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COPD不同HRCT表型患者血清中性粒细胞弹性蛋白酶、总抗氧化能力比较

陈红波,  陈丽萍,  金永明,  王丽娜,  朱丽蕊,  沈荣琼

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陈红波, 陈丽萍, 金永明, 王丽娜, 朱丽蕊, 沈荣琼. COPD不同HRCT表型患者血清中性粒细胞弹性蛋白酶、总抗氧化能力比较[J]. 昆明医科大学学报, 2020, 41(12): 108-111. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201229
引用本文: 陈红波, 陈丽萍, 金永明, 王丽娜, 朱丽蕊, 沈荣琼. COPD不同HRCT表型患者血清中性粒细胞弹性蛋白酶、总抗氧化能力比较[J]. 昆明医科大学学报, 2020, 41(12): 108-111. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201229
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Hong-bo CHEN, Li-ping CHEN, Yong-ming JIN, Li-na WANG, Li-rui ZHU, Rong-qiong SHEN. Comparative Study of Neutrophil Elastase and Total Antioxidant Capacity in Serum of COPD Patients with Different HRCT Phenotypes[J]. Journal of Kunming Medical University, 2020, 41(12): 108-111. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201229
Citation: Hong-bo CHEN, Li-ping CHEN, Yong-ming JIN, Li-na WANG, Li-rui ZHU, Rong-qiong SHEN. Comparative Study of Neutrophil Elastase and Total Antioxidant Capacity in Serum of COPD Patients with Different HRCT Phenotypes[J]. Journal of Kunming Medical University, 2020, 41(12): 108-111. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201229
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COPD不同HRCT表型患者血清中性粒细胞弹性蛋白酶、总抗氧化能力比较

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201229

  • 安宁市人民医院呼吸与危重症医学科，云南 昆明　653100

基金项目: 昆明市卫健委科研基金资助项目（2018-03-02-012）
详细信息
    作者简介:

    陈红波（1974～），女，云南曲靖人，医学硕士，主任医师，主要从事呼吸内科临床工作

    通讯作者:

    陈丽萍，E-mail： 647816536@qq.com

  • 中图分类号: R562.2

Comparative Study of Neutrophil Elastase and Total Antioxidant Capacity in Serum of COPD Patients with Different HRCT Phenotypes

  • Dept.of Respiratory Medicine，Anning people’s Hospital，Kunming Yunnan 653100，China

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    摘要
  • 摘要:   目的   探讨中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）、总抗氧化能力（total antioxidative capability，T-AOC）在慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）高分辨率CT（high-resolution computed tomography，HRCT）不同表型中的差异。   方法   对78例门诊COPD患者，采用HRCT将COPD患者分为A表型、M表型和E表型，分别测定三组患者NE及T-AOC。   结果   COPD患者M表型的血清NE含量高于对照组、A表型、E表型（P < 0.05）；E表型的血清NE含量高于对照组、A表型（ P < 0.05）；三组及对照组T-AOC差异无统计学意义（ P > 0.05）；血清NE与FEV1、FEV1%pred呈负相关（ P < 0.05），与CAT评分呈正相关（ P < 0.05）。   结论   NE在COPD患者不同HRCT表型中的表达上调并与肺功能指标相关，NE可能参与了COPD的气道炎症、气道重构过程，并引起气流阻塞。
    Abstract:   Objective   To explore the neutrophil elastase（neutrophil elastase, NE）, total antioxidant capacity（total antioxidative capability, T - AOC）in chronic obstructive pulmonary disease（chronic obstructive pulmonary diseases, COPD）high-resolution CT（high-resolution computed tomography, HRCT）in different HRCT phenotypes.   Methods   HRCT was used for typing 78 patients with out-patient COPD into phenotype A, phenotype M and phenotype E; NE and T-AOC of the three groups of patients were tested.   Results   The serum NE concentration of phenotype M in COPD patients was higher than that of control group, phenotype A and phenotype E（P < 0.05）. The serum NE concentration of phenotype E was higher than that of control group and phenotype A（ P < 0.05）. There was no significant difference in T-AOC between the three groups and the control group（ P > 0.05）. The NE in serum was negatively correlated with FEV1 and FEV1% pred.（ P < 0.05）, and positively correlated with CAT score（ P < 0.05）.   Conclusion   The expression of NE in COPD patients with different HRCT phenotypes is up-regulated and correlated with lung function indicators, and NE may be involved in airway inflammation and airway remodeling in COPD and cause airflow obstruction.
    • HTML全文

