摘要
血浆前表面活性剂蛋白B (pro-表面活性剂蛋白B, pro-SFTPB)水平最近被证明可以预测当前和戒烟者的肺癌发展,但pro-SFTPB预测慢性阻塞性肺病(COPD)严重程度的能力尚不清楚。我们评估了pro-SFTPB作为肺功能下降的生物标志物在当前和戒烟人群中的表现特征。
对参与泛加拿大肺癌早期检测研究的2503名吸烟者和已戒烟者的血浆前sftpb水平进行了测量。通过线性回归来确定前sftpb水平与2年期间1秒用力呼气量(FEV1)的变化以及与计算机断层扫描(CT)中观察到的基线FEV1和肺气肿负担的关系。
血浆前sftpb水平与预测的FEV1 % (p=0.024)和FEV1/强迫肺活量(FVC)呈负相关(p<0.001),与CT扫描肺气肿负担呈正相关(p<0.001)。较高的血浆前sftpb水平也与1年(p=0.024)和2年以上随访(p=0.004)时FEV1的更快下降有关。
较高的血浆前sftpb水平与气流限制的严重程度增加和肺功能加速下降有关。Pro-SFTPB是一种有前景的COPD严重程度和进展的生物标志物。
摘要
高血浆亲SFTPB水平与当前的FEV1更快速的短期下降和戒烟有关http://ow.ly/E9Gmx
介绍
慢性阻塞性肺病(COPD)目前是美国发病率和死亡率的第四个主要原因[1[但努力有效地难以难以难以捉摸,部分原因是缺乏疾病改性治疗,我们无法准确地对疾病进展进行平衡患者。美国食品和药物管理局目前赞同使用串行肺血管措施,例如强制呼气量,作为治疗COPD的疾病改性药物的主要疗效终点。FEV1测量,同时有用于诊断,仍然是高度变量的。对于评估COPD疗法的临床试验,FEV1测量的使用需要数千名患者的招生在很长一段时间内以有效评估疾病进展。对于患者护理以及药物开发,肺功能下降的简单且强大的血液生物标志物将是平衡的,用于患者护理以及药物开发。然而,在COPD中寻找生物标志物以反映疾病进展,然而,在COPD中产生了混合结果,其中许多全身性炎症标志物,例如C反应蛋白和纤维蛋白原,缺乏有用的临床应用的所需特异性[2,3.].相反,肺特异性蛋白质,例如表面活性剂蛋白D [4]和俱乐部细胞蛋白16 [5,可能会带来更大的希望,因为它们能够更好地反映所讨论的疾病环境。
表面活性剂蛋白B(SFTPB)是8kd蛋白,其专门由2型肺泡肺血糖和非实践的支气管细胞合成。其在肺中的主要作用是降低空气液体界面处的表面张力。具体地,SFTPB通过促进磷脂的吸附和传播来实现这一点[6]通过防止血浆蛋白破坏这些磷脂[7].此外,它的消炎作用[8]及抗氧化特性[9]使其成为一种有用的蛋白质,可用于研究急性呼吸窘迫综合征等肺部疾病[10]新生儿呼吸窘迫[11]及肺癌[12].尽管其疏水性能使其在等离子体极难衡量可靠或支气管肺泡灌洗液,其前体,pro-surfactant蛋白B (pro-SFTPB),是一种亲水性42-kD蛋白裂解的N和C末端进入成熟SFTPB形式和分泌进入肺泡空间。最近通过质谱对SFTPB n端前肽的检测,使一种用于SFTPB前肽的夹心ELISA得以发展,该夹心ELISA随后被验证,可通过血浆样本的测量预测肺癌的发展[13].目前尚不清楚前sftpb是否能在COPD中显示出类似的有效性。在这项研究中,我们调查了血浆中sftpb的水平是否与肺功能和FEV1随时间的下降有关。
方法
研究人群
本研究的患者人口来自于多期泛加拿大早期检测肺癌(PAN-CAN)研究(NCT00751660;在当前或前吸烟者早期寻找肺癌的筛选方法)。此队列的详情以前已发布[14].注册本研究的患者必须满足以下标准:50-75岁,当前或前吸烟者,估计的3年肺癌风险> 2%基于前列腺,肺,结直肠和卵巢的原型癌症筛选试验肺癌风险预测模型[15].招生发生了从2008年9月至2010年人口统计信息是从参与者和血样采集12月绘制并保存在他们的基线访问。
肺活量测定和计算机层析成像
每年根据美国胸科学会/欧洲呼吸学会指南进行肺活量测定[188bet官网地址16],质量控制须符合“阻塞性肺病负担研究”所列的标准[17].仅用于整个群组的支气管扩张剂测量只有预核能调节器测量,因此用于分析。参与者也接受了基线低剂量计算断层扫描(CT)扫描胸部。从这些图像中,使用从k修改的方法进行肺气肿程度的定性评估azerooniet al。[18]和COPDGene研究[中采用19].5个肺叶加上舌部的肺气肿评分以肺气肿占总肺容积的百分比进行评估,评分0 - 4分,定义如下:0=无肺气肿,1=1 - 25%肺气肿,2= 26-50%肺气肿,3= 51-75%肺气肿,4= 76-100%肺气肿。总分由6个个别“叶”(5个叶和舌)的总分相加得到。放射科医师不知道肺测量值。
