Analysis of correlations between serum LncRNA MEG3, SNHG5 levels and global initiative classification for chronic obstructive lung diseases as well as prognosis
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摘要:目的 分析血清长链非编码RNA母系表达基因3（LncRNA MEG3）、小核仁RNA宿主基因5（SNHG5）与慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者COPD全球倡议（GOLD）分级及预后的关系。方法 将87例COPD急性加重期（AECOPD）患者纳入急性组，将急性组患者治疗1个月后病情恢复稳定的46例患者纳入稳定组，同期50例健康志愿者纳入对照组。分别检测急性组、稳定组和对照组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平，并评估血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者GOLD分级、临床相关指标及预后的关系。结果 急性组及稳定组患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平均低于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）；急性组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于稳定组，差异有统计学意义（P < 0.05）。急性组GOLD分级与稳定组比较，差异有统计学意义（P < 0.05）；急性组COPD多维分级评分系统（BODE）指数得分高于稳定组，差异有统计学意义（P < 0.05）。随访3个月，87例AECOPD患者共18例死亡，被纳入预后不良组，其余69例患者纳入预后良好组。预后不良组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于预后良好组，差异有统计学意义（P < 0.05）。相关性分析提示，COPD患者血清LncRNA MEG3与吸烟史、GOLD分级、BODE指数呈负相关（P < 0.05），与第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值（FEV1/FVC）呈正相关（P < 0.05）。LncRNA SNHG5水平与吸烟史、住院时间、GOLD分级及BODE指数呈负相关（P < 0.05），与FEV1/FVC呈正相关（P < 0.05）。结论 COPD患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平较健康者下降，且与患者肺功能及病情严重程度有关，对AECOPD患者短期死亡风险判断具有一定价值。
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关键词:
- 血清长链非编码RNA /
- 慢性阻塞性肺疾病 /
- 慢性阻塞性肺疾病全球倡议分级 /
- 预后 /
- 相关性分析
Abstract:Objective To analyze the correlations of serum long non-coding RNA maternally expressed gene 3 (LncRNA MEG3) and small nucleolar RNA host gene 5 (SNHG5) with global initiative for chronic obstructive lung diseases (GOLD) classification and prognosis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients.Methods A total of 87 patients with acute exacerbation of COPD (AECOPD) were selected as acute group, 46 patients in the acute group whose condition were stable after 1 month of treatment were included in stable group, and 50 healthy individuals were enrolled as control group. Serum LncRNA MEG3 and SNHG5 levels were detected in all three groups, then the correlations of serum LncRNA MEG3 and SNHG5 levels with GOLD classification, clinical indicators and prognosis of COPD patients were evaluated.Results Serum LncRNA MEG3 and SNHG5 levels in the acute group and the stable group were lower than those in the control group (P < 0.05), and were lower in the acute group than those in the stable group (P < 0.05). GOLD grade showed significant difference between the acute group and the stable group, and the scores of body mass, airflow obstruction, dyspnea, and exercise