COPD急性加重期患者治疗前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平的变化和意义*

李尚茹， 罗璐玲， 刘礼银， 胡系伟， 佘国

(1.贵州医科大学附属医院 全科医学科， 贵州 贵阳 550004； 2.贵州医科大学附属医院 呼吸与危重症医学科， 贵州 贵阳 550004； 3.贵州医科大学附属医院 临床检验中心， 贵州 贵阳 550004)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种以不可逆的持续性气流受限为特征的常见的慢性呼吸系统疾病，通常与长期暴露于有毒气体、有害颗粒以及与遗传因素、环境因素密切相关[1-2]，我国COPD总患病率8.6%，男性患病率>女性，已成为我国死亡原因前3位之一[3]。氧化应激参与了COPD的发生发展，尤其是在COPD急性加重时炎症细胞的聚集、炎性因子的大量释放可促进氧化应激失衡，过量的氧化应激又加重了炎症反应，形成恶性循环，损伤细胞结构，引起碱基颠换，造成脱氧核糖(deoxyribonucleic acid，DNA)损伤,诱导自身免疫反应等[4-5]。8-羟基-2′-脱氧鸟苷(8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG)是一种被广泛用于评价氧化应激反应中DNA氧化损伤的生物标志物，具有灵敏度较高、性质稳定的优点[4]。研究表明，COPD急性加重期患者8-OHdG水平与气道阻塞程度及症状严重程度正相关[5]，且与患者认知功能的改变有一定的相关性[6]，提示氧化应激参与了COPD的病情发展。通过测定8-OHdG水平，可以帮助了解机体氧化应激失衡的情况，然而COPD治疗前后氧化应激改善的研究一直较为缺乏。因此，本研究通过检测COPD急性加重期患者治疗前后的8-OHdG、C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)及降钙素原(procalcitonin，PCT)水平变化，探讨氧化应激和炎症反应在COPD发病机制中的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2019年12月—2020年12月呼吸与危重症医学科住院的COPD急性加重期且经治疗进入稳定期的患者，要求年龄≥40岁、COPD急性加重期和稳定期的诊断及肺功能分级符合2020年COPD诊断指南标准[1]，其中肺功能诊断标准为吸入支气管扩张剂后第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity，FVC)<70%。排除标准：(1)就诊时合并有支气管扩张、胸腔积液、哮喘等肺部疾病，合并严重心脏疾病如急性心梗、不稳定型心绞痛、严重心律失常等，合并严重高血压、糖尿病及其他内分泌疾病、恶性肿瘤、风湿免疫系统疾病、严重凝血障碍及严重肝肾功能不全，合并严重神经精神疾病等；(2)近期服用过维生素C、维生素E等已知抗氧化剂；(3)近3月重大创伤及手术史；(4)不能配合完成肺功能测定或抽血者；(5)不能持续治疗至进入稳定期患者，如死亡、转科或提前出院；(6)病情严重需使用机械通气者。纳入患者60例作为试验组，男46例、女14例，年龄55～87岁、平均(74.70±8.08)岁，再根据FEV1%预测值分为轻+中度组(n=31，FEV1%预测值≥50%)和重+极重度组(n=29，FEV1%预测值<50%)。同时选取年龄、性别与试验组相匹配的健康体检人群30例作为对照组，要求近2月无呼吸系统疾病史，体格检查、胸部计算机断层扫描(computed tomography，CT)、肺功能测定无异常，男20例、女10例，年龄58～82岁、平均(72.23±6.10)岁。所有受试者均签署知情同意书。

1.2 治疗方案

试验组患者入院后均予持续低流量吸氧(2 L/min)，经验性选择抗生素治疗，同时完善痰涂片及痰培养，根据培养结果选择敏感抗生素；如培养结果在入院前3天未回示或没有阳性结果，则根据患者症状、体征及炎性指标变化调整抗生素方案，同时予解痉平喘、止咳化痰及气道管理等对症支持治疗，待症状改善，病情稳定，评估进入稳定期。