  • 慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary diseases，COPD）是一种以持续气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病[1]，气道炎症和气道重构是COPD的主要病理特征[2]。在此过程中，蛋白酶-抗蛋白酶系统失衡、氧化应激及肺部炎症反应扮演着重要作用[3]。根据患者气道炎症细胞分类、临床表现、影像学特征、对激素治疗的敏感性分为不同表型，其中胸部HRCT形态学表现就存在异质性，部分COPD患者有不可逆的气流限制但胸部HRCT肺野没有明显的低衰减区，部分COPD患者胸部HRCT表现为明显的支气管壁增厚，而其他患者没有。本文拟探讨COPD的影像学不同表型中，中性粒细胞弹性蛋白酶及总抗氧化能力的差异。

    1.   资料与方法

    1.1   临床资料

    选择2018年5月至2019年5月安宁市人民医院呼吸科门诊就诊COPD稳定期患者78例，纳入标准[1]：COPD稳定期患者，6周内无使用抗生素及全身性激素史。排除标准：既往有引起肺通气功能障碍的疾病如支气管扩张、肺结核、支气管哮喘、间质性肺疾病，胸部手术史的患者，其他心脏、消化、血液等各系统严重疾患的患者。对照组选择20例在体检中心进行健康体检肺功能正常、无严重疾患的受检者。入选对象均签署知情同意书。

    1.2   主要仪器及试剂

    CT为东芝Aquilion PRIME 80排160层螺旋CT，肺功能仪为耶格MasterScreen，Human，Elastase 2检测试剂盒来源于CUSABIO，货号CSB-EL007587HU，T-AOC检测试剂盒来源于Shanghai Enzyme-linked Biotechnology，货号ml061176。

    1.3   COPD的HRCT分型

    由两位放射科高年资主治医生根据目测 CT 上有无低衰减区（low attenuation areas，LAA）评估肺气肿及支气管壁增厚程度，肺气肿程度评估：将 < -950HU定为密度减低区域面积 [4]，选取双侧主动脉弓上缘1 cm、隆突水平下1 cm、右侧横膈上3个层面。通过各层LAA所占面积比来计算各层面的LAA评分：0分：LAA < 5%，1分：5%≤LAA < 25%，2分：25%≤LAA < 50%，3分：50%≤LAA < 75%，4分：LAA≥75%。根据3个层面评分总和进行肺气肿分级：0级：总和为0分，1级：总和分为1～3分，2级：总和分为4～6分，3级：总和分为7～9分，4级：总和分为10～12分。支气管壁增厚程度评估 [5]：0级：无增厚，1级：支气管壁厚度大于相邻肺动脉直径30%，2级：支气管壁厚度大于相邻肺动脉直径50%。COPD的HRCT表型分型标准：A表型：无肺气肿或存在轻微肺气肿，LAA≤1级，无支气管壁增厚；E表型：存在LAA≥2级的肺气肿，无支气管壁增厚；M表型：同时存在LAA≥2级的肺气肿和≥1级支气管壁增厚[6]。

    1.4   统计学处理

    采用SPSS17.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料组间比较采用单因素方差分析，组间计数资料比较采用χ2检验，NE、T-AOC与肺功能指标的相关性分析采用Pearson相关分析。P < 0.05为差异有统计学意义。

    2.   结果

    2.1   一般临床资料比较

    四组患者在性别、年龄、吸烟方面比较，差异无统计学意义（P > 0.05），A表型FEV1实测值、FEV1%pred、FEV1/FVC%较M表型、E表型高，差异有统计学意义（ P < 0.05），M表型FEV1实测值、FEV1%pre较E表型、A表型降低，CAT评分较E表型、A表型增高，差异有统计学意义（ P < 0.05），见 表1。

    表  1  研究对象的一般临床资料[（ $\bar x \pm s$ ）/n（%）]
    Table  1.  General information of the subjects[（ $\bar x \pm s$ ）/n（%）]
    资料 对照组（n = 20） E表型（n = 33） M表型（n = 21） A表型（n = 24）
    年龄（岁） 68.10 ± 1.5 68.97 ± 1.2 68.68 ± 1.6 68.33 ± 1.9
    男 16（80） 27（81.8） 17（80.9） 19（79.2）
    女 4（20） 6（18.2） 4（19.1） 5（20.8）
    吸烟者 14（70） 23（69.7） 15（71.4） 17（70.8）
    FEV1实测值（L） 0.93 ± 0.6 0.77 ± 0.3∆ 1.34 ± 0.4*#
    FEV1/FVC% 54.12 ± 1.3 52.61 ± 1.6 59.64 ± 1.8*#
    FEV1%pre 46.23 ± 2.1 41.56 ± 2.2∆ 53.00 ± 1.8*#
    CAT评分（分） 12.65 ± 3.3 15.57 ± 2.1∆ 12.45 ± 3.5#
    　　与E表型比较，*P < 0.05；与M表型比较， #P < 0.05；与E表型比较， ∆P < 0.05。
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    2.2   四组患者血清NE、T-AOC含量比较

