COPD患者尿锁链素的检测及其与肺功能相关性分析*

徐德华陈晓东刘华清唐纪文叶妙琴



COPD患者尿锁链素的检测及其与肺功能相关性分析*

徐德华①陈晓东①刘华清①唐纪文①叶妙琴①

【摘要】目的：观察慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者尿锁链素（DES）水平及其与病期及肺功能相关性。方法：选取COPD急性加重期住院患者30例（急性加重期组），稳定期患者30例（稳定期组），另选同期健康体检者30例做对照组。采用间接竞争性酶联免疫吸附法（IC-ELISA）法检测各组尿锁链素，并测定三组肺功能第1秒用力呼气容积占用力肺活量比（FEV1/FVC）及第1秒用力呼气容积占预计值百分比（FEV1%Pred）。结果：急性加重期组、稳定期组及对照组受试者尿锁链素水平组间比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；急性加重期组和稳定期组COPD患者尿锁链素水平与FEV1/FVC及FEV1%Pred均呈负相关（r=-0.735、-0.643，P＜0.05）。结论：COPD患者尿锁链素水平可能与COPD病情的严重程度相关，有望作为病情评估、疗效评价的标志物。

【关键词】慢性阻塞性肺疾病； 锁链素； 肺功能

①广东省惠州市中医医院 广东 惠州 516000

Medical Innovation of China，2016，13（16）：112-114

First-author's address：Huizhou Hospital of Traditional Chinese Medicine，Huizhou 516000，China

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种具有气流受限特征的疾病，气流受限不完全可逆呈进行性发展，COPD发病机制尚未完全清楚，但其可能与炎症、感染、免疫平衡失调、氧化/抗氧化平衡失调，蛋白酶/抗蛋白酶平衡失调等多种因素相关。关于肺损伤的检测手段之一的肺功能测定，曾被慢性阻塞性肺疾病全球防治指南（GOLD）列为诊断COPD的金标准。虽然造成肺损伤的诱因很多，但由于肺组织富含弹性蛋白，故肺组织的破坏程度最终必然与其中弹性蛋白被水解的程度密切相关，提示体液中弹性蛋白的水解产物含量的变化有可能反映出肺损伤的程度。锁链素（desmosine，DES）作为弹性蛋白特征性水解产物，能否成为肺损伤的生物标记物应用于临床检测，国内鲜见文献报道，本组研究的目的是检测COPD患者尿中锁链素水平并探讨其与肺功能相关性。

1　资料与方法

1.1一般资料 选取惠州市中医医院呼吸科诊断为急性加重期COPD患者30例（急性加重期组），其中男18例，女12例，年龄37～71岁，平均（60.58±7.52）岁；同期COPD稳定期患者30例（稳定期组），其中男17例，女13例，年龄35～70岁，平均（60.48±7.73）岁；另选同期健康体检者30例为对照组，其中男20例，女10例，年龄36～71岁，平均（60.45±8.01）岁。两组患者的性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。COPD纳入标准：符合2011年修订的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》诊断标准。排除标准：合并与锁链素相关的系统疾病如大动脉血管及皮肤损伤性疾病者，合并导致肺部损伤性疾病者，合并有严重心、肝、肾、内分泌、神经系统疾病、恶性肿瘤及血液系统疾病者等。COPD急性加重期是指在疾病过程中，患者短期内咳嗽、咳痰、气短和/或喘息加重，痰量增多，呈脓性或黏液脓性，可伴发热等炎症明显加重的表现；稳定期指咳嗽、咳痰、气短等症状稳定或轻微。

