慢性阻塞性肺疾病急性加重患者PGRN的水平变化及临床意义①

周利航 王导新

(重庆医科大学附属第二医院呼吸与危重症学科,重庆 400010)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是全球常见病和多发病，具有较高的致残率和致死率，严重威胁患者的生命健康。根据全球疾病负担(GBD)研究，从1990年到2013年，COPD从GBD的第八位上升到第五位，2013年，COPD是全球第四大死因，预计到2020年，COPD将成为第三大死因[1]。慢性阻塞急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive poAElmonary disease,AECOPD)常常导致患者日常功能的丧失甚至出现呼吸衰竭等严重并发症,是患者就诊的最主要原因，也是临床治疗成功与否的关键。既往研究显示，AECOPD会导致肺功能下降，从而增加患者的死亡率和住院率[2]。如何简单、方便的早期评估AECOPD患者的严重程度并预测其预后具有重要意义。颗粒蛋白前体(progranulin，PGRN)是一种多功能蛋白，在上皮细胞和髓样细胞中高度表达，主要在维持和调节正常组织发育、增殖、再生和宿主防御反应中起关键作用[3]。目前已有报道证明气道上皮细胞中的PGRN可以调节香烟诱导的肺泡上皮细胞凋亡，可能参与COPD的发生发展[4]。目前PGRN在COPD中的确切作用尚不清楚，国内外对AECOPD患者中的PGRN水平的动态变化研究较少，因此，我们检测了AECOPD患者和健康受试者的血清PGRN水平，并分析其急性加重期相关临床资料，以探索PGRN在AECOPD患者临床病情变化评估的应用价值。

1 资料与方法

1.1资料 选择2018年1月至2019年1月我院呼吸与危重症医学科收治的AECOPD患者97 例为观察组，男性61 例，女性36 例，平均年龄(65.76±9.47)岁。纳入标准：所有患者均符合COPD疾病全球倡议(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)2018年指南的COPD诊断标准，且近期有咳嗽、咳痰、呼吸困难加重，超出日常变异，需调整治疗方案，符合AECOPD诊断标准[5]。排除标准：合并其他肺部疾病患者，如哮喘、支气管扩张、活动性肺结核、肺栓塞、间质性肺疾病、气胸等；合并严重心脏功能、肝功能、肾功能不全的患者；合并恶性肿瘤、糖尿病、自身免疫性疾病、痴呆的患者。选择同期于本院体检的健康成年人32 例作为对照组，其中男性19 例，女性13 例，平均年龄(62.22±12.94)岁。比较两组患者的年龄、性别比例、体重指数、吸烟状况，差异无统计学意义(P>0.05)。所有的AECOPD患者入院第1天为观察组治疗前，入院第7天为观察组治疗后。

1.2方法

1.2.1资料收集 收集所有研究对象的一般资料：包括年龄、性别、身高、体重、体质指数(BMI)=体重/身高2(kg/m2)，吸烟状况：包括从未吸烟、既往吸烟(进入研究前停止吸烟≥6月)、目前吸烟(每天至少吸1支烟且持续6月以上)、既往史等。观察组患者被要求于入院第1、7天独立完成修改后的英国医学研究委员会(mMRC)呼吸困难问卷和慢阻肺评估测试(CAT)，并同时记录白细胞计数(Leukocyte,WBC)、中性粒细胞计数(Neutrophil，NEUT)、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)等。

1.2.2肺功能测定 观察组于入院第1天检测第1秒用力呼气容积占用力肺活量(Forced expiratory volume in one second/Forced vital capacity,FEV1/FVC)、FEV1占预计值百分比(FEV1/pred) 等肺功能指标。肺功能测定采用德国MS-Diffusion耶格(Jaeger)肺功能仪。

1.2.3血清PGRN测定 观察组于入院后第1天及第7天的清晨空腹状态下取肘静脉血5 ml，室温下静置20 min，以3 000 r/min离心10 min，吸取上层血清0.2 ml于离心管内，同理取对照组体检当日血清，均保存于-80℃冰箱中备用，采用ELISA法测定血清中PGRN的水平。人PGRN ELISA分析试剂盒购自江苏酶标生物有限公司，严格按照说明书操作。