    四组患者血清NE、T-AOC的比较，见表2。

    表  2  各组别血清NE、T-AOC测量值（ $\bar x \pm s$ ）
    Table  2.  Serum NE and T-AOC data in each group（ $\bar x \pm s$ ）
    组别 NE（ng/mL） T-AOC（U/mL）
    对照组 140.3 ± 34.3 2.9 ± 1.1
    A表型 134.3 ± 49.3 2.7 ± 1.8
    E表型 176.1 ± 37.4*# 3.0 ± 1.2
    M表型 196.8 ± 56.0*#∆ 2.8 ± 1.5
    　　注：与A表型比较，*P < 0.05；与对照组比较， #P < 0.05；与E表型比较， ∆P < 0.05。
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    从表2中可以看出，M表型血清NE含量高于对照组、A表型、E表型，有统计学意义（P < 0.05）；E表型血清NE含量高于对照组、A表型，有统计学意义（ P < 0.05）。四组T-AOC差异无统计学意义（ P > 0.05）。

    2.3   血清NE、T-AOC与各指标相关性分析

    将78例COPD患者血清NE、T-AOC与FEV1、FEV1%pred、CAT评分做直线相关分析，可见血清NE与FEV1、FEV1%pred呈负相关（P < 0.05），与CAT评分呈正相关（ P < 0.05），见 表3。

    表  3  血清NE、T-AOC相关性分析
    Table  3.  Correlation analysis of serum NE and T-AOC
    各项指标 r/P NE T-AOC
    FEV1 r −0.433 0.053
    P 0.019* 0.786
    FEV1/Pred% r −0.403 0.112
    P 0.030* 0.562
    CAT r 0.491 −0.069
    P 3.564E-9* 0.610
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    3.   讨论

    COPD病变主要存在于气道、肺实质以及肺血管[7]，HRCT是当今肺部无创性成像技术中最敏感的检查手段，可以观察COPD的肺结构形态。Han等[8]研究证实HRCT检查定量测定肺气肿病变程度和气道壁厚度与COPD病情严重程度以及急性加重风险呈正相关，把COPD患者根据HRCT分为三个表型-A表型、E表型、M表型，分析不同表型的气流受限、临床表现的差异；以及不同表型与病因学之间的联系。

    笔者研究采用了慢阻肺患者的新型健康相关生命质量量表慢阻肺自我评估测试问卷（COPD assessment test，CAT）。M表型CAT评分最高，临床症状咯痰症状更为明显，有排痰后咳嗽、用力或静息时喘息、胸闷，与其影像学改变肺气肿和支气管壁增厚相符。A表型FEV1实测值、FEV1%pred、FEV1/FVC%均优于M表型、E表型，说明A表型患者气流受限的程度较轻。M表型FEV1实测值、FEV1%pre较E表型降低，提示没有支气管扩张表现型的肺气肿小气道支气管扩张可能较轻，气流受限被认为主要由于弹性反冲降低所致；可能由于M表型同时存在肺气肿和支气管壁增厚，气流受限的严重程度要高于只有肺气肿的E表型。