capacity (BODE) index were significantly higher in the acute group than those in the stable group (P < 0.05). During 3 months of follow-up, 18 of 87 patients with AECOPD died and were included in poor prognosis group, and the remaining 69 patients were included in good prognosis group. The levels of serum LncRNA MEG3 and SNHG5 in the poor prognosis group were lower than those in the good prognosis group, and the differences were statistically significant (P < 0.05). Correlation analysis suggested that serum LncRNA MEG3 in COPD patients was negatively correlated with smoking history, GOLD grade and BODE index (P < 0.05), and positively correlated with ratio of forced expiratory volume to forced vital capacity in the first second (FEV1/FVC) level (P < 0.05). The level of LncRNA SNHG5 was negatively correlated with smoking history, hospital stay length, GOLD grade and BODE index (P < 0.05), and positively correlated with FEV1/FVC (P < 0.05).Conclusion Serum LncRNA MEG3 and SNHG5 levels are significantly down-regulated in patients with COPD, and their levels show significant correlations with the pulmonary function and disease severity. Moreover, the two indicators are of great value in predicting the short-term death in AECOPD patients. -
长链非编码RNA(LncRNA)是一种转录长度>200 bp, 但无蛋白编码功能的核苷酸序列。大量研究[1-3]证实, LncRNA与细胞增殖、凋亡、侵袭等生理过程密切相关。慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以不完全气流受限为特征的进展性疾病，有效评估COPD急性加重期(AECOPD)患者病情并预测其预后在AECOPD治疗中具有重要意义[4-6]。徐建光等[7]研究发现, COPD患者外周血单个核细胞中长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因3 (LncRNA SNHG3)表达水平下降，且推测LncRNA SNHG3表达量降低可能是COPD发病的重要原因。由此推测, LncRNA水平的改变可能与COPD患者病情及预后存在一定关系。本研究将长链非编码RNA母系表达基因3(LncRNA MEG3)及小核仁RNA宿主基因5(SNHG5)纳为研究指标，通过检测87例AECOPD患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平分析其在判断患者病情及预后中的应用价值，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
将2017年6月—2020年6月收治的87例AECOPD患者纳为急性组，将急性组中经治疗1个月后病情恢复稳定的46例患者纳为稳定组，同期50例健康志愿者纳为对照组。①急性组入选标准: 患者符合《慢性阻塞性肺病全球倡议慢性阻塞性肺病指南(2013更新版)》[8]中相关诊断标准，具有呼吸困难、慢性咳嗽咳痰症状，持续性气流受限，短期内咳嗽、喘息、咳痰等症状加重，需改变治疗方案。②稳定组入选标准: 上述AECOPD患者经治疗后病情基本恢复至急性加重前状态，病情稳定1个月以上。③健康志愿者入选标准: 健康志愿者无COPD病史，无慢性咳嗽、咳痰、喘息等病史。排除标准: 入院前2周内使用糖皮质激素或抗菌药物治疗者、合并其他部位感染者、合并恶性肿瘤者、合并严重免疫缺陷性疾病者和认知障碍者。急性组男71例，女16例; 年龄59~88岁，平均(72.56±12.62)岁; 合并高血压者22例，合并糖尿病者13例。稳定组男36例，女10例; 年龄56~85岁，平均(71.58±13.57)岁; 合并高血压者10例，合并糖尿病者7例。健康对照组男40例，女10例; 年龄58~87岁，平均(70.58±15.36)岁; 合并高血压者9例，合并糖尿病者6例。
1.2 血液样本采集
分别在COPD患者急性加重期及稳定期采集外周静脉血，对照组采用体检废弃血清。采用促凝管采集被研究者静脉血5 mL, 室温下静置30 min, 1 500转/min离心10 min, 收集上层液体置于EP管内, -80 ℃冰箱中保存待用。
1.3 实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测血清LncRNA表达
