血清HMGB1、IL-27水平及CAT评分与COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的关系分析

韩曙光 刘玲 冯金萍 吕蕾 王昕华

南京医科大学附属无锡第二医院(无锡市第二人民医院)呼吸科214002

COPD是一种由有害颗粒及有害气体引起异常炎症反应的持续气流受限性呼吸内科疾病。在全球范围内,COPD发病率和病死率逐年升高,患者主要出现呼吸困难、气短、胸闷、咳嗽、咳痰等临床症状,病情严重时出现焦虑、疲乏等全身症状,对患者生活质量造成严重影响。随着COPD疾病进展,肺部病理变化会引起Ⅱ型呼吸衰竭发生[1]。高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1)是在真核细胞内广泛存在的非组蛋白,具有基因表达与调控作用。近年来有研究发现其可作为炎症介质参与多种炎症性疾病发生[2]。IL-27具有免疫反应调节作用,并能刺激肥大细胞、单核细胞等产生炎性细胞因子。有研究发现,慢性心力衰竭[3]、支气管哮喘患者[4]IL-27水平均明显升高。慢性阻塞性肺病评估测试(chronic obstructive pulmonary disease assessment test,CAT)量表则是用于评价患者症状控制情况、生活质量的重要工具,可靠性高[5]。本研究通过检测COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平的变化,分析以上指标与肺功能指标及预后的相关性,并探讨CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的关系。

1 对象与方法

1.1研究对象 选取南京医科大学附属无锡第二医院2016年10月至2018年10月期间收治的COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者80例作为COPD合并呼吸衰竭组,选取同期收治的COPD患者80例作为COPD组,体检健康者80名作为对照组。COPD合并呼吸衰竭组中男42例,女38例,年龄(66.48±8.23)岁,年龄范围为51～80岁,吸烟指数(33.28±16.49)包·年,吸烟指数范围为12～55包·年；COPD组中男41例,女39例,年龄(66.04±7.85)岁,年龄范围为50～78岁,吸烟指数(31.16±15.38)包·年,吸烟指数范围为10～54包·年；对照组中男43例,女37例,年龄(66.81±7.93)岁,年龄范围为52～79岁,吸烟指数(26.64±10.42)包·年,吸烟指数范围为8～42包·年。3组在性别、年龄方面差异无统计学意义,具有可比性。本研究经本院伦理委员会批准通过(批准文号：20160803)。

纳入标准：(1)符合COPD诊断标准[6]；(2)COPD合并呼吸衰竭组患者合并Ⅱ型呼吸衰竭；(3)年龄50岁以上；(4)患者均知情同意。

排除标准：(1)心肾功能严重异常者；(2)合并免疫系统疾病者；(3)肺结核、肺间质纤维化、支气管扩张、支气管哮喘、肺癌者；(4)具有肺部手术史者。

1.2检测指标

1.2.1肺功能检测 采用肺功能仪(德国耶格公司)检测第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)占预计值百分比、FEV1/FVC。

1.2.2CAT评分 采用CAT量表[7]评价疾病症状对患者生活的影响。量表包括8个问题,总分0～40分,分值越高代表生活所受影响越大。

1.2.3血清HMGB1、IL-27水平检测 采集患者清晨空腹静脉血4～5 ml,室外静置20 min后,离心半径15 cm,3 000 r/min离心10 min,取上清待检测。采用酶联免疫吸附试验法检测血清HMGB1、IL-27水平,试剂盒购自美国R&D公司。

1.3统计学分析 应用SPSS 22.0软件进行统计分析。正态分布的计量资料以±s表示,2组间比较行独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,多组间两两比较采用q检验。相关性分析采用pearson相关分析。检验水准α=0.05,均为双侧检验,P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1各组肺功能指标比较 各组间FEV1%pred和FEV1/FVC比较差异均有统计学意义(F值分别为103.471、76.302,P值均＜0.05),COPD合并呼吸衰竭组FEV1%pred和FEV1/FVC均低于COPD组和对照组(P值均＜0.05)。见表1。

表1 各组肺功能指标比较(%,±s)

表1 各组肺功能指标比较(%,±s)

注：FEV 1%pred为第1秒用力呼气容积占预计值百分比；与对照组比较,a P＜0.05；与COPD组比较,b P＜0.05

组别 例数 FEV 1%pred FEV 1/FVC COPD合并呼吸衰竭组 80 42.28±6.54ab 39.58±5.26ab COPD组 80 61.22±7.36a 53.47±7.05a对照组 80 86.26±8.72 67.36±7.54 F值 103.471 76.302 P值 0.000 0.000

2.2各组CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平比较 COPD合并呼吸衰竭组CAT评分高于COPD组(P＜0.05)。各组血清HMGB1、IL-27水平比较差异均有统计学意义(F值分别为56.392、214.322,P值均＜0.05),COPD合并呼吸衰竭组血清HMGB1、IL-27水平高于COPD组和对照组(P值均＜0.05)。见表2。

表2 各组CAT评分及血清H MGB1、IL-27水平比较(±s)

表2 各组CAT评分及血清H MGB1、IL-27水平比较(±s)

注：CAT为慢性阻塞性肺病评估测试；HMGB1为高迁移率族蛋白B1；与对照组比较,a P＜0.05；与COPD组比较,b P＜0.05

组别 例数 CAT评分(分) H MGB1(μg/L) IL-27(ng/L)COPD合并呼吸衰竭组 80 21.51±6.69b 4.05±0.94ab 187.37±46.32ab COPD组 80 15.38±4.38 3.27±0.82a 126.48±34.15a对照组 80 - 1.65±0.48 63.28±12.84 F值 - 56.392 214.322 P值- 0.000 0.000

