慢性阻塞性肺病患者血清sFas和VEGF浓度的相关性研究

刘华 梁玉丽

[摘要] 目的 研究慢性阻塞性肺病（COPD）患者血清可溶性凋亡相关蛋白（sFas）和血管内皮生长因子（VEGF）浓度变化，探讨凋亡机制在COPD发病机制的作用，寻求评价COPD病情控制水平的凋亡/抗凋亡指标。 方法 选择2011年8月～2013年8月就诊于广东药学院附属第一医院COPD急性发作期（急性期组）、治疗后达到稳定期（稳定期组）的患者139例，并选择33名正常对照者（正常对照组），进行血清的sFas和VEGF浓度水平测定及肺功能的测定。 结果 ①COPD急性期组[（20.12±2.14）ng/mL]、稳定期组[（17.90±2.07）ng/mL]、正常对照组[（15.15±2.87）ng/mL]患者血清sFas浓度依次递减，差异均有统计学意义（P ﹤ 0.05），而COPD稳定期组血清VEGF浓度[（416.00±65.78）pg/mL]较急性期组[（510.71±83.12）pg/mL]、正常对照组[（521.60±35.75）pg/mL]下降，差异均有统计学意义（P ﹤ 0.05），急性期组较正常对照组VEGF浓度下降，但差异无统计学意义（P ﹥ 0.05）。②COPD急性期组A、B、C、D各级患者血清sFas浓度分别为（18.48±1.32）、（19.02±1.56）、（20.96±1.82）、（21.91±1.84）ng/mL，呈增加趋势，B、C、D级间差异均有统计学意义（P ﹤ 0.05）。COPD急性期组A、B、C、D各级患者VEGF浓度分别为（587.4±31.7）、（571.6±27.9）、（485.5±34.6）、（398.5±41.5）pg/mL，呈下降趋势，B、C、D级间差异均有统计学意义（P ﹤ 0.05）。③COPD稳定期各亚组患者血清sFas和VEGF浓度较急性期明显下降（P ﹤ 0.05）。④COPD急性期各亚组患者血清sFas和VEGF浓度与FEV1 无相关性（P ﹥ 0.05）。 结论 COPD患者体内存在细胞凋亡异常，血清sFas和VEGF浓度可以作为细胞凋亡的指标，衡量其病情变化及严重程度的指标。

[关键词] 细胞凋亡性；细胞凋亡相关蛋白；血管内皮生长因子；慢性阻塞性肺病；第1秒用力呼气容积

[中图分类号] R563 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）02（b）-0037-04

Relevant research of serum sFas and VEGF levels in chronic obstructive pulmonary disease patients

LIU Hua LIANG Yuli

The Second Department of Internal Medicine， the First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University， Guangdong Province， Guangzhou 510080， China

[Abstract] Objective To study the effect of apoptosis mechanism in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease （COPD） by the measurement of serum Fas ligand （sFas） and VEGF levels， find the apoptosis markers which can be used to evaluate COPD disease control level. Methods 139 cases with COPD in acute phase （acute phase group）， and stable phase after treatment （stable phase group） were selected in the First Affiliated Hospital of Guangdong Pharmaceutical University from August 2011 to August 2013， 33 normal controls were selected as control group. Then the concentration levels of serum sFas and VEGF and the function of pulmonary were determined. Results ①The concentration of sFas decreased progressively in acute phase group [（20.12±2.14） ng/mL]， stable phase group [（17.90±2.07） ng/mL]， and control group [（15.15±2.87） ng/mL]， the differences were statistically significant （P < 0.05）. The concentration of VEGF in stable phase group [（416.00±65.78） pg/mL] was lower than the acute phase group [（510.71±83.12） pg/mL] and the control group [（521.60±35.75） pg/mL]， the differences were statistically significant （P < 0.05）. The concentration of VEGF in acute phase group was lower than the control group， but the difference was not statistically significant （P > 0.05）. ②The sFas serum concentration of A， B， C， D degrees of acute exacerbation phase in COPD patients respectively were （18.48±1.32）， （19.02±1.56）， （20.96±1.82）， （21.91±1.84） ng/mL， showed a trend of increase， the differences of B， C， D degrees were statistically significant （P < 0.05）. The VEGF serum concentration of A， B， C， D degrees of acute exacerbation phase in COPD patients respectively were （587.4±31.7）， （571.6±27.9）， （485.5±34.6）， （398.5±41.5） pg/mL， showed a trend of decrease， the differences of B， C， D degrees were statistically significant （P < 0.05）. ③All the levels of serum sFas and VEGF concentrations in the stable phase group decreased compared with the acute phase group （P < 0.05）. ④There was no correlation between concentration of sFas， VEGF and FEVl in acute exacerbation of COPD patients （P > 0.05）. Conclusion There is abnormal apoptosis in COPD patients， the concentration of sFas and VEGF can be used as the apoptosis indicators， which reflect the severity and activity condition of COPD.

