血清窖蛋白-1在慢性阻塞性肺疾病相关肺动脉高压患者中的表达及意义

血清窖蛋白-1在慢性阻塞性肺疾病相关肺动脉高压患者中的表达及意义

侯万举;曹洁;王娟

【摘 要】目的 研究血清窖蛋白-1(Cav-1)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)相关肺动脉高压(PAH)患者中的表达及其意义.方法 选取稳定期COPD患者65例,根据是否合并PAH分成COPD组[肺动脉收缩压(PASP)<40 mmHg,35例]及COPD-PAH组(PASP≥40 mmHg,30例).另选取在本院健康体检的志愿者30例作为对照组.对比各组基线资料、动脉血气分析、肺功能指标,以及血清Cav-1、白细胞介素(IL)-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平.绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评价Cav-1对COPD合并PAH的诊断价值.结果 COPD-PAH组与COPD组第一秒用力呼吸容积(FEV1)/用力肺活量(FVC)、FEV1占预计值百分比(FEV1％)及氧分压[p(O2)]低于对照组,而二氧化碳分压[p(CO2)]、PASP均高于对照组(P<0.01).COPD-PAH组p(O2)低于COPD组,p(CO2)、PASP均高于COPD组(P<0.01).对照组、COPD组及COPD-PAH组Cav-1表达水平呈逐渐降低趋势,而IL-6、TNF-α表达水平呈逐渐升高趋势(P<0.01).血清Cav-1诊断COPD合并PAH的ROC曲线下面积为0.902(0.821～0.955),最佳截断值为6.66μg/L,此时诊断敏感度为76.7％,特异度为85.7％,与多普勒超声诊断仪测量PASP结果比较一致性较好(Kappa值=0.627).结论 血清Cav-1在COPD相关PAH患者表达明显下调,可以作为预测COPD相关PAH的新型血清标志物.

【期刊名称】《天津医药》

【年(卷),期】2019(047)002 【总页数】4页(P155-158)

【关键词】肺疾病,慢性阻塞性;高血压,肺性;窖蛋白1;血清;炎症

【作 者】侯万举;曹洁;王娟

【作者单位】天津市公安医院呼吸科 300042;天津医科大学总医院呼吸科;天津医科大学总医院呼吸科

【正文语种】中 文

【中图分类】R563.9

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是引起慢性死亡的主要原因之一，预计到2020年COPD将位居全球慢性疾病死亡原因的第3位及世界疾病经济负担的第5位［1］。COPD相关肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension，PAH）为严重影响COPD患者预后的重要合并症，如不积极治疗往往会在2～3年内死亡［2］。肺动脉血管内皮细胞的异常增殖和血管重塑是PAH重要的病理基础，炎症因子如白细胞介素-6（IL-6）及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）已经被证实可以促进PAH的形成及发展［2-3］，但其确切的分子机制尚不清楚。近些年研究发现，窖蛋白-1（caveolin-1，Cav-1）与许多参与PAH发病机制的信号传导蛋白，如内皮型一氧化氮合酶、血管内皮生长因子受体、环前列腺素受体等存在密切关系［4-6］，提示Cav-1可能在PAH发病机制中发挥重要作用。目前，针对COPD相关PAH与血清Cav-1的研究较少。本文将探讨血清Cav-1在COPD相关PAH患者中的表达，并分析其临床意义。

1 对象与方法 1.1 研究对象 选取2017年3月—12月就诊于天津医科大学总医院呼吸与危重症医学科的稳定期COPD患者65例。多普勒超声诊断仪测量肺动脉收缩压（PASP），PASP≥40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）认为存在PAH。根据是否合并PAH，分为单纯COPD组（35例）、COPD相关PAH组（COPDPAH组，30例）。另选取在本院健康体检的志愿者30例作为对照组。各组性别、年龄及体质量指数（BMI）差异无统计学意义，具有可比性，见表1。本研究均经研究对象签署知情同意书并经伦理委员会审批通过。

