慢性阻塞性肺疾病患者血清S100A8/A9、 CX3CL1联合检测的临床价值*

梁月明，张培芳，魏晓群，莫冠文，李敏菁

广东省佛山市第一人民医院呼吸科，广东佛山 528000

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见的呼吸系统慢性疾病，主要特征是持续的气流受限，且气流受限呈进展性发展，可导致呼吸衰竭，严重威胁患者的生命健康和生活质量[1]。全球40岁及以上人群COPD的患病率为7%～12%，高患病率显著增加了全球医疗负担[2-3]。COPD的发病机制复杂，目前尚未完全明确，研究显示，炎性反应在COPD的发病机制中起重要作用，并且气道炎症可以通过循环系统引起全身性炎症损伤[4-5]。S100钙结合蛋白A8/A9复合物(S100A8/A9)是一种异源二聚体，主要在活化的巨噬细胞和中性粒细胞中表达，可以介导炎症因子的分泌并级联放大炎性反应[6]。C-X3-C趋化因子配体1(CX3CL1)可以在COPD的病理生理过程中募集表达C-X3-C趋化因子受体1(CX3CR1)的细胞，具有黏附和趋化双重作用，可通过介导炎性反应造成组织损伤[7-8]。因此，本研究检测了COPD患者和健康人群血清S100A8/A9和CX3CL1水平，以探讨S100A8/A9和CX3CL1在COPD患者病情评估和预测中的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2019年1—12月于本院确诊的COPD患者120例,根据COPD的不同病程[9]，将患者分为COPD急性加重期(AECOPD)组和COPD稳定期组，其中AECOPD组53例，男32例，女21例；年龄55～79岁，平均(68.72±10.25)岁；体质量指数(BMI)20.4～27.9 kg/m2，平均(24.36±3.27)kg/m2；吸烟年限为7～24年，平均(15.36±6.23)年；病程6～18年，平均(13.74±2.05)年。COPD稳定期组67例，男39例，女28例；年龄55～83岁，平均(69.24±12.56)岁；BMI 19.3～28.6 kg/m2，平均(23.95±4.61)kg/m2；吸烟年限为7～22年，平均(14.83±5.92)年；病程6～20年，平均(13.15±2.19)年。纳入标准：(1)患者均符合《慢性阻塞性肺疾病基层诊疗指南(2018年)》中的诊断标准[9]；(2)能够完成肺功能检查；(3)肝功能和肾功能正常。排除标准：(1)近两个月内有手术史；(2)有呼吸系统变态反应史，肺结核史；(3)患有心血管疾病、风湿性疾病、恶性肿瘤等疾病。另选取同期90例体检健康者作为对照组，其中男56例，女34例；年龄55～80岁，平均(67.23±10.62)岁；BMI 19.3～28.2 kg/m2，平均(24.08±4.07)kg/m2；吸烟年限为5～16年，平均(10.83±3.18)年。本研究通过医院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。3组受试者男女比例、年龄及BMI比较，差异无统计学意义(P>0.05)，对照组的吸烟年限低于AECOPD组和COPD稳定期组(P<0.05)，AECOPD组的吸烟年限与COPD稳定期组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1肺功能检查 由肺功能室专业医师采用MasterScope肺功能仪(德国JAEGER公司)检测所有研究对象的肺功能，收集吸入支气管舒张剂后的用力肺活量(FVC)，第1秒用力呼气容积(FEV1)，FEV1占预计值百分比(FEV1/Pre)和FEV1/FVC，连续测两次，取患者配合较好的结果。

1.2.2血液标本的采集与测定 AECOPD组、COPD稳定期组于入院第2天；对照组于体检当天采集肘静脉血5 mL，将采集的血液装入非抗凝管中，在4 ℃环境中以3 000 r/min的条件离心10 min，将上清液转移至新的EP管中备用。使用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清中S100A8/A9、CX3CL1、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和C反应蛋白(CRP)水平，其中S100A8/A9 ELISA试剂盒购自上海梵态生物科技有限公司，CX3CL1 ELISA试剂盒购自北京中仪远大科技有限公司，TNF-α、IL-1β和CRP ELISA试剂盒购自上海臻科生物科技有限公司。

2 结 果

2.13组血清S100A8/A9、CX3CL1水平比较 对照组血清S100A8/A9、CX3CL1水平低于AECOPD组和COPD稳定期组(P<0.05)，COPD稳定期组血清S100A8/A9和CX3CL1水平低于AECOPD组(P<0.05)。见表1。

表1 3组血清S100A8/A9、CX3CL1水平比较

2.23组肺功能比较 对照组的FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC高于AECOPD组和COPD稳定期组(P<0.05)，COPD稳定期组的FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC高于AECOPD组(P<0.05)。见表2。

表2 3组肺功能比较

2.33组血清炎症因子水平比较 对照组血清TNF-α、IL-1β、CRP水平低于AECOPD组和COPD稳定期组，COPD稳定期组TNF-α、IL-1β、CRP水平低于AECOPD组(P<0.05)。见表3。

表3 3组血清炎症因子水平比较

2.4COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1与肺功能和炎症因子的相关性分析 COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平与血清TNF-α、IL-1β和CRP水平均呈正相关(P<0.05)，与肺功能指标FEV1、FEV1/Pre和FEV1/FVC均呈负相关(P<0.05)。见表4。

