IL-18、IL-27及ST2在AECOPD合并呼吸衰竭患者中的临床应用价值

王春侠 周小果 郭娜 刘洋 范娜 冯冬冬 李展

慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）属于呼吸道慢性非特异性炎症，严重威胁人们生命健康。随着患者病情进展，处于急性加重期患者可出现进行性呼吸道气流受限以及肺功能障碍症状，导致呼吸衰竭。导致急性加重期慢性阻塞性肺疾病（Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）发生呼吸衰竭的主要因素包括慢性炎症、机体缺氧、营养不良等，而多种炎症细胞及介质在此过程中也发挥着重要的作用［1］。白介素18（Interleukin，IL-18）为最初从动物肝脏组织中所提取的前炎症因子，属于白细胞介素1 家族，可诱导炎症早期细胞因子产生，参与机体炎症反应［2］。白介素27（Interleukin，IL-27）则是白介素6/白介素12 家族中的成员之一，具有促炎与抗炎的双重调节作用。研究显示，IL-27 在COPD 患者中为高表达，对疾病进展有一定的影响［3］。人基质裂解素（human matrix lysin，ST2）属于白细胞介素1 受体家族中的一员，在变态反应性疾病、炎症中具有重要作用。研究发现，在COPD 患者血清中ST2 表达水平明显升高，且与患者病情进展有一定的联系［4］。本文通过分析IL-18、IL-27 和ST2 在AECOPD 合并呼吸衰竭患者中的表达情况，分析三者在AECOPD 合并呼吸衰竭诊疗及预后评估中的使用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年6月至2020年5月南阳市中心医院收治的238 例AECOPD 患者，其中125 例AECOPD合并呼吸衰竭患者作为观察组，男94例，女31例，平均年龄为（56.32±6.54）岁；113 例单纯AECOPD 患者作为对照组，男85 例，女28 例，平均年龄为（56.55±6.18）岁。纳入标准：①符合《慢性肺阻塞疾病诊疗指南》中有关AECOPD 诊断标准，观察组同时符合有关呼吸衰竭的相关诊断标准［5］；②签署知情同意书；③临床资料完整。排除标准：①入院时伴有感染、肿瘤、免疫等疾病者；②以往有呼吸系统手术或外伤史者；③伴有肺脓肿、肺栓塞等其他肺部疾病者；④存在意识障碍者。入选者一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经院医学伦理委员会批准通过。

1.2 方法

1.2.1 IL-18、IL-27、ST2 检测方法

患者在入院后次日清晨抽取静脉血液5 mL，使用离心机3 000 r/min（离心半径为10 cm）离心10 min，获取上清液待检。使用酶联免疫法检测IL-18、IL-27、ST2，检测仪器为美国GenWay 生物技术公司提供，试剂为安迪生物公司提供。

1.2.2 血气检查

使用瑞士罗氏公司提供的全自动血气分析仪进行检测，观察指标包括：动脉血氧分压（Arterial partial pressure of oxygen，PaO2）、动脉血二氧化碳分压（Arterial carbon dioxide partial pressure，PaCO2）。

1.2.3 治疗方法

患者均根据《慢性肺阻塞疾病诊疗指南》［5］中推荐治疗方法进行对症治疗，包括化痰、吸氧、抗感染等，随访了解患者治疗后28 d 预后情况，根据结果将观察组分为预后良好组与预后不良组（病情进展：急性生理与慢性健康状况评分≥28 分、全身性炎症反应综合征评分≥2 分［6］；死亡等）。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0 统计软件进行统计分析，计量资料采用（±s）表示，行t检验；计数资料采用n（%）表示，行χ2检验，采用Pearson检验分析IL-18、IL-27、ST2 与动脉血气指标相关性，绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析IL-18、IL-27、ST2 对AECOPD 合并呼吸衰竭者预后不良的预测价值，并计算曲线下面积（AUC），以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组IL-18、IL-27、ST2 水平及动脉血气指标比较

观察组IL-18、IL-27、ST2 水平及PaCO2均明显高于对照组，PaO2明显低于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组IL-18、IL-27、ST2 表达水平及动脉血气指标比较（±s）Table 1 Comparison of IL-18，IL-27，ST2 expression levels and arterial blood gas indexes between the 2 groups（±s）

表1 两组IL-18、IL-27、ST2 表达水平及动脉血气指标比较（±s）Table 1 Comparison of IL-18，IL-27，ST2 expression levels and arterial blood gas indexes between the 2 groups（±s）

组别对照组观察组t 值P 值n 113 125 IL-18（ng/L）19.24±5.11 203.09±20.16 94.226＜0.001 IL-27（ng/L）63.25±13.16 124.75±15.24 33.153＜0.001 ST2（pg/mL）101.55±16.94 194.94±20.58 37.986＜0.001 PaO2（mmHg）58.55±10.94 36.16±5.97 19.847＜0.001 PaCO2（mmHg）51.64±5.47 68.48±5.14 24.481＜0.001

2.2 不同预后患者IL-18、IL-27、ST2 三者水平及动脉血气指标比较

观察组预后良好89 例，预后不良36 例。预后不良组IL-18、IL-27、ST2 水平及PaCO2均明显高于预后良好组，PaO2明显低于预后良好组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 不同预后患者IL-18、IL-27、ST2 三者表达水平及动脉血气指标（±s）Table 2 The expression levels of IL-18，IL-27，ST2 and arterial blood gas indexes in patients with different prognosis（±s）