Tab.1 Comparison of basic data between the three groups表1 3组基线资料比较均P＞0.05组别对照组COPD组COPD-PAH组χ2或F n 30 35 30性别（男/女）20/10 24/11 23/7 0.832年龄（岁）66.10±2.98 66.40±3.38

67.67±3.09 2.086 BMI（kg/m2）24.10±2.51 25.18±3.03 23.81±2.74 2.214

COPD诊断符合2017版GOLD指南的诊断标准［1］：存在呼吸困难，慢性咳嗽或慢性咳痰的症状；有危险因素暴露史：吸烟、烟雾、空气污染、职业性粉尘和化学物质、生物燃料等；吸入支气管舒张剂后第一秒用力呼吸容积（FEV1）/用力肺活量（FVC）＜70%；除外其他导致持续气流受限的疾病。排除标准：先天性心脏疾病、严重的心血管疾病、急慢性心功能不全、肺间质疾病、肺栓塞、特发性肺动脉高压、免疫系统疾病、恶性肿瘤等可能引起PAH的相关疾病。PAH诊断标准参照美国心脏病学会基金会（ACCF）和美国心脏学会（AHA）共识［7］：心脏超声心动测量 PASP≥40 mmHg 提示患者存在PAH。

1.2 方法

1.2.1 标本收集与测定 检测所有纳入研究对象的肺功能及动脉血气分析，并于空腹状态下抽取静脉血2 mL，在4℃放置1 h后，3 000 r/min离心15 min，取上清置于-80℃超低温冰箱保存待测。采用酶联免疫吸附法测定Cav-1、IL-6和TNF-α表达水平（Cav-1试剂盒购于美国CST公司，IL-6和TNF-α试剂盒购于美国Invitrogen公司）。多普勒超声诊断仪测量PASP，所有研究对象要求平卧位，在静息状态下测量三尖瓣反流压差、右心室舒张及收缩末期容积。在无右室流出道梗阻的情况下估测PASP=三尖瓣反流压差+右心房压。

1.2.2 观察指标 收集并记录各组临床基线资料，包括性别、年龄、体质量指数（BMI）、FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比（FEV1%）、二氧化碳分压［p（CO2）］、氧分压［p（O2）］，以及各组Cav-1、IL-6和TNF-α表达水平。

1.3 统计学方法 采用SPSS 20.0软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间多重比较采用LSD-t法。非正态分布的计量资料用中位数及四分位数［M（P25，P75）］表示，组间比较采用Kruskal-Wallis H检验，组间多重比较采用All pairwise法，校正检验水准为0.017。计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验。绘制受试者工作特征（ROC）曲线，分析Cav-1诊断PAH的最佳临界值，计算Cav-1检测相对于金标准（多普勒超声诊断仪测量PASP≥40 mmHg）的敏感度、特异度，Kappa系数评价该方法与金标准的一致性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组一般临床特征比较 COPD-PAH组与COPD组FEV1%、FEV1/FVC及p（O2）低于对照组，而p（CO2）、PASP 均高于对照组（P＜0.01）。COPDPAH组 p（O2）低于 COPD 组，p（CO2）、PASP 均高于COPD组（P＜0.01），而FEV1%和FEV1/FVC差异无统计学意义，见表2。

2.2 3组Cav-1与IL-6、TNF-α表达水平比较 对照组、COPD组及COPD-PAH组Cav-1表达水平呈逐渐降低趋势，而IL-6、TNF-α表达水平呈逐渐升高趋势（P＜0.01），见表3。

2.3 血清Cav-1诊断COPD合并PAH的价值 血清Cav-1诊断COPD合并PAH的ROC曲线下面积为0.902（0.821～0.955），最佳截断值为6.66 μg/L，此时敏感度为76.7%，特异度为85.7%。Cav-1检测与多普勒超声诊断仪测量PASP判断PAH一致性较好（Kappa 值=0.627），见表4、图1。

Fig.1 ROC curve of serum Cav-1 for predicting-COPD with PAH图1 血清Cav-1诊断COPD相关PAH的ROC曲线

