慢性阻塞性肺疾病患者血清HMGB1、TLR4、sST2及细胞因子水平与病情严重程度和肺功能的关系

刘晟 盛美玲 王红岗 肖远超

(金华市人民医院呼吸与危重症医学科,浙江 金华 321000)

流行病学表明,慢阻肺发病率呈增高趋势,严重影响人们身心健康〔1,2〕。慢阻肺最显著特征为气流受限,发作时伴不同程度呼吸困难、气促、咳痰和咳嗽等症状,给社会和家庭造成沉重经济负担〔3〕。慢阻肺发病与感染、气候变化、空气污染、吸烟、化学物质和职业粉尘、肺部发育异常及免疫紊乱等因素有关〔4〕。炎症机制是慢阻肺发病中重要机制,且炎症机制中涉及众多细胞因子,导致慢阻肺疾病发生、发展及恶化〔5〕。高迁移率族蛋白(HMG)B1是高度保守的一种核蛋白,可影响和促进多种促炎因子合成、释放〔6〕。Toll样受体(TLR)4是关系炎症反应的一种免疫受体,在炎症反应发生、发展中具有重要作用〔7〕。生长刺激表达基因2蛋白(ST2)分为可溶性(s)ST2和跨膜型(ST2L)两种亚型,其水平升高可扩大炎症反应。本文旨在探讨慢阻肺患者血清HMGB1、TLR4、sST2和细胞因子水平与病情严重程度和肺功能的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择金华市人民医院2022年6月至2023年6月慢阻肺患者100例,其中男68例,女32例;年龄43～78岁,平均(62.14±7.74)岁;体质量指数15～31 kg/m2,平均(22.31±2.37)kg/m2;依据病情严重程度分为急性加重组(57例)与稳定组(43例)。另选择同期健康体检者48例作为对照组,其中男32例,女16例;年龄41～79岁,平均(63.07±6.58)岁;体质量指数16～29 kg/m2,平均(22.19±2.74)kg/m2。3组一般资料无显著差异(P>0.05)。纳入标准:①符合《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2021年修订版)》〔8〕标准;②具有完整的临床资料;③签署知情同意书。排除标准:①恶性肿瘤者;②伴其他呼吸系统疾病者;③精神疾病者;④肝肾、心脑血管疾病严重异常者。

1.2主要试剂 HMGB1试剂盒、TLR4试剂盒、sST2试剂盒(上海乾思生物科技有限公司);白细胞介素(IL)-6试剂盒、IL-33试剂盒、肿瘤坏死因子(TNF)-α试剂盒(上海联迈生物工程有限公司)。

1.3血清HMGB1、TLR4和sST2水平测定 采集受试者清晨空腹肘静脉血3 ml,离心半径10 cm、2 000 r/min离心10 min,收集血清,于-70 ℃下保持待测。运用酶联免疫吸附试验测定血清HMGB1、TLR4和sST2水平,严格依据试剂盒说明书测定。

1.4细胞因子水平测定 采集受试者清晨空腹肘静脉血3 ml,离心半径10 cm、2 000 r/min离心10 min,收集血清,于-70 ℃下保持待测。运用酶联免疫吸附试验测定血清IL-6、IL-33和TNF-α水平,严格依据试剂盒说明书测定。

1.5肺功能测定 采用耶格肺功能仪测定第1秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV1/FVC)和FEV1占预计值百分比(FEV1%)。

1.6统计学处理 运用SPSS25.0软件进行单因素方差分析、q检验、Pearson分析及多因素Logistic回归分析。

2 结 果

2.13组血清HMGB1、TLR4和sST2水平比较 急性加重组和稳定组血清HMGB1、TLR4、sST2水平显著高于对照组(P<0.05);且急性加重组显著高于稳定组(P<0.05)。见表1。

表1 3组血清HMGB1、TLR4、sST2、细胞因子水平及肺功能比较

2.23组细胞因子水平比较 急性加重组和稳定组血清IL-6、IL-33和TNF-α水平显著高于对照组(P<0.05);且急性加重组显著高于稳定组(P<0.05)。见表1。

