Research Progress of Biomarkers in Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a common chronic inflammatory disease in the world, which is characterized by persistent respiratory symptoms and limited airflow. Its main symptoms include chronic cough, expectoration and dyspnea, and these symptoms may get worse with time. The prevalence rate of COPD in adult population is about 10%, and the incidence rate is on the rise, which brings huge health and economic burden to individuals and society. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) has a high mortality worldwide, which used to be the fifth leading cause of death and will rise to the third place by 2030. Acute exacerbation is the main cause of hospitalization and death of COPD patients, and 46% patients have experienced acute exacerbation at least once in the previous year. Patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) have poor prognosis and high in-hospital mortality. Therefore, for the sake of clinical management and rational allocation of medical resources, it is particularly critical to accurately evaluate individual risks in acute exacerbation. NLR, PLT, CRP and other markers are related in identifying acute exacerbation and evaluating severity and prognosis. Searching for molecular biomarkers in COPD patients and high-risk population will contribute to early prevention, disease assessment and risk prediction of COPD. This article comprehensively reviews the biological markers related to the pathogenesis of COPD, and deeply discusses their potential clinical application value.
Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
EOS为一种终末分化的白细胞,在血液中数量相对较少,通常占白细胞总数的2%至5%。EOS在人体免疫系统中起着重要的作用。此外,EOS还参与炎症过程,特别是在某些慢性炎症和自身免疫性疾病中。在疾病状态下,EOS可以在组织中积聚并通过细胞因子、趋化因子和脱颗粒的分泌参与炎症反应
慢性阻塞性肺病虽然病理的确切机制尚不清楚,但中性粒细胞起着突出的作用,活化的中性粒细胞释放氧自由基和蛋白酶,如基质金属蛋白酶和弹性酶,最终导致肺气肿。中性粒细胞参与的反应也与气道阻塞的严重程度有关。中性粒细胞增多被认为是感染的标志,而淋巴细胞减少是菌血症的预测因子。因此,中性粒细胞和淋巴细胞联合作为COPD患者临床状态的指标可能比单一参数更有效。多项研究显示NLR可用于评估COPD患者肺功能和疾病严重程度
MLR是单核细胞计数与淋巴细胞计数组成的一个被用作炎症、发病率和死亡率的指标
血小板除了在止血和血栓形成中发挥既定作用外,还对炎症和免疫介导的途径发挥重要的调节作用
PCT由甲状腺C细胞释放,是降钙素的前体,也是炎症级联反应中的急性期反应物。但是,当发生细菌感染时,肠、肝和肾等所有的实质组织中的合成都会明显上升。这些实质组织缺少将PCT转化为降钙素的能力,这导致PCT进入体内循环,并在血液中的水平增加。Song等
CRP是一种由肝脏合成的急性时相反应蛋白,其主要功能是参与先天免疫反应。健康人血液中含量较少,当人体遇到感染或炎症时,其在血液中的含量显著上升,一旦炎症消退,CRP水平由于其相对较短的半衰期而迅速下降。2019年的一项研究发现
纤维蛋白原是一种在肝细胞中合成并释放到血液循环中的糖蛋白。纤维蛋白原是一种必需的凝血因子,也是一种急性期反应物。有报道,血浆纤维蛋白原水平升高与COPD和其他炎症性疾病以及疾病严重程度和恶化风险相关
慢性阻塞性肺病患者的临床病程可能伴有肺血管血栓形成和高凝状态,故发生心血管疾病(CVD)和静脉血栓栓塞(VTE)的风险增加。COPD患者中CVD和VTE的较高发生率被认为是凝血途径激活增加的结果,而在此之前可能有全身性炎症、缺氧、血小板激活和/或氧化应激
IL-10作为多功能的细胞因子,可由人体多种细胞产生和分泌,以Th2细胞为主。IL-10能抑制Th1细胞的应答、巨噬细胞的抗原呈递和中性粒细胞的聚集,它还能促进中性粒细胞凋亡,从而抑制机体的炎症反应
在过去的十年中,一些研究试图确定血液生物学标志物在AECOPD患者的临床筛查和诊断,监测疾病活动和进展,并指导治疗中可能发挥的潜在作用。目前可获得的大多数研究都相对较小,并且有一些局限性和弱点。尽管如此,动态监测免疫细胞、细胞因子等的水平对AECOPD的早期诊断及其亚型鉴定有重要价值,也有助于判断COPD的进展和预后,具有很好的临床应用前景。进一步调查生物学标志物水平和最佳临界值,以区分急性加重的潜在原因也是必要的。