创伤早期肺特异性相关蛋白测定对识别和量化肺挫伤的价值初探

闻梦妮，赵 钢，郑宪友，张佳胤，封启明，胡家捷

·论 著·

创伤早期肺特异性相关蛋白测定对识别和量化肺挫伤的价值初探

闻梦妮，赵 钢，郑宪友，张佳胤，封启明，胡家捷

目的 通过分析创伤早期肺特异性相关蛋白——克拉拉蛋白(CC16)、表面活性蛋白D(SP-D)、高级糖基化终末产物可溶性性受体(sRAGE)的血清浓度与肺挫伤和挫伤体积的相关关系,以探讨其对诊断和量化肺挫伤的价值。方法 以无吸烟史健康受试者为对照组(15例)，根据急诊初次胸部CT结果,将多发伤患者分为肺挫伤组(31例)和无肺挫伤组(15例)，同时采集静脉血样，检测血清CC16、SP-D和sRAGE的浓度，比较3组间3种肺特异性相关蛋白的差异性，并对其与肺挫伤和挫伤体积进行相关分析，得出敏感指标的ROC曲线。结果 3种肺特异性相关蛋白中，只有CC16的血清浓度在3组间有明显统计学差异，并与肺挫伤体积正相关，肺挫伤是血清CC16浓度升高的独立影响因素。CC16的 ROC的曲线下面积为0.890，诊断灵敏度为0.935，特异度为0.800。结论 CC16有望成为辅助临床诊断肺挫伤的生物学标志物。

肺挫伤； 肺特异性相关蛋白

多发伤常并发胸部损伤，肺挫伤是其中较严重的一种损伤形式，进一步发展可导致急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome,ALI/ARDS)。已有研究表明，肺上皮细胞损伤或上皮屏障通透性发生改变时，上皮细胞合成和分泌肺特异性相关蛋白的功能发生改变，并通过屏障进入血液循环，出现血清浓度的变化，这种变化可以反映肺内上皮细胞的病理生理改变，预测某些肺部疾病与损伤的发生与预后[1]。

多发伤后肺特异性相关蛋白的血清浓度变化能否反映肺挫伤的发生及其严重程度尚不清楚，因此本研究选取3种具有代表性的肺特异性相关蛋白——克拉拉蛋白(clara cell secretory protein，CC16)、表面活性蛋白D(surfactant protein，SP-D)、高级糖基化终末产物可溶性受体(soluble receptor for advanced glycation end-products，sRAGE)，来检测多发伤患者创伤初期的血清浓度变化，以CT诊断的肺挫伤为标准，分析其与肺挫伤和挫伤体积的相关性，探讨肺特异性相关蛋白对诊断和量化肺挫伤的价值。

资料与方法

1 病例选择与分组

本研究选取本院2012年3月～2013年5月急诊接收(伤后≤4h)的创伤严重度评分 (injury severity score，ISS)≥16的多发伤患者46例，按胸部CT检查结果分为肺挫伤组31例，无肺挫伤组15例； 另选15例健康体检者作为对照组。对有慢性呼吸系统疾病、慢性肾病、吸烟史等情况的患者，则剔除研究组。

2 临床资料

接收患者进行常规基本信息登记、血生化常规检测、胸部CT扫描(切片厚度 2mm； 增量 1mm)。对纳入患者的年龄、性别、评分、重症监护室停留天数、总住院天数进行收集统计(表1)。

3 标本采集

所有多发伤患者在收入急诊的第一时间静脉采血10ml，室温静置10min后以4 000r/min离心10min，取血清分装于3管，做好标记，置-80℃冻存。

4 肺异性相关蛋白的测定

血清CC16、SP-D和sRAGE的浓度测定采用酶联免疫吸附双抗体夹心法(ELISA)测定，按试剂说明书进行实验(试剂盒来源于美国R&D Systems公司，批号： 297322、298116、297361)。

5 肺挫伤体积的测量

所有肺挫伤患者的胸部CT输入到西门子体积计算程序进行肺挫伤体积计算。

6 统计学处理

采用SPSS17.0软件进行统计分析。连续性数据以均数±标准差表示，多组间均数的两两比较采用方差分析q检验，影响血清肺特异性蛋白浓度因素的多变量分析采用多元线性回归模型，肺挫伤体积与肺特异性相关蛋白的关系采用一元线性回归模型分析，P<0.05表示差异有统计学意义。

结 果

1 研究对象的基本资料

本实验共纳入61例，肺挫伤组31例，无肺挫伤组15例，健康对照组15例。因胸部损伤，肺挫伤患者在入院时氧合指数相对较低，在ICU监护并等待手术的时间相对较长，因此氧合指数和ICU住院天数在两组之间存在统计学差异，在年龄、性别、评分、总住院天数、ARDS发生率方面无统计学差异，具有可比性。纳入患者基本情况见表1。

