AECOPD患者血清MnSOD、CuZnSOD变化及其与疾病转归的关系

曹启凤,刘永琴,杨 楠

河北北方学院附属第一医院呼吸与危重症医学科监护病房,河北张家口 075061

慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)作为呼吸系统常见疾病,不仅导致肺部损失和呼吸道炎症进一步恶化,同时是慢性阻塞性肺疾病患者死亡的重要因素,给患者及社会带来沉重负担[1-2]。因此,早期评估AECOPD疾病转归对改善患者预后至关重要。锰超氧化物歧化酶(MnSOD)是细胞中主要的抗氧化酶,在保护机体免受氧化损伤方面发挥重要作用[3]。既往有研究发现,血清MnSOD水平与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者左心室功能的改变有关[4]。铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)是人体内重要的抗氧化剂和抗氧化酶,主要作用是保持胞内活性氧内稳态[5]。既往有研究发现,肺癌患者血清中CuZnSOD明显升高,且在肺癌的辅助诊断上有一定价值[6]。但目前上述指标与AECOPD关系的研究报道较少。因此,本研究主要分析AECOPD患者血清MnSOD、CuZnSOD变化及其与疾病转归的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年11月至2021年12月本院收治的120例AECOPD患者作为AECOPD组,将同期医院收治的75例慢性阻塞性肺疾病稳定期患者作为稳定期组,另选取在本院体检的健康者60例作为对照组。纳入标准:(1)AECOPD患者均符合《慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)诊治中国专家共识(2014年修订版)》中的诊断标准[7],慢性阻塞性肺疾病稳定期患者均符合《慢性阻塞性肺疾病基层诊疗指南(2018年)》中的诊断标准[8];(2)精神正常,能够正常沟通交流者;(3)年龄40～88岁。排除标准:(1)伴有严重肝、肾等重要脏器疾病;(2)伴有自身免疫疾病、血液传染性疾病、心脑血管疾病、严重感染性疾病、恶性肿瘤疾病;(3)合并肺结核、支气管哮喘、支气管扩张等其他呼吸系统疾病;(4)近期服用糖皮质激素等药物;(5)既往具有精神病史;(6)临床资料不全;(7)依从性差,中途退出研究或不配合研究。所有AECOPD患者出院后随访1年,AECOPD组根据疾病转归情况分为好转组(n=84)和恶化组(n=36),将出院后1年出现死亡或复发患者归为疾病恶化。本研究已经过本院医学伦理委员会审核批准,且患者及家属签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1一般资料收集 采用本科室统一制定的一般资料量表收集患者入院后一般资料,包括年性别、年龄、糖尿病、高血压、吸烟史占比及白细胞计数(WBC)、白细胞介素-6(IL-6)、第1秒用力呼气量/用力肺活量(FEV1/FVC)。

1.2.2血清MnSOD、CuZnSOD检测方法 分别收集本研究对象入院后及出院随访1年的空腹外周静脉血5 mL置于抗凝液试管中,室温下以3 000 r/min离心5 min后取上清液,采用黄嘌呤氧化酶法测定检测MnSOD、CuZnSOD水平。本研究所有试剂盒均由日本Shino-Test公司生产,具体步骤严格按照操作说明书进行操作。

2 结 果

2.1各组临床一般资料比较 各组性别、年龄、吸烟史、糖尿病、高血压占比比较,差异无统计学意义(P>0.05);各组WBC、IL-6及FEV1/FVC比较,差异有统计学意义(P<0.05);AECOPD组血清WBC、IL-6水平均高于稳定期组、对照组,FEV1/FVC低于稳定期组、对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 各组临床一般资料比较

2.2各组血清MnSOD、CuZnSOD水平比较 AECOPD组血清MnSOD水平明显低于稳定期组、对照组,血清CuZnSOD水平明显高于稳定期组、对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 各组血清MnSOD、CuZnSOD水平的比较

2.3不同疾病转归AECOPD患者血清MnSOD、CuZnSOD水平比较 恶化组血清MnSOD水平明显低于好转组,血清CuZnSOD水平明显高于好转组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 不同疾病转归AECOPD患者血清MnSOD、CuZnSOD水平比较

2.4血清MnSOD、CuZnSOD对AECOPD患者疾病转归的预测价值 ROC曲线分析显示,血清MnSOD预测AECOPD患者疾病转归的曲线下面积(AUC)为0.874,截断值5.58 U/mL,灵敏度、特异度分别为80.56%、78.57%,血清CuZnSOD预测AECOPD患者疾病转归的AUC为0.845,截断值66.62 U/mL,灵敏度、特异度分别为83.33%、70.32%。见表4、图1。

