19l6 l 床肺科杂志2011年12月 第16卷第12期 慢性阻塞性肺疾病与心血管疾病关系的研究进展 靳娜慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种具有气流受限特征的可以预防和治疗的疾病, 孙丽蓉 机制。 1、基质金属蛋白酶与CVD 基质金属蛋白酶(Matrix metallopr0ceinase,MMPs)是一类 气流受限不完全可逆、呈进行性发展,与肺部对香烟烟雾等有 害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关…。COPD的发病率 能够依赖锌离子降解细胞外基质成分,MMPs作为一类蛋白 质大分子,利用其改变机体组织结构的能力广泛参与炎症、心 肌梗死后的心室重构等生理及病理过程。 基质金属蛋白酶及其组织型金属蛋白酶抑制物(Tissue inhibitor of metal—protein from the enzyme,TIMPs)是调节细胞 及死亡率很高,严重威胁到人类的健康。COPD主要累及肺 脏,但也可引起全身(或称肺外)的不良效应。目前认为 COPD具有全身性的特征,心血管疾病(Cardiovascular dis— ease,CVD)发病风险的增加是这一特征的主要表现之一。本 文将就这一问题做一综述,以阐述COPD与CVD之间可能存 在的潜在联系。 发病机制 外基质降解合成的主要酶类,与气道炎症的修复、重塑密切相 关。基质金属蛋白酶.9(Matrix metalloproteinase-9,MMP 9)/ 组织型金属蛋白酶抑制物一1(Tissue inhibitor of metal—protein rfom the enzyme一1,TIMp—1)的动态平衡目前被认为是反映气 各种研究报告,COPD的发生与CVD的存在有着密切的 联系 。吸烟是COPD和CVD的一种共同危险因素。Jo— seph 等研究证明COPD为CVD的独立风险因子,最近有许 道组织破坏和修复动态平衡的标志。肺内的巨噬细胞和中性 粒细胞可分泌MMP-9,COPD患者血中循环的单核细胞释放 的MMP一9是正常对照组的2.5倍 。MMP一9参与肺组织细 胞外基质破坏、重塑、以及细胞趋化,在COPD的形成、发展、 炎症持续方面起了重要作用。 MMP-9与动脉粥样硬化和斑块破裂反应中的发展是相 多研究揭示了COPD与CVD间关系的机制。 一、系统性炎症与CVD 系统性炎症在COPD患者中的潜在作用可能为心血管疾 病发病率的增加的原因。越来越多的研究证明,系统性炎症 与COPD间存在相关性,COPD患者血清炎性因子的值明显 高于健康人群。慢性阻塞性肺疾病作为一个慢性炎症性疾 病,可能加速心血管病的发展。系统性炎症和血管内皮功能 关的。Kawamura等 发现,某些炎症因子是MMPs的激活因 素,炎症因子的增多可导致MMPs的激活,加重心室重构,炎 症介质IL—IB、TNF—a可能通过调节MMPs/TIMPs平衡参与心 肌梗死后的心室重构。近年来,国外研究表明 J,hs—CRP、 MMP一2、MMP一9等血清学指标与冠脉粥样斑块进展、破裂以 障碍是动脉粥样硬化的主要机制,存在系统性炎症的患者可 能会额外增加心血管疾病的发病率和死亡率的风险。故系统 性炎症可能以某种方式参与了COPD患者心血管疾病的发病 作者单位:014030内蒙古包头,包头医学院第二附属医院呼吸科 : \ ≯ \ 、 、 及冠心病心脏重构密切相关。李洋 等通过研究发现,急性 心肌梗死(AMI)患者血清MMP一3、MMP-9、TIMP一1含量以及 MMP一3/TIMP一1、MMP一9/TIMP一1比值明显高于对照组,表明细 胞基质的过度降解参与了不稳定粥样斑块的破裂,虽然AMI 、0》 s s : 、、: ; 、 s s 、、s 、、 ; s ' =' young male Long—Evans rats is inversely affected by dietary intakes of niacin and may be linked to levels of the NAD metabolite cADPR 675. 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TLX[J].Biochem Biophys Res Commun,2009,(386):671一 [收稿日期:2011—07—09] }缶床肺科杂志2011年l2月 第16卷第12期 时TIMP一1也有明显增高,但是其难以抑制过度升高的MMP一 3和MMP・9的活性,最终导致斑块的破裂和血栓形成。 