慢性阻塞性肺疾病患者外周血核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3水平与肺功能、病情程度和预后的关系

王海静，李 静，王永红，赵京梅，李 颖，肖 宁，王芳芳

(邯郸市中心医院呼吸内科，河北 邯郸 056001)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种以气流受限为特征的呼吸系统疾病，可严重影响患者肺功能，造成生活质量下降[1]。COPD进程可加剧慢性低氧程度，从而引发肺源性心脏病，危及患者生命安全[2]。加强对高死亡风险患者的临床防治，对改善患者预后至关重要。目前，临床上用于评估COPD病情程度及预后的指标或方法众多，包括炎症因子、基因调控因子、肺功能指标及国际初级气道保健组织问卷、肺功能问卷和COPD人口筛查问卷等，各指标或方法评估的准确度、灵敏度差异显著[3]。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide oligomerization domain- like receptor protein 3，NLRP3)可激活下游信号通路，诱导淋巴细胞分泌炎症因子，从而加剧肺组织炎性损伤，引起肺功能异常[4]。研究发现，预后较差的COPD患者外周血中NLRP3的表达高于预后良好者[5]，由此推测NLRP3与COPD疾病进程密切相关，通过监测其水平变化可评估患者预后。但目前关于NLRP3与肺功能、病情程度和生存状况关系的研究较少，相关性有待进一步明确。基于此，本研究探究讨了COPD患者外周血中NLRP3水平与肺功能、病情程度和预后的相关性，旨在为临床诊治该病提供依据，现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择邯郸市中心医院呼吸内科2018年1月至2019年6月收治的102例COPD患者为研究对象(观察组)。病例纳入标准：(1)符合COPD的诊断标准[6]；(2)临床表现为慢性、进行性加重的呼吸困难，咳嗽和咳痰，第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)占用力肺活量(forced vital capacity，FVC)百分比(FEV1/FVC)低于70%；(3)患者依从研究方案；(4)病历资料完整；(5)所有患者及家属签署知情同意书。排除标准：(1)造血系统疾病、恶性肿瘤、自身免疫性疾病及心、肾、肝等重要脏器功能障碍者；(2)患有活动性肺结核、间质性肺疾病、支气管扩张等其他肺部疾病者；(3)入组前2周使用茶碱或糖皮质激素者；(4)妊娠期、哺乳期妇女。根据慢性阻塞性肺疾病全球倡议(global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD)分级标准[7]对COPD患者病情严重程度进行分级。Ⅰ级(轻度)：支气管舒张试验后FEV1/FVC<70%且FEV1占预计值的百分比(predicted ratio，Pred)(FEV1%/Pred)≥80%；Ⅱ级(中度)：支气管舒张试验后FEV1/FVC<70%且50%≤FEV1%/Pred≤80%；Ⅲ级(重度)：支气管舒张试验后FEV1/FVC<70%且30%≤FEV1%/Pred≤50%；Ⅳ级(极重度)：支气管舒张试验后FEV1/FVC<70%且FEV1%/Pred<30%。另选择同期来本院体检健康者40例作为对照组。观察组：男54例，女48例；年龄29～53(43.63±5.47)岁；GOLD分级：Ⅰ级29例，Ⅱ级25例，Ⅲ级28例，Ⅳ级20例。对照组：男23例，女17例；年龄28～55(43.78±5.62)岁。2组受试者的年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。根据预后情况将观察组患者又分为死亡组(n=37)和存活组(n=65)。本研究获得医院伦理委员会审核批准。

1.2 观察指标(1)肺功能指标：COPD患者于入院第2天、对照组受试者于体检当日采用肺功能仪(美国Medgraphics公司)测定FEV1%/Pred、FEV1/FVC。(2)血清NLRP3水平：COPD患者于入院第2天清晨、对照组受试者于体检当日抽取空腹外周静脉血约5 mL，3 000 r·min-1离心10 min，取上层血清于-80 ℃冻存待用。采用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)法测定血清中NLRP3水平，Model680型酶标仪购自美国Bio-Rad公司，试剂盒购自美国Uscn Life Science Inc公司，严格按照试剂盒说明书进行操作

1.3 随访所有患者随访2 a(截止时间为2021年6月)，随访方式以来院复查为主，特殊情况下采用电话随访。

2 结果

2.1 观察组与对照组受试者血清中NLRP3水平及FEV1%/Pred、FEV1/FVC比较结果见表1。观察组患者血清中NLRP3水平显著高于对照组，FEV1%/Pred和FEV1/FVC显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 观察组与对照组受试者血清中NLRP3水平及FEV1%/Pred、FEV1/FVC比较