采用TRIzol提取血清中总RNA, 利用Thermofisher公司生产的NanoDrop ND1000分光光度计检测RNA浓度与纯度。总RNA进行反转录处理得到cDNA。RT-qPCR法检测血清SNHG5与内参基因磷酸脱氢酶(GAPHD)的表达，反应体系为: Mix 10 μL, 上下游引物各1 μL, cDNA 2 μL, 焦碳酸二乙酯(DEPC)水6 μL。PCR扩增条件: 第1阶段95 ℃, 5 min, 第2阶段95 ℃, 30 s, 持续35个循环，每组样品重复3次。基因相对表达量采用2-△△α法计算。引物序列见下: GAPHD正向引物为5′-CTCTTCCAGCCTTCCTTCCT-3′; GAPHD反向引物为5′-AGCACTGTGTTGGCGTACAG-3′; MEG3正向引物为5′-CTGCCCATCTACACCTCACG-3′; MEG3反向引物为5′-CTCTCCGCCGTCTGCGCTAGGGGCT-3′; SNHG5正向引物为5′-TACTGGCTGCGCACTTCG-3′; SNHG5反向引物为5′-CAGTAAAAGGGGAACACCA-3′。
1.4 COPD患者病情及预后相关指标检测
① 检查患者病情相关指标: 收集患者一般资料，包括吸烟史、COPD病程、住院时间、白细胞(WBC)计数、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1), 计算第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值(FEV1/FVC)、第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV1%预计值)。② GOLD分级参考《慢性阻塞性肺病全球倡议慢性阻塞性肺病指南(2013更新版)》标准[8], 共分为4级，分级越高说明患者病情越严重。COPD多维分级评分系统(BODE)指数包含体质量指数、气流阻塞程度、呼吸困难程度及运动能力等指标，得分与病情严重程度呈正相关。③ AECOPD患者预后评估: 将住院期间死亡的AECOPD患者纳为预后不良组。
1.5 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件处理数据。计量资料以(x±s)表示, 2组间比较采用t检验，多组间比较采用单方差分析，检验有意义的两两比较采用LSD-t检验; 计数资料采用[n(%)]表示, 2组间比较采用χ2检验，等级资料采用秩和检验，采用Pearson或Spearman相关分析探讨其相关性, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 3组临床资料比较
急性组、稳定组及对照组男女占比、年龄、FEV1%预计值水平比较，差异无统计学意义(P>0.05); 3组吸烟史、WBC及FEV1/FVC水平比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。急性组住院时间长于稳定组，差异有统计学意义(P < 0.05); 急性组和稳定组COPD病程比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
表 1 3组临床资料比较(x±s)[n(%)]指标 急性组(n=87) 稳定组(n=46) 对照组(n=50) 男 71(81.61) 36(78.26) 40(80.00) 女 16(18.39) 10(21.74) 10(20.00) 年龄/岁 72.56±12.62 71.58±13.57 70.58±15.36 吸烟史 51(58.62)*# 24(66.67)* 19(47.50) COPD病程/年 12.56±3.26 11.79±3.07 － 住院时间/d 10.26±3.25# 7.43±6.69 － WBC/(×109/L) 11.25±2.15*# 7.76±2.43* 5.41±1.15 FEV1/FVC/% 52.14±12.04*# 66.74±13.07* 72.42±11.85 FEV1%/% 56.99±10.58 57.74±12.07 59.16±13.09 COPD: 慢性阻塞性肺疾病; WBC: 白细胞; FEV1/FVC: 第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值;
FEV1%: 第1秒用力呼气容积占预计值百分比。与对照组比较, *P < 0.05; 与稳定组比较, #P < 0.05。2.2 3组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平比较
急性组及稳定组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平均低于对照组，且急性组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于稳定组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2。
表 2 3组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平比较(x±s)组别 n LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 急性组 87 6.11±1.69*# 1.63±0.25*# 稳定组 46 7.89±1.75* 1.76±0.33* 对照组 50 9.46±2.25 2.11±0.54 LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。
与对照组比较, *P < 0.05; 与稳定组比较, #P < 0.05。2.3 急性组及稳定组GOLD分级及BODE指数得分比较
急性组GOLD分级与稳定组比较，差异有统计学意义(P < 0.05); 急性组BODE指数得分高于稳定组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 3。