[Key words] Apoptosis； sFas； VEGF； COPD； FEV1

目前慢性阻塞性肺疾病（COPD）的发病机制未完全阐明，且临床治疗的药物效果并不十分理想，因此，更彻底地发现其发病机制为寻找更多的有效的治疗方法提供研究基础。近年来，细胞凋亡的肺或肺外途径已经在COPD中被观察到，已经被证明有助于COPD的发生和发展，被认为是第4位重要的COPD发病机制[1-2]。

本文通过对正常对照组、COPD急性加重期、稳定期患者血清可溶性凋亡相关蛋白（sFas）及血管内皮生长因子（VEGF）浓度、肺功能测定，来探讨凋亡机制在COPD发病机制的作用，寻求评价COPD病情控制水平的凋亡/抗凋亡指标，从而为可能通过临床用药调节细胞凋亡/抗凋亡治疗的COPD患者提供新的有效方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 COPD组 选择2011年8月～2013年8月就诊于广东药学院附属第一医院（以下简称“我院”）COPD急性加重患者139例，将急性发作期患者作为急性期组，而治疗后达到稳定期131例患者作为稳定期组。根据急性发作期的综合评估分为A、B、C、D级，各31、32、30、46例；年龄65～80岁，平均（64.5±4.4）岁；男77例，女62例。患者诊断均符合按照最新的COPD全球畅议2011年版指南[3]诊断及分级标准，均接受基础肺功能检查和支气管舒张实验，确定气道有不完全可逆阻塞。咳嗽、咳痰、气促较平常加重，痰量增多为急性加重期；给与常规扩支气管药物、抗炎、平喘、化痰治疗。上述症状明显缓解14 d为稳定期。COPD稳定期组A、B、C、D级，各31、32、28、40例。排除标准：①合并其他呼吸系统疾病（如哮喘），导致容易混淆不能明确诊断为COPD的患者；②有良恶性肿瘤、自身免疫性疾病患者；③近期胃肠道、泌尿道等其他部位感染；④肝脏疾病、血肌酐浓度异常患者；⑤近期手术及重大外伤史；⑥精神类疾病史；⑦左心衰的临床表现；⑧近期6个月内参加其他临床研究史以及不配合完成肺功能检查者及提供血液标本者。所有入组患者均签署知情同意书。

1.1.2 正常对照组 选择我院体检中心的健康体检者，共33人，年龄50～70岁，平均（63±5）岁；均有吸烟史；男18人，女15人。排除标准：既往长期慢性肺部疾病，自身免疫相关疾病，慢性心力衰竭，心脏支架植入术后，内分泌疾病史，近期重大外伤及手术史，各类精神疾病，肝脏严重病变疾病，各种良恶性肿瘤，慢性肾炎综合征，慢性肾衰，器官移植术后，妊娠及哺乳期妇女。所有入组人员均知情同意。

1.2 方法

所有COPD患者及正常对照者均于清晨空腹抽取肘正中静脉血2 mL，立即送到我院血标本检测室离心分离血清分装于EP管中，置-70℃冰箱保存待统一检测。血清sFAS、VEGF浓度测定采用日本IBL公司的人sFas、VEGF ELISA试剂盒，按盒内的说明书进行操作。采用意大利COSMED肺功能仪由我院专门的医师进行肺功能检测。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验；组间数据的相关性采用Pearson相关分析，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 实验对象的基本情况比较

COPD组患者与正常对照组年龄、性别比较，差异无统计学意义（P > 0.05）；两组FEV1/FVC比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表1。

表1 实验对象基本情况比较（x±s）

注：FEV1：第1秒用力呼气容积；FVC：用力肺活量

2.2 各组血清sFas、VEGF浓度比较

COPD急性期组、稳定期组及正常对照组间血清sFAS浓度差异有统计学意义（P < 0.05），且其浓度依次递减；而COPD急性期组、正常对照组血清VEGF浓度较稳定期组的升高，差异有统计学意义（P <0.05），而正常对照组与急性期组差异无统计学意义（P > 0.05）。见表2。

表2 正常对照组与COPD组血清sFas、VEGF浓度的比较（x±s）

注：与正常对照组比较，*P < 0.05；与COPD急性期组比较，▲P < 0.05；VEGF：血管内皮生长因子；sFas：可溶性凋亡相关蛋白

2.3 COPD各亚级治疗前后血清sFas、VEGF浓度比较

除了A级和B级急性期组血清sFas浓度差异无统计学意义（P > 0.05）外，B、C、D级差异均有统计学意义（P < 0.05），呈现出B级< C级< D级趋势，并且各亚级稳定期组血清sFAS浓度明显较急性期组下降。COPD急性期组血清VEGF浓度除A级和B级差异无统计学意义（P > 0.05）外，B、C、D级差异均有统计学意义（P < 0.05），呈现出B级> C级> D级的趋势，并且各亚级稳定期组的血清VEGF浓度较急性期组降低。见表3。

