COPD患者血清5-HT表達水平與系統性炎癥反應的相關性研究*

楊婷 曾子鑒 文富強 申永春 王浩 萬春

(1．四川大學生物治療國家重點實驗室呼吸疾病研究室·四川大學華西醫院呼吸與危重癥醫學科，四川 成都610041；2. 四川大學臨床醫學院，四川 成都610041)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的主要特點表現為進行性的、幾乎不可逆的氣流阻塞，發病率及死亡率高，疾病負擔極其嚴重，是世界范圍內的第四大死亡原因，并可能在2030年上升為第三大死亡原因[1-2]。COPD的發病機制非常復雜，而慢性的氣道炎癥反應是COPD最重要的病理生理特征，同時還存在蛋白酶/抗蛋白酶平衡失調，氧化應激和免疫機制異常[3]。COPD不僅僅是氣道和肺組織內的疾病，而且也是全身系統性炎癥反應，可以引起靶器官的損傷，導致COPD各種并發癥的發生[4-5]。最近發現肺是血小板生物起源的主要部位[6]。5羥色胺(5-hydroxytyptamine，5-HT)是一種血小板儲存的神經遞質，其由血小板上的血清素轉運體(serotonin transporter，SERT)分泌至血清[7]；而且在肺組織中已發現存在5-HT受體包括5-HT2A和5-HT2B受體(5-HTR2A/2B)[8]。由此推測，5-HT通路與肺組織的生理病理過程密切相關。也有研究發現5-HT是一種炎癥介質，血清中5-HT的升高與一些炎癥性疾病有關[7]。既往多項研究發現5-HT通路主要參與哮喘，肺間質纖維化和肺動脈高壓的發病機制，近來也有報道其與COPD相關[9-12]。但5-HT是否與COPD的全身炎癥反應相關報道較少。本研究旨在探討COPD患者血清5-HT與全身炎癥及肺功能的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 該研究方案符合赫爾辛基宣言的原則，并得到了四川大學華西醫院人體研究機構審查委員會的批準。所有受試者都獲得了書面同意書。選取我院呼吸與危重癥醫學科門診在2015年1月～2016年12月收治的44例穩定期COPD患者作為觀察組，另選取23例我院健康體檢者作為對照組。所有受試者都接受了標準肺功能測試，COPD的診斷以慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD)的診斷標準為準[1]。觀察組納入標準：①吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇，200mg)后FEV1/FVC%<70%；②吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇，200mg)后FEV1增加幅度<12%。③在研究前至少3個月臨床穩定。④近期未接受標準的COPD治療，如吸入糖皮質激素。排除標準：已知其他心，腦，代謝等相關的急性和慢性疾病。

1.2 標本采集 所有入選觀察者于次日清晨抽取肘靜脈血3ml，正常體檢者于當日清晨抽取肘靜脈血3ml，離心5min后，取血清置于-70℃冰箱中保存待測。

1.3 標本檢測 采用酶聯免疫吸附法(Enzyme-linked immune sorbent assay, ELISA)檢測血清5羥色胺(5-HT)和C反應蛋白(CRP)，試劑盒由上海西塘生物科技有限公司提供，所有操作均由專業人士按照說明書的標準流程完成。

2 結果

2.1 兩組臨床特征及5-HT和CRP水平比較 兩組在年齡、性別、BMI和吸煙年限上都很相似(P>0.05)；觀察組FEV1%的測得值為(86.3±22.0)，提示多數患者有輕度的氣流受限；觀察組血清中5-HT和CRP水平高于對照組(P=0.00)，見表1。

表1 納入樣本的特征Table 1 Characteristics of included subjects

注：①：Chi-square 檢驗用于檢測性別的差異；COPD：慢性阻塞性肺疾??； CRP：C反應蛋白； 5-HT：5-羥色胺；FEV1： 1秒用力呼氣量；FVC：用力呼氣量

2.2 5-HT與COPD患者肺功能和全身炎癥反應的關系 COPD患者中，血清5-HT水平和肺功能檢測指標中一秒率(FEV1%)無相關性(r=0.39，P=0.80)，且和FEV1/FVC亦無相關性(r=0.1，P=0.52)。COPD患者中，血清CRP水平和肺功能檢測指標中一秒率(FEV1%)無明顯相關性(r=-0.13，P=0.196)，且和FEV1/FVC無相關性(r=-0.13，P=0.399)。但在COPD患者中，血清5-HT水平和CRP水平呈正相關(r=0.47，P=0.001)，見圖1。

