内皮特异性分子-1、纤维蛋白原在慢性阻塞性肺疾病急性加重期诊断及病情评估中的价值

彭贵鑫 管淑红 周军

1苏州大学附属第三医院呼吸与危重症医学科（江苏常州 213000）；2常州市妇幼保健院，南京医科大学常州医学中心，呼吸与危重症医学科（江苏常州 213000）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种复杂的异质性疾病，特征是慢性不可逆转的气流受限，通常是因大量接触有毒颗粒或气体引起，并受到宿主因素的影响［1］。慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是大部分COPD 患者住院的主要原因，在美国AECOPD 住院费用占COPD 相关医疗费用的70%以上，而2019年我国AECOPD 一次住院的直接费用占人均国民总收入的13.7%［2］。此外，频繁的急性加重导致患者身体功能恶化，生活质量严重下降，并预示了不良的预后，研究表明其一年病死率超过20%，五年病死率超过50%［3］。因此，COPD 病情的急性加重，给患者及其家庭、卫生服务和社会带来了沉重的负担。至今，对于AECOPD早期识别、评估病情、分级诊疗，仍缺乏明确和客观的生物标志物。虽然关于COPD 生物标志物的研究有很多，如嗜酸性粒细胞、C-反应蛋白（CRP）、纤维蛋白原（fibrinogen，Fib）、丙二醛、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、IL-6 及内皮微粒等［4］，但这些标志物大多不是起源于肺，并受到全身因素影响较大。内皮特异性分子-1（endothelial specific molecule-1，Endocan）是主要在肺和肾的内皮细胞中表达的一种蛋白多糖。最近的研究表明，血清Endocan 可能是新的检测COPD 患者内皮功能障碍和预测病情恶化的生物标志物［5］。本研究旨在通过检测患者血清Endocan、Fib、CRP 及降钙素原（PCT）水平，来分析对比其在AECOPD 诊断、病情严重程度评估中的价值，为临床医生提高疾病的诊断及判断病情，进一步减少患者家庭经济负担、提高生存率及生存质量。

1 资料与方法

1.1 一般资料 采用病例对照研究。收集苏大附三院2021年4月至2022年4月期间在呼吸内科收治的AECOPD 患者临床资料。纳入标准：均符合COPD 相关诊断指南［6］；AECOPD 根据疾病严重程度及相关指南［7］，分为三个亚组（表1）；COPD 稳定期（SCOPD）其病情平稳时长＞2月。排除标准：有脓毒症、相关肿瘤疾病，有心血管、肝肾等慢性疾病，有支气管扩张、肺动脉高压、结节病、肺栓塞等肺部疾病，有入院前使用抗凝药物及其他凝血异常的疾病，不予配合及资料不齐的受试者。该研究获伦理委员会的批准（批件号（2021）第025号），受试者均签署知情同意书。AECOPD 组共纳入79 例患者（Ⅰ级28 例，Ⅱ级25 例，Ⅲ级26 例），SCOPD 组为同期我院门诊复诊的30 例患者，选取本院健康体检的30 例为对照组。

表1 AECOPD 临床分级Tab.1 AECOPD clinical classification

1.2 研究方法 采集受试者入院第1 天空腹静脉血3 mL/管，3 800 r/min离心5 min，取上清液，-80 ℃低温冰箱保存待测，Endocan 经酶联免疫吸附法（ELISA）检测，检测仪器为瑞士Hamilton公司FAME 24/20 酶标仪，Endocan 试剂盒购于Elabscience 公司，依照试剂说明书严格操作。Fib、PCT、CRP 经检验科人员细致严格操作，Fib 经全自动血凝测试仪测定，CRP 用速率散射比浊法，PCT 经化学发光法检测。

1.3 观察指标 （1）比较不同组间Endocan 和Fib水平；（2）对比各亚组间CRP、PCT、Endocan 及Fib水平的差异；（3）绘制受试者各组曲线（receiver operating characteristic curve，ROC），分析各因子对AECOPD 的预测价值。

1.4 统计学方法 使用SPSS 26.0 软件进行分析，连续变量经Shapiro-Wilk 检验，以验证其正态性。正态资料用（）表示，多组间比较用t检验。偏态资料用M（P25，P75）表示，Kruskal-WallisH检验用于多组间对比。计数资料采用χ2检验。运用ROC曲线分析各因子水平对AECOPD 的预测价值。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料的比较 各组基线资料差异无统计学意义（均P＞0.05）。见表2。

