急性加重期特发性间质性肺炎患者血清CD59、Gremlin-1表达及与近期预后的相关性

符艳,金朝晖,王伟,闵锐,肖雪飞

特发性间质性肺炎(idiopathic interstitial pneumonia,IIP)是以肺实质慢性炎性反应及纤维化为主要病理改变的非特异性疾病[1]。急性加重期IIP患者可发生严重肺部感染、呼吸衰竭及肺心病,病死率可达50%,威胁患者生命[2]。病理组织学检查是IIP诊断的金标准,但具有一定的创伤性。CD59是一种细胞膜补体调节蛋白,参与调节补体激活。研究表明,CD59能够抑制T淋巴细胞活性,参与树突状细胞和B细胞的信号传导,发挥调节免疫的作用,是潜在的IIP生物标志物[3-4]。Gremlin-1是一种促血管生成因子,能够拮抗骨形态发生蛋白4结合其受体,抑制呼吸道上皮细胞的分化发育,参与肺间质纤维化的过程[5-6]。目前急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1表达及其与近期预后的关系报道较少。本研究通过检测急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平,探讨两者的临床意义,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2020年3月—2022年2月湖南中医药大学第一附属医院呼吸内科诊治的急性加重期IIP患者90例为研究对象(急性加重期组),男48例,女42例,年龄(67.74±2.12)岁;体质量指数(21.86±2.11)kg/m2;有吸烟史44例。以同期诊治的稳定期IIP患者60例为稳定期组,男32例,女28例,年龄(67.56±2.29)岁;体质量指数(21.94±2.13)kg/m2;有吸烟史27例。以同期体检的健康者60例为健康对照组,男33例,女27例,年龄(67.16±2.38)岁;体质量指数(21.53±2.07)kg/m2;有吸烟史26例。3组的性别、年龄、体质量指数及吸烟史比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究已经获得医院伦理委员会批准[科伦审(2019)2019-61-3号],受试者及家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:①结合高分辨率计算机断层扫描(high resolution computed tomography,HRCT)对急性加重期IIP进行诊断,同时符合2011年美国胸科学会制定的标准[7];②年龄≥18岁;③患者能够配合相关检查及治疗。(2)排除标准:①排除结缔组织疾病、药物毒性等引起的间质性肺疾病;②合并严重肝、肾等器质功能障碍;③合并恶性肿瘤;④妊娠或哺乳期妇女。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 血清CD59、Gremlin-1检测:留取急性加重期组IIP患者入院后即刻、稳定期组患者门诊复查及健康对照组健康体检时清晨空腹静脉血5 ml,室温静置1 h后,离心留取上层血清。 采用酶联免疫吸附实验(双抗体夹心法)检测血清CD59、Gremlin-1的表达。人CD59 ELISA试剂盒购自上海初态生物公司,货号QT1957;人Gremlin-1 ELISA试剂盒购自上海优唯科生物科技公司,货号YKW-11815。试验步骤按照试剂盒说明书进行。终止液终止反应后15 min内以ELx800TM型酶标仪(美国Biotek公司生产)检测各孔OD450值,根据标准品各浓度值对应的OD450值绘制标准曲线,对应计算标本孔的浓度。

1.3.2 实验室指标检查:白细胞计数(WBC),C反应蛋白(CRP),红细胞沉降率(ESR),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),总胆固醇(TC),三酰甘油(TG),乳酸脱氢酶(LDH)。

1.3.3 血气分析:动脉血氧分压(PaO2),动脉血二氧化碳分压(PaCO2),动脉血氧饱和度(SaO2)。

1.3.4 IIP患者HRCT评分:所有急性加重期IIP患者入院后24 h内均予以胸部HRCT,选取主动脉弓、气管分叉、膈顶上1 cm三个层面,根据是否存在磨玻璃样、网格样、蜂窝样改变三个方面,由3位放射科医生对读片进行HRCT评分。每个方面根据病变范围分为:无改变为0分,≤5%为1分,6%～25%为2分,26%～50%为3分,51%～75%为4分,>75%为5分。将3个平面的3个方面的病变范围评分相加得到最终的HRCT总分。

1.3.5 随访:所有患者入院后开始随访,根据随访3个月时生存预后情况,将IIP患者分为生存亚组(n=59)和死亡亚组(n=31)。

2 结 果

2.1 3组血清CD59、Gremlin-1比较 急性加重期组血清CD59、Gremlin-1水平分别为(10.56±2.11)μg/L、(10.48±1.12)μg/L,明显高于稳定期组的(2.08±0.30)μg/L、(3.14±0.52)μg/L和健康对照组(1.13±0.28)μg/L、(2.26±0.41)μg/L(t=30.916、47.431,34.379、54.420,P均<0.001)。稳定期组血清CD59、Gremlin-1水平明显高于健康对照组(t=5.253,8.363,P均<0.001)。

