胸部CT扫描测定肺动脉与主动脉直径比值与老年COPD患者血清炎症因子的相关性研究

孙荣，张银，丁薇，周晓莉，许德凤，赵云峰

1.宁夏医科大学研究生院，宁夏银川750004；2.上海市浦东新区浦南医院呼吸内科，上海200125；3.上海市浦东新区公利医院呼吸内科，上海200135

胸部CT扫描测定肺动脉与主动脉直径比值与老年COPD患者血清炎症因子的相关性研究

孙荣1，张银1，丁薇2，周晓莉2，许德凤3，赵云峰2

1.宁夏医科大学研究生院，宁夏银川750004；2.上海市浦东新区浦南医院呼吸内科，上海200125；3.上海市浦东新区公利医院呼吸内科，上海200135

目的研究动态测定肺动脉与主动脉直径比值（PA:A）与老年COPD患者血清炎症因子的相关性。方法选取慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）患者90例，根据胸部CT扫描测定，PA:A≤1为A组（45例），PA:A>1为B组（45例），同时行超声心动图、肺功能检查，并测定血清IL-6、IL-21和TNF-水平，记录2组患者入院时、出院时、出院后6个月和12个月的临床资料及12个月内患者急性加重次数及死亡患者数目。结果B组患者1年内急性加重的次数及死亡率明显高于A组。2组患者的PA:A比值、PASP和FEV1%的差异以及血清IL-6、IL-21和TNF-的差异均有统计学意义（<0.05）。且PA:A比值与PASP、血清IL-6、IL-21和TNF-呈正相关，与FEV1%呈负相关（<0.05）。结论胸部CT扫描测定PA:A比值与血清IL-6、IL-21和TNF-水平有一定的相关性。

老年；慢性阻塞性肺疾病；胸部CT扫描；PA:A比值

慢性阻塞性肺疾病（Chronicobstructivepulmonary disease，COPD）是呼吸系统常见病，有较高的发病率和病死率，尤其在老年人群体中，预计至2030年将成为全球第3位主要的死亡原因[1-2]。其病程可分为 急 性 加 重 期（Acute exacerbation of COPD，AECOPD）与稳定期，综合肺功能、风险、CAT评分等可分为A、B、C和D 4级[2]。研究发现胸部CT扫描测定肺动脉与主动脉比值（PA:A）大于1有助于诊断和评估COPD相关肺动脉高压，可以预示COPD病情恶化[3]。本研究通过对90例C、D级COPD患者进行1年的随访，探讨老年COPD患者PA:A比值与血清炎症因子的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究是一项前瞻性队列研究，纳入2014年10月-2016年3月上海市浦东新区公利医院、浦南医院呼吸内科病房收治的AECOPD（C级、D级）患者90例，其中男62例，女28例，年龄51～78岁，中位年龄为65.5岁。入组患者均符合GOLD指南中AECOPD标准[2]，排除标准：(1)年龄<40岁；(2)心、肝、肾功能异常者；(3)无法行肺功能检查者；(4)精神障碍者；(5)支气管哮喘、肺癌等其他需治疗的慢性呼吸系统疾病患者；(6)原发性肺动脉高压，以及引起肺动脉高压的其他疾病（例如肺栓塞、肺间质纤维化、心脏疾病、自身免疫系统疾病等）。所有入组患者均签署知情同意书，本研究已通过上海市浦东新区公利医院和浦南医院伦理委员会批准。

根据胸部CT扫描测定的PA:A比值将入选患者分为2组，其中PA:A≤1为A组，PA:A＞1为B组。A组男性35例，女性10例，中位年龄为65.5岁；B组男性27例，女性18例，中位年龄为66.4岁。2组患者在年龄、性别方面差异均无统计学意义（>0.05）。所有患者均给予吸氧、抗感染、解痉平喘、化痰等对症治疗。入组患者均行超声心动图、肺功能检查，测定血清IL-6、IL-21和TNF-水平，分别记录患者入院时、出院时、出院6个月及12个月的上述指标，若12个月内有急性加重需及时就诊，记录并复查上述指标。随访结束时，A组死亡3人，失访3人；B组死亡7人，失访2人。

1.2 方法

1.2.1 PA:A比值测定在胸部CT纵隔窗肺动脉分叉层面测量肺动脉（PA）与主动脉（A）直径并计算比值。若主肺动脉直径不一致，取较大的直径为主肺动脉直径（分别以垂直90度的角度测量2次直径）[3]。

1.2.2 血清炎症因子测定采用ELISA双抗体夹心法检测（试剂盒由武汉华美生物工程有限公司提供）。患者入院后次日取空腹静脉血5 m L于试管中，3000 r/ min离心，取上层血清，分装于3个eppendorf管中，于-70℃冰箱保存，严格按操作说明统一检测。