Pro-SFTPB测量
详细描述前sftpb分析的发展及其在Pan-Can队列中预测肺癌的能力的细节已经发表[13].在网上补充材料提供了分析的详细信息。简言之,夹心亲SFTPB ELISA从针对亲SFTPB的N-末端的小鼠单克隆抗体的发展。一个nti-pro-SFTPB mouse monoclonal antibody (#464) was biotinylated with EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotin (Thermo Scientific, Rockford, IL, USA) and used for incubation at 0.5 µg·mL−1.洗涤后,每孔用链霉亲和素-辣根过氧化物酶孵育,然后孵育显色试剂并添加终止液(R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)。用VersaMax酶标仪(Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)在450 nm处测量吸光度,校正因子为620 nm。用质谱法验证了pro-SFTPB检测方法的特异性。对于亲sftpb水平低于检测水平的样品,我们指定的值为检测限的一半。该分析使用血浆前sftpb基线水平,并进行了重复样本。
统计分析
亲SFTPB的测量首先分为四分,以评估促SFTPB的人口结构和呼吸参数之间的关系。穿过四分位数的基线特征用JONCKHEERE-特普斯特拉趋势检验对于连续变量为二分变量的的Cochran-Armitage检验[比较20.,21].肺功能随时间变化计算为在FEV1(mL)的每年超过1年和2年周期变化。多变量回归模型结果变量作为FEV1(毫升逐年下降·年−1)在1年期和2年期分别使用下列变量构造:年龄,身体质量指数(BMI),基线FEV1,目前的吸烟状况和性别。我们使用PROC混合,同一科目中考虑到协变量和FEV1的多次测量的层次结构随时间变化的多因素分析。(; SAS研究所,卡里,NC,USA,10.0版)和双面p值<0.05被认为是显著所有分析均使用JMP或SAS统计软件进行。
道德与知情同意
这项研究是由不列颠哥伦比亚大学临床研究伦理委员会批准的(温哥华,BC,加拿大),并在每个参与的Pan-Can研究地点。该研究的所有参与者都给出了书面知情同意。
结果
基线人口统计学特征
血浆Pro-SFTPB在泛俱乐部研究的2503名参与者中测量。表明注册患者的流程图以及从研究中排除的原因图1.所有受试者和Pro-SFTPB四分位数的基线特征表1.均值±seage of the cohort was 62.34±0.12 years and, although 38.2% of patients had quit smoking by the time of the study, heavy smoking habits were reported (mean±se54.09±0.47包 - 年)。患有最高Pro-SFTPB水平的四分位数更可能是男性(P = 0.023)并具有较低的BMI(P = 0.006)。它们也更有可能是目前的吸烟者(P <0.001)并具有最多的量和吸烟的持续时间,如包装 - 年给出(P = 0.005)。
呼吸相关特征
所有受试者的呼吸相关变量和pro-SFTPB的四分位变量见表表2..值得注意的是,在前sftpb水平最高的四分之一中,预测的FEV1 % (p=0.007)和FEV1/FVC比率(p<0.001)较低,但在FEV1、FVC或FVC %的预测在四分之一中没有显著差异。预测的FEV1 %和FEV1/FVC比值作为连续变量的线性回归分析也显示了与sftpb前水平的显著相关(图2).高亲SFTPB水平患者可见于慢性阻塞性肺病更先进的全球倡议(GOLD)级(P-趋势<0.001)(图3a),尽管肺功能正常患者与GOLD分期未分类患者之间没有差异(FEV1/FVC≥70%和FEV1 <80%预测)。2467例患者胸部CT影像可用作定性评分。在sftpb前水平的最高四分之一中,CT肺气肿评分越高,说明肺气肿程度越高(p-趋势<0.001)(图3 b).
