慢阻肺的血清组织蛋白酶S 检测及其临床意义

陈嘉俊，佘秋民，赵冰，王希上

（深圳市宝安区松岗人民医院检验科，广东 深圳 518105）

慢性阻塞性肺部疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）简称慢阻肺，是一组以持续气流受限为主要特征的、能够预防和医治的肺部疾病，近年来研究证明慢阻肺已成为与高血压和糖尿病“旗鼓相当”的慢性疾病，包括慢阻肺在内的慢性呼吸道疾病已成为继心血管疾病、糖尿病之后的第三大死亡原因[1-3]。

肺功能检查是确诊COPD 及评估病情严重程度最重要的检查，还可用于治疗效果的评价，但肺功能检查的效果与临床医生是否经验丰富、患者是否积极配合等有很大关系，目前临床上对COPD 进行诊断、分级、评估和预后存在明显的局限性，因此从血液中检测COPD 特征性生物标记物正逐步成为研究热点[4]。 有研究表明，血清组织蛋白酶S（cat S）的表达水平可能与COPD 的发病和病情严重程度相关，血清cat S 可加快COPD 肺气肿的产生与小气道重塑，并且参与COPD 的发生发展[5]。

本研究旨在通过探讨血清cat S 含量与COPD发病及严重程度的关系，评价其作为实验室检测指标在COPD 辅助诊断和临床诊治中的应用价值。报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 COPD 组 选择 2017 年 1 月到 2018 年 9 月在我院呼吸内科门诊部随诊的COPD 病患73 例（男 45 例，女 28 例），年龄在 55～84 岁；平均年龄为70±7.6 岁，满足中华医学会呼吸病学分会《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013 年修订版)》的诊断标准：除其他疾病外，在吸入支气管扩张剂1s 用力呼气容积/用力肺活量%（FEV1/FVC）＜70%时，表明持续气流受限。 再根据气流受限的严重程度，将COPD 组分为Ⅰ～Ⅳ级，Ⅰ级有16 例，均为轻度慢阻肺， 数据显示FEV1/FVC＜70%但FEV1≥80%预计值；Ⅱ级有26 例，均为中度慢阻肺，数据显示50%≤FEV1＜80%预计值；Ⅲ级有24 例，均为重度慢阻肺，数据显示30%≤FEV1＜50%预计值；Ⅳ级有7 例，均为极重度慢阻肺，数据显示FEV1＜30%预计值，时常伴随慢性呼吸衰竭症状。

1.1.2 对照组 设置 54 例，男 28 例，女 26 例，年龄在 51～80 岁，平均年龄为 65±10.2 岁，而且都为同一时期本院健康检查中确定的基本健康者。

1.2 方法

1.2.1 临床资料收集 收集2 组患者临床一般资料，其中包含年龄、性别、体质指数（BMI）、是否吸烟等资料。

1.2.2 血清cat S BA-ELISA 检测方法的建立 用cat S 单克隆抗体作为包被抗体，生物素标记的cat S 多克隆抗体作为结合抗体，以辣根过氧化物酶标记链亲合素(SA-HRP)为酶标记物，TMB 作为底物，重组人cat S 作为校准品，经工艺和反应条件优化，建立血清cat S BA-ELISA 法。 cat S 单克隆抗体、兔抗 cat S 多克隆抗体、SA-HRP、 重组人 cat S、TMB 显色底物均由深圳市安群生物工程有限公司供应[15]。

1.2.3 临床样本测定 COPD 组和对照组空腹采集外周静脉血3ml，分离血清，置-20℃冻存。 用上述方法检测cat S 浓度。

1.6 统计学方法 我们采用SPSS25 统计软件进行统计分析。 计量数据采用均数±标准差表示，而计数资料使用数量或百分比表示。 只有两个组合之间相比较就使用独立样本t 检验，若是多个组合间比较使用方差分析； 采用多重线性回归分析评估血清 cat S 与 COPD 关系； 用受试者工作特征（ROC）曲线判断血清中cat S 水平对COPD 诊断价值。 P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 组一般资料比较 COPD 组和对照组进行单因素分析，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）的因素有年龄和是否吸烟， 两组间的性别与BMI 差异无统计学意义（P＞0.05）。 见表1。

表1 研究对象一般资料

2.2 2 组血清cat S 水平比较 COPD 组血清cat S含量明显高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.01)。见表2。

表2 COPD 组与对照组血清中cat S 水平比较

2.3 cat S 影响因素的多重线性回归分析 以血清中cat S 水平作为因变量，COPD 分组、受试者的性别、年龄、是否吸烟作为自变量，采用多重线性回归分析，经逐步后退分析，对性别、年龄、吸烟因素进行校正后，COPD 患者与对照组的血清中cat S水平有显著差异（P＜0.01）。 见表3。

