質(zhì)量,若不接受治療平均生存時(shí)間僅為3～5年[1]。IPF急性加重(AE-IPF)是IPF的致命性并發(fā)癥,可發(fā)生于IPF發(fā)展過程中的任何階段,一旦發(fā)生AE-IPF,病情進(jìn)展迅速,死亡率極高[2]。因此探討IPF、AE-IPF的相關(guān)因素以及生物學(xué)標(biāo)志物對(duì)臨床早期治療和預(yù)防有著積極的作用。已知IPF疾病特征是累及肺部大片區(qū)域的持續(xù)纖維化,肺成纖維細(xì)胞增殖和向肌成纖維細(xì)胞分化導(dǎo)致膠原蛋白過度沉積,是IPF肺實(shí)質(zhì)進(jìn)行性纖維化和肺功能不可逆功能喪失的關(guān)鍵[3]。Ⅳ型膠原蛋白(ⅣC)是肝纖維化的標(biāo)志物,血清ⅣC水平增高可預(yù)測(cè)非酒精性脂肪性肝病病人晚期纖維化[4]。Ⅲ型前膠原氨基端肽(PⅢNP)是Ⅲ型膠原蛋白合成增加的生物標(biāo)志物,血清PⅢNP水平增高可預(yù)測(cè)ST段抬高型心肌梗死術(shù)后1年的心臟纖維化風(fēng)險(xiǎn)[5]。ⅣC、PⅢNP與IPF相關(guān)的報(bào)道并不多見,其是否能成為IPF的潛在標(biāo)志物尚不清楚,本研究擬探討ⅣC、PⅢNP與老年IPF病人肺功能以及急性加重的關(guān)系,以期為臨床診治提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年1月至2022年1月我院收治的89例IPF病人(IPF組),男56例,女33例,年齡62～75歲,平均(69.47±8.92)歲,吸煙史55例。納入標(biāo)準(zhǔn):符合2018年美國(guó)胸科協(xié)會(huì)(ATS)、歐洲呼吸病學(xué)會(huì)(ERS)、日本呼吸病學(xué)會(huì)(JRS)和拉丁美洲胸科協(xié)會(huì)(ALAT)聯(lián)合擬定的IPF診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)家庭或職業(yè)環(huán)境暴露、結(jié)締組織病和藥物毒性引起的肺間質(zhì)疾病;(2)心力衰竭、肝硬化、IgA腎病、糖尿病腎病、白內(nèi)障等其他器官纖維化疾病;(3)自身免疫性疾病;(4)惡性腫瘤;(5)入院不到24 h死亡。另選擇42例健康體檢者為對(duì)照組,均排除肺炎、慢性阻塞性肺疾病、肺心病等呼吸系統(tǒng)疾病以及其他系統(tǒng)性疾病。男27例,女15例,年齡60～75歲,平均(67.02±5.49)歲,吸煙史22例。2組性別、年齡、吸煙史比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

所有IPF病人均完成1個(gè)月隨訪,隨訪期間出現(xiàn)AE-IPF者作為AE-IPF組(n=49),沒有出現(xiàn)AE-IPF者作為非AE-IPF組(n=40),收集病人年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史、IPF病程、IPF家族史、胸部高分辨率CT(HRCT)表現(xiàn)(網(wǎng)格狀影、蜂窩狀影、磨玻璃影、牽拉支氣管擴(kuò)張)、基礎(chǔ)疾病(高血壓、高脂血癥、糖尿病)、感染、胃食管反流、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)(白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、纖維蛋白原、D-二聚體、CRP、ⅣC、PⅢNP)、動(dòng)脈血?dú)?氧分壓、二氧化碳分壓、pH)以及肺功能指標(biāo)。

1.2 血清ⅣC、PⅢNP檢測(cè) 所有病人入院次日清晨(對(duì)照組體檢當(dāng)日)采集靜脈血3 mL,室溫下靜置60 min左右離心(湖南邁克爾實(shí)驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)的KC-42B臺(tái)式離心機(jī),3000 r/min,時(shí)間5 min)分離血清,-80 ℃保存。采用Hotgen上轉(zhuǎn)發(fā)光儀(北京熱景)檢測(cè)血清ⅣC、PⅢNP水平,ⅣC試劑盒與PⅢNP試劑盒均購(gòu)自北京熱景生物技術(shù)股份有限公司。

1.3 肺功能檢測(cè) 所有病人均接受肺功能檢測(cè),檢查前安靜休息15 min,口含吹筒在醫(yī)生指導(dǎo)下配合吹氣,吹氣過程中注意勿漏氣,記錄FEV1、FVC、最大自主通氣量(MVV),計(jì)算FEV1/FVC值。