1.2方法

1.2.1尿中DES的测定 用间接竞争性酶联免疫吸附法（Indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay，IC-ELISA）测定DES：（1）将兔抗DES-血蓝蛋白结合物的血清与不同浓度梯度的DES标准品（0～1 ng）进行混合孵育；（2）同时将96孔板用DES-白蛋白结合物进行包被；（3）包被后的96孔板用含0.05% Tween 20和1%BSA进行封闭；（4）再在96孔板中加入（1）孵育的DES标准品混合液进行竞争性结合反应；（5）继之按ELISA的常规方法操作完成［1］。建立COPD患者尿中DES的检测方法：收集患者夜间12 h尿液，测定尿肌酐浓度，测量体积后在6N HCl 110CC下酸解24 h，层流间里加热蒸发浓缩尿液，预测尿肌酐浓度在100 μg/mL范围内检测浓缩尿液中DES的含量。

1.2.2肺功能测定 应用美国麦加菲公司ELITE型肺功能仪，对受试者检测。比较两组第1秒用力呼气容积（forced expiratory volume in first second，FEV1）占预计值百分比，及FEV1与用力肺活量（forced vitalcapacity，FVC）比值。

1.3统计学处理 使用SPSS 19.0统计学软件及Windows软件进行分析，计量资料采用（±s）表示，多组间的计量资料采用单因素方差分析，进一步组间比较采用q检验，采用Spearman相关性分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

急性加重期组尿锁链素水平明显高于稳定期组和对照组，组间比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；急性加重期组和稳定期组COPD患者尿锁链素水平与FEV1/FVC及FEV1%Pred均呈负相关（r=-0.735、-0.643，P＜0.05），见表1。

表1　各组尿中锁链素水平及其与肺功能指标的比较（±s）

表1　各组尿中锁链素水平及其与肺功能指标的比较（±s）

组别　　锁链素（ng/mL）FEV1%Pred （%）FEV1/FVC （%）对照组（n=30）　0.51±0.09　 91.52±3.48　 83.70±0.15稳定期组（n=30）　14.32±0.26　 64.02±3.05　 63.20±1.32急性加重期组（n=30）21.03±0.37　 36.70±1.98　 40.31±1.29 F值　4.72　5.23　4.36 P值　　＜0.05　　＜0.05　　＜0.05

3　讨论

慢性阻塞性肺病（COPD）包括慢性阻塞性支气管炎和慢性阻塞性肺气肿两种，是一组可预防、可治疗且以不完全可逆的气流阻塞为特征的疾病，然而COPD目前无论是诊断还是评估病情的严重程度都完全依赖于肺功能检查指标，即FEV1/FVC≤70%［2］。肺功能是判断气流受限的主要客观指标，对COPD的诊断、严重程度评价、疾病进展、预后及治疗反应有重要意义，其中FEV1%Pred是评估COPD严重程度的良好指标，其变异性小，易于操作，FEV1/FVC是评价气流受限的一项敏感指标。虽然如此，一直缺乏一种客观监测的指标或参数来直接评价肺组织损伤的状况和程度，并间接反映肺组织的病理变化；缺乏一种有效的指标与肺通气和弥散功能受损后下降的程度相结合，来共同很好地评价COPD病情进展的轻重程度、急性加重后对肺组织的损伤程度以及评估临床疗效和预后。

锁链素又称锁链赖氨素（desmosine，DES）是1963年由Patridge等［3］在牛项背部肌腱的弹性蛋白中发现的一种新的少见氨基酸，后在1966年被Anwar等［4］证实DES是由4个赖氨酸残基在体内经酶促反应后交叉连接形成的一种吡啶氨基酸或亚氨基酸（分子量526），仅存在于弹性蛋白中，并与异锁链素又称异锁链赖氨素（isodesmosine，ISOD）一起作为交联分子，将数个氨基酸多聚（肽）链联结成弹性蛋白所特有的三维结构，发挥其生物学功能。弹性蛋白是成熟弹性纤维的主要成分，在肺部含量丰富。当肺部炎症或有吸烟、致病菌等诱因存在时，血液中性粒细胞、肺泡巨噬细胞释放大量弹性蛋白酶和基质金属蛋白酶［5］。因此，如果富含弹性蛋白的组织受损或被降解，则血浆或血清中包括DES在内的多种弹性蛋白源性多肽的浓度即会有所增加，如慢性阻塞性肺病（包括慢性阻塞性肺气肿和慢性阻塞性支气管炎）、支气管扩张症、肺囊性纤维化、动脉粥样硬化、主动脉夹层和马凡氏综合征等疾病。除此之外，DES作为成熟弹性蛋白中一种独特的交叉连接亚氨基酸还具有以下特点，一方面不能从饮食中吸收，另一方面血中的DES只经肾脏从尿液中排泄［6-7］。由此可见，尿中DES水平的高低能够直接反映体内病变组织中弹性蛋白降解的多少，可作为反映富含弹性蛋白组织受累程度的重要参数和指标。目前，检测DES的方法比较成熟，诸如酶联免疫法（ELISA）、放免检定法、同位素标记和高效液相色谱法等［8-12］。