1.3 观察指标

1.3.1血清8-OHdG、CRP及PCT水平 抽取试验组患者治疗前和出院前1天(治疗后)、对照组受检者体检日清晨空腹静脉血5 mL，1 h内常温3 000 r/min离心15 min，取上层血清400 μL存于EP管，-80 ℃冰箱保存，3个月内采用上海广锐生物科技有限公司提供的人8-OHdG酶联吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)试剂盒完成血清8-OHdG检测；试验组患者治疗前、后抽取清晨空腹静脉血5 mL，采用全自动生化分析仪(Cobas8000 C702，德国罗氏)配套hs-CRP检测试剂盒，使用超敏免疫比浊法检测CRP，采用全自动电化学发光免疫分析仪(Cobas e601，德国罗氏)及配套PCT检测试剂盒，使用免疫荧光双抗体夹心法检测PCT。

1.3.2一般临床资料 收集试验组患者性别、年龄、身高、体质量、吸烟史、住院时间及呼吸衰竭发生情况。

1.3.3COPD评估测试(chronic obstructive pulmonary disease assessment test，CAT)评分[7]试验组患者治疗前、后采用CAT问卷进行COPD常见症状评分，要求患者独立完成该测试，由同一研究人员记录分值。

1.3.4肺功能测定[8]试验组患者治疗后采用肺功能测试仪(MasterScreen PFT/IOS，德国耶格)进行肺功能检测，要求受试者在面积≥10 m2、室温为18～24 ℃、湿度为50%～70%及通风条件良好的安全检查室内，安静状态下吸入沙丁胺醇400 μg，15 min后进行肺功能测定，记录FEV1、FEV1/FVC及FEV1%预测值的值。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分

试验组患者治疗前、后血清8-OHdG水平均高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)；试验组患者治疗后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分均较治疗前下降，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 试验组与对照组受检者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分[M(P25,P75)]Tab.1 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in experimental group and the healthy control group[M(P25,P75)]

2.2 不同病情程度COPD患者的一般资料

轻+中度组和重+极重度组患者的性别、年龄、身高、体质量、吸烟史及住院时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)；轻+中度组患者呼吸衰竭的发生率低于重+极重度组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 不同病情程度COPD患者的一般临床资料Tab.2 The general clinical data of COPD patients with different severity

2.3 不同病情程度COPD患者治疗前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分

结果显示，轻+中度组患者和重+极重度组患者治疗后血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分均较治疗前明显下降，差异均有统计学意义(P<0.05)；重+极重度组患者治疗前、后血清8-OHdG、CRP及CAT评分高于轻+中度组，差异均有统计学意义(P<0.05)；重+极重度组患者治疗前血清PCT水平高于轻+中度组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 不同病情程度COPD患者血清8-OHdG、CRP、PCT水平及CAT评分[M(P25,P75)]Tab.3 Comparison of serum 8-OHdG, CRP, PCT, and CAT scores in COPD patients with different severity[M(P25,P75)]

2.4 COPD患者治疗前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平与CAT评分的相关性

将试验组患者CAT评分作为自变量，与治疗前后血清8-OHdG、CRP及PCT水平进行Spearman秩相关分析，结果显示试验组患者治疗前血清8-OHdG、CRP、PCT水平与CAT评分均呈正相关(P<0.05)，治疗后仅血清8-OHdG水平与CAT评分呈正相关(P<0.05)。见表4。

表4 COPD患者治疗前后血清8-OHdG、CRP、PCT水平与CAT评分的相关性Tab.4 The Correlation between the serum level of 8-OHdG, CRP, PCT ,and CAT scores in COPD patients before and after treatment