1.2.3 肺动脉收缩压（PASP）测定采用GEVivid 7Dimensin彩色多普勒超声诊断仪测定肺动脉收缩压。

1.2.4 肺功能测定使用意大利生产、型号为Pony FX的肺功能仪按随访时间测定。

1.3 统计学分析 应用SPSS19.0统计学软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用 检验；计数资料以率表示，采用2检验；相关性分析采用直线相关性分析。<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 急性加重次数及死亡率比较B组患者1年内急性加重次数明显多于A组，且B组患者1年内死亡率为15.6%，明显高于A组患者的6.7%，差异有统计学意义（<0.05）。见表1。

表1 2组患者1年内急性加重次数及死亡率的比较

2.2 2组患者多项观察指标值比较 入院时2组患者的PA:A比值,PASP差异有统计学意义（<0.05），B组明显高于A组，而血清IL-6、IL-21、TNF-和FEV1%差异均无统计学意义（>0.05）；随访1年后，2组患者PA:A比值、PASP、FEV1%及血清IL-6、IL-21和TNF-的差异均有统计学意义（均<0.05）。见表2。

2.3 PA:A比值与观察指标值的相关性2组患者在各观察时间点的PA:A比值与PASP、血清IL-6、IL-21和TNF-呈正相关，与FEV1%呈负相关（均<0.05）。

3 讨论

研究发现胸部CT测量PA:A比值与肺动脉高压的侵入性检查右心导管术高度一致[4]。研究显示，正常人PA:A<0.9，正常老年人PA:A比值范围为0.77±0.10[5-6]。

本研究随访1年过程中，PA:A>1组患者急性加重次数明显多于PA:A≤1组，且死亡率PA:A>1组高于PA:A≤1组患者，说明PA:A>1的患者病情相对严重，发作更频繁，不易控制，死亡率更高，与Wells的研究结果相似[3]。

入组时2组患者的血清IL-6、IL-21、TNF-和FEV1%差异均无统计学意义；随访1年后，2组患者的PA:A、PASP、FEV1%及血清IL-6、IL-21、TNF-值的差异均有统计学意义，且PA:A比值与PASP、血清IL-6、IL-21和TNF-值呈正相关，与FEV1%呈负相关。结果说明：随访1年后，B组患者比A组患者的PA:A比值、PASP明显升高，而FEV1%显著降低，PA:A>1的患者逐渐出现了较明显的体力下降、肺功能降低，肺动脉压力逐渐升高。

表2 2组患者1年随访期内多项观察指标结果与比较（（±s）

表2 2组患者1年随访期内多项观察指标结果与比较（（±s）

注：与A组入院时比较，△<0.05、▽>0.05;与B组入院时比较，◇<0.05,◆>0.05;与A组1年后比较，□<0.05、■>0.05

组别PA:A比值 肺动脉收缩压（mmHg）F A组（PA:A≤1）入院时(=45)出院时(=45) 6个月后(=45) 12个月后（=39）B组（PA:A>1）0.86±0.09 0.84±0.09 0.90±0.07△0.95±0.07△38.2±9.3 37.7±9.3△45.7±7.5△54.3±6.9△40 46 35 30 EV1%IL-6（pg/m L）IL-21（pg/m L）TNF-（pg/m L）入院时(=45)出院时(=45) 6个月后(=45) 12个月后（=36）1.12±0.09△1.08±0.09◆1.16±0.06◇1.22±0.07◇□53.1±12.3△45.3±12.5◇61.6±11.4◇72.6±10.2◇□.1±12.1 .1±10.6 .8±10.2△.5±9.2△34.4±7.5 35.7±5.8◆30.3±8.3◇28.7±5.9◇□42.89±18.67 22.47±4.33△46.00±3.43 54.65±2.54△48.56±4.35 29.89±5.25◇56.76±2.48◇68.55±3.91◇□923.34±251.52 483.25±99.29△653.18±101.23△965.75±110.62 934.77±262.46 603.59±101.28◇899.88±104.52◆1001.55±194.78◇□89.88±15.22 26.35±8.07△52.45±9.28△75.57±11.32△92.56±16.26 28.48±11.21◇65.87±9.16◇88.45±12.67◆□

IL-6、IL-21、TNF-与肺动脉高压密切相关，在肺动脉压力调节中发挥了作用[7-8]，IL-6、IL-21和TNF-可能是COPD和肺动脉高压共同的影响因子。Takahiro[8]发现，IL-21作为促进肺动脉高压形成的IL-6信号下游的靶点与M 2巨噬细胞极化相关，因此IL-6/IL-21信号传导轴可能是治疗PAH的潜在靶标。