2.2 急性加重期组2亚组血清CD59、Gremlin-1水平及临床指标比较 死亡亚组患者ESR、HRCT评分,血清CD59、Gremlin-1明显高于生存亚组,差异有统计学意义(P均<0.05)。2亚组在性别、年龄、病程、吸烟史、体质量指数(BMI),HDL-C、LDL-C、TC、TG、WBC、CRP、 LDH,PaO2、PaCO2、SaO2之间比较,差异无统计学意义(P均>0.05),见表1。

表1 生存亚组与死亡亚组患者血清CD59、Gremlin-1水平及临床指标比较

2.3 急性加重期组血清CD59、Gremlin-1水平与临床指标的相关性 Pearson相关分析结果显示,急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平与ESR、HRCT评分呈正相关(P均<0.01),与WBC、CRP、PaO2、PaCO2、SaO2无明显相关性(P均>0.05),见表2。

表2 急性加重期IIP组血清CD59、Gremlin-1水平与临床指标的相关性

2.4 急性加重期IIP患者死亡预后的多因素Logistic回归分析 以急性加重期IIP患者随访3个月时生存预后为因变量(赋值:1=死亡,0=生存),以表1中差异有统计学意义的指标(P<0.05)为自变量,进行多因素Logistic回归分析,结果显示:HRCT评分高、CD59高、Gremlin-1高是影响急性加重期IIP患者死亡预后的危险因素,见表3。

表3 急性加重期IIP患者死亡预后多因素Logistic回归分析

2.5 急性加重期IIP患者死亡预后的评估价值ROC曲线分析 绘制急性加重期IIP患者死亡预后的评估价值ROC曲线,并计算曲线下面积(AUC), 结果显示:HRCT评分,血清CD59、Gremlin-1及联合检测评估预后的AUC分别为0.807、0.779、0.752、0.867,以联合检测的AUC最大(Z=5.183、4.349、5.127,P均<0.001),见表4、图1。

图1 急性加重期IIP患者死亡预后的评估价值ROC曲线

表4 急性加重期IIP患者死亡预后的评估价值ROC曲线分析

3 讨 论

IIP是病因不明的一组能够广泛累及双肺实质和间质的疾病,病理上表现为弥漫性肺泡炎和肺泡结构紊乱及肺间质纤维化。目前IIP发病机制尚不清楚,可能与遗传因素和免疫因素有关[8]。IIP起病较为隐匿,早期临床表现不明显,当发展为急性加重期时,患者病死率较高。本研究中,急性加重期IIP患者病死率为34.4%(31/90),与既往研究报道结果一致[9]。病理学检查虽然是IIP诊断的金标准,但存在活检位置及取材的不确定性,穿刺可能导致出血及气胸等风险,导致部分患者不能得到准确的诊断。临床上,胸部HRCT是IIP主要的辅助检查手段,有助于评估IIP病情严重程度,但由于具有辐射性,急性加重期IIP患者短期反复复查受到一定的限制[10]。深入研究急性加重期IIP患者疾病机制,寻找能够评估患者临床预后的血清标志物,对于早期积极诊治,具有重要临床意义。

CD59是一种细胞表面糖蛋白,该蛋白是补体膜攻击复合物的有效抑制因子,结合补体C8和C9,抑制C8和C9参与膜攻击复合物的组装过程,调节补体介导的细胞裂解[11]。近年来有学者报道,CD59表达上调能够加重肺泡上皮损伤,促进特发性间质性肺纤维化的疾病进展[3]。本研究中,IIP患者血清CD59水平升高,这与既往Cameli等[3]在特发性肺纤维化患者中报道的血清CD59水平升高结果一致,该研究表明,CD59水平升高能够加重患者肺泡及支气管黏膜上皮损伤,导致患者不良预后。本研究证实,在急性加重期IIP患者血清CD59升高更为明显,提示CD59可能参与IIP急性加重期的疾病发生。分析其原因,可能是急性加重期IIP患者转化生长因子β促进CD59的表达。既往研究发现,IIP患者中存在转化生长因子β表达升高的现象[12],转化生长因子β能够通过磷酸化激活细胞内SMAD家族成员3,促进其与CD59启动子结合,在转录水平上调CD59的表达,加重肺组织纤维化程度[13]。本研究中,急性加重期IIP患者血清CD59水平与ESR、HRCT评分呈正相关,表明血清CD59水平有助于反映急性加重期IIP患者病情程度。分析其机制,可能是CD59能够活化单核细胞、T细胞等免疫细胞。研究表明,CD59的表达上调能够促进单核巨噬细胞中CXC趋化因子配体10表达,进而募集活化单核细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞和自然杀伤细胞等免疫细胞并大量浸润,加重组织局部炎性反应程度[14]。本研究中,血清CD59升高是影响急性加重期IIP患者死亡预后的独立危险因素,提示血清CD59水平是潜在的评估急性加重期IIP患者近期预后的血清标志物。分析其原因,CD59表达上调能激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路,促进气道平滑肌细胞过度增殖,同时增加血管内皮细胞表面细胞间黏附分子1、白介素-8的表达水平,促进免疫细胞与血管内皮细胞的黏附,加重组织炎性反应程度,导致IIP患者不良预后[15]。

