慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清生长分化因子15和白细胞介素6的表达水平及临床意义▲

潘美妮 李林霖 曾叔兵 潘新梅 邓俊华 陆江玉 罗维贵

(1 右江民族医学院研究生学院，广西百色市 533000，电子邮箱：1258008793@qq.com；2 右江民族医学院附属医院呼吸内科，广西百色市 533000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种常见的可预防和可治疗的疾病，具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和(或)肺气肿，可进一步发展为肺心病和呼吸衰竭等常见慢性疾病[1]。COPD的发病与有害气体及有害颗粒的异常炎症反应有关，致残率和病死率很高[2]，已成为全球第四大死因，预计到2020年将成为全球第三大死因[1，3]。目前，主要根据患者临床症状和体征对COPD急性加重期(acute exacerbation of COPD，AECOPD)进行诊断，具有主观性。肺功能指标第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)是用于预测患者病情急性加重或死亡风险的指标，但其变异度较大，准确率不高[4]。因此，本文探讨AECOPD患者血清生长分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF-15)、白细胞介素6(interleukin 6，IL-6)表达的临床意义，为诊断AECOPD寻找有效的血清生物指标。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集右江民族医学院附属医院呼吸内科2017年8月至2018年5月收治的COPD患者120例为研究对象，其中COPD稳定期患者40例(稳定组)，AECOPD 患者80例(加重组)。所有患者均符合《慢性阻塞性肺疾病诊断、处理、预防全球策略》(2017年修订版)[4]的诊断标准及分期标准。80例AECOPD患者中，全球策略[4]分级为1级、2级40例(加重1组)，3级、4级40例(加重2组)。同期选择在我院门诊进行健康体检的40例健康者为对照组。4组研究对象的性别、年龄、吸烟者比例、体质指数比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会批准，患者及其家属知情同意并签署知情同意书。

表1 各组的一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 血清GDF-15、IL-6检测：抽取受试者早晨空腹状态下肘静脉血5 mL，用6K15高速冷冻离心机(德国博励行仪器有限公司)3 000 r/min离心10 min,收集上清液保存于-80℃冰箱待测。采用酶联免疫吸附试验检测血清GDF-15和IL-6水平，所有操作严格按照试剂盒说明书进行操作。试剂盒(GDF-15批号：8QLXQHU2；IL-6批号：FUAJQKQ2)由武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司提供，其标准品和样本的光密度值使用RT-6000多功能酶标仪(深圳雷杜生命科学股份有限公司)测定，根据标准品光密度值描绘标准曲线，得出方程式后计算血清GDF-15和IL-6浓度。

1.2.2 肺功能测试：应用耶格肺功能仪(意大利科时迈公司，MasterScreen系列)检测肺功能指标，记录FEV1，计算FEV1占预计值百分比(percentage of predicted forced expiratory volume in one second，FEV1% pred)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 24.0软件进行统计学分析，符合正态分布且方差齐的计量资料以(x±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验；计数资料以例数和百分数(%)表示，组间比较采用χ2检验；相关性分析采用Pearson相关，以P<0.05为差异有统计学意义；采用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线评估GDF-15 和IL-6诊断AECOPD的临床价值。

2 结 果

2.1 各组的血清GDF-15与IL-6表达水平比较 血清GDF-15、IL-6水平均呈对照组<稳定组<加重1组<加重2组(均P<0.05)，见表2。

表2 4组血清GDF-15、IL-6水平比较(x±s，pg/mL)

注：与对照组比较，*P<0.05，与稳定组比较,#P<0.05，与加重1组比较，△P<0.05。

2.2 AECOPD患者血清GDF-15、IL-6水平与FEV1% pred的相关性 加重1组、加重2组患者血清GDF-15水平与IL-6水平均呈正相关(r=0.548、r=0.684；均P<0.001)；AECOPD患者血清GDF-15、IL-6与FEV1% pred均呈负相关(r=-0.478、r=-0.382；均P<0.001)。

2.3 GDF-15和IL-6对AECOPD患者的临床诊断价值 GDF-15诊断AECOPD的ROC曲线下面积为0.833(P<0.001，95%CI：0.758～0.907)，最佳诊断界值为791.57 pg/mL时，灵敏度、特异度和准确度分别为0.838、0.700和0.792。IL-6诊断AECOPD的ROC曲线下面积为0.682(P=0.001，95%CI：0.582～0.782)，最佳诊断界值为92.88 pg/mL时，灵敏度、特异度和准确度分别为0.713、0.575和0.716。见图1。

