慢性阻塞性肺疾病和支气管哮喘痰液、血液炎症标志物

张鹏 齐保龙

慢性阻塞性肺疾病和支气管哮喘痰液、血液炎症标志物

张鹏 齐保龙

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease)和支气管哮喘为基因-环境共同作用疾病[1]。慢阻肺以不完全可逆气流受限为特征，发病机制为接触有害气体或颗粒致肺部异常炎症反应、粘液高分泌和气道阻塞，炎症反应以中性粒细胞和细胞毒性T淋巴细胞浸润为主，患者早期症状易被忽视，当病情严重影响生活质量而被诊断明确时多数已处于疾病晚期，有数据显示到2030年慢阻肺将成为全球第四大死因[2]。支气管哮喘是以支气管痉挛、可逆性气流受限为特征的慢性炎症性疾病，以Th2细胞介导的嗜酸性粒细胞增多为特点，伴气道高反应性。早期气道内异常炎症反应在二者发病过程中起重要作用[3]，针对痰液和血液炎症标志物的检测将能早期评估病情及预测疗效和预后。

慢阻肺血清标志物

目前临床应用广泛的全身炎症标志物包括：纤维蛋白原、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、白细胞介素(interleukin, IL)-6、IL-8，这些标志物有助于慢阻肺与对照组的鉴别诊断，具有可接受的高敏感性，但特异性较差[3]。细胞外基质蛋白酶(Matrix Metalloproteinase, MMP)-8、MMP-9，和肺源性标志物，如肺表面活性蛋白(surfactant protein, SP) -D、Clara细胞蛋白(Clara cell protein, CC)-16、趋化因子配体(CC Chemokine Ligand, CCL)-18，多被用于研究能否反映气道微环境。其中SP-D、纤维蛋白原和CC-16为理想的标志物，而IL-6、IL-8、CCL-18和CRP需进一步研究评估。

SP-D主要由Ⅱ型肺泡细胞和呼吸性细支气管上Clara细胞分泌，为水溶性肺表面活性蛋白，参与机体免疫功能和炎症调节，作为一种新兴的、具有良好应用前景的标志物，可反映肺系统免疫和肺泡表面活性。刘双林等研究发现，AECOPD患者血清SP-D水平显著高于稳定期慢阻肺和非慢阻肺对照组[4]。Lomas DA团队证实血清SP-D水平在慢阻肺患者和吸烟人群中均高表达，血清峰浓度与慢阻肺急性加重和肺气肿进展有关，但不与GOLD分级的严重程度相关[5]。

纤维蛋白原是肝细胞分泌的一种急性时相反应蛋白，其含量升高是血栓性疾病的危险因素，可作为判断血栓前状态、肺组织损伤、气道进行性炎症反应的指标，是另一具有应用前景的标志物。程彬彬收集142例慢阻肺患者及59例健康体检者的血浆纤维蛋白原进行对比，结果显示慢阻肺组血清水平明显高于健康体检组，慢阻肺患者死亡组的血浆纤维蛋白原水平明显高于存活组，提示可一定程度反映病情[6]。Duvoix等学者发现纤维蛋白原水平与慢阻肺急性加重及住院率相关，但不能预测肺功能的下降[7]。

红细胞分布宽度 (Red cell distribution width, RDW)是根据循环中红细胞大小不同而对其体积不均一性进行的定量测定，是反映红细胞体积异质性的客观参数，RDW通过反映体内炎症状态、缺氧程度及心功能情况等，进而反映AECOPD患者的病情严重程度。RDW检测技术成熟，是血液常规检查中的一个参数，在门诊或许可以初步代替动脉血气分析、心脏彩超等检查，为临床医生对慢阻肺患者的严重程度评估提供参考依据。Chetan VH团队在对162例肺动脉高压患者的研究中对比了尿素氮、B型钠尿肽、RDW的预测价值，发现只有RDW与肺动脉高压死亡率独立相关，作为预后指标优于B型钠尿肽[8]。

CRP是炎症反应经典标志物之一，和其他炎症因子共同参与到慢阻肺的发病机制，其基线水平与肺功能和FEV-1下降密切相关。Kelly等横向对比研究了纤维连接蛋白、CRP、IL-6在预测慢阻肺患者死亡率中的价值，发现只有CRP与死亡风险独立相关，IL-6与呼吸困难、气道阻塞、BMI、运动耐力等指标相结合，也可反映患者的预后[9]。

支气管哮喘血清标志物

支气管哮喘传统评价方法多依赖FEV-1、PEF，或气道反应性。目前达成共识的是B细胞、Th2细胞及其相关分子参与支气管哮喘的发生、发展，近来气道炎症因子检测逐渐用于临床实践。Wagener等对比分析血嗜酸性粒细胞、痰嗜酸性粒细胞、呼出气一氧化氮水平FE(NO)和血清骨膜蛋白在支气管哮喘病情评估及个体化治疗方面的价值，结果显示血嗜酸性粒细胞敏感性最高[10]，血嗜酸性粒细胞水平升高表明向Th2细胞转换，可用于预测糖皮质激素类药物的疗效。

骨膜蛋白为Th2依赖嗜酸性粒细胞活化标志物之一，临床应用前景诱人。骨膜蛋白是一种由结缔组织细胞分泌的细胞外基质蛋白，能够参与胶原形成、组织纤维化、上皮间充质转换、恶性肿瘤发展以及多种损伤修复机制。Agrawal S等最新研究表明，在哮喘气道重塑的病理过程中，骨膜蛋白作为IL-4及IL-13的下游信号通过自分泌或旁分泌的方式与其他细胞外基质蛋白相互作用，共同参与气道上皮下纤维化[11]。血清骨膜蛋白水平可完全反映气道内嗜酸性粒细胞水平，在相关程度上甚至超过血嗜酸性粒细胞计数和血清IgE水平[12]。在指导临床用药方面，高表达骨膜蛋白哮喘患者对抗IL-13抗体疗效更佳，可作为哮喘个体化治疗参考指标。