国内研究结果表明痰液中锁链素含量变化与吸烟呈正相关，分析与吸烟刺激体内炎性细胞释放弹性蛋白酶有关［13］。COPD患者血清锁链素水平升高，可能与COPD的疾病严重程度相关，但未见有关检测COPD患者尿中锁链素水平并探讨其与肺功能相关性的文献报道［14］。国外文献研究结果表明，DES在尿中排泄量的多少能够准确反映COPD患者肺组织损伤的程度，包括急性加重期和稳定期肺内的炎症程度等，从而判定COPD患者病情的轻重并评估预后［2，15-17］。

本研究结果示急性加重期组尿锁链素水平明显高于稳定期组和对照组，急性加重期组和稳定期组COPD患者尿锁链素水平与FEV1/FVC及FEV1%Pred均呈负相关，提示尿锁链素与COPD肺损伤与疾病严重程度有关，COPD严重程度越高，尿锁链素水平越高，与既往国外文献研究相一致。

尿锁链素有望作为COPD病情评估、疗效评价的标志物，虽然在血液循环中的弹性蛋白降解产物经肾脏代谢进入尿液需要一段时间，具有一定的滞后性，不像血液和痰液几乎可以同步反映出肺损伤的发生，这是检测尿锁链素的缺点之一。但由于尿液检测锁链素排除了血液中血浆蛋白对检测的干扰，较之血液也显然更方便取样检测，本身又是一种无创检侧手段，因此仍被认为是临床上弹性蛋白降解检测的首选，其作为检测肺损伤的一项生化指标很有前途。

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Detection of Urine Desmosine in COPD Patients and Its Correlation to Lung Function

XU De-hua，CHEN Xiao-dong，LIU Hua-qing，et al

【Key words】Chronic obstructive pulmonary disease； Desmosine； Lung function

【Abstract】Objective：To explore the clinical significance of desmosine in the pathogenesis of COPD by observing the urine levels of desmosine in different stages of COPD and analyzing the relationships with lung function.Method：30 cases of AECOPD were selected as the AECOPD group，30 cases of stable COPD were selected as the COPD group and 30 cases of healthy people were selected as the control group.Indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay method（IC-ELISA） was used to detect the urine desmosine levels of the three groups，the FEV1/FVC and FEV1%Pred for all subjects were detected.Result：The urine levels of desmosine in the AECOPD group were significantly higher than those in stable COPD group and control group，the differences were statistically significant（P＜0.05）.The urine levels of desmosine in AECOPD group and stable COPD group were negatively correlated with FEV1/FVC and FEV1%Pred（r=-0.735、-0.643，P＜0.05）.Conclusion：The urine level of desmosine increases in COPD patients，which may be associated with clinical manifestations of COPD，it is expected to become a marker for disease assessment and efficacy evaluation.

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.16.031

*基金项目：2015年惠州市科技计划项目（医疗卫生）（2015Y097）

通信作者：徐德华

收稿日期：（2015-11-02） （本文编辑：周亚杰）