热休克蛋白27对慢性阻塞性肺疾病急性加重住院患者预后的预测作用

王立芹 李书阅 蒋云书 董亮亮

聊城市第二人民医院呼吸内科252600

COPD 是一种具有不可逆性气流阻塞性质的慢性支气管炎,常伴有肺气肿[1]。慢性阻塞性肺疾病急 性 加 重 (acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD) 是COPD患者病情恶化,咳嗽、咳痰等原有症状加重,并出现新症状,是COPD 患者住院和死亡的主要因素之一[2]。有效的血清生物标志物可能会优化COPD 急性加重住院患者的治疗方案、改善预后[3]。研究发现[4],生物标志物热休克蛋白 (heat shock protein,HSP)可能对COPD 的分类、发病机制及治疗具有一定的价值。热休克蛋白27 (heat shock protein 27,HSP27)属于小热休克蛋白,氧化应激能诱导HSP 的表达,而氧化应激也是COPD 的致病机制之一[5]。有研究报道[6],与健康的非吸烟者和吸烟者相比,COPD 患者的HSP27血清浓度显著增加。血清HSP27浓度与肺活量及高分辨率CT 的相关性分析表明,在吸烟人群中,HSP27是肺中空气滞留和肺气肿的独立预后因子[7]。因此,本研究以聊城市第二人民医院住院治疗的AECOPD 患者为研究对象,以全因死亡率为终点随访3 年,旨在探索HSP27 在AECOPD 住院患者预后中的预测作用。

1 对象与方法

1·1 研究对象 以2014年6月至2016年11月在聊城市第二人民医院接受治疗的AECOPD 患者246例为研究对象。根据入院时HSP27浓度分为2组,HSP27≥3 098 ng/L 组68 例,HSP27＜3 098 ng/L组178例。纳入标准:(1)符合中国慢性阻塞性肺疾病全球倡议2013年版介绍[8]中的诊断标准。(2)年龄＞60岁;(3)COPD Ⅱ～Ⅳ期的急性加重患者。排除标准:(1)诊断有认知障碍者;(2)合并有支气管哮喘、肺结核、肺癌等其他呼吸系统疾病者;(3)合并严重肝、肾等功能代谢障碍者;(4)合并类风湿性关节炎等免疫障碍疾病者;(5)住院期间死亡的患者。本研究经本院伦理委员会批准 [2014年科研第 (014)号],所有患者均同意参加研究并签署知情同意书。

1·2 研究方法 收集研究对象的年龄、性别、既往疾病史,计算体质量指数 (body mass index,BMI)。记录患者入院时实验室检查参数,包括全血细胞计数、C 反应蛋白 (C-reaction protein,CRP)。采用酶联免疫吸附法 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血浆心肌肌钙蛋白T (高敏)(cardiac troponin T,c Tn T)和N 末端脑钠肽前体 (N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)浓度。在入院时、出院时及出院后180 d收集患者血清样品,将血液样品离心分离出血清,分装保存在-80 ℃直到进一步测试,采用ELISA 检测血清HSP27 浓度。ELISA 试剂盒购买于上海酶联生物科技有限公司,采用Bio Tek ELx800全自动酶标仪进行检测,检测步骤严格按照试剂盒操作步骤执行。所有患者出院后随访3年 (即入院后1 095 d),观察的终点是全因死亡率。用于Kaplan-Meier曲线分析和Cox回归模型分析的血清HSP27浓度的截断值参考Ünver等[9]研究报道的结果。

1·3 统计学分析 数据采用SPSS 19.0进行统计分析,计量资料采用±s 表示,组间比较采用两独立样本t检验或单因素方差分析,计数资料采用例(%)表示,组间比较采用χ2检验。相关性分析采用Pearson相关性分析。单因素生存分析采用Kaplan-Meier曲线法,组间比较采用log-rank 检验;多因素生存分析采用Cox回归模型。P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2·1 患者的一般临床特征 HSP27≥3 098 ng/L组68例,其中男46例、女22例,年龄(74.12±6.94)岁,HSP27＜3 098 ng/L 组178 例,其中男126例、女52例,年龄(72.49±7.06)岁。与HSP27＜3 098 ng/L AECOPD 患者比较,HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者CPR、c Tn T、NTproBNP水平显著升高,差异有统计学意义(P ＜0.05)。HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者与HSP27＜3 098 ng/L AECOPD 患者在年龄、BMI、性别、GOLD 分级、长期家庭氧疗、心脏衰竭、动脉高血压、缺血性心脏病、糖尿病等临床特征方面差异均无统计学意义(P 值均＞0.05)。见表1。

2·2 AECOPD 患者中HSP27 表达水平 与HSP27＜3 098 ng/L AECOPD 患者比较,HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者入院时和出院时HSP27水平显著升高,差异有统计学意义 (P ＜0.05)。与入院时比较,HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者出院时和出院后180 d HSP27 水平显著降低,差异有统计学意义(P ＜0.05)。见表2。

