血清endocan、CRP、PCT 对AECOPD 的诊断和病情评估价值研究

王春林，李宏云，赵文飞，苗少一

（河南省郑州市郑州大学第五附属医院 呼吸内科，河南 郑州）

0 引言

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease， COPD）的急性发作次数与患者死亡风险密切相关，慢阻肺急性发作（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease， AECOPD)加速肺功能下降，不断破坏肺组织正常结构，给患者造成沉重的心理和经济负担[1]。虽然近年对AECOPD 的病理生理研究有所进展，但对AECOPD 的判定主要依据是患者临床表现，然而不同患者AECOPD 的临床表现变化较大，难以准确开展早期诊断和病情评估，进而造成治疗的延误。COPD 急性发作时炎性介质大量释放，因此，如果能结合一些炎性生物学标记物，早期识别AECOPD 病情变化，做到精准治疗，将给病人带来一个较好预后。Koutsokera A[2]等检测AECOPD 患者多种炎性标志物，研究发现大多数炎症指标在COPD 急性发作时增加并且在恶化过程中消退，但与病情变化相关性难以确定。虽然有相关国内外研究，但到目前为止，尚无一种生物标志物在AECOPD 的诊断应用中获得广泛认可，需进一步对可以识别AECOPD 生物标志物进行研究识别[3]。内皮细胞特异性分子-1（endocan）是内皮细胞相关蛋白多糖，在肾和肺脏内皮高表达，反映内皮激活和功能障碍，其可能成为评估研究呼吸系统阻塞性疾病和炎症疾病的生物标志物[4]。C-反应蛋白（C-reactive protein， CRP）、降钙素原（procalcitonin， PCT）是目前临床中常用的炎症反应标志物，为进一步明确上述三种炎症标志物在AECOPD 的意义，分别对AECOPD 患者、COPD稳定期患者和健康者的血清中endocan 、CRP 以及PCT 进行检测分析，旨在探讨endocan、CRP、PCT 在AECOPD 判定和病情评估中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院呼吸内科于2017 年10 月至2019 年1 月收治的 AECOPD 患者85 例，COPD 及AECOPD 诊断符合中华医学会呼吸病学分会制定的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》[5]，其中男性47例，女性38 例，年龄45～82 岁，平均(65.05±7.80)岁，按照病情严重程度即肺功能结果以及是否合并呼吸衰竭、需要无创呼吸机治疗将AECOPD 患者从轻度至重度依次分为A 、B、C、D 四组，患者肺功能第一秒用力呼气容积（FEV1）占预计值的百分比（FEV1%预计值）≥50%者为A 组，30%≤FEV1%预计值＜50%者为B 组，FEV1%预计值＜30%者为C 组，动脉血气分析提示呼吸衰竭或需要无创呼吸机辅助呼吸者为D 组。以上患者经治疗症状体征均缓解到稳定状态为稳定期组，选取同期来本院进行体检的30 例健康体检者为对照组，年龄40～80 岁，平均(64.20±9.42) 岁。各组受试者一般资料详见表1。排除标准包括：①有严重的心、肝、肾、恶性肿瘤等严重疾病；②有其他慢性疾病如糖尿病、心脏病、慢性肾炎、风湿性自身免疫性疾病等；③有其他肺部疾病如支气管扩张、肺结核、肺动脉栓塞等；④住院期间不能配合检查治疗的患者。各组间年龄、性别比差异无统计学意义(P＞0.05)，研究数据具有可比性。入组患者及家属均知情同意并签署知情同意书，本院伦理委员会已对该项研究审核和批准。

1.2 研究方法

1.2.1 检测指标

AECOPD 患者及健康体检者均于入院后或入院第二日即刻抽取空腹静脉血，COPD 稳定期组于评估为稳定期后立即抽取空腹静脉血。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测endocan、PCT，免疫比浊法检测CRP。