2.2 不同病情严重程度COPD患者血清中NLRP3水平及FEV1%/Pred、FEV1/FVC比较结果见表2。随着COPD患者病情严重程度的增加，患者血清中NLRP3水平逐渐升高，FEV1%/Pred、FEV1/FVC逐渐降低，两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。

表2 不同病情严重程度患者血清中NLRP3水平及FEV1%/Pred、FEV1/FVC比较

2.3 NLRP3与肺功能的相关性Pearson相关性分析结果显示，患者血清中NLRP3水平与FEV1%/Pred和FEV1/FVC均呈负相关(r=-0.661、-0.618，P<0.05)。

2.4 不同预后COPD患者血清中NLRP3水平比较死亡组和存活组患者血清中NLRP3水平分别为(138.74±19.56)、(87.38±12.06)ng·L-1，死亡组患者血清中NLRP3水平显著高于存活组，差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

COPD是一种渐进性疾病，不但可引起气道和肺部本身症状，长期病变后还可发展为慢性肺源性心脏病，甚至引发更为复杂的全身症状，是我国人群主要死亡原因之一[8]。目前的研究仅明确了COPD发生、发展的部分诱因，但其中的具体机制尚未完全阐明。学者根据不同的角度提出了多种不同的机制，包含蛋白酶-抗蛋白酶失衡、氧化-抗氧化失衡、凋亡-抗凋亡失衡及炎症反应等学说[9]。明确COPD严重程度，评估患者预后情况，有助于缩短确诊时间，提高治疗成功率，改善患者的生存质量[10-11]。

模式识别受体家族能识别细胞内危险信号分子，在识别相应配体后能激活含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase-1)和核因子-κB信号通路，促进炎症因子的产生，从而启动固有免疫和获得性免疫[12-13]。研究发现，NLRP家族成员表达的变化与多种炎性疾病的发生有关[14]。NLRP是一种模式识别受体，近年来由于其在天然免疫和凋亡中的重要作用而受到广泛研究[15]。研究发现，NLRPs是消化系统和宿主防御系统炎症反应的重要介质，可以影响炎症性肠病的易感性，增加并发结肠炎相关结直肠癌的风险[16]。NLRP3由凋亡相关斑点样蛋白及caspase-1组成，是主要的固有免疫感受器，激活后可抵抗细菌、病毒等病原体[17]。同时，炎症反应是COPD发生、发展的中心环节，吸入有害颗粒或气体、吸烟等原因均可导致气道反应性增加，引起肺实质、肺血管的慢性炎症，造成肺换气功能障碍及呼吸肌疲劳，导致肺组织发生缺氧缺血性损伤[18-19]。而NLRP3异常激活时可调控白细胞介素-1β等炎症因子的分泌，引起炎症暴发[20]。本研究结果显示，观察组患者血清中NLRP3水平显著高于对照组，FEV1%/Pred和FEV1/FVC显著低于对照组，推测NLRP3水平的变化与COPD病情进展有一定相关性。

本研究根据GOLD分级标准对102例COPD患者病情严重程度进行分级，并比较了不同分级患者血清中NLRP3水平及肺功能指标FEV1%/Pred、FEV1/FVC的差异，结果显示，患者血清中NLRP3水平随着病情严重程度的增加呈上升趋势，FEV1%/Pred和FEV1/FVC随病情严重程度的增加呈下降趋势；这与刘萍等[21]研究结果相似，提示氧化应激介导的NLRP3炎性小体活化对COPD疾病进展有影响。且本研究中Pearson相关性分析结果显示，血清中NLRP3水平与FEV1%/Pred、FEV1/FVC呈负相关，进一步说明了NLRP3水平与COPD疾病进展有关。赵开顺等[22]检测了102例COPD患者血清中NLRP3的水平，结果发现，NLRP3水平与患者的病情程度和预后有一定的相关性。本研究还发现，死亡组患者血清中NLRP3水平显著高于存活组，提示NLRP3与COPD患者生存密切相关，可用来预测患者生存状况。

综上所述，COPD患者血清中NLRP3水平高于健康人群，且随着病情的加重其水平呈上升趋势。COPD患者血清中NLRP3水平与肺功能呈负相关，检测该指标对评估患者病情及预后有重要价值。