另一潜在标志物为嗜酸性粒细胞阳离子蛋白(Eosinophil Cationic Protein, ECP)，ECP是由被激活的嗜酸性粒细胞所释放，正常人体内ECP含量约在(6.48±2.37)ng/L左右，支气管哮喘患者这一值平均达到(14.58±5.44)ng/L，而急性发作期的支气管哮喘患者血清内ECP值更高，ECP值大小能在一定程度上反映患者病情严重程度，是一项较好的检测指标，但缺点是特异性较差。国内郑耿龙等学者以94例支气管哮喘患者和35例健康成人作为研究对象，采用ELISA检测患者和健康者血清ECP浓度，观察到支气管哮喘患者血清ECP含量显著高于非哮喘对照组，且急性发作期患者血清ECP含量显著高于缓解期患者，提示在支气管哮喘诊断中有重要临床意义[13]。

这一领域中B细胞活化标志物IgE关注度较高，Liang L等学者通过基因组学研究发现，第36位位点甲基化与IgE水平相关，该位点编码炎症介质、嗜酸性粒细胞因子和特异性转录因子，提示可作为新的哮喘生物标志物及治疗靶点[14]。

慢阻肺痰液标志物

几乎所有慢阻肺患者体内均存在自然免疫，特征性表现为中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞的高表达。近来，一些呼吸道固有细胞释放的细胞因子，如趋化因子、淋巴因子、生长因子、氧化应激因子、蛋白酶和抗蛋白酶因子等，在慢阻肺患者痰液检测中得以发现，超过50余种细胞因子参与气道炎症反应，在功能上可能具有重叠，具体功能有待进一步研究证实。与BALF中以肺泡巨噬细胞为主不同，慢阻肺患者痰液中性粒细胞比率最高，痰中性粒细胞计数与GOLD分级密切相关。国内学者朱晔涵等证实中性粒细胞和IL-8在慢阻肺气道炎症中起重要作用，而且气道吸入激素对其有抑制作用，二者是反映AECOPD严重程度的参考指标[15]。和支气管哮喘类似，部分慢阻肺患者痰嗜酸性粒细胞水平升高，高水平嗜酸性粒细胞提示对糖皮质激素类药物和支气管扩张药物疗效较好。

肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor TNF) -α在慢阻肺患者痰液中浓度发生变化，提示在疾病发病过程中发挥作用，但具体浓度存在争议：研究发现慢阻肺及正常吸烟人群痰液TNF-α水平较正常非吸烟人群均显著下降，前二者之间无统计学差异[16]。Hacievliyagil SS等研究得出相反结论：慢阻肺患者中TNF-α水平高于吸烟及非吸烟对照组[17]。

对比慢阻肺患者痰液及血清中SP-D的变化，刘双林等发现痰SP-D水平与血清水平相反，且AECOPD组痰液水平显著低于稳定期及对照组，AECOPD组痰SP-D水平与血清SP-D水平呈显著负相关性，监测痰SP-D水平可替代血清监测作为慢阻肺的参考标志物[4]。

支气管哮喘痰液标志物

痰嗜酸性粒细胞可直接反映气道内炎症，是支气管哮喘经典标志物之一，临床上可作为哮喘诊断、管理及个体化治疗重要依据。痰嗜酸性粒细胞升高哮喘患者对糖皮质激素疗效较好。一项纳入三项随机对照研究、共计246例成人支气管哮喘的meta分析发现，与常用哮喘严重度评价方法(如临床症状、PEF等)相比，基于痰液嗜酸性粒细胞水平能更好预测哮喘急性发作频率及急性发作严重程度，具有重要临床价值[18]。痰VEGF水平在哮喘急性发作期升高，其水平与气道阻塞程度呈正相关。

与血清ECP在支气管哮喘诊断中有重要意义相同，痰液ECP水平可反映哮喘患者体内炎症程度和范围。朱晔涵等对使用激素哮喘组、慢阻肺急性加重期使用激素组和未用激素组三组患者痰液的IL-8、ECP及炎性细胞进行测定，并同时测定肺功能指标，结果显示哮喘患者痰液ECP浓度和E%均显著增高，二者之间存在正相关，哮喘组FEV1%与E%之间存在负相关，提示哮喘气道炎症与嗜酸细胞激活、ECP的释放增多有关[16]。

综上所述，气道阻塞性疾病早期发病过程中支气管-肺部异常炎症反应起重要作用，测定血液、痰液炎症标志物对慢阻肺和支气管哮喘的早期诊断、病情和预后判断，及指导临床用药具有一定应用价值。由于二者的炎症标志物存在交叉，无论是疾病稳定期或急性期，单纯应用上述炎症标志物难以对慢阻肺和支气管哮喘进行鉴别诊断。作为重要补充手段，联合患者发病年龄、气流受限可逆性及症状的变异性和特异性进行全面评估，更具有临床意义。

目前已投入临床应用的理想的生物标志物较少，更多的标志物迫切需要进入临床，联合应用2个或多个标志物，诊断敏感度与特异度都有不同程度的提高，值得进一步探讨。

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10.3969/j.issn.1009-6663.2017.09.045

230000 安徽 合肥，安徽省第二人民医院呼吸内科

齐保龙，E-mail：675971276@qq.corn

2017-01-23]