表1 基本资料统计表

与无肺挫伤组比较：*P<0.05

2 3种肺特异性相关蛋白的血清浓度变化

与健康对照组比较，多发伤患者的血清CC16浓度升高，且肺挫伤组升高最为明显，3组间的浓度差异有统计学意义。sRAGE的血清浓度在多发伤患者中也升高，但浓度差异仅在多发伤患者与健康对照组间有统计学意义，肺挫伤组与无肺挫伤组之间的差异不大。不同的是，SP-D的健康对照组血清浓度最高，多发伤患者的血清浓度反而降低，且多发伤组与健康组的浓度差异无统计学意义(表2)。

表2 3种肺特异性相关蛋白的测定结果±s)

与无肺挫伤组比较：*P<0.05; 与健康对照组比较：#P<0.05

3 影响血清CC16水平因素的多变量分析

肺挫伤患者中男性(20.493ng/m)和女性(20.286ng/m)之间无明显差异(P>0.05)，肺挫伤是唯一影响CC16血清水平的因素(表3)。

表3 多发伤患者影响血清CC16水平的多变量分析

4 肺特异性相关蛋白与ISS评分

鉴于初步结果，SP-D、sRAGE在3组间没有鉴别意义，仅对CC16与ISS评分进行相关性分析。对所有多发伤患者，血清CC16与ISS存在微弱但有统计学意义的相关性(r=0.340，P<0.05)，但是无论在肺挫伤组内还是无肺挫伤组内，CC16血清值与ISS都无明显相关性(肺挫伤组: r=0.157，P>0.05； 无肺挫伤组： r=0.355，P>0.05)。

5 3种肺特异性相关蛋白血清水平与肺挫伤体积的相关分析

CC16血清水平与入院后胸部CT检查所示的肺挫伤体积有明确的正相关性(r=0.556，P<0.05，图1)，SP-D和sRAGE与肺挫伤体积之间均无明显相关性(SP-D: r=0.093，P>0.05; sRAGE: r=0.326,P>0.05)。

图1 CC16与肺挫伤体积(cm3)

6 CC16受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic，ROC)分析

CC16作为诊断指标的曲线下面积为0.890，截断点12.622ng/ml的灵敏度为0.935，特异度为0.800(图2)。

图2 CC16的ROC曲线分析

讨 论

肺特异性相关蛋白是由肺上皮细胞合成和分泌的一组蛋白质，分布于肺内广泛的上皮细胞表面，维持肺的正常功能，并参与肺的炎症反应[2]。本研究选取的三种肺特异性相关蛋白分别代表肺内的3种肺泡上皮，CC16是由位于终末细支气道的克拉拉细胞合成和分泌的一种分子量为16kD的小分子蛋白质，化学性诱导的急性肺损伤已经证明CC16可以作为克拉拉细胞的损伤和肺泡毛细血管屏障通透性改变的标志物[3]。SP-D是一种由肺泡 Ⅱ 型细胞合成和分泌的表面活性相关蛋白，鼠模型实验证实SP-D循环水平能够反应肺泡Ⅱ 型细胞损伤和增生[4]。sRAGE是由肺泡I型细胞合成的一种分子量为48kD的蛋白，表达定位于基底膜，与相应配体结合后产生细胞内信号转导参与炎症反应[5]。这些肺特异性相关蛋白生物特性的研究为其在肺损伤中的探讨奠定了理论基础。

非创伤性肺急性损伤的研究提示[6]，肺损伤时肺泡上皮细胞会分泌一些特殊的蛋白或发生分泌量的改变，如在原来无肺损伤的择期手术患者中短期应用机械通气即可引起肺特异性相关蛋白CC16的分泌明显增加[7]； 此外，肺特异性相关蛋白血清水平的迅速升高与肺损伤性疾病的预后有一定的联系； ARDS患者肺特异性相关蛋白的血清初始浓度越高，相应的临床预后越差[8]。这些研究表明，肺特异性相关蛋白的变化可以反映非创伤性肺急性损伤的上皮细胞受损程度和肺泡毛细血管屏障通透性变化，并对预后有一定的参考价值。由于对于创伤性肺急性损伤方面的肺特异性相关蛋白变化的研究则少见报道，本研究探讨的创伤性肺挫伤后肺特异性相关蛋白的明显改变，可能与肺挫伤后肺泡上皮细胞损伤和肺泡毛细血管屏障通透性升高有关，这也是肺挫伤后的主要病理生理特征[9]。

