慢性阻塞性肺疾病患者TLR4、PD-1、HMGB1水平与肺功能的相关性研究

马伟雄 沈晓莉 王丽娜

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)气流受限特征显著，发作时可有不同程度咳嗽、咳痰、气促和呼吸困难等症状[1]。近年来，该病发病率上升明显，住院率和病死率随之上升。研究显示[2]，此病对人类生命安全危害极大，使得整个社会经济负担进一步加重。现阶段该疾病发病机制尚未明确，大部分研究均在分子学角度进行。近年来有研究发现[3-4]，慢阻肺除局部炎症反应外，T淋巴细胞介导的细胞免疫在其发生发展的不同阶段发挥着重要作用，Toll样受体4(TLR4)和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)在炎症反应发生发展中发挥着重要作用，外周血程序性死亡受体-1(PD-1)及其配体PD-L1关系着多种免疫性疾病的产生与发展[5-6]。在此背景下，本文对慢阻肺患者TLR4、PD-1、HMGB1水平与肺功能的相关性予以探讨。

资料与方法

一、一般资料

本次研究选取2018年6月至2020年6月慢阻肺急性期患者110例设为观察1组，慢阻肺缓解期患者110例设为观察2组，以及同期收治的110例肺功能正常者为对照组。纳入标准：(1)观察组患者符合慢阻肺的诊断标准[7]；(2)入选前7 d内无可影响本研究结果的相关药物使用史；(3)对本研究知情同意，主动参与。排除标准：(1)合并有重要脏器功能障碍；(2)合并有两种或两种以上肺部疾病；(3)存在其他类型免疫系统病变。观察1组，男54例、女56例，年龄42～79岁，均值(59.82±19.24)岁，长期吸烟者47例；观察2组，男58例、女52例，年龄39～77岁，均值(61.08±19.87)岁，长期吸烟者53例；对照组男57例、女53例，年龄40～80岁，均值(60.27±20.18)岁，长期吸烟者49例。三组患者基线资料数据一致性良好(P>0.05)，具有可比性。医院伦理委员会批准(批准文号：20180212)此番研究，患者了解详情后参与其中。

二、肺功能检测

开启Master Screnn肺功能仪(北京世博达科技发展有限公司生产)预热模式，对气体湿度、温度和压强予以调整，记录受试者信息，指导受试者取端坐位，用鼻夹夹紧鼻翼，平静呼吸3～4周期，在呼气快结束时深吸一口气，直到到达残气量所在位置，大口吸气，反复三次，取最佳数值；对同一位受试者进行三次测量，结果为三次平均值，记录第一秒用力呼气容积(FEV1)和第一秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV1/FVC)。

三、TLR4、PD-1、HMGB1测定

受试者停止进食、进水8～10 h后，抽取患者晨起空腹外周静脉血4 mL，4 ℃环境下3000 r/min(离心半径10 cm)离心处理10 min，取上层清液置于无菌EP管，存放于-80℃环境中待检。严格遵照仪器及试剂盒说明书采用酶联免疫吸附实验测定血清TLR4、PD-1及HMGB1水平。TLR4、HMGB1酶联免疫吸附试验试剂盒由上海西宝生物科技有限公司生产；PD-1酶联免疫吸附试验试剂盒由上海鑫乐生物科技有限公司生产；BIO-RAD-Model1680型酶标仪由美国BioTek公司生产。

四、观察指标

统计分析三组患者血清TLR4、PD-1、HMGB1以及FEV1、FEV1/FVC水平。

五、统计学方法

结 果

一、三组患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平对比

TLR4、PD-1、HMGB水平相比，观察1组>观察2组>对照组(P<0.05)(见表1)。

表1 三组患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平对比

二、三组患者FEV1、FEV1/FVC水平对比

FEV1、FEVQ/FVC对比，观察1组<观察2组<对照组(P<0.05)(见表2)。

表2 三组患者肺功能指标FEV1、FEVQ/FVC比较

三、相关性分析

慢阻肺患者血清TLR4、PD-1、HMGB1水平与FEV1、FEV1/FVC呈显著负相关性(P<0.05)(见表3)。

表3 血清TLR4、PD-1、HMGB1水平与肺功能指标相关性分析

讨 论

慢阻肺普遍存在，发病率居高不下，炎症浸润既可在肺部出现，也可累及内分泌系统、心血管系统、骨骼系统等其他组织系统，引起相应的病变，使得患者不适感和死亡风险增加[9]。流行病学研究结果显示[9]，慢阻肺的发病率约为10%，且随着人口老龄化进程的加快和吸烟者数量的增加，慢阻肺的发病率也逐渐增加，并成为整个社会需要重点解决的公共健康问题之一。研究发现[10-11]，慢阻肺与肺部炎症之间的关系密切，多种炎性介质和细胞因子的异常表达在慢阻肺患者的炎症反应中发挥调控作用。除此之外，炎性介质在肺循环作用下还可进入其他组织，引发相应的肺外并发症。