表 3 急性组及稳定组GOLD分级及BODE指数得分比较(x±s)[n(%)]指标 急性组(n=87) 稳定组(n=46) GOLD分级 Ⅰ级 13(14.94)* 22(47.83) Ⅱ级 34(39.08)* 15(32.61) Ⅲ级 31(35.63)* 9(19.57) Ⅳ级 9(10.34)* 0 BODE指数得分/分 7.46±1.68* 5.13±1.37 GOLD: 慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议;
BODE: 慢性阻塞性肺疾病多维分级评分系统。
与稳定组比较, *P < 0.05。2.4 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者不良预后的关系分析
87例AECOPD患者住院期间共死亡18例，被纳入预后不良组，其余69例被纳入预后良好组。预后不良组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于预后良好组，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 4。
表 4 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者不良预后的关系分析(x±s)组别 n LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 预后良好组 69 6.69±1.85* 1.83±0.42* 预后不良组 18 4.16±1.05 1.11±0.23 LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。
与预后不良组比较, *P < 0.05。2.5 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者其他指标间的相关性分析
相关性分析提示, COPD患者血清LncRNA MEG3与吸烟史、GOLD分级、BODE指数得分呈负相关(P < 0.05), 与FEV1/FVC水平呈正相关(P < 0.05)。LncRNA SNHG5水平与吸烟史、住院时间、GOLD分级及BODE指数得分呈负相关(P < 0.05), 与FEV1/FVC呈正相关(P < 0.05)。见表 5。
表 5 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与其他指标的相关性分析指标 LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 r P r P 吸烟史 -0.41 < 0.05 -0.42 < 0.05 COPD病程 -0.11 >0.05 -0.19 >0.05 住院时间 -0.23 >0.05 -0.39 < 0.05 WBC -0.27 >0.05 -0.21 >0.05 FEV1/FVC 0.43 < 0.05 0.36 < 0.05 FEV1% 0.11 >0.05 0.13 >0.05 GOLD分级 -0.39 < 0.05 -0.41 < 0.05 BODE指数得分 -0.36 < 0.05 -0.38 < 0.05 COPD: 慢性阻塞性肺疾病; WBC: 白细胞;
FEV1/FVC: 第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值;
FEV1%: 第1秒用力呼气容积占预计值百分比;
GOLD: 慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议;
BODE: 慢性阻塞性肺疾病多维分级评分系统。
LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。3. 讨论
COPD是全球患者死亡的主要病因，但关于COPD的致病机制目前尚不清楚。研究认为, COPD与炎症反应、氧化应激、自噬、细胞凋亡等相关。随着全球分子研究的不断进展, LncRNA被证实是一种与细胞增殖、凋亡等生理过程密切相关的物质，成为了目前研究[9-10]的焦点。
本文通过查阅文献发现, MEG3、SNHG5 2种LncRNA与肺部病变有关。郑志刚等[11]研究发现，肺癌组织中LncRNA MEG3表达低于癌旁组织，且其表达量影响患者生存时间，可作为肺癌预后判断的潜在分子标志物。薛明强等[12]通过体外实验发现, LncRNA MEG3能调节肺癌H1299细胞对放射的敏感性。陈刚等[13]研究发现，血清LncRNA SNHG5水平在诊断非小细胞肺癌(NSCLC)中具有良好的灵敏性及特异性。以上研究证实, LncRNA MEG3及SNHG5可能参与肺癌的发生及发展，推测2种指标可能与COPD也存在一定的关联性。
本研究比较3组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平发现，急性组、稳定组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平均低于对照组，且急性组患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于稳定组患者，提示LncRNA MEG3、SNHG5可能参与AECOPD的发生过程。相关性分析发现，血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者GOLD分级及BODE指数得分均呈负相关，与FEV1/FVC呈正相关，提示血清LncRNA MEG3、SNHG5在反映患者病情严重程度中也具有良好的应用价值。
研究[14-15]表示，烟草中有害物质会损伤气道上皮细胞与纤毛运动，降低气道净化能力，并促进支气管黏液腺与杯状细胞增生肥大，分泌更多黏液，同时刺激副交感神经，促进平滑肌收缩。此外，尼古丁等有害物质还能促使自由基的生成，诱导中心粒细胞释放蛋白酶，破坏肺纤维弹力，诱导肺部病变。本研究发现，COPD患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与患者吸烟史密切相关，推测LncRNA MEG3、SNHG5可能参与了COPD的进展。