Tab.2 Comparison of clinical features between the three groups表2 3组一般临床特征比较＊＊P＜0.01；a与对照组比较，b与COPD组比较，P＜0.01FEV1%83.09（81.73，85.46）48.04（42.83，54.96）a 41.87（39.53，57.02）a 61.837＊＊组别对照组COPD组COPD-PAH组H或F n 30 35 30

FEV1/FVC（%）85.93（82.19，88.57）54.40（51.73，58.76）a 53.55（51.28，55.03）a 61.803＊＊p（O2）（mmHg）83.41（81.53，85.99）66.92（64.81，70.89）a 63.04（59.25，66.29）ab 69.971＊＊p（CO2）（mmHg）39.48±2.23 49.75±3.02a 53.41±2.41ab 232.152＊＊PASP（mmHg）20.50±2.49 31.17±3.09a 51.70±2.89ab 940.065＊＊

Tab.3 Comparison of expression levels of Cav-1,IL-6 and TNF-α between

the three groups表3 3组Cav-1与IL-6、TNF-α表达水平比较＊＊P＜0.01；a与对照组比较，b与COPD组比较，P＜0.01Cav-1（μg/L）10.11（8.93，11.43）7.05（6.47，8.48）a 4.99（3.98，6.82）ab 59.309＊＊组别对照组COPD组COPD-PAH组H n 30 35 30 IL-6（μg/L）26.41（24.48，28.01）37.39（34.81，39.94）a 48.23（45.97，51.18）ab 81.154＊＊TNF-α（ng/L）55.93（52.47，60.13）105.00（94.11，112.11）a 131.67（125.33，142.23）ab 77.654＊＊

3 讨论

COPD主要特征为不可逆的气流受限，可进行性加重并损伤肺组织，导致肺功能下降。长期慢性缺氧和CO2潴留，机体炎性介质分泌增多，这些使得肺血管舒缩调节功能失衡并发生结构改变，导致肺动脉结构重塑，从而形成PAH。本研究发现，无论是否合并PAH，所有COPD患者较对照组均存在显著的低氧和高碳酸血症，而当COPD合并PAH时表现更为严重，提示长期的低氧和高碳酸血症在COPD相关PAH发展过程中发挥重要作用。同时发现，COPD组和COPD-PAH组肺功能较对照组均出现不同程度受损，但2组之间差异并无统计学意义，推测可能与COPD病程及病情严重程度不同有关。

COPD肺损伤主要表现为气管的慢性炎症，反复炎性损伤与炎性修复的交互作用导致气管重塑和血管内皮损伤，这也是COPD相关PAH发病的重要机制之一。IL-6和TNF-α均可以刺激机体免疫炎症反应，诱导炎性介质释放，并可以增加血管内皮细胞的通透性，在PAH血管重塑过程中发挥重要作用。Pullamsetti等［2］研究发现，PAH患者重塑血管的平滑基层膜结合IL-6的受体表达异常增加，表明IL-6参与了PAH的发病过程。He等［8］研究发现，COPD相关PAH的患者PASP与血清中的IL-6呈正相关。体外实验发现，人气管上皮细胞在TNF-α的刺激下可增加血管细胞黏附分子-1 mRNA转录［9］，提示TNF-α诱导的炎症反应是内皮细胞功能损伤的重要因素。本研究结果显示，COPD-PAH组IL-6和TNF-α表达水平高于对照组和COPD组，提示IL-6和TNF-α参与了COPD相关PAH的发病机制，与上述文献报道一致。

窖蛋白主要分布在心血管系统中，具有调节小窝结构的作用，其中Cav-1为窖蛋白的主要功能蛋白，在肺上皮细胞、血管内皮细胞及成纤维细胞均发现Cav-1有大量表达。其通过调节细胞膜小窝构象，诱导各种趋化因子与小窝结构的特定部位结合，起到促进跨膜信号传导的作用。目前Cav-1在PAH的研究主要集中在动物实验中，与COPD相关PAH患者的人体研究较少。Chen等［10］将DJ-1蛋白基因敲除的大鼠在慢性缺氧环境下诱导成PAH模型，发现Cav-1表达水平明显低于常氧组，并且肺动脉收缩压和右心室收缩压均要高于常氧组。桑玉兰等［11］