2.3CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与肺功能指标相关性分析 CAT评分、血清HMGB1、IL-27水平均与FEV1%pred、FEV1/FVC呈负相关(P值均＜0.05)。见表3。

表3 各组CAT评分及血清H MGB1、IL-27水平与肺功能指标相关性分析

2.4CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与患者预后关系 COPD合并呼吸衰竭组28 d死亡27例,存活53例,死亡率为33.75%。死亡者CAT评分、血清HMGB1、IL-27水平均高于存活者(t值分别为4.918、4.175、6.133,P值均＜0.05)。见表4。

表4 COPD合并呼吸衰竭患者CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与预后关系(±s)

表4 COPD合并呼吸衰竭患者CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与预后关系(±s)

注：CAT为慢性阻塞性肺病评估测试；HMGB1为高迁移率族蛋白B1

预后 例数 CAT评分(分)HMGB1(μg/L)IL-27(ng/L)死亡 27 24.95±3.48 4.72±0.87 221.32±37.64存活 53 19.29±5.43 3.69±1.12 160.15±44.28 t值 4.918 4.175 6.133 P值 0.000 0.000 0.000

3 讨论

Ⅱ型呼吸衰竭是呼吸功能长时间受损引起肺通气、换气功能障碍,伴有缺氧及二氧化碳潴留,造成一系列代谢功能及生理功能出现异常的临床综合征。COPD患者反复出现低氧血症及肺部感染,使肺小动脉发生痉挛,血流阻力增加,最终导致肺动脉血管重塑,呼吸衰竭发生[8]。COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭病死率较高,如何及时发现病情危重者,监测疾病进展对于改善患者预后具有重要意义。

CAT是用于评估COPD患者病情程度的重要工具,患者可采用该量表自行检测,操作方便,计算简单。CAT量表注重患者精神状态及生活能力的评价,结合肺功能检查,能更加全面评估患者整体状态[9]。有研究显示,随着COPD患者GOLD分级的升高,CAT评分逐渐升高,认为CAT评分可反映疾病严重程度[10]。本研究结果显示,COPD合并呼吸衰竭组CAT评分明显高于COPD组,且与肺功能指标FEV1%pred、FEV1/FVC呈负相关,说明CAT评分越高,患者肺通气功能越差,可用于评估疾病进展。但CAT评分受患者主观因素影响较大,结果存在一定偏差。

HMGB1是存在于真核细胞DNA小沟中的非组蛋白,可调节基因表达及核小体稳定性,不仅可作为核蛋白参与转录、DNA修复等多种生理学过程,还可作为细胞因子释放到细胞外,参与信号传导,调节氧化应激及炎症反应[11]。HMGB1与疾病关系的研究主要集中于恶性肿瘤、脓毒症、类风湿性关节炎等疾病[12-15]。近期,李莉等[16]研究发现HMGB1与COPD的发生、发展具有一定关系,可通过炎症反应加重COPD疾病进展。IL-27是由激活的树突状细胞及巨噬细胞释放的细胞因子,通过调节Th淋巴细胞参与气道炎症反应,既能促进Th1细胞增殖及细胞因子分泌,又能抑制Th1型免疫应答强度[17]。曹梅等[18]研究发现COPD患者血清IL-27水平较健康者明显升高,并与FEV1%pred呈负相关,认为IL-27参与了气道炎症反应。既往单独研究HMGB1或IL-27与COPD的关系的文章较多,但国内尚没有联合HMGB1和IL-27与COPD的关系的研究。考虑到COPD的发病机制与气道炎症和感染、小气道阻塞、黏液分泌过多、氧化应激损伤、遗传等多种因素有关,其中炎症和感染是COPD疾病进展的关键所在[19],所以本研究同时研究HMGB1、IL-27与COPD的关系。结果发现,COPD合并呼吸衰竭组血清HMGB1、IL-27水平高于COPD组和对照组,说明COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者存在HMGB1、IL-27水平升高现象,且HMGB1、IL-27水平与肺功能指标均呈负相关,随着HMGB1、IL-27水平升高,患者肺功能逐渐减弱。Wong等[20]研究认为HMGB1不仅可作为晚期炎症介质参与多器官组织损害,还可经旁分泌和内分泌途径促进内皮细胞、单核细胞合成分泌大量炎症因子,如肿瘤坏死因子α、IL-8、单核细胞趋化蛋白1、血管内皮生长因子等,而以上炎症因子又可促进HMGB1释放,形成恶性循环,不断放大炎症反应。Fabbi等[21]研究认为IL-27能激活Th1细胞免疫应答,产生肿瘤坏死因子α、IL-2、干扰素γ等细胞因子,促进炎症细胞(T淋巴细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等)释放金属蛋白酶、中性粒细胞组织蛋白酶G、中性粒细胞弹性蛋白酶及中性粒细胞蛋白酶3等,使组织受到破坏。两者通过不同途径加重肺部炎症,共同促进COPD进展,同时检测可提高疾病评估准确性,且血清学指标检测较为客观,与肺功能指标相关性较强,评估结果相对更为可靠。

另外,本研究结果还发现,CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与患者预后有关。与存活患者比较,死亡患者CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平明显较高,提示CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平不仅能检测疾病的发展,对疾病预后也有一定预测作用。

综上所述,COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者CAT评分及血清HMGB1、IL-27水平与患者肺功能具有良好相关性,CAT评分与血清学指标相结合能更好地评估患者病情进展及预后,且上述检查经济、方便,易于被医师及患者接受。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突