2220名受试者在入组后1年进行了FEV1测量,1687名受试者在入组后2年进行了FEV1测量,分别计算了1年FEV1和2年FEV1的年下降量。在对混杂变量进行调整之前,在最高的sftpb四分之一组中,患者1年FEV1的下降明显更大,升(p=0.037)和与基线相比的百分比变化(p=0.034)。在2年的1升FEV1百分比变化(p=0.037)和2年1升FEV1百分比变化(p=0.005)中也可以看到类似的趋势。当作为连续变量进行分析时,在对混杂变量(年龄、性别、BMI、基线FEV1 (L)、当前吸烟情况和吸烟包年)进行调整后,在sftpb前水平最高的患者中,1年和2年期间的FEV1下降明显更大(p=0.024和p=0.004) (图4).
讨论
本研究中最新颖的发现是Pro-SFTPB,高度肺部特异性蛋白质的循环水平与气流限制的严重程度增加,最重要的是在大量的当前和前所的2年内的COPD快速进展。- 专柜。虽然小心应适用于临床应用,但由于Pro-SFTPB水平的宽变化,似乎存在阈值效应,即在Pro-SFTPB水平的第二个四分位数中的受试者比第一个受试者显着更快的肺功能下降四分位数。临床实用程序可以与该阈值水平相关联。我们之前已经表明,循环的Pro-SFTPB水平较高与其他重要的吸烟有关的肺病有关,肺癌[13].这些数据在一起表明,Pro-SFTPB可能是两个主要吸烟相关疾病的非常有前景的生物标志物:COPD和肺癌。
表面上,我们目前的结果似乎与先前的研究不和谐,审查了血浆Pro-SFTPB水平与气道阻塞之间的关系[22].然而,这后一个研究中包含一个小样本大小,因此缺乏统计功率充分评价这种关系。我们的数据与已评估的表面活性剂在血浆肺功能以前的调查一致。表面活性蛋白d,例如,已被证明在患者中增加重度COPD [23].与表面活性剂A或D等其他亲水性表面活性剂相比,SFTPB对肺(作为其来源)具有更高的特异性,使其成为COPD更理想的血浆生物标志物。尽管严重慢性阻塞性肺病患者血浆中表面活性剂水平升高的确切机制尚不清楚,但可以推测,随着肺部疾病的严重程度增加,肺渗透性的增加允许表面活性剂进入血液,然后在血液中测量其数量的升高。SFTPB也提出了类似的机制[24,25].我们推测的是,Pro-SFTPB的增加的血浆水平可能是从肺到血液的易位的结果,疾病与原发性肺缺乏有关;进一步的研究是确认这种机制的必要条件。
支持sftpb如何能够反映严重的COPD表型仍存在一些争论。完全缺乏SFTPB的小鼠模型出生后不久死于呼吸衰竭[26]而SFTPB基因发生移位突变的人则会发生新生儿呼吸窘迫[27,28].SFTPB的部分缺陷也可能存在问题。例如,杂合度SP-B人类121ins2突变,其中SFTPB的产量减少了一半,也被证明与肺功能下降和COPD的存在有关[29].类似地,具有部分缺陷的SFTPB部分缺乏的小鼠发挥COPD的肺生理学。尽管看似正常的肺生长和组织学外观,但这些小鼠与对照小鼠相比,这些小鼠展示了增加的空气捕获和早期的小气道闭合,与SFTPB的全部补充[30.].SFTPB基因表达的上游稳压因子可能在该过程中发挥作用。SFTPB的转录调节由甲状腺转录因子1(TTF-1)/ NK2 Homeobox1(NKX2-1)进行,其水平响应肺损伤而波动[31].神经酰胺是引发这种损伤的已知因素之一,神经酰胺是神经鞘脂的第二信使,负责介导细胞凋亡[32].通过抑制TTF-1 / NKX2-1 DNA结合活性,神经酰胺有效地降低了SFTPB蛋白质水平。顺便提及,神经酰胺也涉及肺气肿的发展[33].气管内神经酰胺植入小鼠会导致肺泡直径增加,这一过程在其新创透酰胺的合成被封闭。
而凋亡被认为是通过此肺气肿发展机制,一个额外的角色可以由SFTPB播放,特别是考虑到其在介导炎性损伤的作用。在转基因小鼠模型SFTPB缺乏增加肺部炎症的若干措施,包括支气管肺泡灌洗液细胞数,巨噬细胞和中性粒细胞迁移,和白细胞介素的水平(IL)-6,IL-1β和巨噬细胞炎性蛋白-2 [8].这加剧炎症应答,此外,用减毒SFTPB的恢复。类似地,SFTPB,不像表面活性蛋白A和C,可以调节肺的氧化应激反应。具体地,在体外从大鼠肺培养并与SFTPB孵育的肺泡巨噬细胞的模型显示出脂多糖的一氧化氮水平降低[9].SFTPB的抗炎和抗氧化性能均可用于保护肺免受卷烟烟雾的毒性作用。