表2 不同预后患者IL-18、IL-27、ST2 三者表达水平及动脉血气指标（±s）Table 2 The expression levels of IL-18，IL-27，ST2 and arterial blood gas indexes in patients with different prognosis（±s）

组别预后良好组预后不良组t 值P 值n 89 36 IL-18（ng/L）189.54±15.24 236.62±16.57 15.249＜0.001 IL-27（ng/L）115.25±13.58 148.24±15.33 11.845＜0.001 ST2（pg/mL）186.57±15.24 215.64±23.54 8.178＜0.001 PaO2（mmHg）39.22±5.94 28.62±5.68 9.146＜0.001 PaCO2（mmHg）63.95±5.17 79.68±5.97 14.721＜0.001

2.3 IL-18、IL-27、ST2 与动脉血气指标相关性

IL-18、IL-27、ST2 与PaO2均为负相关（r=-0.674、-0.787、-0.695，P均＜0.05），与PaCO2无相关性（r=0.218、0.351、0.299，P=0.128、0.077、0.196）。

2.4 IL-18、IL-27、ST2 对AECOPD 合并呼吸衰竭者预后不良的预测价值

依据ROC 曲线可知，IL-18+IL-27+ST2 联合检测对AECOPD 合并呼吸衰竭者预后不良预测敏感度和特异度分别为0.848、0.709，AUC=0.806（95%CI：0.714～0.899），明显高于三者单独预测（P＜0.05）。见表3及图1。

图1 预测曲线图Figure 1 The prediction curve

表3 IL-18、IL-27、ST2 对AECOPD 合并呼吸衰竭者预后不良的预测价值Table 3 The predictive value of IL-18，IL-27，ST2 on the poor prognosis of patients with AECOPD and respiratory failure

3 讨论

IL-18 为单核巨噬细胞所分泌的前炎症细胞因子，目前研究认为IL-18 可通过诱导炎症早期细胞产生，从而促进机体分泌下游炎症因子，诱导炎症反应；IL-18 可作为上游前炎症因子，通过炎症瀑布效应参与COPD 的发生［6-7］。有研究表明，IL-18 是COPD 的慢性炎症过程中的敏感细胞因子，监测其水平变化有助于临床了解气道炎症的变化过程［8］。在本研究中，AECOPD 合并呼吸衰竭者IL-18 水平明显高于未合并呼吸衰竭者，与以往文献研究结果相符［9］，提示IL-18 与AECOPD 之间存在密切联系，其表达情况与患者病情严重程度存在相关性。治疗后预后良好者IL-18 水平明显低于预后不良者，说明IL-18 不仅参与患者病情进展，在患者治疗过程中也起着重要的作用。而IL-18 与患者PaO2为负相关，进一步说明IL-18 的负面影响［10］。

IL-27 主要表达于单核细胞、树突状细胞以及巨噬细胞的异源二聚体，可通过调节Th 淋巴细胞的增殖以及炎症介质的分泌来调控机体炎症反应，减少炎症引起的组织损伤［11］。在本研究中，IL-27 在AECOPD 合并呼吸衰竭者中表达明显高于单纯AECOPD 者，与以往研究结果相符［12］。分析可能与患者病情加重，其机体中单核细胞活化、增殖，促进了IL-27 表达，加重了炎症反应有关。而预后不良组IL-27 水平明显高于预后良好组，且与PaO2为负相关，提示AECOPD 合并呼吸衰竭者机体缺氧及二氧化碳潴留明显，IL-27 的表达升高在其中可能发挥着重要的作用。

以往研究发现，炎症反应、免疫系统紊乱等是影响AECOPD 合并呼吸衰竭者预后的重要因素，炎症反应增加、免疫系统失衡可导致患者气道水肿程度加重、呼吸困难及呼吸循环紊乱，引起患者预后不良［13-14］。ST2 属于新型的炎症因子，可选择性表达于Th2 细胞，并参与以Th2 细胞主导的炎症反应。有研究表明，ST2 表达水平与呼吸困难患者病情严重程度为正相关，可为患者病情严重程度评估提供一定参考［15］。在本研究中，合并呼吸衰竭者ST2 水平明显升高，且预后不良组ST2 水平也明显高于预后良好组，与PaO2为负相关，提示AECOPD合并呼吸衰竭者机体免疫功能紊乱、炎症反应更严重，ST2 水平变化可能与患者病情进展有一定的联系，与以往文献研究结果相符［16］。绘制ROC 曲线可知，IL-18、IL-27、ST2 对AECOPD 合并呼吸衰竭者预后不良的预测均有一定的临床价值，且三者联合诊断对患者预后评估敏感度和特异度均有明显提升，临床中在条件允许情况下可三者联合检测，为评估患者预后情况提供更全面的参考信息。

综上所述，IL-18、IL-27、ST2 在AECOPD 合并呼吸衰竭患者中表达均明显上调，三联合对患者预后不良预测价值较高，进一步研究三者在AECOPD 合并呼吸衰竭中的作用与机制，有望为临床诊疗和干预AECOPD 合并呼吸衰竭提供新思路。