表3 COPD各亚级治疗前后血清sFas、VEGF浓度比较（x±s）

注：与A级急性期组比较，□P < 0.05 ；与A级稳定期组比较，▲P < 0.05；与同级急性期组比较，*P < 0.05；VEGF：血管内皮生长因子；sFas：可溶性凋亡相关蛋白

2.4 COPD患者各级sFas、VEGF浓度与FEV1 相关性分析

各亚组血清sFas及VEGF浓度与FEV1均无明显的相关性（P > 0.05）。见表4。

表4 各级COPD患者sFas、VEGF浓度与FEV1相关性分析

注：VEGF：血管内皮生长因子；sFas：可溶性凋亡相关蛋白；FEV1：第1秒用力呼气容积

3 讨论

3.1 sFas与细胞凋亡

本研究结果显示，COPD急性加重期较稳定期、COPD稳定期较正常志愿者sFAS浓度明显增高，以上差异均有统计学意义，说明COPD尤其是急性期的患者存在sFAS的高表达。sFas与FasL有很高的亲和力，可以通过与膜Fas竞争结合FasL而抑制Fas/FasL介导的细胞凋亡。Fas/FasL介导的凋亡途径异常可以导致中性粒细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞等炎症细胞在COPD体内的凋亡异常，促进COPD的发展。

中性粒细胞（PMN）在生理情况下通过其表面表达Fas和FasL双向调节自身凋亡，从而维持其在人体内的数量，其可以通过受体介导的外在途径（Fas介导的）发生凋亡，但这并不是唯一的途径[4]。许多学者研究表明，在COPD急性期和稳定期均存在着PMN凋亡明显不足[5-6]，故高表达的sFas可能抑制了PMN凋亡，使PMN大量在肺部血管和组织气内滞留、聚集，导致炎症介质（如TNF-α、IL-6、IL-8等）、自由基的释放增加，持续引起肺部炎症浸润加剧，加剧的炎性反应可以引起很多蛋白酶的释放，一方面可以直接对肺实质性的细胞进行破坏及溶解；另一方面某些弹性蛋白酶如MMP7、NE削弱巨噬细胞吞噬能力，其途径也可通过sFas产生增加实现，最终导致巨噬细胞不能平稳的识别和吞噬PMN，过多的PMN因不能及时被清除而发生坏死增多，反过来又加剧炎症损伤。目前已经证实COPD也存在着CD4+T/CD8+T的失常[7-8]。有研究表明，COPD患者外周血中CD4+T细胞减少是通过凋亡途径Fas/FasL及Bcl-2起作用的[9]。CD4+T细胞减少使对细胞免疫功能下降，CD8+T细胞的增加有细胞毒性，造成对肺组织的损伤。Yasuda等[10]发现，尤其是在危重的COPD患者，血浆中sFas浓度明显增加，可达2倍之多。本实验发现除了COPD A、B级患者sFas水平差异无统计学意义外，B、C、D级见差异均有统计学意义，并且出现依次增高的趋势，各亚级稳定期较急性期sFas浓度水平明显降低，与上述文献报道的结果一致。这表明随着COPD病情的的好转，sFas浓度水平也是不断的降低。故血清sFas浓度水平可能作为COPD患者体内细胞凋亡的血清学指标，衡量其病情变化及严重程度的指标。

3.2 VEGF与细胞凋亡

本研究结果显示，COPD稳定组较正常对照组VEGF水平明显降低，差异有统计学意义，COPD急性期组较正常对照VEGF水平虽然降低，但是差异无统计学意义。急性加重期的表现存在两种截然不同的状态，即急性加重期A、B、C、D各级中的VEGF水平总体是逐渐下降的，A、B级较正常对照组VEGF水平明显升高，而C、D级较正常对照组明显下降。Kierszniewska等[11]研究发现，VEGF浓度在轻度COPD患者的痰液中含量较正常受试者明显增多，相反的是VEGF在重度COPD患者整个肺的含量较非COPD患者少。Pinto-Plata等[12]也发现，血清中的VEGF浓度与COPD患者的GOLD分级呈相反的趋势，即随着病情的严重，VEGF浓度逐渐下降。这可能是由于疾病不同阶段其VEGF表达浓度及相应的效应作用不同产生的[13]。一定量的VEGF在促进血管内皮细胞增殖分化、保持肺组织正常的形态结构方面起着重要的作用，多种因素如吸烟、低氧、炎症刺激物TNF-α、IL-6等可促进VEGF及其受体表达[14]。上述因素反复刺激气道上皮细胞及血管内皮细胞，在早期阶段尚能代偿性增生并大量分泌VEGF[15]，但是到疾病后期，VEGF作为一种保护细胞免于被凋亡的分子因为肺部实质细胞严重破坏而下降，严重时几乎测不到其存在。本实验结果表明，COPD尤其急性期患者体内存在着细胞凋亡失调，VEGF随着病情加重而下降，推测其可能是肺内实质细胞及间质细胞（肺上皮细胞、内皮细胞等）凋亡表达过度而得不到及时清除，凋亡细胞内的有害物质流到周围组织，加剧肺部的损伤及正常新生细胞重生修复，久而久之导致肺部的结构发生改变，肺气肿形成。VEGF水平的监测可能作为COPD病情的活动性及严重程度的判定指标之一。