2.33组肺功能比较 急性加重组和稳定组FEV1/FVC和FEV1%显著低于对照组(P<0.05);且急性加重组显著低于稳定组(P<0.05)。见表1。

2.4Pearson分析血清HMGB1、TLR4、sST2和细胞因子与病情严重程度、肺功能相关性 血清HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α与病情严重程度呈线性正相关(r=0.628、0.516、0.657、0.684、0.732、0.573,均P<0.001)。血清HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α与FEV1/FVC(r=-0.481、-0.625、-0.547、-0.658、-0.719、-0.584)和FEV1%(r=-0.521、-0.597、-0.653、-0.492、-0.643、-0.619)呈线性负相关(均P<0.001)。

2.5多因素Logistic回归分析血清HMGB1、TLR4、sST2和细胞因子与慢阻肺关系 HMGB1、TLR4、sST2、IL-6、IL-33和TNF-α为慢阻肺影响因素(P<0.05)。见表2。

表2 多因素Logistic回归分析血清HMGB1、TLR4、sST2和细胞因子与慢阻肺关系

3 讨 论

慢阻肺是持续呼吸道症状为特征的一种慢性炎症性疾病,常见于老年人,是全球关注的公共卫生问题〔9,10〕。慢阻肺气流受限常呈进行性发展,且伴有害颗粒或气体所致的肺部异常炎性反应,且随着病情不断进展,会导致患者肺动脉压逐渐上升,且患者肺功能也逐渐下降〔11～13〕。因此,早期诊治慢阻肺对提高疗效及改善预后尤为关键。

HMGB1是高度保守的一种核蛋白,正常生理情况下参与基因修复、转录等过程,且参与调控细胞分化、发育。在机体病理状态下,HMGB1为重要的炎性机制,且与多种炎症性疾病的发病机制密切相关〔14〕。研究显示,慢阻肺患者血清HMGB1水平高于健康体检者〔15〕。TLR4是一种人类免疫识别受体,参与先天免疫-获得性免疫-炎症反应这一复杂过程。TLR4可激活蛋白-1、干扰素β相关因子3和核转录因子炎症通路,从而发挥免疫调节、炎症反应和转录调控等作用。同时,TLR4可促进干扰素-γ、IL-6和TNF-α等多种炎性介质的释放,从而参与气道慢性炎症反应。研究显示,慢阻肺患者TLR4水平高于健康体检者,且与患者病情密切相关〔16〕。sST2是IL-33受体,作为诱饵受体,能够竞争性结合IL-33,从而阻断IL-33/ST2L的型号传动,从而能够减轻炎症反应〔17〕。

细胞因子与慢阻肺疾病发生、发展密切相关。IL-6作为一种促炎因子,可刺激成纤维细胞增殖、抑制细胞外基质分解,增加胶原蛋白凝聚等,导致慢阻肺气道平滑肌增生和纤维结缔组织形成,从而参与慢阻肺气道重构的调节〔18〕。IL-33高表达于气管壁内皮细胞、肺组织细胞等,在免疫调节、炎症反应和主动防御中发挥关键作用。IL-33可促进肺纤维化发生,从而会导致慢阻肺患者病情进一步加重〔19〕。TNF-α主要由单核-巨噬细胞产生,经诱导气道内皮细胞表达黏附分子,直接影响肺功能〔20〕。本研究表明,IL-6、IL-33和TNF-α水平变化与患者病情严重程度密切相关;与肺功能呈负相关;此外,本研究显示,IL-6、IL-33、TNF-α为慢阻肺影响因素。

综上,慢阻肺患者血清HMGB1、TLR4、sST2水平升高,细胞因子IL-6、IL-33和TNF-α水平升高,且血清HMGB1、TLR4、sST2和细胞因子与病情严重程度呈正相关,而与肺功能呈负相关。