1.4 隨訪 所有IPF病人入院后均給予糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑以及吡非尼酮或尼達(dá)尼布抗纖維化治療、抗感染治療。出院后隨訪1個(gè)月,統(tǒng)計(jì)隨訪出院30 d內(nèi)AE-IPF發(fā)生情況。AE-IPF診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]:1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)急性呼吸困難惡化; HRCT提示原來(lái)病灶出現(xiàn)新的雙側(cè)磨玻璃影和(或)實(shí)變影;排除心力衰竭、液體負(fù)荷過多導(dǎo)致的呼吸困難。

2 結(jié)果

2.1 IPF組和對(duì)照組的血清ⅣC、PⅢNP水平及肺功能比較 IPF組血清ⅣC、PⅢNP水平高于對(duì)照組(P<0.01),FEV1、FVC、FEV1/FVC、MVV均低于對(duì)照組(P<0.01),見表1。

表1 IPF組和對(duì)照組血清ⅣC、PⅢNP水平比較

2.2 血清ⅣC、PⅢNP與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性 ⅣC、PⅢNP與FEV1、FVC、FEV1/FVC、MVV均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.406、-0.512、-0.367、-0.569;r=-0.495、-0.398、-0.401、-0.512,P均<0.01)。

2.3 AE-IPF的影響因素分析 AE-IPF組年齡、病程,感染、胃食管反流比例,中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù),纖維蛋白原、C反應(yīng)蛋白、ⅣC、PⅢNP水平高于非AE-IPF組(P<0.05),氧分壓、FEV1/FVC低于非AE-IPF組(P<0.05或P<0.01)。2組間性別、BMI、吸煙史、飲酒史、基礎(chǔ)疾病等比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。以AE-IPF為因變量(賦值:0=否,1=是),以年齡、IPF病程、感染(賦值:0=否,1=是)、胃食管反流(賦值:0=否,1=是)、氧分壓、FEV1/FVC、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、纖維蛋白原、C反應(yīng)蛋白、ⅣC、PⅢNP為自變量,逐步法排除無(wú)關(guān)變量,最終高水平ⅣC(OR=1.510,95%CI:1.084～2.103)、高水平PⅢNP(OR=1.713,95%CI:1.196～2.451)、感染(OR=2.237,95%CI:1.181～4.237)是AE-IPF發(fā)生的危險(xiǎn)因素(P<0.05)。

2.4 ⅣC、PⅢNP 預(yù)測(cè)AE-IPF的價(jià)值分析 ROC曲線分析結(jié)果顯示,ⅣC、PⅢNP預(yù)測(cè)AE-IPF的曲線下面積為0.718、0.768,聯(lián)合ⅣC和PⅢNP預(yù)測(cè)AE-IPF的曲線下面積為0.940,大于單獨(dú)應(yīng)用ⅣC、PⅢNP的效能(Z=3.941、2.991,P均<0.05)。見表3。

表3 ⅣC、PⅢNP預(yù)測(cè)AE-IPF的效能分析

3 討論

IPF是特發(fā)性間質(zhì)性肺炎最常見的一種形式,與高疾病負(fù)擔(dān)和高死亡風(fēng)險(xiǎn)有關(guān),吸煙、環(huán)境因素、共病和病毒感染等是IPF的高危因素[7]。AE-IPF是IPF的嚴(yán)重并發(fā)癥,致死率高,約57%的IPF病人在3年內(nèi)可發(fā)生AE-IPF[8],死亡率高達(dá)56.1%[9]。盡管近年來(lái)對(duì)IPF病理生理認(rèn)知、臨床診斷和治療有了顯著的進(jìn)展,并開發(fā)出新的抗纖維化藥物,延緩了肺功能的持續(xù)下降,但是仍缺乏治愈性的治療方法,病人預(yù)后依然較差[10]。IPF發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,肺泡內(nèi)免疫細(xì)胞激活釋放出大量的炎性細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞增殖和向肌成纖維細(xì)胞分化,導(dǎo)致膠原蛋白過度沉積和肺實(shí)質(zhì)纖維化[11]。