图1 血清MnSOD、CuZnSOD对AECOPD患者疾病转归的预测价值

表4 血清MnSOD、CuZnSOD对AECOPD患者疾病转归的预测价值

3 讨 论

慢性阻塞性肺疾病作为一种发病率较高的呼吸系统疾病,临床以不完全可逆、逆呈进行性发展的慢性气流受限为主要特征,且随着呼吸道症状急性恶化可发展为AECOPD,进而不仅增加疾病负担及医疗开销,同时增加了死亡风险[9-10]。因此,早期预测AECOPD已成为近年来临床研究重要领域。而近年来有研究认为,氧化抗氧化失衡与慢性阻塞性肺疾病的病理生理学及发病机制密切相关[11]。因此,本研究主要分析AECOPD患者血清MnSOD、CuZnSOD变化及其与疾病转归的关系。

超氧化物歧化酶是机体内重要的氧自由基清除剂,可通过催化超氧阴离子自由基(O2-)发生歧化反应生成氧气(O2)和过氧化氢,从而减轻或消除O2-对机体的损害,目前研究较多的是存在细胞线粒体中的MnSOD和存在于细胞质中CuZnSOD[12-13]。MnSOD、CuZnSOD均是机体内重要的抗氧化酶,通过清除体内过多的活性氧(ROS)保护机体免受ROS损害,其含量或活性的高低不仅反映细胞内氧自由基的含量,同时反映机体抗氧化的能力[14-15]。既往研究发现,MnSOD对糖尿病诱导的心肌病变有防御保护作[16],同时有研究显示,血清MnSOD水平与急性缺血性脑卒中患者治疗后的认知功能恢复情况有关[17]。既往研究发现,CuZnSOD表达在食管癌中升高,其过表达通过抑制ROS和调节Wnt信号通路活化诱导细胞增殖[18]。

本研究结果发现,AECOPD组血清MnSOD水平明显低于稳定期组、对照组,血清CuZnSOD水平明显高于稳定期组、对照组,差异有统计学意义(P<0.05),说明AECOPD患者存在氧化/抗氧化失衡,但血清MnSOD水平降低,CuZnSOD水平升高可能是由于处于细胞质中的CuZnSOD 承担主要代偿功能,而处于线粒体中的MnSOD作用偏弱,并起调和作用,因此呈大致相反方向变化。本研究结果发现,恶化组血清MnSOD水平明显低于好转组,血清CuZnSOD水平明显高于好转组,差异有统计学意义(P<0.05),说明MnSOD、CuZnSOD抗氧化酶水平变化与AECOPD发展密切有关。ROC曲线分析显示,血清MnSOD、CuZnSOD对AECOPD患者疾病转归具有良好预测价值,血清MnSOD水平低于5.58 U/mL或血清CuZnSOD水平超过66.62 U/mL,提示AECOPD患者疾病恶化风险高,因此可作为临床评估慢性阻塞性肺疾病患者病情进展的有效指标。正常生理情况下,生物体内的抗氧化剂与氧化剂之间存在动态平衡关系,但一旦抗氧化剂与氧化剂失衡可促进疾病发生、发展[19]。氧化/抗氧化失衡与慢性阻塞性肺疾病发生、发展存在密切相关,主要是可通过直接吸入或激活炎性细胞而产生过多的氧自由基[20],而AECOPD作为慢性阻塞性肺疾病的病情加重期可进一步导致活炎性细胞激活,因此导致氧自由基含量增加,进而引发生物膜上多价不饱和脂肪酸发生过氧化反应形成脂质过氧化物,脂质过氧化物可分解成具有毒性的丙二醛,引起细胞膜的损伤,进一步导致疾病加重。但在此过程中,作为机体中清除活性氧的重要酶系统,如超氧化物歧化酶因参与氧自由基及脂质过氧化物的清除而被消耗,导致其在血清中的活性降低。但其中血清CuZnSOD水平升高可能是由于处于细胞浆中的CuZnSOD 承担主要代偿功能,抗氧化消耗过程中细胞内的CuZnSOD可能逸入血清,导 致血清CuZnSOD增高。MnSOD水平降低是由于于线粒体是氧化代谢的主要场所,而处于线粒体中的MnSOD作用偏弱,较活跃的氧化-还原反应消耗了过多的MnSOD,促使血清MnSOD降低。

综上所述,AECOPD患者血清MnSOD水平降低,CuZnSOD水平升高,与AECOPD患者疾病转归密切相关,在诊断AECOPD患者疾病转归中具有良好的效能。但本研究为单中心,指标检测只是单点检测,因此今后将通过多中心加大样本量进行多时间点纵向检测进一步分析血清MnSOD、CuZnSOD与AECOPD患者疾病转归的关系。