总之，COPD患者体内存在着凋亡因子sFas和VEGF的表达异常，与肺功能指标无相关性，表明细胞凋亡机制确实存在COPD患者体内，sFas主要影响COPD中导致发病的炎症因子，导致其凋亡减少，加剧其作用的炎症机制；而VEGF则主要是作用于肺的实质细胞（包括内皮细胞，上皮细胞等），因VEGF的减少导致上述实质细胞损害，直接影响肺的结构和功能；两者又存在相互促进和相互影响的关系，炎症因子的增多可以加剧实质细胞的破坏，而实质细胞的破坏又导致有害物质更多地泄露到周围的组织，引来更剧烈的炎性反应，故形成了一个恶性循环，共同作用于COPD患者，使病情加重。调节两者的平衡是否可以作为新的治疗靶点作用于COPD患者上还需要更多的研究。

[参考文献]

[1] Ingel KD，Tine D，Ken RB，et al. Role of apoptosis in the pathogenesis of COPD and pulmonary emphysema [J]. Respir Res，2006，7（1）：53.

[2] Zeng H，Kong X，Peng H，et al. Apoptosis and Bcl-2 family proteins taken to chronic obstructive pulmonary disease [J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci，2012，16（6）：711-27.

[3] Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global strategy for the diagnosis， management， and prevention of COPD： updated 2010[S]. 2010.

[4] Liles WC，Kiener PA，Ledbetter JA，et al. Differential expression of Fas（CD95）and Fas ligand on normal human phagocytes：implications for the regulation of apoptosis in neutrophils [J]. J Exp Meal，1996，184（2）：429-440.

[5] Pletz MW，Ioanas M，de Roux A，et al. Reduced spontaneous apoptosis in peripheral blood neutrophils during exacerbation of COPD [J]. Eur Respir J，2004，23（4）：532-537

[6] Williams TJ，Jose PJ. Neutrophils in chronic obstructive pulmonary disease [J]. Novartis Found Symp，2001，234：136-141.

[7] Domagala K，Ulawik J，Hoser G，et al. Increased proportion of Fas positive CD8+cells in peripheral blood of patients with COPD [J]. Respir Med，2006，6（17）：203-205.

[8] 袁开芬，赵国厚，杨建华.慢性阻塞性肺疾病患者外周血可溶性白介素-2受体和IL-8及T淋巴细胞亚群检测的意义[J].实用心脑肺血管病杂，2009，17（8）：647-649.

[9] 卓宋明，徐文莉，梁珊瑚，等.慢性阻塞性肺疾病患者T淋巴细胞亚群凋亡与Fas、FasL、Bcl-2 表达的关系[J].中华临床医师杂志：电子版，2011，5（6）：1554-1560.

[10] Yasuda N，Gotoh K，Asano K，et al. An increase of soluble Fas， an inhibitor of apoptosis associated with progression of COPD [J]. Respir Med，1998，92（80）：993-999.

[11] Kierszniewska SD，Pietras T，Górski P，et al. Serum vascular endothelial growth factor and its receptor levels in patients with chronic obstructive pulmonary disease [J]. Eur Cytokine Netw，2006，17：75-79.

[12] Pinto-Plata V，Casnova C. Inflammatory and repair serum biomarker pattern. Association to clinical outcomes in COPD [J]. Respir Res，2012，13（71）：1465.

[13] Rovina N，Papapetropoulos A，Kollintza A，et al. Vascular endothelial growth factor：an angiogenic factor reflecting airway inflammation in healthy smokers and in patients with bronchitis type of chronic obstructive pulmonary disease？[J]. Respir Res，2007，8：53.

[14] Kristan SS，Marc MM. Airway Angiogenesis in Stable and Exacerbated Chronic Obstructive Pulmonary Disease [J]. Clinical Immunology，2011，75（1）：109-114.

[15] 郭瑛，李燕芹，刘斌，等.血管内皮功能变化与慢性阻塞性肺疾病的关系[J].上海交通大学学报：医学版，2010， 30（9）：1152-1155.

（收稿日期：2013-10-28 本文编辑：程 铭）