ⅣC是所有器官基底膜的主要組成成分之一,ⅣC和層粘連蛋白組成2個(gè)獨(dú)立的超分子結(jié)構(gòu),與氮素和基膜蛋白多糖連接形成基底膜,ⅣC參與基底膜調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、器官生成,促進(jìn)組織修復(fù)等功能,ⅣC還可結(jié)合生長(zhǎng)因子介導(dǎo)血管生成,為上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肌肉、脂肪細(xì)胞、雪旺細(xì)胞和軸突提供結(jié)構(gòu)支持[12]。ⅣC還是促纖維化的主要調(diào)節(jié)劑,可結(jié)合轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β1和TGF-β2啟動(dòng)纖維化途徑。研究顯示,在肝炎發(fā)病過程中,纖維組織增生活躍,纖維組織生成過程中有大量膠原沉積,其中最常見的是ⅣC,血清ⅣC水平增高與肝炎纖維化嚴(yán)重程度有關(guān),是肝纖維化的標(biāo)志物[13]。角膜損傷后,TGF-β從淚液、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和(或)房水進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì),并上調(diào)鄰近基質(zhì)角膜成纖維細(xì)胞中ⅣC的生成和沉積,促使成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致角膜纖維化[14]。本研究發(fā)現(xiàn)IPF病人血清ⅣC水平顯著升高,ⅣC與FEV1、FVC、FEV1/FVC、MVV呈負(fù)相關(guān),高水平ⅣC與IPF病人發(fā)生AE-IPF有關(guān),說(shuō)明ⅣC可能參與IPF、肺功能損傷以及AE-IPF的發(fā)生過程。分析ⅣC參與IPF的機(jī)制為:TGF-β信號(hào)通路激活是肺纖維化的關(guān)鍵,在TGF-β刺激下成纖維細(xì)胞中ⅣC合成增加,并上調(diào)焦點(diǎn)黏附激酶的磷酸化水平,促使ⅣC沉積和肺纖維化[15],由此可見,ⅣC可能通過ⅣC/TGF-β信號(hào)通路促使IPF發(fā)生和病情進(jìn)展。

PⅢNP是Ⅲ型前膠原蛋白經(jīng)氨基端肽酶裂解所產(chǎn)生的氨基端多肽,并釋放到外周血液中,因此,血清PⅢNP水平增高被認(rèn)為是Ⅲ型前膠原蛋白合成增加及其在細(xì)胞外空間沉積的標(biāo)志物。研究顯示,非酒精性脂肪性肝硬化病人血清PⅢNP水平顯著增高,且與肝硬化程度呈正相關(guān),在預(yù)測(cè)肝纖維化分期方面,PⅢNP較天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶與血小板比值指數(shù)和纖維化-4評(píng)分有更好的準(zhǔn)確性[16]。自發(fā)性高血壓大鼠心肌纖維模型血清PⅢNP水平顯著增高,通過抗纖維化途徑降低血清PⅢNP水平可抑制左心室質(zhì)量指數(shù)和心臟質(zhì)量指數(shù),延緩心肌纖維化[17]。尿PⅢNP水平增高與腎活檢間質(zhì)纖維化程度呈正相關(guān),PⅢNP是腎臟纖維化評(píng)估的可靠指標(biāo)[18]。本研究發(fā)現(xiàn)IPF病人血清PⅢNP水平顯著高于對(duì)照組,IPF動(dòng)物模型支氣管肺泡灌洗液中PⅢNP水平也顯著增高,PⅢNP 增高可能是繼發(fā)于IPF[19]。進(jìn)一步分析結(jié)果顯示PⅢNP與FEV1、FVC、FEV1/FVC、MVV呈負(fù)相關(guān),高水平PⅢNP與IPF病人發(fā)生AE-IPF有關(guān),說(shuō)明PⅢNP可能參與IPF、肺功能損傷以及AE-IPF的發(fā)生過程,PⅢNP可能作為IPF的潛在標(biāo)志物。

ROC曲線分析顯示,聯(lián)合ⅣC和PⅢNP可提高對(duì)AE-IPF的診斷價(jià)值,對(duì)臨床病情評(píng)估和AE-IPF風(fēng)險(xiǎn)鑒別具有更高價(jià)值?；貧w分析結(jié)果顯示感染與AE-IPF的發(fā)生也有關(guān),病原菌感染被認(rèn)為是AE-IPF的始動(dòng)因素,感染后肺成纖維細(xì)胞招募大量趨化因子和炎癥因子,加速肺部膠原沉積和纖維化進(jìn)程,進(jìn)而促使AE-IPF的發(fā)生[20]。

綜上,老年IPF病人血清ⅣC、PⅢNP水平顯著增高,高水平ⅣC、PⅢNP與IPF肺通氣功能損傷以及AE-IPF的發(fā)生有關(guān),是AE-IPF風(fēng)險(xiǎn)鑒別的參考標(biāo)志物。本研究樣本例數(shù)偏少,可能存在統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚,且未對(duì)老年IPF病人進(jìn)行隨訪,ⅣC、PⅢNP與IPF病人遠(yuǎn)期預(yù)后的關(guān)系尚待進(jìn)一步探討。