    在COPD的气道重构中，气道壁纤维化及气流阻塞的主要原因之一细胞外基质（ECM）的降解和过度沉积[9]。在此过程中，蛋白酶-抗蛋白酶系统失衡起着重要作用。NE是一种丝氨酸蛋白酶，存在于中性粒细胞的嗜蓝粒细胞中。当中性粒细胞在暴露于多种细胞因子和化学引诱剂（包括肿瘤坏死因子（TNF）-a、白细胞介素（IL）-8、细菌脂多糖（LPS）后，可被刺激释放NE[10]。NE是一种杂食性酶，可溶解多种蛋白[11]，正常情况下能清除肺部病原菌[12]，而在急性炎症时大量释放造成肺组织结构破坏而参与发病[13]。COPD的稳定期NE含量仍高于正常[12]。对细胞外基质的溶解作用、促进炎性细胞聚集、减少纤毛摆动频率、通过诱导气道上皮细胞产生粘蛋白而导致慢性炎症性气道疾病的恶性循环[14-15]。本研究结果显示COPD患者的NE高于正常组，NE含量与FEV1、FEV1%pred呈显著负相关（P < 0.05），与CAT评分呈显著正相关（ P < 0.05），表明NE在COPD发病中有着重要作用，与肺通气功能、气流受限、临床症状密切相关。曾春芳等 [16-17]研究表明COPD患者肺组织、痰中的NE含量与气流受限密切相关。本研究结果还提示M表型血清NE含量高于A表型、E表型，差异有统计学意义（P < 0.05）；E表型血清NE含量高于A表型，差异有统计学意义（ P < 0.05）。说明COPD患者NE的含量与气道结构的改变、影像形态学有关，NE通过参与炎症反应、降解弹性蛋白和结缔组织等破坏肺泡壁和小气道从而参与COPD的发生发展过程。总抗氧化能力（T-AOC）反映机体自由基的代谢状态以及机体抗氧化能力 [18]。本研究发现，COPD组总抗氧化能力较对照组，COPD三个表型A表型、E表型、M表型总抗氧化能力之间，差异无统计学意义（P > 0.05）。

    本研究提示NE参与COPD气道炎症及气道重构过程，目前COPD治疗研究方向主要集中在如何恢复患者肺结构，而蛋白酶-抗蛋白酶系统对肺结构的正常重建起着重要作用，NE的特异性蛋白酶抑制物α1-AT作为NE的主要抑制剂，抑制释放炎症介质、蛋白酶活性、减少粘液分泌、继而减轻了肺组织的损伤[19]，对COPD的治疗提供了新思路。

  • 表  1  研究对象的一般临床资料[（ $\bar x \pm s$ ）/n（%）]

    Table  1.   General information of the subjects[（ $\bar x \pm s$ ）/n（%）]

    资料 对照组（n = 20） E表型（n = 33） M表型（n = 21） A表型（n = 24）
    年龄（岁） 68.10 ± 1.5 68.97 ± 1.2 68.68 ± 1.6 68.33 ± 1.9
    男 16（80） 27（81.8） 17（80.9） 19（79.2）
    女 4（20） 6（18.2） 4（19.1） 5（20.8）
    吸烟者 14（70） 23（69.7） 15（71.4） 17（70.8）
    FEV1实测值（L） 0.93 ± 0.6 0.77 ± 0.3∆ 1.34 ± 0.4*#
    FEV1/FVC% 54.12 ± 1.3 52.61 ± 1.6 59.64 ± 1.8*#
    FEV1%pre 46.23 ± 2.1 41.56 ± 2.2∆ 53.00 ± 1.8*#
    CAT评分（分） 12.65 ± 3.3 15.57 ± 2.1∆ 12.45 ± 3.5#
    　　与E表型比较，*P < 0.05；与M表型比较， #P < 0.05；与E表型比较， ∆P < 0.05。
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    表  2  各组别血清NE、T-AOC测量值（ $\bar x \pm s$ ）

    Table  2.   Serum NE and T-AOC data in each group（ $\bar x \pm s$ ）

    组别 NE（ng/mL） T-AOC（U/mL）
    对照组 140.3 ± 34.3 2.9 ± 1.1
    A表型 134.3 ± 49.3 2.7 ± 1.8
    E表型 176.1 ± 37.4*# 3.0 ± 1.2
    M表型 196.8 ± 56.0*#∆ 2.8 ± 1.5
    　　注：与A表型比较，*P < 0.05；与对照组比较， #P < 0.05；与E表型比较， ∆P < 0.05。
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    表  3  血清NE、T-AOC相关性分析

    Table  3.   Correlation analysis of serum NE and T-AOC

    各项指标 r/P NE T-AOC
    FEV1 r −0.433 0.053
    P 0.019* 0.786
    FEV1/Pred% r −0.403 0.112
    P 0.030* 0.562
    CAT r 0.491 −0.069
    P 3.564E-9* 0.610
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-26
  • 刊出日期:  2019-12-26

目录

摘要
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  • 1.   资料与方法

  • 1.1   临床资料

  • 1.2   主要仪器及试剂

  • 1.3   COPD的HRCT分型

  • 1.4   统计学处理

  • 2.   结果

  • 2.1   一般临床资料比较

  • 2.2   四组患者血清NE、T-AOC含量比较

  • 2.3   血清NE、T-AOC与各指标相关性分析

  • 3.   讨论

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