图1 血清GDF-15、IL-6诊断AECOPD的ROC曲线

3 讨 论

美国胸科学会和欧洲呼吸病学会将AECOPD定义为呼吸道症状急性加重，包括呼吸困难，咳嗽或咳痰急剧加重，且需要改变治疗方案或住院治疗[5]。COPD急性加重严重影响患者的生活质量，增加不良事件发生率，对社会、经济、医疗等造成沉重负担[1]。因此，早期发现COPD急性加重对预后评估具有重要意义[6]。

IL-6是炎症和多种病理变化的重要细胞介质，具有促炎症和免疫调控作用，与多种疾病密切相关，其可反映COPD病情恶化的严重程度[7]。Ghobadi等[8]研究表明，在COPD加重期间，患者血清IL-6水平升高，并随着疾病严重程度加重而逐渐升高。Liang等[9]研究证明，与COPD稳定期患者和健康志愿者相比，AECOPD患者血清IL-6水平升高，血清IL-6水平与COPD的严重程度呈正相关，与FEV1%呈负相关。本研究结果显示，血清GDF-15、IL-6水平均呈对照组<稳定组<加重1组<加重2组(P<0.05)；相关性分析显示，加重1组、加重2组患者血清IL-6与FEV1% pred均呈负相关(P<0.05)，提示AECOPD患者血清IL-6水平升高，并随疾病的严重程度加重而升高，表明IL-6可作为COPD急性恶化的评估指标。其机制可能是，在炎症状态下，炎性细胞被激活并释放IL-6及其他介质，破坏气道结构和肺组织，导致肺功能下降加速；另外，异常增多的各种炎性介质增强了中性粒细胞的促炎作用，扩大炎症反应。然而， 有研究显示[7]，AECOPD患者血清IL-6水平与稳定期患者比较差异无统计学意义，认为这可能与分组、样本量、地理、实验控制等因素有关。

GDF-15于1997年首次从人单核细胞系克隆得到具有免疫调节作用的细胞因子[10]。正常生理条件下，人支气管和肺泡上皮细胞中GDF-15表达水平极低[11]。在损伤、炎症等病理条件下，血清GDF-15表达水平升高，其具有调节细胞生长、凋亡以及炎症反应等作用。Wu等[12]研究发现，与非吸烟的COPD患者相比，吸烟的COPD患者气道上皮细胞中GDF-15表达水平升高，香烟烟雾暴露可持续上调人气道上皮细胞中的GDF-15表达水平，提示GDF-15可通过诱导激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路，促进黏蛋白5AC在气道上皮细胞的表达，从而增加痰液分泌，加重气道阻塞。Mutlu等[13]研究显示，AECOPD患者血清GDF-15水平高于稳定期患者和健康对照组，因此认为GDF-15是COPD急性恶化的独立预测因子。本研究结果显示，加重1组和加重2组的血清GDF-15水平均高于稳定期组和对照组，且随病情的加重而逐渐升高；相关性分析显示，加重1组、加重2组患者血清GDF-15与FEV1% pred均呈负相关(均P<0.05)。这提示血清GDF-15水平与AECOPD病情严重程度有关，或可作为诊断COPD急性恶化的生物指标。本研究结果还显示，加重1组、加重2组血清GDF-15水平与IL-6水平呈正相关，表明GDF-15表达水平与炎症相关。有研究表明[13-14]，AECOPD患者血清GDF-15水平与C反应蛋白水平呈正相关，表明GDF-15与COPD的炎症和急性恶化有关。有学者认为血清GDF-15水平与IL-6水平存在关联的原因可能是与炎症状态下，巨噬细胞被多种促炎症介质活化后诱导GDF-15 表达增加有关[15]。

ROC曲线分析结果显示，GDF-15诊断AECOPD的最佳界值为791.57 pg/mL，其ROC曲线下面积为0.833(P<0.05)，灵敏度、特异度和准确率分别为0.838、0.700和0.792；而IL-6诊断AECOPD的灵敏度、特异度和准确率分别为0.713、0.575和0.716，且ROC曲线下面积仅为0.682(P<0.05)。这提示，血清GDF-15诊断AECOPD具有较高的准确度，其临床诊断价值优于IL-6，可能为诊断AECOPD的有效生物指标。王善全等[16]的研究也发现，GDF-15诊断AECOPD的准确率较高。

综上所述，血清GDF-15、IL-6水平可反映AECOPD患者病情的严重程度，但GDF-15诊断AECOPD具有较高的准确度，可作为诊断AECOPD及评估病情严重程度的有效生物指标。