COPD急性加重期患者外周...、激活素A表达与预后的关系_云俊杰.pdf

第 24 卷 第 4 期北华大学学报(自然科学版)Vol24 No42023 年 7 月JOUNAL OF BEIHUA UNIVESITY(Natural Science)Jul2023文章编号:1009-4822(2023)04-0461-05DOI:1011713/jissn1009-4822202304007COPD 急性加重期患者外周血单核细胞Toll 样受体及 MCP1、激活素 A 表达与预后的关系云俊杰，徐影(上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海200021)摘要:目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性加重期患者外周血单核细胞 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、激活素 A 表达与预后的关系方法选取 COPD 急性加重期患者 65 例为 COPD 急性加重期组，COPD 稳定期患者 48 例为 COPD 稳定期组，同期健康体检者 35 名为对照组采集空腹肘静脉血，肝素抗凝，应用 Ficoll 淋巴细胞分离液抽提外周血中单个核细胞，流式细胞仪检测 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平;采集空腹肘静脉血，离心收集血清，酶联免疫吸附法检测血清 MCP-1、激活素 A 浓度;出院后对 COPD 急性加重期患者随访 3 a，记录生存情况结果COPD 急性加重期组 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平明显高于COPD 稳定期组和对照组，COPD 稳定期组明显高于对照组(P005);COPD 急性加重期组血清 MCP-1、激活素 A浓度明显高于 COPD 稳定期组和对照组，COPD 稳定期组明显高于对照组(P005);COPD 急性加重期组 FEV1、FEV1%、(FEV1/FVC)%明显低于 COPD 稳定期组和对照组，COPD 稳定期组明显低于对照组(P005);COPD 急性加重期患者 FEV1/FVC%与 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 呈负相关关系(P001)65 例 COPD急性加重期患者随访 3 a，生存 41 例(6308%)，死亡 24 例(3692%)OC 曲线分析显示，Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 单独和联合检测对 COPD 急性加重期患者预后均具有较高的评估价值(P005)，其中联合检测的评估价值最高(AUC=0951)，灵敏度、阳性预测值明显高于各指标单独检测结论COPD 急性加重期患者外周血单核细胞中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 高表达，血清 MCP-1、激活素 A 高表达，且与肺功能损伤程度密切相关，联合检测可用于患者预后评估关键词:慢性阻塞性肺疾病;急性加重期;Toll 样受体 2;Toll 样受体 4;单核细胞趋化蛋白-1;激活素 A;预后中图分类号:563文献标志码:A收稿日期:2022-11-10基金项目:上海市卫生健康委员会医药科研项目(2020LP053)作者简介:云俊杰(1984)，男，主治医师，主要从事慢阻肺基础与临床研究，E-mail:379215100 qqcom;通信作者:徐影(1977)，女，主治医师，主要从事慢阻肺基础与临床研究，E-mail:xuy100047 sh9hospitalorgcnelationship between Expression of Tolllike eceptor，MCP1and Activin A in Peripheral Blood Mononuclear Cellsand Prognosis in Patients with Acute Exacerbation of COPDYUN Junjie，XU Ying(Shanghai Ninth People s Hospital，School of Medicine，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200021，China)Abstract:ObjectiveTo investigate the relationship between the expression of Toll-like receptor 2，Toll-likereceptor 4，monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)，activin A and prognosis in patients with acute exacerb-ation of chronic obstructive pulmonary disease(COPD)Method65 patients with acute exacerbation of COPDwere selected as the acute exacerbation of COPD group，48 patients with stable COPD were selected as the stableCOPD group，and 35 patients with physical examination in the same period were selected as the control groupCollect fasting elbow vein blood，anticoagulate with heparin，extract mononuclear cells from peripheral blood withFicoll lymphocyte separation solution，and detect the expression level of Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor4 by flow cytometryThe fasting elbow vein blood was collected，and the serum was collected by centrifugationTheconcentration of serum MCP-1 and activin A were detected by enzyme-linked