Gremlin-1是一种内源性骨形态发生蛋白4拮抗因子,参与正常气道远端上皮细胞分化的调节。研究表明,Gremlin-1在肺动脉高压、肺纤维化等肺部疾病中异常表达上调,通过抑制肺动脉内皮细胞凋亡,促进肺动脉平滑肌细胞的过度增殖,导致肺动脉高压的形成[16-17]。本研究中,急性加重期IIP患者血清Gremlin-1水平升高,表明Gremlin-1参与促进IIP急性加重期的疾病发生。这与既往学者在IIP小鼠动物模型中发现的肺组织中Gremlin-1蛋白表达升高的结果一致[5]。分析其原因,可能与微小RNA对Gremlin-1表达调控失常有关。研究发现,IIP中转化生长因子β信号通路的过度激活能够抑制肺泡上皮细胞中微小RNA-27b的表达,导致其下游靶点Gremlin-1 mRNA稳定性增加,Gremlin-1蛋白水平相应升高,进而诱导肺组织间质中Ⅰ型胶原蛋白表达增加及肺纤维化的发生[18]。此外,本研究中,急性加重期IIP患者血清Gremlin-1水平与ESR、HRCT评分呈正相关,表明血清Gremlin-1水平能够反映急性加重期IIP患者病情严重程度。既往研究发现,博来霉素诱导的IIP小鼠动物模型中,肺组织成纤维细胞中Gremlin-1的上调能够抑制骨形态发生蛋白4,促进成纤维细胞增殖分化为肌成纤维细胞,促进肺组织纤维化[5, 19]。Farkas等[20]研究发现,在大鼠肺中过表达Gremlin-1能够上调成纤维细胞生长因子-10,促进肺组织纤维化的同时,诱导肺泡上皮过度活化及细胞凋亡,加重IIP疾病严重程度。本研究中,血清Gremlin-1升高是影响急性加重期IIP患者死亡预后的独立危险因素,提示血清Gremlin-1水平有助于反映急性加重期IIP患者临床预后。分析其原因,可能是Gremlin-1表达升高促进肺纤维化的疾病进展,导致急性加重期IIP患者的不良生存预后。研究表明,纤维化肺组织中肺泡巨噬细胞Gremlin-1表达是正常肺泡上皮细胞的116.2倍,肺泡巨噬细胞Gremlin-1的过度表达能诱导转化生长因子β的表达,转化生长因子β促进肺泡上皮细胞发生上皮间质转化,导致肺组织的纤维化,加重肺组织纤维化程度[21]。本研究中,HRCT评分、CD59、Gremlin-1三项联合对急性加重期IIP患者死亡预后有较高的预测价值,提示HRCT评分、CD59、Gremlin-1三项联合能够有效评估急性加重期IIP患者死亡预后,为临床早期评估急性加重期IIP患者预后提供可靠信息。

综上所述,急性加重期IIP患者血清CD59、Gremlin-1水平升高,两者表达水平与ESR、HRCT评分呈正相关,是影响急性加重期IIP患者死亡预后的独立危险因素。HRCT评分,血清CD59、Gremlin-1联合对急性加重期IIP患者死亡预后具有较高的评估价值。临床医生可参考该模型,对急性加重期IIP患者预后进行评估,并采取有针对性的治疗措施,延缓肺部病情进展,改善IIP患者的临床预后。本研究也存在一定的不足,本研究未对治疗前后血清CD59、Gremlin-1水平动态变化进行监测,有待今后进行深入研究。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

符艳:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写;金朝晖:提出研究思路,论文审核;王伟:资料搜集整理,论文修改;闵锐:分析试验数据,进行统计学分析;肖雪飞:课题设计,论文撰写