l917 是相关的,Sabit等 研究发现IL-6与主动脉PwV的相关 性,血清IL-6越高,PwV越快,动脉僵硬度越高。因此,系统 MMP-9以不同方式参与了COPD及CVD的发病,故它可 能在COPD患者心血管疾病发生及发展中起了一定作用。 2、白细胞介素一1(Interleukin一1,IL一1)、白细胞介素-6(In. terleukin-6,IL一6)、肿瘤坏死因子. (Tumor Necrosis factor— . TNF一 )与CVD 性炎症可能参与了COPD患者动脉僵硬度的增加,而动脉僵 硬度的增加是心血管疾病发生的危险因素,故系统性炎症可 能是COPD患者CVD的发病机制。 三、COPD患者的气流受限与CVD 肺功能检查是判断气流受限的主要客观指标,而FEV1 为肺功能测定的指标之一。 某些细胞和分子可以促进和放大炎性过程。激活T淋巴 细胞和巨噬细胞能刺激细胞因子的释放,从而导致血管内皮 活化,同时使细胞黏附分子进一步增强了活化内皮表达,激活 细胞因子,如IL一1、IL-6和TNF一0【,这些因子可以促进粥样板 FEV1降低与心血管疾病间存在相关性。sin¨2 通过研究 表明FEV1越低,心血管疾病的发病风险越高。FEV1也是 COPD患者心血管疾病死亡率的独立预测因子,在肺健康研 究中报道:轻度至中度COPD受试者中,FEV1每降低10%, 致死性冠脉事件的发生大约增高28%,非致死性冠脉事件的 发生增高20% 。FEV1导致CVD的可能机制是:FEV1降 低引起低氧,导致内皮功能紊乱、结构受损,内皮可见脂质条 纹,最后形成斑块、血管狭窄闭塞或斑块脱落引起血栓,故而 引起CVD的发生。 块成分在血管内的沉积,引起动脉粥样硬化,进一步发展将导 致心血管事件的发生。Israell9 等研究发现炎性因子IL-6、 TNF— 与冠脉疾病的严重性有显著的相关性,IL-6、TNF一仪示 冠脉疾病的重要预测因子,这种相关性显示了慢性炎症增加 了动脉粥样硬化的风险。他们在结合IL-6、TNF.Ot参数分析 时还发现IL一6、TNF—Ot相结合的参数可以作为心血管疾病的 独立预测因素。 3、C反应蛋白(C—reactive protein,CRP)与CVD C反应蛋白是一种急性期蛋白,它是在炎症或组织损伤 COPD与CVD的发病率与死亡率 CVD是COPD自然病程中的常见死因,COPD患者心血 过程中,由巨噬细胞释放IL一1、IL-6刺激肝脏迅速合成的,它 能敏感的反映机体炎症反应的存在。当CRP释放入血后可 以上调其他炎性细胞因子,激活补体,促进巨噬细胞对低密度 脂蛋白的摄取。CRP是系统性炎症的一个重要标记物,它是 COPD患者和一般人群死亡率增加的标记物,同时也是心血 管疾病发病风险增加的标记物。有研究证明COPD患者循环 管疾病的死亡率是增高的。在一项研究中,接受冠心病治疗 的患者,在3年随访中,同时被确诊为COPD的患者死亡率为 21%,而同时未患有COPD的患者死亡率仅为9% 】 。 COPD患者的心血管疾病发病率是增加的。在加拿大萨 斯喀彻省保健数据库的纵向回顾性队列研究中报告:某些影 响因素控制后,与对照组相比,COPD患者患下列疾病的风险 增加:心律失常(OR:1.76),心绞痛(OR=1.61),急性心肌 梗死(OR=1.61),充血性心力衰竭(OR=3.84)和中风(OR =中CRP水平增高,并且随着COPD患者急性加重发作频率的 增加而增加 …。稳定期的COPD患者也存在炎性反应,炎性 和前炎性生物标记物示处于高表达水平的,如CRP、血管黏附 1.11);同时对COPD患者随访超过3年,实验组COPD患 分子、活性氧、低CD4/CD8比值,细胞因子如IL-6、IL一8和 TNF 0【_J Ridker t2]通过研究发现,CRP是心肌梗死、中风 。者心血管疾病死亡率比对照组非COPD患者心血管疾病死亡 率增高了3到4倍,COPD患者对于充血性心力衰竭、心律失 常、急性心肌梗死具有较高的发病风险 。Huiart等。n 对萨 斯喀彻省保健数据库分析得出结论:COPD患者的心血管疾 和心血管性死亡的重要预测因子之一。 COPD与CVD在系统性炎症方面的发病机制尚未十分 明确,有待于进一步研究证明系统性炎症可能为COPD与 CVD发病的病理学级联反应的潜在重要因素。 二、COPD患者的血管功能障碍与CVD 脉管系统作为解释COPD与CVD风险问联系的一个潜 在机制,特别是血管内皮功能障碍和动脉僵硬的的改变。 