现阶段，临床对慢阻肺发病分子机制的研究主要是从与炎症因子相关的信号通路方面进行的，TLR4和HMGB1是此类研究者的主要研究对象，但上述指标对慢阻肺的调控机制尚不明确[12]。TLR4是一种关系着炎症反应的免疫受体，对机体促炎因子的释放有着明显的刺激作用，可在机体组织炎症反应中发挥明显的调控作用[13]。近些年来，越来越多的学者开始研究TLR4在慢阻肺不同发展阶段中的调控作用，并逐渐发现其可参与肺组织损伤的发生发展[14]。此番研究将肺功能正常者和慢阻肺患者外周血TLR4水平作为研究着手点，可见肺功能正常者该指标水平不及慢阻肺患者。HMGB1属于核蛋白，多存在于哺乳动物细胞内，对基因转录和修复有着理想的调控作用，可在此基础上进行细胞分化与发育的调控[15]。机体处于病理状态时，HMGB1为重要的促炎因子，可对炎症性病变和自身免疫性病变予以预警[16]。除此之外，HMGB1可使炎性因子聚集，增加炎症反应发生风险，引发一系列临床表现。本研究通过对比慢阻肺急性期与缓解期患者以及肺功能正常者外周血TLR4及HMGB1水平发现，慢阻肺急性期患者外周血TLR4及HMGB1水平显著高于慢阻肺缓解期患者、慢阻肺缓解期患者外周血TLR4及HMGB1水平又显著高于肺功能正常者。如此可见，在判定慢阻肺严重性时，可对比TLR4和HMGB1水平，以提高准确性。

相关研究显示，慢阻肺发生发展时，细胞线粒体自噬作用，使得线粒体完整性被破坏，进而对程序性坏死发挥调节作用，而PD-1作为免疫抑制分子的一种，可在微生物感染、肿瘤免疫和炎症病变中发挥重要作用[17]。慢阻肺发展过程中，程序性坏死经线粒体调节参与，细胞在此作用下破坏线粒体完整性，对程序性坏死发挥调节作用；此外，香烟提取物可使线粒体去极化，激活自噬体，使得细胞因烟雾诱导而出现程序性死亡。其中有学者发现[18-19]，胰腺癌患者机体内可溶性PD-1和PD-L1表达水平上升，可作为胰腺癌重要诊断指标之一；肺泡型包虫病患者血清可溶性PD-1和PD-L1高度表达，随着患者病情加重而上升。本研究通过对比慢阻肺急性期与缓解期患者以及肺功能正常者外周血PD-1水平发现，慢阻肺急性期患者外周血PD-1水平显著高于慢阻肺缓解期患者、慢阻肺缓解期患者外周血PD-1水平又显著高于肺功能正常者。可见，PD-1与肺部疾病的产生与发展，存在明显的关联，可考虑将该指标运用至慢阻肺诊断与评估中。

本研究进一步对慢阻肺患者血清TLR4、PD-L1和HMGB1水平与FEV1和FEV1/FVC的相关性，予以分析发现，患者肺功能和血清TLR4、PD-1、HMGB1水平之间负相关性明显，证实了患者FEV1和FEV1/FVC水平随着TLR4、PD-1和HMGB1水平表达，水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1可能在慢阻肺患者疾病产生与发展中发挥着重要的调控作用。

综上所述，慢阻肺患者FEV1和FEV1/FVC水平随着TLR4、PD-1和HMGB1水平表达水平的提升而下降，TLR4、PD-1和HMGB1表达水平上调可能共同参与了慢阻肺的发生发展，值得进一步深入研究探讨。另外，此次研究样本量较小，研究周期有限，所得结论主观性较强，与其他医院展多中心RCT研究，以总结归纳影响患者肺功能的因素，进而予以针对性肺功能改善措施，降低患者病死风险实为必要。