本研究87例AECOPD患者中共18例住院期间死亡，将其纳入预后不良组。预后不良组与预后良好组治疗前血清LncRNA MEG3、SNHG5水平比较结果发现，预后不良组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平低于预后良好组，提示血清LncRNA MEG3、SNHG5在反映COPD患者预后中也具有一定的临床应用价值。
综上所述, COPD患者血清LncRNA MEG3、SNHG5水平较健康者下降，且与患者肺功能及病情严重程度有关，在判断AECOPD患者短期内再次急性复发中也具有一定价值。
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表 1 3组临床资料比较(x±s)[n(%)]
指标 急性组(n=87) 稳定组(n=46) 对照组(n=50) 男 71(81.61) 36(78.26) 40(80.00) 女 16(18.39) 10(21.74) 10(20.00) 年龄/岁 72.56±12.62 71.58±13.57 70.58±15.36 吸烟史 51(58.62)*# 24(66.67)* 19(47.50) COPD病程/年 12.56±3.26 11.79±3.07 － 住院时间/d 10.26±3.25# 7.43±6.69 － WBC/(×109/L) 11.25±2.15*# 7.76±2.43* 5.41±1.15 FEV1/FVC/% 52.14±12.04*# 66.74±13.07* 72.42±11.85 FEV1%/% 56.99±10.58 57.74±12.07 59.16±13.09 COPD: 慢性阻塞性肺疾病; WBC: 白细胞; FEV1/FVC: 第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值;
FEV1%: 第1秒用力呼气容积占预计值百分比。与对照组比较, *P < 0.05; 与稳定组比较, #P < 0.05。
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表 2 3组血清LncRNA MEG3、SNHG5水平比较(x±s)
组别 n LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 急性组 87 6.11±1.69*# 1.63±0.25*# 稳定组 46 7.89±1.75* 1.76±0.33* 对照组 50 9.46±2.25 2.11±0.54 LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。
与对照组比较, *P < 0.05; 与稳定组比较, #P < 0.05。
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表 3 急性组及稳定组GOLD分级及BODE指数得分比较(x±s)[n(%)]
指标 急性组(n=87) 稳定组(n=46) GOLD分级 Ⅰ级 13(14.94)* 22(47.83) Ⅱ级 34(39.08)* 15(32.61) Ⅲ级 31(35.63)* 9(19.57) Ⅳ级 9(10.34)* 0 BODE指数得分/分 7.46±1.68* 5.13±1.37 GOLD: 慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议;
BODE: 慢性阻塞性肺疾病多维分级评分系统。
与稳定组比较, *P < 0.05。
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表 4 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与COPD患者不良预后的关系分析(x±s)
组别 n LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 预后良好组 69 6.69±1.85* 1.83±0.42* 预后不良组 18 4.16±1.05 1.11±0.23 LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。
与预后不良组比较, *P < 0.05。
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表 5 血清LncRNA MEG3、SNHG5水平与其他指标的相关性分析
指标 LncRNA MEG3 LncRNA SNHG5 r P r P 吸烟史 -0.41 < 0.05 -0.42 < 0.05 COPD病程 -0.11 >0.05 -0.19 >0.05 住院时间 -0.23 >0.05 -0.39 < 0.05 WBC -0.27 >0.05 -0.21 >0.05 FEV1/FVC 0.43 < 0.05 0.36 < 0.05 FEV1% 0.11 >0.05 0.13 >0.05 GOLD分级 -0.39 < 0.05 -0.41 < 0.05 BODE指数得分 -0.36 < 0.05 -0.38 < 0.05 COPD: 慢性阻塞性肺疾病; WBC: 白细胞;
FEV1/FVC: 第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值;
FEV1%: 第1秒用力呼气容积占预计值百分比;
GOLD: 慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议;
BODE: 慢性阻塞性肺疾病多维分级评分系统。
LncRNA MEG3: 长链非编码RNA母系表达基因3;
LncRNA SNHG5: 长链非编码RNA小核仁RNA宿主基因5。
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