2·3 生存分析 Kaplan-Meier生存曲线结果示,NT-proBNP ≥900 ng/L、c Tn T ＞14 ng/L、HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者死亡风险显著升高(P =0.000、0.003、0.022);其中HSP27≥3 098 ng/L AECOPD 患者的中位生存时间为836 d。见图1～3。多变量Cox比例风险分析示,年龄、GOLD 分级、NT-proBNP 与AECOPD 患者3 年全因死亡率风险增加显著相关 (P ＜0.05);HSP27 与AECOPD 患者90 d、180 d、1年全因死亡率风险增加显著相关 (P ＜0.05),与AECOPD患者3年全因死亡率风险增加无显著相关性(P ＞0.05)。见表3。

图1 根据NT-proBNP 浓度分层的Kaplan-Meier生存曲线图

2·4 HSP27 与其他生物标志物的相关性分析 Pearson相关性分析结果示,入院时血清HSP27浓度与CRP、c Tn T、NT-proBNP 水平呈正相关(r=0.240、0.353、0.429,P 值均＜0.001)。

表1 患者的一般临床特征

表2 AECOPD 患者中HSP27表达水平 (ng/L,±s)

表2 AECOPD 患者中HSP27表达水平 (ng/L,±s)

注:AECOPD为慢性阻塞性肺疾病急性加重;HSP27为热休克蛋白27;与入院时比较,a P ＜0.05

组别例数入院时出院时出院后180 d HSP27≥3 098 ng/L 68 3 621.57±517.18 2 758.25±456.56a 2 184.04±416.91a HSP27＜3 098 ng/L 178 1 938.99±490.25 1 854.53±439.97 1 572.83±441.63 t值4.722 2.851 2.013 P 值0.003 0.029 0.091

图2 根据c Tn T 浓度分层的Kaplan-Meier生存曲线图

图3 根据HSP27浓度分层的Kaplan-Meier生存曲线图

3 讨论

COPD 的急性加重是COPD 患者住院治疗的主要因素,可能造成肺功能永久性降低,甚至危及生命[10]。本研究结果发现,AECOPD 患者入院时血清HSP27浓度显著升高,急性症状减轻或出院后HSP 浓度显著降低,这与Somborac-Baˇcura等[11]研究的结果一致。HSP27是热休克蛋白家族的重要成员,是一种多功能的细胞保护因子,即通过调节许多解毒酶的活性和促进错误折叠蛋白的退化来保护细胞,稳定线粒体电位和抑制细胞色素C的释放,从而抑制细胞凋亡[12]。此外,HSP27可能通过激活丝裂原活化蛋白激酶及核因子κB 信号转导通路,促进氧化应激条件的细胞生存[13]。因此,HSP27的过表达能对抗氧化应激和细胞凋亡,从而保护吸烟者和COPD 患者的肺泡细胞。研究发现[14],血清HSP27可作为肺中空气滞留和肺气肿的独立预后因子。因此,我们尝试以血清中浓度3 098 ng/L 为截断值[9],采用Kaplan-Meier曲线法和Cox 回归模型进行生存分析,确定血清中HSP浓度≥3 098 ng/L能否作为AECOPD 患者短期或长期全因死亡率的重要预测指标。

本研究结果发现,HSP27 ≥3 098 ng/L AECOPD 患者CRP、c Tn T、NT-proBNP 水平显著升高。研究表明[15-18],血清中CRP、c Tn T、NT-proBNP 浓度可作为急性加重发作后预测COPD 患者预后的标志物。张利和肖梅[16]研究发现,CRP可以作为反映AECOPD 患者病情的敏感指标,在机体处于感染不断恶化、持续炎症状态下,CRP水平持续增高;且血清中CRP表达水平越高,AECOPD 患者的肺功能越差。李雪翔等[17]研究发现,在排除急性冠脉综合征、心力衰竭、合并有其他非冠状动脉粥样硬化性心脏病性心脏疾病患者及肺栓塞等病变的影响后,AECOPD 伴呼吸衰竭死亡组患者NTproBNP 及c Tn T 两种标志物水平显著升高,提示常规检测血浆c Tn T、NT-proBNP等有助于判断AECOPD 伴呼吸衰竭患者的病情严重程度,对控制病情进一步恶化及改善疗效和预后有重要意义。李小玲等[18]研究发现,AECOPD不伴有急性心肌梗死患者中hs-c Tn T 动态增高的主要原因与患者感染加重、呼吸功能减弱及肾功能减退有关。此外,本研究结果发现,入院时血清HSP27 浓度与CRP、c Tn T、NT-proBNP水平呈显著正相关,提示HSP27可能作为COPD患者急性加重后的预后标志物。

表3 多变量Cox比例风险分析

本研究结果发现,HSP27 ≥3 098 ng/L AECOPD 患者死亡风险显著升高,中位生存时间为836 d;HSP27与AECOPD 患者90 d、180 d、1年全因死亡率风险增加显著相关,与AECOPD患者3年全因死亡率风险增加无显著相关性,提示血清HSP27浓度可能预测COPD 急性加重后短期生存率,但尚不能作为3年长期全因死亡率的独立预测因子。研究发现[19-21],其他一些疾病如癌症、心血管疾病、糖尿病或肾损伤患者的血清也发现了HSP27浓度显著升高。因此,血清HSP27作为生物标志物在预测AECOPD 患者预后时的特异性还有待更多样本人群的进一步研究,以及更多前瞻性临床试验来确定生存预测的最佳截断值。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突