immunosorbent assayThe patientswith acute exacerbation of COPD were followed up for 3 years after discharge，and the survival condition wasrecordedesultsThe expression levels of Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4 in patients with acuteexacerbation of COPD group were significantly higher than those in patients with stable COPD group and controlgroup，and those in patients with stable COPD were significantly higher than those in control group(P005)The concentration of serum MCP-1 and activin A in the acute exacerbation of COPD group was significantlyhigher than those in the stable phase of COPD group and the control group，and those in the stable phase ofCOPD group was significantly higher than those of the control group(P005)FEV1，FEV1%，(FEV1/FVC)%in the acute exacerbation of COPD group were significantly lower than those in the stable phase of COPD groupand the control group，and the stable phase of COPD group was significantly lower than that in the control group(P005)FEV1/FVC%in patients with acute exacerbation of COPD was negatively correlated with Toll-like receptor2，Toll-like receptor 4，MCP-1 and activin A(P001)Among 65 patients with acute exacerbation of COPD，41cases(6308%)survived and 24(3692%)died during the 3-year follow-upThe analysis of OC curve showedthat Toll-like receptor 2，Toll-like receptor 4，MCP-1 and activin A alone and combination detection had highevaluation value for the prognosis of patients with acute exacerbation of COPD(P 005)Among them，theevaluation value of the combined test is the highest(AUC=0951)，and the sensitivity and positive predictive valueare significantly higher than those of the individual testsConclusionToll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4are highly expressed in peripheral blood mononuclear cells of patients with acute exacerbation of COPD，andserum MCP-1 and activin A are highly expressed，which are closely related to the degree of lung function injuryCombined detection can be used to evaluate the prognosis of patientsKey words:chronic obstructive pulmonary disease;acute exacerbation period;Toll-like receptor 2;Toll-likereceptor 4;monocyte chemoattractant protein-1;activin A;prognosis慢性阻塞性肺疾病(COPD)是常见的呼吸系统慢性病，目前治疗主要以控制病情反复和进展为治疗目的1 长期反复感染、缺氧等因素会引发COPD 患者病情加重，出现上呼吸道黏膜出血、水肿，分泌物增加，影响正常肺通气功能，严重时并发肺部感染2 准确评估 COPD 急性加重期患者预后是合理制定治疗方案、改善预后的关键有研究3 认为，COPD 的发病与进展主要受免疫系统和炎症反应异常的影响Toll 样受体是非特异性免疫中的模式识别受体，单核细胞中主要表达Toll 样受体 2、Toll 样受体 4，能够与配体直接结合，参与人体的非特异性免疫过程4 单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)属于趋化因子 CC 家族，对炎症细胞发挥趋化作用，参与调节肺生理功能激活素 A 是生长因子 家族成员，参与炎症反应过程，与肺部炎症性疾病的发展有关5 目前关于 Toll 样受体及MCP-1、激活素 A 表达在 COPD 急性加重期的相关研究报道十分少见，开展相关研究对精准提高COPD 急性加重期的治疗结局有重要意义因此，本研究主要探讨 COPD 急性加重期患者外周血单核细胞 Toll 样受体及 MCP-1、激活素 A 表达与预后的关系1对象与方法11研究对象选取2018 年3 月2019 年5 月上海交通大学医学院附属第九人民医院收治的 COPD 急性加重期患者 65 例为 COPD 急性加重期组，其中，男 38例，女 27 例;年龄 5274 岁，平均(6205687)岁选取同期收治的 COPD 稳定期患者 48 例为 COPD稳定期组，病情稳定时间 