表2 基线资料的比较Tab.2 Comparison of baseline data ±s

表2 基线资料的比较Tab.2 Comparison of baseline data ±s

分组健康对照组SCOPD 组AECOPD 组Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级例数30 30 79 28 25 26性别（男/女）20/10 21/9 56/23 18/10 19/6 19/7年龄（岁）65.87±8.09 66.63±7.66 67.58±7.27 66.82±7.56 68.00±7.35 67.81±6.97

2.2 三组间Endocan、Fib 水平的比较 发现AE-COPD 组和SCOPD 组的Endocan、Fib 水平均显著高于对照组（均P＜0.05），且上述因子水平AECOPD组显著高于SCOPD 组（均P＜0.05）。见表3。

表3 各组间血浆指标比较Tab.3 Comparison of plasma indexes between groups ±s

表3 各组间血浆指标比较Tab.3 Comparison of plasma indexes between groups ±s

注：同一指标在其组间的比较，&和AECOPD 相比较，P ＜0.05；#和SCOPD 相比较，P ＜0.05；*和健康对照比较，P ＜0.05

分组AECOPD 组SCOPD 组健康对照组H/F 值P 值例数79 30 30--Endocan（ng/mL）16.72（13.53，19.94）#*10.80（10.13，11.86）&*7.17（6.52，8.75）&*101.622＜0.001 Fib（g/L）4.82±1.40#*3.05±0.45&*2.55±0.33<.065＜0.001

2.3 AECOPD 亚组间的指标比较 各亚组间Endocan、Fib 水平差异均有统计学意义（均P＜0.05），并随AECOPD 级别升高而增加；CRP、PCT水平在AECOPD Ⅲ级与Ⅰ、Ⅱ级间差异有统计学意义（均P＜0.05），而在AECOPDⅠ级和Ⅱ级间差异无统计学意义（均P＞0.05）。见表4。

表4 AECOPD 患者各组指标比较Tab.4 Comparison of indicators in each group of patients with AECOPD ±s

表4 AECOPD 患者各组指标比较Tab.4 Comparison of indicators in each group of patients with AECOPD ±s

注：同一指标在其组间的比较，&和Ⅰ级相比较，P ＜0.05；#和Ⅱ级相比较，P ＜0.05；*和Ⅱ级相比较，P ＜0.05

临床指标CRP（mg/L）PCT（ug/L）Endocan（ng/mL）Fib（g/L）Ⅰ级（n=28）4.85（3.53，9.38）*0.04（0.02，0.08）*12.99±1.64#*3.62±0.83#*Ⅱ级（n=25）12.90（4.95，24.75）*0.11（0.04，0.19）*17.38±2.56&*4.57±0.58&*Ⅲ级（n=26）78.3（48.70，121.25）�.22（0.13，0.66）.19±1.79.34±0.98&#H/F 值50.605 27.921 87.645 76.985 P 值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.4 Endocan、Fib 预测AECOPD 的诊断价值 经ROC 曲线图评估Endocan、Fib 对AECOPD 的诊断能效。Endocan 取临界值11.22 ng/mL 对AECOPD有预测价值AUC 为0.832；Fib 取临界值3.22 g/L对AECOPD 有预测价值，AUC 为0.729。Endocan 联合Fib 对AECOPD 的预测价值更高，AUC 为0.855。见表5 和图1。

图1 Endocan、Fib 预测AECOPD 的ROC 曲线Fig.1 ROC curve of Endocan and Fib predicting AECOPD

表5 Endocan、Fib 预测AECOPD 的相关参数Tab.5 Relevant parameters of Endocan and Fib to predict AECOPD

