抗羰基化波形蛋白自身抗体:慢性阻塞性肺疾病(COPD)潜在的生物标志物

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:Journal of Inflammation 4.4

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  为寻找 COPD 生物标志物,研究人员检测患者血液相关抗体,发现抗羰基化波形蛋白 IgM 抗体或可用于诊断和分层。

  慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD),就像是呼吸系统的 “顽固敌人”,正严重威胁着全球民众的健康。它是一种常见的可防可治的疾病,主要特点是持续的气流受限,通常还会逐渐加重,而且伴随着气道和肺部对有害颗粒或气体的慢性炎症反应增强。目前,COPD 已经成为全球范围内发病和死亡的重要原因之一,预计到 2030 年,它将 “晋升” 为全球第三大死因。更让人担忧的是,超过 50% 的 COPD 患者直到出现中重度症状时才被诊断出来,这意味着实际患病人数可能远远超过目前的统计。
现在临床上常用第一秒用力呼气容积(Forced expiratory volume in one second,FEV?)来评估 COPD 的严重程度和进展情况,但这个指标却有 “不靠谱” 的地方,它与患者的症状、潜在的病理生理机制以及其他疾病标志物的相关性并不理想。因此,迫切需要找到一种有效的生物标志物,能帮助医生更早地诊断 COPD,更准确地对疾病进行分层,监测治疗效果,还能提前识别出那些有患病风险的人。

以往,COPD 的发病机制常被认为与先天免疫反应异常有关,但越来越多的证据表明,适应性免疫反应也在其中 “扮演重要角色”。在 COPD 患者的小气道和肺组织中,CD8?和 CD4? T 细胞以及 B 细胞的数量都有所增加,同时二级淋巴滤泡的数量也增多,尤其是在病情严重的患者中更为明显。不过,究竟是哪些抗原引发了这种免疫反应,一直是个未解之谜。有研究提示,氧化应激修饰的自身蛋白可能是关键的 “导火索”,会引发自身免疫反应。而且,COPD 患者体内存在针对多种蛋白的自身抗体,这也暗示了自身免疫功能障碍在 COPD 发病过程中的作用。

基于此,来自英国伦敦帝国理工学院、荷兰格罗宁根大学等多个研究机构的研究人员 L. Heinemann、I. Adcock、K. F Chung 等人展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Inflammation》杂志上。该研究为 COPD 的诊断和治疗开辟了新的方向,有望为患者带来更好的诊疗方案。

在这项研究中,研究人员采用了多种技术方法。首先,他们从意大利费拉拉大学医院呼吸疾病科和英国伦敦帝国理工学院国家心肺研究所招募了研究对象,收集了他们的外周静脉血。然后,利用酶联免疫吸附测定(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)技术,检测血清中针对羰基化修饰关键结构蛋白的自身抗体水平。研究人员通过特殊的方法对蛋白质进行修饰,比如用丙二醛(Malondialdehyde,MDA)对波形蛋白、弹性蛋白和胶原蛋白 V 进行修饰,之后用 ELISA 进行检测分析。

研究结果主要有以下几方面:

  1. 抗体反应差异:研究人员发现,COPD 患者血清中针对未修饰、羰基化修饰和瓜氨酸化波形蛋白的自身抗体反应均存在,其中对羰基化修饰波形蛋白的反应最为强烈。与健康非吸烟者相比,COPD 患者针对羰基化修饰波形蛋白的 IgG 和 IgM 抗体滴度显著升高。吸烟者针对羰基化修饰波形蛋白的 IgG 抗体水平也有所升高,但 IgM 抗体水平没有明显变化。进一步分析发现,70% 的 COPD 患者 IgM 抗体滴度高于非吸烟者,63% 的 COPD 患者 IgG 抗体滴度高于非吸烟者;而吸烟者中,只有 26% 的人 IgM 抗体滴度、48% 的人 IgG 抗体滴度高于非吸烟者。
  2. 诊断价值评估:通过受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)分析显示,与非吸烟者相比,针对羰基化修饰波形蛋白的 IgM 和 IgG 抗体对 COPD 的诊断具有较高的敏感性和特异性,IgM 抗体的曲线下面积(Area under the curve,AUC)为 0.78(p<0.01),IgG 抗体的 AUC 为 0.84(p<0.001)。然而,当将 COPD 患者与所有非 COPD 受试者(包括非吸烟者和吸烟者)进行比较时,IgG 抗体的 AUC 降至 0.65(p<0.06),而 IgM 抗体的 AUC 仍为 0.70(p<0.01),这表明只有针对羰基化修饰波形蛋白的 IgM 抗体滴度能够显著区分 COPD 患者和非 COPD 患者。
  3. 其他蛋白抗体情况:研究人员还检测了 COPD 患者血清中针对羰基化修饰弹性蛋白和胶原蛋白 V 的抗体滴度,结果发现,无论是 COPD 患者还是无症状吸烟者,其针对这两种蛋白的抗体滴度均未出现显著升高。

研究结论和讨论部分指出,该研究首次发现 COPD 患者血清中针对羰基化修饰波形蛋白的自身抗体水平升高,而针对羰基化修饰弹性蛋白和胶原蛋白 V 的抗体水平没有变化。这表明,检测针对羰基化修饰波形蛋白的多种抗体亚型,可能比检测单一亚型更有助于识别和分层 COPD 患者。

IgM 抗体在免疫反应中起着重要的调节作用,它常被称为天然抗体,能够识别并结合羰基化修饰的损伤相关分子模式(Damage-associated molecular patterns,DAMPs),在慢性炎症条件下,对保护机体免受自身免疫损伤和过度炎症反应具有重要意义。在部分吸烟者和 COPD 患者中,出现 IgG/IgM 比值升高、IgM 反应缺失的情况,这可能预示着潜在的破坏性免疫反应。虽然该研究存在一定局限性,如样本量较小、缺乏更详细的临床特征分析等,但研究结果仍提示,检测针对羰基化修饰波形蛋白的 IgG 和 IgM 抗体滴度,可能有助于更好地对 COPD 患者进行分层,还能潜在地识别出有肺损伤风险的吸烟者。未来,需要扩大样本量,进行更长期的随访研究,进一步验证这一方法的有效性。

总的来说,这项研究为 COPD 的诊断和病情评估提供了新的潜在生物标志物,有望在未来改善 COPD 患者的诊疗现状,为临床实践带来新的突破。
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