1.2.2 统计学处理

采用SPSS 22.0 统计学分析相关数据，对计量资料使用±s 记录，计数资料使用百分比（%）形式记录，多组间比较时先使用单因素方差分析，若单方差分析结果提示存在差异再使用LSD-t检验进行组间两两比较，计数资料使用卡方检验，检验水准α 设为0.05。为减少组间并将加重期的各项指标统计绘制受试者工作特征（ROC）曲线，计算曲线下面积AUC(area under the ROC curve)和最佳临界值，AUC 越大，提示该试验的诊断价值越高。当AUC接近1.0 时，表示指标的诊断效能较高，当AUC 在0.7～0.9 之间时表示指标具有一定的诊断效能，当AUC=0.5 则指标不具有诊断价值。

2 研究结果

2.1 患者一般资料比较（表1）

健康对照组、稳定期及A、B、C、D 各组间性别、年龄差异均无统计学意义(P＞0.05)，基线资料均衡，具有可比性。

表1 各组受试者基线资料比较

2.2 AECOPD 各组患者各指标比较

患者血清endocan 水平各组间差异均有统计学意义(P＜0.05)，并随分组严重程度增高而增高；患者血清PCT 水平除A 组与B组组间差异无统计学意义(P＞0.05)外，余组间差异均有统计学意义(P＜0.05)；患者血清CRP 水平除A 组与B 组、C 组与D 组组间差异均无统计学意义(P＞0.05)外，余组间差异均有统计学意义(P＜0.05)，详见表2。

表2 AECOPD 患者各组指标比较

2.3 不同受试者各指标对比

稳定期患者血清endocan、PCT、CRP 水平均高于健康组，各组间差异有统计学意义(P＜0.05)。AECOPD 患者血清endocan、PCT、CRP 水平均高于稳定期组，各组间差异有统计学意义(P＜0.05)。详见表3。

2.4 各指标对AECOPD 诊断价值（表4；图1）

用endocan、CRP、PCT 诊 断AECOPD 的AUC 为0.900、0.823、0.819；endocan 最佳临界值为1.315μg/L 时诊断AECOPD的敏感度(the true positive rate，TPR)为83.5%，特异度(the false positive rate，FPR) 为84.3%；CRP 最佳临界值为13.565mg/L 时诊断AECOPD 的TPR 为61.2%，FPR 为93%；PCT 最佳临界值为0.235μg/L 时诊断AECOPD 的TPR 为54.1%，FPR 为98.3%。

图1 endocan、CRP、PCT 诊断AECOPD 的ROC 曲线

3 讨论

COPD 的发病机制尚不完全清楚，目前普遍接受的可能发病机制是气道炎症学说，肺内炎症细胞在致病因素的刺激下活化并分泌大量炎症因子和其他介质，肺内微环境的改变造成肺组织和气道损伤[6]，炎症亦在AECOPD 发病机制中起着决定性作用，炎症反应可由感染，吸烟，纤尘和其他因素引起，这加剧了支气管壁的破坏和重塑，导致AECOPD 的反复发作。有文章指出，COPD患者血液中炎性生物标志物的增加可反映气道炎症是AECOPD的关键特征[7]。因此，结合一些特异性、灵敏性更好的炎性生物学标记物对AECOPD 进行诊断是可行的。

Enodcan 主要由肺血管内皮、肾脏血管内皮以及肿瘤血管内皮细胞分泌，在肠道血管内皮也可检测到，其可能在调节细胞粘附中起重要作用，并且升高的血浆水平可能反映内皮功能障碍[8]。 多名国内外学者研究endocan 对肺部炎症疾病的临床价值展开研究。 Mikkelsen 等[9]研究表明，血清endocan 的变化可以预测肺损伤(ALI) 的发生的风险。Scherpereel 等[10]研究认为，endocan对脓毒血症的诊断和预测有重要意义，可作为诊断脓毒症及严重程度分级的生物标志物。有研究表明[11]，血清endocan 评估社区获得性肺炎（CAP）严重程度方面优于 CRP 和白细胞计数（WBC），且与肺炎严重程度显著相关。Bechard 等[12]研究表明，endocan 在急性和严重炎症反应过程中被正调节，在控制肺部炎症反应中发挥关键作用。 以上研究说明血清中endocan 可反映肺部炎症存在、严重程度以及预后情况，也使endocan 作为诊断AECOPD 的生物标志物成为可能。本研究显示，AECOPD 患者血液中endocan 水平高于COPD 稳定期及健康组，并随AECOPD严重程度增高而呈递增趋势，能够较好的反映AECOPD 严重程度，因此我们认为endocan 对于评估AECOPD 的严重程度判断具有较高临床价值。Endocan 在AECOPD 升高的调节机制和信号通路还未明确，研究表明VEGF（血管内皮生长因子）、TNF（肿瘤坏死因子）、TGF-β（转化生长因子-β）的表达增加可以活化蛋白激酶C/ 核因子kB 信号通路，从而上调endocan mRNA 的表达[13-16]。而国内外多项研究表明VEGF、TNF、TGF-β 在COPD的发病过程中起重要作用，并在AECOPD 期间明显升高[17-20]，因此我们推测endocan 在COPD 的急性发作时分泌增加可能与VEGF、TNF、TGF-β 相关。