3 讨论

Endocan 是一种由人5 号染色体上的5q11.2 位单基因编码，分子量为50 kDa 的蛋白多糖。最早在人脐静脉内皮细胞cDNA 文库中克隆时发现，先前被称为内皮细胞特异性分子-1（ESM-1），但发现其主要在肺和肾内皮细胞中表达，并且大部分表达和活化与血管内皮细胞有关，因而被更名为Endocan［8］。在炎性细胞因子TNF-α 和IL-1β 作用下Endocan 被上调，且参与了细胞黏附、迁移、增殖和血管生成［9］。Endocan 能促进内皮细胞产生炎性细胞因子、黏附分子表达以及单核细胞的黏附，揭示了其可能与内皮激活和功能障碍有关［10］。目前在不少呼吸疾病报告了Endocan 水平与其之间的关系，如肺炎、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）、肺动脉高压（PAH）等［11-14］。慢性缺氧可能导致内皮激活和功能障碍，国外学者［15］探讨了Endocan 与OSA 的作用关系，与对照组比较，OSA 血液中Endocan 显著升高，提示其可能是血管内皮系统损伤的有效早期新型标记物。现全球流行的冠状病毒病2019（COVID-19），截至2022年5月20日，WHO 发布的数据全球已有5.2 亿人感染，超过627 万例死亡。COVID-19 呈现多系统炎症，其特征是缺氧、肺血管渗漏、细胞因子风暴和多器官功能不全，新冠肺炎中的血管生成与严重急性呼吸综合征冠状病毒2 型（SARS-CoV-2）侵入内皮有关，继而导致严重的内皮损伤及细胞膜破坏［16］。近期，对Endocan 在COVID-19 中的研究，发现作为一种新的血管内皮病理学生物标志物，血清Endocan 水平可能是新冠肺炎诊断和预测死亡率的有用生物标志物［17］。考虑到COPD 与炎症和内皮功能障碍的关系，本研究将COPD 急性加重期患者作为研究对象，对比在COPD 稳定期及健康对照组中血清Endocan 的变化，发现Endocan 在AECOPD 组中较健康对照组及COPD 稳定期组均显著升高，故Endocan 可作为AECOPD 的一种有效标志物。本研究将AECOPD 按疾病严重程度分为三个亚组，对比分析研究发现Endocan、Fib 水平均随病情严重程度增加呈升高趋势。所以，提示Endocan 水平对判断AECOPD的疾病严重程度有一定的临床价值。

血浆Fib 是由两组二硫键连接的Aα-、Bβ-和γ-链组成，在肝细胞中合成的可溶性糖蛋白。众所周知，它参与止血的过程，在凝血级联反应中提供支架的作用。血浆Fib 同时是一种主要的急性期炎症应激性蛋白，其合成在炎症介质的刺激下被上调［18］。COPD 患者在长期的缺氧、二氧化碳潴留、机体酸中毒和反复感染等因素作用下，导致血管内皮损伤并释放炎性介质，进而诱导Fib 生成，以及机体凝血系统激活。2016年美国食品和药物管理局（FDA）已批准血浆Fib 可作为一种用于评估AECOPD 和COPD 的死亡率的预测性生物标志物［19］。最近，ZHOU 等［20］研究发现血循环中较高的Fib 与COPD 的严重程度之间存在分级、浓度依赖的显著关系。庄琼馨等［21］关于AECOPD 研究表明，Fib对AECOPD有诊断价值，Fib最佳诊断临界值为3.217 g/L。本研究结果，Fib 预测AECOPD 的临界值为3.22 g/L，灵敏度为78.6%，特异度为66.7%，Fib的AUC为0.729（95%CI：0.593～0.864），结果与国内文献相似，证实本研究数据的有效性及可比性。将Endocan 和血浆Fib 放在一起对比研究，据目前国内外文献检索结果，该项研究之前尚未有人做过。国外学者［5］认为Endocan 诊断AECOPD的临界值为434.29 pg/mL，但本研究中Endocan 临界值为11.22 ng/mL，结果差异较大，分析原因考虑与实验试剂、分组标准及种族不同有关。结合本研究中，ROC 曲线显示Endocan 的AUC=0.832，大于Fib的AUC=0.729，所以提示对于AECOPD 的诊断效能Endocan 优于Fib。CRP 是临床中常用的炎性标志物，虽能反映全身炎症情况，但在鉴别细菌或病毒感染方面缺乏特异性及敏感性［22］。许多证据表明，在快速判断是否为细菌感染，PCT 具有显著优势，并能指导其抗生素的使用［23-24］。因此，本研究中发现在AECOPDⅠ级和Ⅱ级间CRP、PCT水平无显著差异，考虑可能与非细菌感染所致AECOPD 有关。

综上所述，Endocan 和血浆Fib 对AECOPD 均有一定的诊断价值，并且Endocan 的诊断效能优于Fib，但两个血清因子的联合诊断效能大于单个因子。Endocan 水平对判断AECOPD 的疾病严重程度有一定的临床价值，有助于临床医师对COPD急性加重患者病情判断。但本研究的不足之处，首先，该项目为单中心性小样本研究。其次，未对血浆Endocan 和Fib 浓度水平进行连续测量，其水平的变化导致的病情恶化与转归仍不清楚。因此，需要进行更多的大样本和随访数据研究，以确定Endocan 在AECOPD 中的重要性，并支持本研究结果。