病的发病率和死亡率高于普通人群。Sidney等 也得出相类 似的结论。 COPD患者因心血管疾病具有较高的再次人院风险和死 亡率。一来自萨斯喀彻省的研究结果表明COPD患者的心血 管疾病的发病率与死亡率高于一般人群 。Salisbury等 研究表明,急性心肌梗死后,患有COPD患者的一年死亡率与 再次入院率明显高于非COPD患者。Anthonisen等 在肺部 健康研究中发现,轻度至中度气道阻塞超过5年的住院 COPD患者内皮功能障碍可能为COPD患者发生心血管疾病 的一个机理。 脉搏波传导速度(PWV)测定可以反映动脉弹性的早期 改变,是反映大动脉弹性功能的经典指标,可以良好的反映大 COPD患者5年死亡率为2.5%,25%死于心血管事件。同时 24%由于呼吸系统疾病住院治疗,而超过随访时间的轻度 COPD患者,由于心血管疾病首次入院率为42%,二次人院率 动脉的扩张性。PwV的测定已经被证明示心血管疾病死亡 率的预测因子,它的临床价值越来越被认同。PwV综合地反 映各种危险因素对血管的损伤,是心血管疾病危险率的独立 预测因子。Sabit等 发现,COPD患者的动脉僵硬度的是增 加的,而且COPD越严重,僵硬度增加的越高。 在COPD的研究中,动脉僵硬度与气流受限相关。动脉 僵硬度增加与气流阻塞的严重性有关,并且为COPD患者 CVD的风险因素¨ 。PwV与COPD患者系统性炎症标记物 为44%,故心血管疾病增加了COPD的患者的入院率,影响 COPD患者的预后。 治 疗 目前看来COPD是一种可防可治的疾病,在引人长效B 激动剂、长效抗胆碱能药物、吸人类固醇药物后,COPD患者 1918 的肺功能和生活质量得到改善。 临床肺科杂志2011年l2月 第l6卷第l2期 [8] 李洋,翟震天,秦玲.基质金属蛋白酶及其抑制剂与急性心肌梗 死的关系[J].中国实验诊断学,2009,13(8):1038—1040. 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Singh 等通过研究来评估COPD患者吸入抗胆碱能药物的 不良心血管事件的风险,结果表明吸入抗胆碱能药物的 COPD患者增加了不良心血管事件的风险,包括心肌梗死,中 风和心血管病引起的死亡。关于吸入抗胆碱能药物是否增加 了不良心血管事件的发生,目前尚无定论,有待于进一步研 究。 关于COPD患者的一个队列回顾性研究,过量吸入皮质 类固醇激素与降低COPD患者急性心肌梗死无相关性,但是 低剂量(50~200毫克/天)吸入有32%降低了急性心肌梗死 的风险 。另有几项研究结果表明,一些治疗心血管疾病的 药物,包括他汀类药物和B阻滞剂的应用,可以减少急性冠 脉事件、COPD加重和死亡率 。他汀类药物与吸入皮质类 固醇激素合用比单独使用他汀类药物更有利于预后。这些结 果显示了COPD与CVD问的相关性。 关于COPD患者心血管疾病的发病机制目前尚未十分明 确,系统性炎症、血管功能障碍、气流受限可能只是发病机制 中的某个方面,关于其明确机制有待于进一步研究。 参考文献 Rabe KF,Hard S,Anzueto A,et a1.Global strategy for the diag— nosis,management,and prevention of chronic obstructive pulmona— ry dise ̄e GOLD Executive Summary[J].Am J Respir Crit Care Med,2007,176:532—555. Sin DD,Man SFP.Chronic obstructive pulmonary disease:A novel irsk factor for cardiovascular disease[J].Can J Physiol Pharmacol, 2005,83:8—13. Sidney S,Sorel M,Quesenberry CP,et a1.COPD and incident cardiovascular disease hospitalizations and mortlaity:Kaiser Perma— nente Medical Care Program[J].Chest,2005,128:2068—2075. 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