本研究2组患者在入组时血清IL-6、IL-21、TNF-水平均明显高于出院时，随着随访时间的延长，B组患者血中IL-6、IL-21和TNF-逐渐升高，说明血中IL-6、IL-21和TNF-与PA:A升高有一定关系，可能参与了肺动脉高压的形成。随着随访时间的延长，B组患者与A组患者相比，FEV1%降低更明显，而B组患者的PASP，IL-6、IL-21和TNF-显著高于A组患者。

综上所述，胸部CT扫描测定PA:A比值与血清IL-6、IL-21和TNF-水平有一定相关性，动态测定PA:A比值与老年COPD患者的预后有一定关系。本研究为小样本单中心研究，还需扩大样本量，进行多中心研究与验证。

[1]陈颖，刘颖，曹炜，等．北京市部分地区老年人群慢性阻塞性肺疾病发病状况调查[J]．老年医学与保健，2015，21（4）：234-237,241．

[2]GOLD(2015).GlobalStrategy for theDiagnosis,Management, and PreventionofChronicObstructivePulmonary Disease.Available from:http://www.goldcopd.org.

[3]Wells JM,Washko GR,Han MK,.Pulmonary arterialenlargement and acute exacerbationsofCOPD[J].N Engl JMed, 2012,367(10):913-921.

[4]Ng CS,WellsAU,Padley SP.A CT sign of chronic pulmonary arterialhypertension:the ratioofmain pulmonary artery toaortic diameter[J].JThorac Imaging,1999,14(4):270-278.

[5]刘鹏，郭顺林，雷军强，等．慢性阻塞性肺疾病相关肺动脉高压的多层螺旋CT评价[J]．中华结核和呼吸杂志，2012，35（4）：264-268．

[6]Wells JM,DransfieldMT.Pathophysiology and clinicalimplications ofpulmonary arterialenlargementin COPD[J].IntJChronObstructPulmon Dis,2013,8:509-521.

[7]Matura LA,Ventetuolo CE,Palevsky HI,.Interleukin-6 and tumor necrosis factor-areassociated w ith quality of life-related symptomsin pulmonary arterialhypertension[J].Ann Am Thorac Soc,2015,12(3):370-375.

[8]Hashimoto-Kataoka T,Hosen N,Sonobe T,.Interleukin-6/ interleukin-21 signaling axis is critical in thepathogenesisofpulmonary arterial hypertension[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 2015,112(20):E2677-E2686.

Correlation between PA:A Ratio Measured by ChestCTScan and Serum Inflammatory Factors in Elderly Patientsw ith COPD

Sun Rong1,Zhang Yin1,DingWei2,Zhou Xiao-li2,Xu Defeng3*,Zhao Yunfeng2*
1.GraduateSchoolofNingxiaMedicalUniversity,Yinchuan City,Ningxia Province,750004,P.R.China;2.DepartmentofRespiratory Diseases,Punan Hospital,Pudong New Area,Shanghai,200125,P.R.China;3.Department of Respiratory Diseases,Gongli Hospital,Pudong New Area,Shanghai,200135,P.R.China

Objective To study thecorrelation between the ratio of pulmonary artery diameter to aortic diameter(PA: A)and serum inflammatory factorsmeasured dynamically inelderly patientsw ith chronicobstructivepulmonary disease(COPD). Methods 90 casesw ith acute exacerbation chronic obstructive pulmonary disease(AECOPD)wereenrolled and divided,according to chestCT scan,into 1 groups:group A(=45,PA:A≤1)and group B(=45,PA:A>1);echocardiography and pulmonary function testweremade to cases in both groups and the levelsof serum IL-6,IL-21 and TNF-were detected;the clinicaldataofall the caseswere recorded,including adm ission and discharge time,follow-up for6 and 12months,acuteexacerbation time and the number of death w ithin12monthsafter discharge.Results The acute exerbation times and the number of deathw ithin12monthsafter discharge in group Bweremore and bigger than those in group A;there existed a statisticaldifference in PA:A raito,PASP,FEV1%and the levelsof serum IL-6,IL-21 and TNF-between the 2 groups(<0.05);PA: A ratiowas in positive correlation to PASPand the levelsof serum IL-6,IL-21 and TNF-butin negative correlation to FEV1% in both groups(<0.05).Conclusions There existsa certain correlation between PA:A ratiomeasured by chestCT scan and the levelsof serum IL-6,IL-21 and TNF-.

elderly;chronic obstructive pulmonary disease(COPD);chestCT scan;pulmonary artery diameter to aortic diameter(PA:A)

2017-06-04）

（本文编辑：夏世金）

上海市浦东新区科委科技发展基金课题（PKJ2015-Y51）

赵云峰，电子信箱：yfzh71@126.com；

许德凤，电子信箱：xdfm2016@163.com

*Corresponding author:Zhao Yunfeng,E-mail:yfzh71@126.com Xu Defeng,E-mail:xdfm2016@163.com