圖1 5-HT和CRP呈正相關Figure 1 A positive correlation between 5-HT and CRP

3 討論

我們的數據證實COPD患者血清中5-HT和CRP水平與COPD之間的關系。相對于健康體檢者，COPD患者血清中5-HT水平與CRP水平明顯增高，且彼此呈正相關，但與肺功能相關指標FEV1%和FEV1/FVC之間無相關性。提示5-HT更有可能參與COPD發病機制中系統炎癥反應的過程。

5-HT是一種神經遞質，主要由外周激活的腸色素細胞，肥大細胞和血小板產生。5-HT有14個受體已經被鑒定出來，大多數是G配對受體。雖然研究發現5-HT2A和5-HT2B受體(5-HTR2A/2B)在肺內起最重要的作用，5-HT通過激活他們參與調控血管和支氣管的活性，而且大多數游離5-羥色胺主要是在肺內被單胺氧化酶(MAO-A/B)所清除,但是5-HT在肺內的的生物活性還未被很好的理解[13]。目前大量研究主要探討5-HT在急性哮喘支氣管收縮過程中的作用機制，在哮喘患者血清中游離5-HT水平與臨床的嚴重程度和肺功能下降程度密切相關[9]。最近有研究發現，在COPD患者的血清中5-HT水平明顯高于正常吸煙者及非吸煙正常人，而且在COPD患者中，隨著年齡的增加，血清中5-HT的表達水平也呈增高趨勢[10]。另外又有研究發現在COPD患者血清中，5-HT水平低于正常吸煙者和正常非吸煙者，這個研究的病例數比較少，COPD組僅納入了11例患者,且多為肺功能中至重度受損的患者[14]。而本研究則顯示，在穩定期COPD患者中5-HT水平明顯高于健康對照組。本研究結果和已有的研究之間存在不一致，考慮可能與COPD肺功能受損程度不同及樣本量不同相關，我們主要進一步探討了5-HT與COPD患者全身炎癥反應的關系。當然未來也還需要開展更多的研究來證實5-HT與COPD的關系。

5-HT已經被發現在多種臟器中能夠通過與不同的受體(如5-HT7和5-HT4受體)相互結合發揮促進炎癥反應和拮抗炎癥反應的作用[15]。在肺組織中 5-HT受體主要是5-HT2A和5-HT2B受體[13]。目前發現5-HTR(2A)阻斷劑ketanserin能夠通過抑制p38、erk1/2 MAPK和Nrf2信號通路抑制了香煙煙霧中誘導IL-8的釋放[16]。槲皮素作為一種5-HTR2自然的受體拮抗劑劑能夠有效阻斷5羥色胺誘導大鼠腳爪水腫過程中的急性炎癥反應[17]。由此可見，5-HT通過與其受體結合參與多個器官的炎癥反應。我們的研究結果發現血清中5-HT水平與全身炎癥指標血清CRP水平明顯相關，提示5-HT可能也參與全身炎癥反應，從而在COPD發病機制中發揮作用。

已有文獻報道在哮喘患者中5-HT水平與肺功能下降相關[9]。而我們雖然發現COPD患者血清5-HT和CRP水平明顯高于正常健康人群，且彼此有明顯的正相關。但是他們和COPD患者肺功能的嚴重程度之間無明顯的相關性。已有研究發現5-HTR4的基因多態性分析提示與肺功能指標FEV1%及FEV1/FVC相關[18]。我們研究的COPD患者肺功能受損程度輕，也可能導致血清中5-HT和CRP水平和FEV1%及FEV1/FVC的相關性不強。而且目前已有的相關研究缺乏直接結果提示5-HT水平和肺功能直接相關。在一項納入149例COPD患者的6年隨訪研究中發現，5-HT通路的激活預示著COPD急性加重期更差的預后[19]。5-HT轉運體的基金多態性也發現與COPD患者肺動脈高壓密切相關[20]。因此，5-HT可能通過不同機制參與COPD的發病。

我們的研究仍然存在一些局限性：①我們納入的病例數相對較少，可能導致我們所檢測的5-HT和CRP水平不能完全準確地反應真實情況。②多數患者為肺功能輕度受損的患者，因此我們的研究結果是否可類推到肺功能重度及極重度受損的患者中仍不得而知。③已有研究發現吸煙能夠影響5-HT分泌的節律[14]，而我們每個研究對象均只檢測了一次5-HT的水平，無法評估COPD疾病過程中他們的動態變化。④我們只檢測了一種全身系統炎癥反應指標CRP，最終5-HT和CRP之間相互作用的機制仍不清楚。

4 結論

我們的數據顯示在穩定期COPD患者血清中5-HT的水平升高，且與CRP水平呈正相關，考慮5-HT可能通過參與系統炎癥反應參與COPD的發病機制，還需要進一步的研究探討其具體機制。