3 讨论

COPD作为发病率及死亡率均位居世界前列的慢性疾病，现已成为全球的公共卫生难题，由于其发展不可逆性，将引起患者生存时间缩短、生活质量低下、住院次数逐渐增多、增加家庭及社会的经济负担[2]。氧化应激是机体或细胞内氧化性物质产生或外源性氧化物质摄入过多与清除失衡，引起机体或细胞内促氧化因子蓄积的一种病理性状态，可导致线粒体脱氧核糖核酸DNA损伤和细胞损伤[9-10]。对于COPD患者，受外源性因素的影响，如吸烟、生物燃料、有毒气体或颗粒等的作用下，氧化负荷加重，体内的氧化/抗氧化机制失衡，炎症反应级联放大[11]，黏液分泌增多，气道上皮细胞损伤，细胞衰老等，最终结果是引起了肺内慢性的炎症反应及肺组织破坏，肺气肿形成，小气道重构及狭窄，形成肺泡恶性充气的循环，导致呼吸困难和运动耐量的下降[11-12]。8-OHdG是氧化应激损伤细胞DNA形成的，DNA中的脱氧鸟苷受到羟自由基攻击后形成了8-OHdG，由于8-OHdG不能参与正常的DNA复制过程，导致DNA链出现颠换突变，随后在碱基切除修复因子人8-氧鸟嘌呤DNA糖基化酶(human 8-oxoguanine DNA glycosylase，hOGG1)的作用下被清除入血，经尿液排出体外[13]。Hikichi等[11]在COPD模型小鼠的肺组织中检测到8-OHdG染色，提示氧化应激参与了COPD的发病。Yang等[14]测定了COPD患者、吸烟的健康人群及不吸烟的健康人群肺组织和外周血淋巴细胞内的8-OHdG和hOGG1水平，结果表明8-OHdG水平与肺功能呈负相关，且8-OHdG及hOGG1可以作为肺内DNA氧化损伤的重要生物标志物。还有一些研究证实了稳定期COPD患者呼出气冷凝液及尿液中的8-OHdG水平同样明显高于健康人群，提示稳定期COPD患者的氧化应激仍然是强于健康人群的[12,15]。

Jiang等[16]研究发现，与健康对照相比，COPD稳定期患者血清8-OHdG浓度相对更高，且总抗氧化能力也更低，这与之前的研究时符合的；杜飞等[8]研究指出COPD急性加重期时血清8-OHdG水平时高于健康人群和稳定期患者。本研究中COPD急性加重期患者治疗前血清8-OHdG水平高于治疗后，且治疗后血清8-OHdG水平也高于健康对照组，提示COPD患者体内氧化应激反应的增强；同时通过比较不同严重程度COPD患者的血清8-OHdG水平，发现在治疗前、后重+极重度组患者血清8-OHdG均高于轻+中度组，这与刘婷等[17]结论基本一致。此外，COPD患者治疗前后血清8-OHdG水平均与CAT评分相关，说明血清8-OHdG可以一定程度上反映患者气道阻塞和症状改善情况，对指导COPD的治疗和评估病情有一定的意义。

多项研究指出，CRP水平可以用于预测COPD急性加重、评估疾病严重程度及预测住院，同时临床上普遍认为使用CRP评估COPD急性加重期患者的病情及协助制定诊疗计划能显著减少抗生素的使用[4,18-19]。Gong等[20]研究了COPD急性加重期患者的PCT、CRP及血沉、白细胞计数、中性粒细胞比值的相关性，其结果表明PCT与CRP、白细胞计数、中性粒细胞比值呈正相关，一定程度上可以预测COPD的急性发作。PCT水平在细菌感染时有一定鉴别能力，可以协助制定病情较轻的COPD患者的抗生素诊疗方案[21]；在COPD急性加重期PCT、CRP均能反映患者的肺功能状态及临床症状严重程度，对疾病的评估有着很大的作用[22]。本研究中，COPD急性加重患者治疗前血清CRP和PCT水平均高于治疗后，且病情越重、CPR和PCT水平越高；分析血清CRP、PCT与CAT评分间的相关性时发现，治疗前患者血清CRP和PCT水平与CAT评分均呈正相关，但与PCT相比，CRP与CAT评分预测值的相关系数更高，提示COPD急性加重期使用CRP评估患者病情严重程度可能优于PCT。本研究发现，轻+中度组患者治疗后血清CRP水平低于重+极重度组，但2组患者治疗后血清PCT水平无差异，且治疗后CRP、PCT与CAT评分间无相关性，这可能表明CRP及PCT对COPD稳定期的病情评估起到的作用并不大，二者用于COPD急性加重时更有指导意义。

本研究存在一些不足之处。首先样本数量太小，需要扩大样本量以获取更可靠的结论，较少抽样误差；其次，由于COPD患者病情影响，使得本研究不易完成治疗前后肺功能的对比检查；最后，由于治疗前后采样的时间间隔较短，可能不能完全反映COPD稳定期的氧化应激持续状态。

综上，本研究结果表明COPD急性加重期患者体内的氧化应激反应和炎症反应均增强，治疗后可得到改善，但治疗后患者体内的氧化应激反应仍比健康人剧烈，且随着病情加重，氧化应激反应和炎症反应更强；血清8-OHdG不仅能反映COPD急性加重期的病情严重程度，还能在COPD稳定期提示氧化应激状态的变化，对患者的病情评估起到一定的补充作用。