CRP 是一种肝脏合成的反应蛋白，在肺部炎症的急性期能够用来判断进展[21-22]，Deng 等[23]认为CRP 可以评估AECOPD 病情。本研究也表明其含量水平变化能够反映AECOPD 患者的病情严重程度，但在个别组间无明显统计意义，表明CRP 对于AECOPD病情进展的识别有时会存在一定困难。PCT 作为降钙素的前肽物质，常应用于感染性疾病的诊断[24]。临床上常将PCT 作为细菌感染程度判定指标，PCT 的升高提示疾病的进展，而其降低则提示是患者病情好转。Niu R[25]等表示PCT 可以作为AECOPD 病情严重程度的评价标志物。本研究显示，AECOPD 患者血液中PCT 水平显著高于COPD 稳定期及健康对照组，AECOPD 严重程度与PCT 水平变化不明确，无法区分A 组和B 组，表明PCT 在AECOPD 轻度加重时对于病情变化的提示作用有限。因此CRP、PCT 可为AECOPD 的病情评估提供一定的参考价值，以上研究可以看出，Endocan、CRP、PCT 均可以提示AECOPD 的发生及不同程度反映出AECOPD 病情严重程度，但endocan 较CRP、PCT 能够更好及时反映出病情变化。

在我们研究中，COPD 稳定期患者血清中三项指标均显著高于健康对照组，差异具有统计学意义 (P＜0.05)。多名学者[26-27]研究表明COPD 稳定期检测的相关炎症指标显著高于健康组。以上研究提示COPD 稳定期患者长期处于气道炎症状态，这也势必不断对局部肺组织造成损伤，促进疾病进展。在机体受到外界因素刺激多种因素作用下，多次急性发作，造成气道重塑和气流阻塞，进而表现为肺功能的不可逆恶化。这也是COPD 稳定期患者肺功能逐渐下降和死亡率增加的一个重要原因。

通 过ROC 曲 线 对 比 分 析 血 清 endocan、CRP、PCT 对AECOPD 的 诊 断 价 值 发 现，endocan、CRP、PCT 对AECOPD 诊断的AUC 分别为0.900、0.823、0.819，endocan 对AECOPD 诊断价值高于CRP、PCT。当 endocan 最佳临界值为1.315μg/L 时诊断AECOPD 的TPR 为83.5%，FPR 为84.3%；CRP 最佳临界值为13.565mg/L 时诊断AECOPD 的TPR 为61.2%，FPR 为93%；PCT 最佳临界值为0.235μg/L 时诊断AECOPD 的TPR 为54.1%，FPR为98.3%，结果显示endocan 对AECOPD 的诊断敏感度高于PCT、CRP，但其特异度低于CRP、PCT。

生物标志物可为COPD 临床诊疗提供重要手段，并可用以提高诊断准确性、评价治疗效果。本研究显示，血清 endocan 水平在AECOPD 的诊断价值及病情评估方面优于 CRP、PCT，提示其可能作为AECOPD 特异生物标志物具有一定的应用前景。由于本研究分组方法单一、样本量较少.且收集的样本只是于本单位就诊的患者，因此拟下一阶段对AECOPD 患者进行多样分组.采取大样本量、覆盖不同区域进行研究。