2 结果

2.1观察组治疗前后及对照组血炎性标志物水平的比较 AECOPD患者入院治疗前与健康对照组的WBC、NEUT、CRP的差异均具有统计学意义(P<0.05)，因此，可认为AECOPD患者入院第1天WBC、NEUT、CRP水平明显高于健康对照组。且AECOPD患者入院治疗后的WBC、NEUT、CRP较入院治疗前均明显降低，其中CRP水平在治疗后仍高于健康对照组(P<0.05，表1)。

2.2观察组治疗前后及对照组的血清PGRN的表达水平 AECOPD患者入院治疗后的血清PGRN水平(101.16±10.76 ng/ml)较入院治疗前(126.64±13.73 ng/ml)明显降低，且均高于健康对照组(92.36±8.25 ng/ml)，差异均具有统计学意义(P<0.05，图1)。

2.3观察组治疗前后血清PGRN水平分别与吸烟状况、血清炎症标志物、肺功能的相关性分析 AECOPD患者入院治疗前血清PGRN水平与CRP(r=0.871，P<0.001)、NEUT(r=0.786，P=0.005)、CAT评分(r=0.664，P<0.001)以及吸烟状况(r=0.576，P<0.001)呈正相关，与FEV1/pred(r=-0.635，P<0.001)呈负相关。而年龄、 BMI、 住院天数、WBC、mMRC评分、FEV1/FVC，血清PGRN水平无明显相关性，见表2。AECOPD患者治疗后血清PGRN水平与CAT评分(r=0.084，P=0.002)、吸烟状况(r=0.598，P<0.001)呈正相关，但与患者的治疗后的mMRC评分、CRP、WBC、NEUT水平均无明显相关性，见表3。

图1 三组血清PGRN的表达水平Fig.1 Expression of serum PGRN in three groupsNote:Compared with HE,*.P<0.05;compared with AECOPD after treatment,#.P<0.05.

2.4观察组治疗前血清PGRN表达水平的多变量分析 将上述指标纳入多元线性回归分析，以确定在本研究人群中与血清PGRN显著相关的重要因素，结果发现FEV1/pred、CRP、CAT评分是AECOPD治疗前血清PGRN水平的独立影响因素，见表4。

表1 AECOPD治疗前后和对照组血炎性指标水平的比较

表2 AECOPD治疗前组血清PGRN与临床资料、血清炎症指标、肺功能的相关性分析

表3 AECOPD治疗后组血清PGRN与临床资料、血清炎症指标的相关性分析

表4 血清PGRN水平的多元线性回归分析

3 讨论

PGRN是一种多功能生长因子，参与多种炎症性疾病的病理生理过程，并在哺乳动物细胞中高度表达，包括气道上皮细胞[6]。有研究报道，在脂多糖(lipopolysaccharides，LPS) 诱导的小鼠急性肺损伤的肺泡灌洗液中，伴有大量中性粒细胞浸润及炎性因子聚集，PGRN能明显阻止小鼠体重减轻和死亡并呈剂量依赖性的阻止促炎因子的释放，从而发挥了重要的抗炎作用[7]。Ungurs等[8]的研究表明PGRN可以被中性粒细胞弹性蛋白酶(Neutrophil-elastase,NE)和蛋白酶-3(Proteinase-3,PR3)等蛋白酶消化，导致Granulin(GRN)肽的释放，从而招募更多的炎性细胞，阻止PGRN发挥其抗炎作用而导致慢性炎症。PGRN在炎症反应中的作用复杂，可以通过调节免疫反应中不同的关键信号通路，在炎症性疾病中发挥抗炎或促炎作用，这与其所在的炎症部位、炎症介质及所处不同的炎症阶段相关[9]。因此，推测PGRN在AECOPD炎症反应中起着重要的介质作用。