3 个月以上，未服用抗菌药物，其中，男 27 例，女 21 例;年龄 5075 岁，平均(6184772)岁另收集同期 35 名健康体检者为对照组，均无重要脏器和系统功能严重异常，其中，男 20 名，女 15 名;年龄 4771 岁，平均(6169735)岁性别、年龄在 3 组间比较差异无统计学意义(P005)，具有可比性本研究经医院医学伦理委员会审核批准，患者知情同意入选标准:符合慢性阻塞性肺疾病全球倡议2016 年颁布的COPD 诊治指南 中的诊断标准;近 30 d 内无糖皮质激素使用史;沟通能力正常，可配合完成随访排除标准:合并急性冠脉综合征、肺栓塞、恶性肿瘤患者;免疫系统疾病患者;急慢性感染患者12主要试剂与仪器Ficoll 淋巴细胞分离液(上海铼博生化科技有限公司);小鼠抗人 CD14 单克隆抗体、小鼠抗人Toll 样受体 2 单克隆抗体、小鼠抗人 Toll 样受体 4单克隆抗体(BD 公司，美国);MCP-1 酶联免疫吸附试剂盒、激活素 A 酶联免疫吸附试剂盒(上海研谨生物有限公司);流式细胞仪(BD 公司，美国);低速离心机(上海卢湘仪离心机仪器有限公司);肺功能检测仪使用 Master Screen 系列高级组合式肺功能仪(JAEGE 公司，德国)13方法131外周血单个核细胞中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达检测采集 3 组研究对象的空腹肘静脉血 5 mL，肝264北华大学学报(自然科学版)第 24 卷素抗凝，使用 Ficoll 淋巴细胞分离液抽提外周血中单个核细胞使用流式细胞仪检测 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平，通过 CELL QUEST Pro 软件分析数据将死亡细胞除去后使用 CD14 标记外周血单个核细胞，使用侧向散射光和前向散射光分别作为单个核细胞门 1 和单个核细胞门 2，绘制散点图，以平均荧光强度表示单个核细胞中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达强度132血清 MCP-1、激活素 A 浓度及肺功能检测采集 3 组研究对象的空腹肘静脉血 4 mL，室温下静置 10 min，2 500 r/min 离心 10 min，半径 10 cm，收集血清，20 保存待测使用酶联免疫吸附法检测血清 MCP-1、激活素 A 浓度使用肺功能检测仪检测 3 组研究对象的 FEV1:第 1 秒用力呼气量，FEV1%:第 1 秒用力呼气量占预计值比例，(FEV1/FVC)%:第1 秒用力呼气量占用力肺活量比值133资料收集与随访收集患者的性别、年龄等人口学特征，出院后对 COPD 急性加重期患者进行 3 a 的随访，第 1 年每月进行 1 次电话随访，3 个月进行 1 次门诊随访;第 23 年每 3 个月进行 1 次电话随访，6 个月进行 1 次门诊随访;记录患者生存情况14统计学分析应用 SPSS 250 对数据进行处理与统计学分析计量资料以均数标准差(?xs)表示，多组间比较进行方差分析，组间两两比较采用 LSD-t 检验;FEV1/FVC%与 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 均呈正态分布，且呈线性关系，进行 Pearson 相关性分析;Toll 样受体、MCP-1、激活素 A 对 COPD急性加重期患者预后的评估价值进行 OC 曲线分析，联合检测采用并联试验P005 为差异具有统计学意义2结果21各组外周血单核细胞中 Toll 样受体 2、Toll样受体 4 表达水平本研究结果显示，外周血单核细胞中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平在 3 组间比较差异均具有统计学意义(P001);COPD 急性加重期组Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平明显高于COPD 稳定期组和对照组，COPD 稳定期组 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平明显高于对照组(P005)见表 122各组血清 MCP-1、激活素 A 浓度本研究结果显示，血清 MCP-1、激活素 A 浓度在 3 组间比较差异均具有统计学意义(P001);COPD 急性加重期组血清 MCP-1、激活素 A 浓度明显高于 COPD 稳定期组和对照组，COPD 稳定期组血清 MCP-1、激活素 A 浓度明显高于对照组(P005)见表 2表 1各组外周血单核细胞中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 表达水平Tab1Expression levels of Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4 in peripheral bloodmononuclear cells of each group(?xs)组别nToll 样受体 2/105Toll 样受体 4/105对照组35138611849150242270COPD 稳定期组48166432318a183753082aCOPD 急性加重期组65184282067ab198412839abF3517931536P00010001注:与对照组比较，aP005;与 COPD 稳定期组比较，bP005表 2各组血清 MCP-1、激活素 A 浓度Tab2Concentration of serum MCP-1 and activin A in each group(?xs)组别n(MCP-1)/(pgmL1)(激活素 A)/(ngmL1)对照组35891718491592563COPD 稳定期组48106632318a3048617aCOPD 急性加重期组65126412067ab4726895abF3389126205P00010001注:与对照组比较，aP005;与 COPD 稳定期组比较，bP00523各组肺功能水平本研 究 结 果 显 示，FEV1、FEV1%、(FEV1/FVC)%在 3 组间比较差异均具有统计学意义(P005);COPD 急性加重期组 FEV1、FEV1%、(FEV1/FVC)%明显低于 COPD 稳定期组和对照组，COPD稳定期组明显低于对照组(P005)见表 3364第 4 期云俊杰，等:COPD 急性加重期患者外周血单核细胞 Toll 样受体及 MCP1、激活素 A 表达与预后的关系表 3各组肺功能水平Tab3Lung function levels in each