我们的分析有几个需要考虑的局限性。首先,我们的患者完全由以前和现在的吸烟者组成。因此,必须谨慎地将我们的发现推广到非吸烟人群。虽然COPD可以发生在非吸烟者中,但前sftpb血浆测定在预测这一人群肺功能下降方面的作用尚不清楚。其次,我们目前还不能断言sftpb前水平可以预测长期结果,因为我们只能测量入组后2年期间肺功能的下降。未来的研究不仅需要评估前sftpb水平预测更长时间内肺功能变化的能力,还需要评估其他重要的临床指标,如呼吸相关健康状况、恶化率、住院率和死亡率。第三,使用支气管扩张剂前而不是支气管扩张剂后的肺活量测定法也是本研究的局限性,因为最好通过支气管扩张剂后的测量来诊断COPD。最后,我们没有测量该队列中的其他炎症生物标志物,因此,pro-SFTPB是否仅仅是炎症标志物,还是pro-SFTPB与其他炎症生物标志物相比表现更好或更差,目前尚不清楚。
虽然之前量化SFTPB的努力受到了分析疏水分子的技术限制的阻碍,但基于SFTPB预形式的一种新的ELISA方法现在可以实现准确和可重复的测量。它对肺的特异性反应可能使其比非特异性炎症生物标志物具有优势,而非特异性炎症生物标志物尚未显示出临床应用价值。我们在这里证明,前sftpb可能反映了COPD严重程度的某些指标。未来的长期肺活量测量随访调查可能有助于澄清前sftpb在COPD诊断和治疗中发挥的作用。
确认
泛加拿大早期肺癌研究小组成员及其附属机构如下。Diana Ionescu, Sukhinder Atkar-Khattra, Mark Elwood和Sharon Gee:不列颠哥伦比亚省癌症机构,BC省温哥华,加拿大;Sonya Cressman:加拿大癌症控制应用研究中心,加拿大BC省温哥华;Diana Sonnichsen:达尔豪斯大学,哈利法克斯,加拿大;安妮特·麦克威廉姆斯:澳大利亚珀斯菲奥娜·斯坦利医院和查尔斯·盖德纳爵士医院;Serge Puksa, Bill Evans和Elaine Moore: Juravinsky癌症中心和麦克马斯特大学,汉密尔顿,加拿大;Christian Couture和carol St-Pierre:拉瓦尔大学,Québec, QC,加拿大;Erin Pennell:纪念大学,圣约翰,NL,加拿大;Harman Sekhon, Kayvan Amjadi和Sharon Kelly:渥太华医院,渥太华,加拿大;徐兆林:伊丽莎白女王二世健康科学中心,哈利法克斯,加拿大; J-C Cutz: St Joseph's Hospital, Hamilton, ON, Canada; Stefan Urbanski, Paul MacEachern and Rommy Koetzler: University of Calgary, Calgary, AB, Canada; David Hwang, Kam Sopharati, Kazuhiro Yasufuku, Natasha Leighl and Maureen McGregor: University Health Network and Princess Margaret Cancer Centre, Toronto, ON, Canada; Tom Sutedja: Vrije Universiteit Medical Center, Amsterdam, The Netherlands.
脚注
本文已根据2016年9月的修订版进行了修改欧洲呼吸杂志.
有关编辑评论,请参阅EUR RESPIR J.2015;45: 872 - 874 . DOI:10.1183 / 09031936.00236314.]
这篇文章有提供补充材料www.qdcxjkg.com.
支持声明:本研究收到了Terry Fox Research Institute(加拿大Vancouver,加拿大Vancouver,加拿大),加拿大癌症(多伦多,加拿大),来自国家癌症研究所的美国公共卫生服务合同(美国MD,MD,MD,美国)(N01-CN-85188,U01CA96109,P01 CA096964-01A1和N01-CN 35000)和公主玛格丽特癌症中心(多伦多,加拿大,加拿大)Lusi Wong肺癌早期检测基金。本文的资助信息已存入FundRef.
利益冲突:可以在本文的在线版本旁找到披露www.qdcxjkg.com.
- 收到2014年9月3日。
- 接受2014年11月1日。
- 版权©2015人队