COPD患者血清CTSB、CTSS表达水平及临床意义

卢春兰， 李 宁， 蒋碧佳

(桂林医学院第二附属医院呼吸与危重症医学科，广西省桂林市 541199)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和(或)肺气肿，通常与气道和肺实质的进行性破坏有关[1-2]。目前COPD的诊断及疗效评估主要依据第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in the first second，FEV1)占预计值百分比值的变化以及急性发作频率等多种临床参数[3]。肺内蛋白酶和抗蛋白酶失衡与COPD等肺部疾病的发生发展相关[4]。血清组织蛋白酶B(cathepsin B，CTSB)、组织蛋白酶S(cathepsin S，CTSS)与非小细胞肺癌、纤维化肺疾病等肺部疾病的发生、发展以及转归密切相关[5-6]，但在COPD中研究较少。本文观察COPD患者CTSB、CTSS表达水平及其临床意义。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2018年3月—2019年3月本院收治的156例COPD患者为COPD组，其中男98例，女58例，年龄50～81岁，平均(69.37±12.55)岁。另选取同时期体检的60例肺功能正常的健康者作为对照组，其中男38例，女22例，年龄50～80岁，平均(70.12±12.40)岁。两组性别、年龄等资料比较，差异均无显著性(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准，受试者自愿参加试验并签署知情同意书。

1.2 入组标准与排除标准

入组标准：①符合2011年中华医学会呼吸分会制定的《慢性阻塞性肺疾病诊疗指南》中COPD诊断标准[7]；②1周内未应用过糖皮质激素治疗；③临床资料完整。排除标准：①肺结核、哮喘、支气管扩张者；②肝、肾功能严重受损者；③严重心脑血管疾病患者；④恶性肿瘤患者；⑤血液系统疾病患者。

1.3 血清CTSB、CTSS水平测定

全部受试者禁食12 h，次日清晨取静卧位，采集外周静脉血4 mL，采用低温高速离心机离心5 min分离血清，转速3 000 r/min；采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)测定血清CTSB、CTSS水平，ELISA试剂盒购自上海科顺生物科技有限公司，操作步骤严格按照说明书进行。

1.4 COPD患者病情严重程度分级

病情严重程度采用BODE指数分级标准[8]，该标准从体质指数(body mass index，BMI)、第1秒用力呼气末量占预计值百分比(forced expiratory volume in one second/pred，FEV1%pred)、改良英国医学研究委员会呼吸困难量表(modified British medical research council dyspnea scale，MMRC)以及6 min步行试验(6-minutes walk test，6MWT)4个方面将肺功能分为4级，其中Ⅰ级为0～2分；Ⅱ级为3～4分；Ⅲ级为5～6分；Ⅳ级为7～10分，级别越高表示患者病情越严重。

1.5 COPD患者肺气肿程度评估

采用GE软件自动辨识并定量COPD患者低衰减区域(low attenuation area，LAA)；采用Kitaguch方法[9]对患者进行LAA分级，并计算各层面LAA评分，根据肺气肿总评分评估肺气肿严重程度。0级为0分；1级为1～6分；2级为7～12分；3级为13～18分；4级为19～24分；级别越高表示肺气肿程度越严重。

1.6 统计学处理

2 结 果

2.1 两组血清CTSB、CTSS水平的比较

COPD组血清CTSB水平低于对照组，CTSS水平高于对照组(P<0.05；表1)。

表1 两组血清CTSB、CTSS水平的比较 单位：μg/L

2.2 不同病情严重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比较

156例COPD患者BODE指数Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级者分别为37例、56例、44例、19例。Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级COPD患者血清CTSB水平依次降低(P<0.05)，而CTSS水平依次升高(P<0.05；表2)。

表2 不同病情严重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比较 单位：μg/L

2.3 不同肺气肿严重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比较

156例COPD患者肺气肿0级、1级、2级、3级者分别为33例、54例、49例、20例，无4级患者。0级、1级、2级、3级COPD患者血清CTSB水平依次降低(P<0.05)，而CTSS水平依次升高(P<0.05；表3)。

表3 不同肺气肿严重程度COPD患者血清CTSB、CTSS水平比较 单位：μg/L

2.4 血清CTSB、CTSS对COPD的诊断效能

血清CTSB、CTSS及两者联合诊断COPD均具有一定的诊断价值，其中两者联合诊断价值最高(图1)。

图1 血清CTSB、CTSS及联合诊断COPD的ROC曲线图

3 讨 论

COPD是一种由气道炎症和重塑引起的进行性不可逆性气道阻塞及实质破坏的疾病[10]。目前已经报道与COPD病理相关的蛋白酶被分为三大类：丝氨酸蛋白酶、基质金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶[11]。

CTSS为木瓜蛋白酶超家族的一种半胱氨酸蛋白酶，是一种有效的弹性蛋白降解蛋白酶，参与适应性免疫应答，目前已经报道CTSS与包括关节炎、癌症和心血管疾病在内的多种病理过程相关[12]。相较于其他半胱氨酸组织蛋白酶家族成员，CTSS具有独特的限制性组织表达，主要分布于肺部、淋巴结以及脾脏等器官[13]。研究表明，CTSS可促进肺部炎症和破坏，可能在阻塞性肺病的发病机制和进展中发挥重要作用[14]。CTSB是一种溶酶体半胱氨酸组织蛋白酶，其缺失与细胞凋亡的增强有关[15]。本文COPD患者血清CTSS水平较健康人群升高，分析原因主要包括两个方面：①COPD患者常伴有低氧血症，缺氧状态下巨噬细胞等炎症细胞CTSS释放量增加；②诱发肺部感染的病菌可导致炎症细胞在血液中大量集聚，从而增加CTSS释放量。CTSS在参与COPD发病的细胞(包括巨噬细胞和树突状细胞)中存在高度表达，且COPD患者支气管肺泡灌洗液中组织蛋白酶S水平及活性均高于健康志愿者[16]，与本文结果一致。本文COPD患者血清CTSB水平低于健康人群，与李毅[17]研究结论一致，但具体原因尚未明确。本文结果显示，随着病情及肺气肿严重程度的增加，COPD患者血清CTSS水平依次升高、CTSB水平则依次降低；血清CTSB、CTSS及两者联合诊断COPD均具有一定的诊断价值，其中两者联合诊断最高，表明血清CTSB、CTSS能提高COPD的诊断效能，可作为诊断COPD的生物学指标。

综上所述，COPD患者存在血清CTSB水平降低和CTSS水平升高，且其血清CTSB、CTSS水平与病情严重程度及肺气肿严重程度相关。