group(?xs)组别nFEV1/LFEV1/%(FEV1/FVC)/%对照组3536907793070418925603COPD 稳定期组48248052a7519037a7261242aCOPD 急性加重期组65135048ab5262021ab4993205abF92752361935840P001800010001注:与对照组比较，aP005;与 COPD 稳定期组比较，bP005图 1Toll 样受体、MCP-1、激活素 A 对 COPD 急性加重期患者预后的 OC 曲线Fig1OC curve of Toll-like receptors，MCP-1 andactivin A on the prognosis of patients with acuteexacerbation of COPD24COPD 急性加重期患者 FEV1/FVC%与 Toll样受体、MCP-1、激活素 A 的相关性Pearson 相关性分析显示，COPD 急性加重期患者FEV1/FVC%与 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 呈负相关关系(r=0749、0780、0767、0796，P=0006、0003、0004、0002)25Toll 样受体、MCP-1、激活素 A 对 COPD 急性加重期患者预后的评估价值本研究结果显示，65 例 COPD 急性加重期患者随访 3 a 期间生存 41 例(6308%)，死亡 24 例(3692%)OC 曲线分析显示，Toll 样受体 2、Toll样受体 4、MCP-1、激活素 A 单独和联合检测对COPD 急性加重期患者预后均具有较高的评估价值(P005);其中 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 联合检测的评估价值最高(AUC=0951)，灵敏度、阳性预测值明显高于各指标单独检测见图 1、表 4表 4Toll 样受体、MCP-1、激活素 A 对 COPD 急性加重期患者预后的评估价值Tab4Evaluation value of Toll-like receptors，MCP-1 and activin A in the prognosis of patients withacute exacerbation of COPD指标AUC95%CIP截断值灵敏度/%特异度/%阳性预测/%阴性预测/%Toll 样受体20858072109160001173191058058923778988712Toll 样受体40824069708630001190421058314908675228853MCP-1076205350811000511580 pg/mL7590763082457368激活素 A07870568084500034137 ng/mL7865815587109182联合检测095108530989000193388517906282953讨论随着我国人口老龄化的进展，COPD 发病率和患者数呈快速增长趋势近年来的研究6 发现，气道持续炎症反应损伤气道壁，引发气道阻塞、狭窄及结构重塑，进而出现肺功能异常COPD 急性加重是不良预后的主要原因，临床上患者病情和预后主要依靠临床表现、影像学诊断结果等进行评估，缺少高灵敏度和特异度的实验室指标7 系统性炎症反应和免疫系统功能异常是 COPD 病情发展和恶化的主要原因，Toll 样受体是非特异性免疫受体，参与人体的多种免疫应答，调节炎症反应过程中对细胞的信号传导、吞噬及凋亡8 Toll 样受体广泛分布于造血干细胞来源的细胞(白细胞、巨噬细胞、树突细胞等)，选择性表达于非造血干细胞来源的细胞(内皮细胞、上皮细胞等)9 COPD 病理发展过程中病原菌感染、吸烟等有害刺激能够与Toll 样受体相互作用，经核因子 B 通路调节炎症细胞和介质的表达、活化，引发气道炎症反应10 研究11 显示，COPD 患者肺血管平滑肌细胞中 Toll样受体 4 高表达，且与肺动脉壁的病理性密切相关本研究显示，COPD 急性加重期组 Toll 样受体2、Toll 样受体 4 表达水平最高，其次为 COPD 稳定期组，提示 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4 在 COPD 患464北华大学学报(自然科学版)第 24 卷者中高表达，且随着病情严重程度的增加表达水平明显提升MCP-1 是由上皮细胞、单核细胞等分泌的一种趋化因子，能够激活单核细胞，升高呼吸道及肺组织相关细胞因子水平，参与炎症的发生与发展，引发呼吸道平滑肌细胞增生、肥大12 近年来研究13 发现，血清 MCP-1 浓度变化与 COPD 患者呼吸道炎症反应和气流受限程度密切相关激活素 A参与调控细胞的生理活性，双向调节炎症反应14;激活素 A 在正常范围内的表达可促进修复组织炎症，但过表达会诱发纤维化相关疾病15 相关研究16 显示，激活素 A 参与调控人体呼吸道炎症反应和气道重塑，进而影响肺功能肺功能检查是辅助诊断和评估 COPD 病情的主要手段，随着病情严重程度的增加，FEV1、FEV1%、(FEV1/FVC)%逐渐降低本研究中 COPD 急性加重期组血清 MCP-1、激活素 A 浓度最高，其次为 COPD 稳定期组，说明血清 MCP-1、激活素 A 在 COPD 患者中异常升高，且升高幅度与病情严重程度密切相关进一步分析显示，COPD 急性加重期患者 FEV1/FVC%与Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 呈负相关关系，提示 Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 可用于 COPD 急性加重期患者的病情评估;同时，上述指标联合检测对患者预后具有较高的评估价值(AUC=0951)，可为临床治疗方案的合理制定、改善患者预后提供依据综上，Toll 样受体 2、Toll 样受体 4、MCP-1、激活素 A 水平变化与人体的免疫系统功能密切相关，但上述指标之间的内在关系仍未见相关研究报道，在今后的研究中应进一步深入探究 Toll 样受体、MCP-1、激活素 A 的内在关系及相关分子通路，为阐明COPD 病理机制提供依据参考文献:1 宁丹，宁月，崔倩COPD 患者长期随访过程中肺功能变化特点及影响因素 J 中国卫生工程学，2019，18(4):562-564 2 李征途，王熙栋，邓秋雪，等呼吸道病毒感染与慢性阻塞性肺疾病急性加重的研究进展 J 国际呼吸杂志，2020，40(1):74-77 3 CADOSO D M，GASS，SBUZZI G，et alEffect of 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