研究发现，与健康对照组相比，AECOPD患者的血清PGRN水平显著升高，且与NEUT呈正相关。我们考虑这可能与AECOPD通常由细菌感染诱发有关，气道感染时大量炎症因子聚集，从而使暴露于细菌的中性粒细胞瞬时上调PGRN基因的表达[10]。Lee等[4]的动物实验研究结果表明，PGRN可通过调节内质网应激反应有效抑制香烟烟雾诱导的气道上皮细胞凋亡，对肺泡上皮细胞凋亡具有保护作用，但在COPD稳定期人群中检测了血清PGRN水平，较健康对照组相比显著降低。我们推测PGRN的低水平除了与肺气肿相关的肺泡上皮细胞的破坏有关，还可能与PGRN处于疾病的不同阶段相关。已有研究表明，PGRN的抗炎作用是通过与肿瘤坏死因子受体α(TNFR-α)结合并干扰TNF-α与TNFR相互作用而抑制中性粒细胞脱颗粒来介导的[7]。以上均提示PGRN在COPD患者气道中性粒细胞中发挥抗炎作用。与我们的研究不同的是，Ungurs等[8]发现COPD稳定期患者的痰溶胶PGRN水平与中性粒细胞炎症成负相关。我们考虑这可能与气道中的NE、PR3以及定植在气道的细菌的蛋白水解作用有关。值得指出的是，国内外对血清PGRN在AECOPD患者中的动态变化鲜有研究。本研究结果显示，AECOPD患者入院治疗后血清PGRN水平较入院治疗前显著降低，且仍高于健康对照组，提示PGRN可能参与AECOPD的发生发展过程，同时在治疗后的血清炎症指标WBC、NEUT、CRP均较治疗前明显降低，说明患者的感染得到一定有效的控制，可以结合患者的症状评分评估患者是否达到出院指针而进行下一步家庭治疗。AECOPD患者住院时间越长，越加重患者的经济及心理负担，也会消耗大量的医疗资源。在监测临床常用血清炎症标志物的同时，结合患者血清PGRN水平，可以更充分地预测患者病情，指导临床用药及评估治疗效果。

CRP是一种全身性炎症因子，AECOPD时CRP 水平明显升高，研究表明它可作为AECOPD较好的炎症标志物[11]。本研究结果表明，AECOPD患者血清PGRN水平与CRP呈显著正相关，提示血清PGRN可以反映AECOPD期的炎症水平。先前的研究已经表明，CAT评分不仅可以用于评估COPD的病情状况，还可以用来衡量AECOPD患者的治疗效果和预后[12]。而肺功能检查是确诊COPD及临床评价气流受限严重程度中必不可少的客观指标。本研究发现血清PGRN水平与FEV1/pred呈负相关，与CAT评分呈正相关，且多元线性回归分析后仍提示FEV1/pred与CAT评分是血清PGRN的独立影响因素。表明了血清PGRN水平与气道阻塞严重程度相关，且可作为AECOPD患者炎症情况及病情评估的一个参考指标。遗憾的是，由于资料缺失，本此研究没有对慢阻肺急性加重患者治疗后肺功能水平与血清PGRN水平进行相关性分析，期待国内外学者进一步研究血清PGRN水平与COPD稳定期患者或AECOPD患者治疗后的肺功能水平的相关性。

最后还需指出的一点是，Lee等[4]的研究还证明了香烟烟雾暴露显著增加了气道上皮PGRN的表达。本研究通过单因素分析表明，无论在AECOPD患者治疗前还是治疗后，血清PGRN水平均与吸烟状况呈正相关，但在线性回归分析后差异无明显统计学意义。我们推测其一原因可能与本研究使用吸烟状况分类描述而不是吸烟指数有关，其次还可能与COPD患者的肺气肿严重程度所致肺泡上皮细胞的破坏有关。

综上，本研究发现PGRN可能通过干扰炎症反应参与AECOPD的发生发展，并与疾病的严重程度相关。临床上检测血清PGRN有助于疾病病情及预后的评估，有利于指导治疗。本研究的不足在于样本量相对较小，没有深入研究PGRN在痰液、肺泡灌洗液、气道上皮细胞和肺组织中的表达差异，还需要进一步扩大研究。