表3 cat S 影响因素的多重线性回归分析

2.3 不同严重程度COPD 患者血清cat S 水平比较四组间血清cat S 水平存在显著差异 （F=22.69，P＜0.01），其与 COPD 严重程度相关；cat S 水平：Ⅳ级＞Ⅲ级＞Ⅱ级＞Ⅰ级（P＜0.01），表明血清 cat S 水平与COPD 病情程度成正比。 见表4。

表4 不同COPD 分级患者血清中cat S 水平比较

2.4 ROC 曲线分析 血清 cat S 诊断 COPD 的ROC 曲线。曲线下面积(AUC)为0.905。当切点设定为≥10.53μg/L，灵敏度76.9%，特异性92.6%。见图1。

图1 cat S 的 ROC 曲线

3 讨论

慢阻肺（COPD）是呼吸系统的常见病和多发病，近年来的发病率呈上升趋势[6]，慢阻肺的诊断多根据临床表现，缺乏量化指标，血清生物标志物是一种定量指标，可靠的血清标志物有助于慢阻肺的诊断，指导治疗和预后[7]。 目前，临床上也对多种血清学指标和COPD 的相关性进行了研究，马原、田玉恒考察了慢阻肺患者 HDAC2、IL-8、TNF-α水平变化[8]；范维、袁本林等探讨了血清PCT、UA、CRP、WBC 和 Glu 等指标的浓度变化对 COPD 急性加重期的临床意义[9，10]；刘芳[11]研究了血清 hs-CRP、IL-6、PCT 及脂联素联检在 COPD 中的应用价值；徐辉等[12]的研究也揭示了组织蛋白酶S 表达水平可能与COPD 病情有关。组织蛋白酶S（Cat S）是半胱氨酸蛋白酶的重要一员，是单链蛋白，由225个氨基酸组成，其相对分子量为24.8KDa，与多种疾病的产生、发展以及转归密切相关[13]。 本研究采用生物素-亲和素系统建立了cat S BA-ELISA 检测方法，包被抗体采用cat S 单克隆抗体，结合抗体为生物素标记的cat S 多克隆抗体，经方法验证，灵敏度、特异性、准确度等指标均达到临床应用的要求。 对比S.N.Kehlet[14]等的方法，本研究建立的BA-ELISA 法借助生物素-亲和素放大效应[15]在常规ELISA 技术的基础上增加了一级放大，检测灵敏度更高。

本研究对73 例COPD 患者和54 例对照组的血清样本进行了检测，COPD 组血清 cat S 为18.02±8.73μg/L，健康对照组 7.83±2.20μg/L，显示COPD 患者血清中cat S 水平与正常对照组相比较差异有统计学意义（t=-8.36，P＜0.01）；对 cat S 影响因素进行多重线性回归分析，将COPD 分组（COPD组、对照组）、年龄、性别（男、女）、吸烟因素（吸烟、不吸烟） 等变量均纳入初始的多变量线性回归模型， 只有在逐步后退分析中P＜0.1 的变量被保留，由此产生的模型最终只保留了与血清cat S 相关的两个变量COPD 分组和吸烟因素， 而且在对年龄、性别（男、女）、吸烟因素（吸烟、不吸烟）等变量进行校正后，COPD 组的血清中cat S 水平仍较对照组明显升高（标准化系数 B=0.449，P＜0.01），且吸烟者的cat S 水平也较不吸烟者高（标准化系数B=0.409，P＜0.01）；将Ⅰ～Ⅳ级不同程度 COPD 患者血清cat S 水平进行比较，研究显示Ⅰ～Ⅳ组不同严重程度的COPD 患者cat S 水平差异有统计学意义（F=22.69，P＜0.01）， 而随着 COPD 病情加重，cat S水平也逐渐上升， 显示cat S 水平与COPD 病情严重程度显著正相关，这与李耕谊等[16]研究结果一致；经 ROC 曲线分析，AUC 为 0.905，以约登指数最大为原则，最佳临界值 Cat S＞10.53μg/L 时，灵敏度为76.9%，特异度为92.6%。上述结果说明血清组织蛋白酶S 项目可作为实验室对临床检测慢阻肺的一项有效指标。

综上所述，COPD 患者血清cat S 浓度具有异常升高表现，且病情程度越重，患者cat S 水平越高，可为COPD 患者临床辅助诊断及疗效监测（评估）提供重要依据。