慢性阻塞性肺疾病患者诱导痰中细胞因子HMGB1的变化及临床意义

代灵灵 程 哲 康 燕 李 芳

(郑州大学第一附属医院呼吸与危重症医学二科 河南省高等学校临床医学重点学科开放实验室，河南 郑州450052)

目前针对慢性阻塞性肺疾病(COPD)炎症因子的研究主要集中在早期炎症因子，如 IL-4，IL-6，IL-10，TNF-α 和 IFN-γ〔1，2〕，而国内外关于晚期炎症因子与COPD炎症关系的研究较少。高迁移率族蛋白1(High Mobility Group Box 1，HMGB1)是在细胞核、细胞质中广泛存在的DNA结合蛋白，近年众多研究证明HMGB1具有晚期炎症介质作用，可促进多种晚期炎症因子释放，是一个具有显著促炎效应的细胞因子。本研究通过比较COPD患者和健康人群诱导痰中HMGB1的表达水平，以及COPD不同严重程度及COPD治疗前后HMGB1表达水平，探讨HMGB1与COPD严重程度的相关性及在COPD发病机制中的作用。

1 对象与方法

1.1 对象 COPD组：收集2011年1月至6月郑州大学第一附属医院呼吸科病房和门诊就诊的COPD患者58例，男40例，女18例，平均年龄(63.5±12)岁，对照组：同期健康体检者30例，男20例，女10例，平均年龄(62.2±13.1)岁。两组年龄、性别差异无统计学意义。COPD诊断标准、严重程度分级、稳定期和急性加重期的定义均参考GOLD2010，其中稳定期28例，急性加重期30例;轻度8例，中度8例，重度16例，极重度26例。纳入对象排除标准：①肺部活动性结核，肺脓肿，肺部肿瘤，肺部间质纤维化，急性肺损伤，近期进行过机械通气治疗;②有肿瘤、肠道炎症性疾病，肝炎，系统性红斑狼疮，烧伤，系统性炎症反应，类风湿疾病，休克等;③其他可以影响HMGB1水平变化的疾病。该研究经医院伦理委员会批准，所有受试者均获知情同意。

1.2 方法

1.2.1 指标检测方法 对所有受试者入组时进行肺功能检查及诱导痰中性粒细胞计数、上清液HMGB1水平检测;所有入组COPD患者治疗前及治疗4 w后行肺功能检查及诱导痰中性粒细胞计数、上清液HMGB1水平检测。诱导痰技术参照文献〔3〕推荐的步骤进行，痰标本的处理依照文献〔4〕的方法进行，痰涂片中以鳞状上皮细胞＞10个/低倍视野，且中性粒细胞＞25个/低倍视野为合格痰标本。选取少量新鲜痰标本进行涂片，风干后进行瑞氏染色，进一步行诱导痰细胞计数和分类，计算中性粒细胞百分比。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测上清液中HMGB1水平，检测方法严格按照说明书进行。肺功能仪(德国JAEGER公司)记录第1秒用力呼气容积(FEV1)，占预计值的百分比(FEV%)，第1秒用力呼气容积占用力肺活量的比(FEV1/FVC)。

1.2.2 治疗方法 COPD患者均给予规范的ICS/LABA(布地奈德福莫特罗160/4.5 μg)联合治疗，2次/d。每周电话随访1次，如果症状变化或控制不良，随时调整治疗方案。

2 结果

2.1 治疗前后COPD组诱导痰中中性粒细胞百分比和HMGB1水平 治疗前COPD组患者诱导痰中中性粒细胞百分比、HMGB1水平均高于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.01)。急性加重期诱导痰中 HMGB1的含量〔(565.2±18.7)ng/ml〕高于稳定期〔(410.2 ±17.4)ng/ml〕，差异有统计学意义(P＜0.01)。治疗前COPD患者HMGB1的表达及中性粒细胞水平在不同严重程度差异有统计学意义(P＜0.01)，见表1，表2。治疗后诱导痰中的HMGB1的含量及中性粒细胞水平均较治疗前明显下降，差异有统计学意义(P＜0.01)。

表1 治疗前后两组诱导痰中性粒细胞、HMGB1水平比较(s)

表1 治疗前后两组诱导痰中性粒细胞、HMGB1水平比较(s)

组别 n 中性粒细胞(%)HMGB1(ng/ml)30 25.1±4.3 43.3±1.5 COPD组 58 治疗前 65.3±10.7 490.4±16.9治疗后 420±8.5 405.1±12.8 t值 25.0 200.7 P值对照组0.000 0.000

2.2 COPD治疗前后诱导痰中HMGB1水平和FEV1%、FEV1/FVC、诱导痰中性粒细胞百分比相关性分析 治疗前后诱导痰中HMGB1浓度和FEV1%呈负相关(r值分别为-0.632、-0.710，P＜0.01)，与 FEV1/FVC呈负相关(r值分别为-0.592，-0.613，P＜0.01)，与诱导痰中性粒细胞百分比呈负相关(r值分别为0.368、0.412，P ＜0.01)。

表2 治疗前不同严重程度的COPD患者诱导痰中HMGB1水平比较(s)

表2 治疗前不同严重程度的COPD患者诱导痰中HMGB1水平比较(s)

与重度与极重度比较：1)P＜0.05

严重程度分级 n 中性粒细胞(%)轻度 8 321.6±10.41)0.000中度 8 458.8±9.01)重度 16 497.3±14.1极重度 26 547.8±10.5 F值 562.5 P值

3 讨论

HMGB1是一种新近发现的晚期炎症介质，在脓毒症〔5〕、急性肺损伤〔6〕、类风湿关节炎〔7〕、支气管哮喘〔8〕等炎症状态下高表达，能激发“坏死诱导炎症”，可促进炎性细胞活化和促进多种炎症因子释放，且在动物实验中表明HMGB1拮抗剂能在多种炎症疾病中起到保护作用，因此被认为是多种炎症疾病治疗的潜在靶点〔9〕。COPD是一种气道慢性炎症性疾病，其发病机制仍不完全清楚，HMGB1在COPD发生中的作用国内外研究较少。因此本研究对COPD患者诱导痰HMGB1进行了研究。结果显示HMGB1在COPD诱导痰中水平较健康对照组明显升高，且在不同分期、不同严重程度存在差异，提示 HGMB1在COPD患者中存在异常。提示HMGB1不仅是COPD的晚期炎症介质，而且影响到肺功能，并且抗炎治疗可以降低其水平，提示可以将HMGB1作为治疗COPD的新靶点。

国外有学者对COPD患者肺泡灌洗液中HMGB1表达水平进行了研究，结果显示COPD患者肺泡灌洗液中HMGB1表达水平升高，且与疾病严重程度相关〔10〕，与本研究结果一致，进一步提示HGMB1参与了COPD疾病的进展，诱导痰中HMGB1水平可以作为监测COPD严重程度的指标。

既往研究表明在COPD诱导痰中，中性粒细胞比例升高，且与疾病严重程度相关〔11〕，本研究证实了这一点，提示中性粒细胞是COPD中HMGB1释放的重要来源，而既往研究提示提示单核细胞和肺泡巨噬细胞是COPD患者HMGBl的重要来源〔9〕，这提示COPD中HGMB1存在多种来源，不同来源的HGMB1在COPD发生、发展过程中的地位尚需进一步研究。

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