表4 COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1与肺功能、炎症因子的相关性分析

2.5血清S100A8/A9和CX3CL1预测COPD的价值 血清S100A8/A9预测COPD的曲线下面积(AUC)为0.743(95%CI：0.674～0.813)，最佳临界值为1 874 ng/mL，灵敏度和特异度分别为67.37%和66.32%，约登指数为0.337；血清CX3CL1预测COPD的AUC为0.751(95%CI：0.680～0.822)，最佳临界值为242.85 pg/mL，灵敏度和特异度分别为72.92%和67.71%，约登指数为0.406；S100A8/A9和CX3CL1联合检测预测COPD的AUC为0.854(95%CI：0.798～0.910)，灵敏度和特异度分别为82.29%和80.21%，约登指数为0.625。S100A8/A9和CX3CL1联合检测预测COPD的价值优于单独检测。见图1。

图1 血清S100A8/A9、CX3CL1预测COPD的ROC曲线

3 讨 论

COPD的病因和发病机制尚不完全清楚，吸烟是COPD的重要病因，可以引起气道和肺组织慢性炎性反应，导致免疫系统激活、肺组织损伤，进而促进了COPD的发展[10]。本研究中对照组的吸烟年限短于AECOPD组和COPD稳定期组，这与临床研究中公认的吸烟是COPD的危险因素相符，气道的异常炎性反应是COPD的主要病理学特征，许多炎症因子参与了气道炎性反应过程[5]。由于COPD患者常规生化指标的变化与哮喘等气道疾病非常类似，且TNF-α、CRP、IL-1β等指标在许多炎性疾病中也表现为升高，因此寻找血清特异性指标有助于COPD的病情评估。S100A8/A9是一种内源性分子，在生理条件下可以维持细胞内环境稳态，当细胞受到一些内源性或外源性因素刺激后S100A8/A9被释放，S100A8/A9是细胞损伤的危险信号分子，可用于预测疾病的发生和进展[11]。CX3CL1又称分型趋化因子，与其受体相互作用在感染、炎症、肿瘤性疾病中发挥重要作用，有望成为疾病治疗的新靶点[12]。

COPD在临床上通常被分为AECOPD期和COPD稳定期，在COPD病情演变过程中常伴有部分临床指标(如肺功能)和炎症参数的改变[13]。本研究结果显示，COPD患者无论是处于稳定期还是急性加重期，血清S100A8/A9、CX3CL1水平均高于对照组，并且AECOPD组血清S100A8/A9、CX3CL1水平显著高于COPD稳定期组，推测S100A8/A9和CX3CL1可能促进了COPD的发展，在机体处于应激状态或发生炎性反应时，分泌到细胞外液的S100A8/A9含量显著增加，通过与炎性细胞表面的Toll样受体(TLR)和晚期糖基化终末产物受体结合参与免疫反应，进而诱导炎症因子的表达和释放[14]。CX3CL1可以与其唯一的受体CX3CR1结合起到趋化作用，而CX3CR1通常在单核细胞、巨噬细胞及树突状细胞中表达，CX3CL1与CX3CR1结合之后，能够趋化炎性细胞(如巨噬细胞)向损伤部位迁移[15-16]，高水平的CX3CL1促使炎性细胞在COPD患者肺组织中进一步聚集、活化，加重了肺组织的炎症水平，导致病程转变为急性加重期。此外，AECOPD组患者的肺功能显著低于COPD稳定期组，并且血清炎症因子的水平也高于COPD稳定期组。CRP是一种炎性反应急性期所产生的蛋白质，主要抑制炎性反应等有害作用，通常用于辅助诊断急性细菌性感染[17]，本研究结果显示，AECOPD组患者体内炎性反应增强，产生更多的CRP以抵抗加重的炎性反应，因此其水平升高。TNF-α、IL-1β是由单核巨噬细胞分泌的炎症因子，可诱导巨噬细胞和中性粒细胞聚集、活化[18-19]，在COPD早期，患者肺组织就出现了炎症损伤，炎症因子释放增加，导致TNF-α、IL-1β水平升高。本研究结果还显示，COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平与TNF-α、IL-1β和CRP水平均呈正相关，与肺功能指标呈负相关，提示S100A8/A9、CX3CL1参与了COPD的发生、发展，随着趋化因子CX3CL1及炎症因子释放增加，COPD患者气道和肺组织内巨噬细胞和中性粒细胞明显聚集、活化，导致S100A8/A9释放增加，S100A8/A9与炎性细胞表面的TLR4结合并激活TLR4信号通路，诱发炎性反应[20]。此外，本研究对S100A8/A9和CX3CL1预测COPD的价值进行了分析，发现血清S100A8/A9和CX3CL1预测COPD的AUC分别为0.743和0.751，而S100A8/A9和CX3CL1联合检测预测COPD的AUC为0.854，高于单独检测，说明S100A8/A9和CX3CL1联合检测用于预测COPD的价值优于S100A8/A9、CX3CL1单独检测。

综上所述，COPD患者血清S100A8/A9、CX3CL1水平升高，且与COPD患者的肺功能和炎症因子水平相关，提示S100A8/A9、CX3CL1可能通过影响COPD患者体内炎症过程参与COPD的病情发展，血清S100A8/A9和CX3CL1联合检测对COPD的预测价值较高。临床上可以将S100A8/A9和CX3CL1作为新型的炎性反应生物标志物，用于辅助评估COPD病情。