本研究结果中，三种肺特异性相关蛋白的血清水平都发生了改变，但仅CC16在3组间具有统计学意义的差异。可能是因为创伤初期肺部炎症反应尚处轻微阶段，作为炎性介质的sRAGE分泌未达高峰，而SP-D的分子量较大，在肺泡毛细血管通透性指数相同的情况下，分子量最小的CC16更易穿过屏障进入血液循环； 另一方面，肺挫伤通常发生在背侧下段肺叶，分布于此处的克拉拉细胞首先受到肺挫伤损伤的影响，使血清中CC16的浓度发生迅速而明显的改变。其血清水平的升高与肺挫伤体积呈正相关关系，并在ROC曲线的分析中显示了较高的敏感度和特异度。这一结果显示CC16可以反映肺挫伤的上皮受损程度和屏障通透性的改变，对肺挫伤的诊断和严重程度有参考价值。

CC16生物特性的研究也支持这一结果[10]，正常状态下人体血液循环中的CC16浓度非常稳定，为(5.101±2.716)ng/ml，其主要在肺中合成，其他肺外合成部位合成的CC16平均比肺低20倍，并且极少进入血液循环，而肺内克拉拉细胞分泌的CC16从主气管到终末细支气管的浓度逐渐升高，可以通过肺内空气血流交换表面结合而进入血液循环[11]，因此，可以认为血清中的CC16几乎全部来自于呼吸道且具有肺特异性。本研究的采血时间在伤后4h左右即可检测到CC16的明显升高，可见其反映肺泡毛细血管通透性和上皮损伤的敏感性。

综上所述，相对其他两种肺特异性相关蛋白，CC16更有可能作为研究肺挫伤的生物学标志物，为肺挫伤的研究和临床诊断提供一种新的非侵入性方法。在以后的研究中将会完善血清CC16浓度和肺挫伤体积的连续监测，进一步分析CC16与预后、并发症的关系。

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[10] Broeckaert F,Clippe A,Knoops B,et al.Clara cell secretory protein (CC16): features as a peripheral lung biomarker[J].Ann N Y Acad Sci,2000,923:68-77.

[11] Wutzler S,Lehnert T,Laurer H,et al.Circulating levels of Clara cell protein 16 but not surfactant protein D identify and quantify lung damage in patients with multiple injuries[J].J Trauma,2011,71(2):E31-36.

(本文编辑： 黄小英)

The value of the determination of the lung specific proteins for identifying and quantifying pulmonary contusion

WENMeng-ni1，ZHAOGang2,ZHENGXian-you2,ZHANGJia-ying2,FENGQi-ming2，HUJia-jie2

(1.Medical College of Suzhou University,Suzhou 215000,China; 2.Sixth People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200233,China)

Objective Through analyzing the changes in serum concentrations of lung specific proteins-Clara cell secretory protein(CC16)，surfactant protein D(SP-D)，soluble receptor for advanced glycation end-products(sRAGE)after pulmonary contusion,and its correlation with the pulmonary contusion and contusion volume,to investigate its value in diagnosing and quantifying the pulmonary contusion. Methods Non-smoking healthy volunteers are taken as controls,and patients with multiple injuries were divided into those with pulmonary contusion(PC group，n=31) and without pulmonary contusion(NPC group，n=15) depending on the results of the initial CT images. Venous blood samples were collected at the same time. The serum levels of CC16，SP-D and sRAGE were tested. The difference of the three lung specific proteins in serum levels was compared among three groups,its correlation with both the contusion diagnosis and volume was analyzed,and the ROC curve of sensitive indicator was obtained. Results Only the CC16 serum levels had a significant statistical difference among three groups,which was positively correlated with lung contusion volume. Pulmonary contusion was the only factor that had a statistically significant effect on CC16 serum levels. ROC analysis of CC16 revealed an area under the curve of 0.890,a cutoff value of 12.622ng/ml,which had a sensitivity of 0.935 and a specificity of 0.800. Conclusion CC16 is a promising diagnostic biomarker for the clinical diagnosis of pulmonary contusion.

pulmonary contusion； lung specific proteins

1009-4237(2014)02-0100-04

上海市卫生局科研课题(20134368)

215000 江苏，苏州大学医学部研究生院(闻梦妮)； 200233 上海，上海交通大学附属第六人民医院急诊医学科(闻梦妮，赵钢，封启明)，骨科(郑宪友)，影像科(张佳胤)，中心实验室(胡家捷)

赵钢，E-mail：profzhaogang@hotmail.con

R 655.3

A

2013-09-29；

2013-10-23)