背景：　　慢性阻塞性肺疾病（chronicobstructivepulmonarydisease,COPD）是一种以气流受限和慢性气道炎症为特征的呼吸道疾病，是在世界范围内重要的致残、致死性疾病。COPD在发病机制、病理生理学、临床表现、疾病进展、对治疗的反应性等方面均存在明显的异质性，表明其是一种异质性疾病。COPD表型（phenotype）正是基于这种异质性而提出。目前研究表明，多种炎症因子参与COPD疾病发生发展和气道炎症的启动和维持，对COPD细胞因子谱表达状况及其与临床表型间的关系进行综合研究，不仅可使我们更深入地认识COPD的异质性，并由此制定出具有针对性的治疗方案，改善疾病预后，还有利于对COPD潜在的治疗靶点选择。　　高迁移率族蛋白B1（HighMobilityGroupBox1，HMGB1）作为一种重要的报警素（alarmin）分子，已被证明在肺部慢性炎症的发病机制中扮演重要角色。晚期糖基化终末产物受体(receptorofadvancedglycationendproducts，RAGE)是HMGB1的受体之一，RAGE平衡的异常调节参与多种气道慢性炎症性疾病和气道重塑。越来越多的证据表明HMGB1-RAGE轴及其相关细胞因子在COPD发生发展中起重要作用，对HMGB1-RAGE轴相关细胞因子谱的综合研究对COPD发病机制的研究有重要意义。　　基于上述事实，我们假设（1）COPD的炎症表型是由不同细胞因子相互作用的结果；（2）通过细胞因子可以识别出有显著临床特征的COPD表型，从而更好地阐述COPD的异质性。为了验证该假设，我们检测了40例稳定期COPD患者和40例正常对照者血清和诱导痰中涵盖了HMGB1-RAGE轴相关细胞因子谱的22种细胞因子的水平（GM-CSF、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-12p70、IL-13、IL-17、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-23、IL-28A、IFNγ、MIP-3α、TGFβ1、TNFα、TNFβ、HMGB1、sRAGE），然后尝试通过对血清及痰细胞因子表达信息的系统聚类，以期识别出具有显著临床特征的COPD表型。　　第一章：临床资料的收集和血清和诱导痰细胞因子检测　　目的：收集受试者临床资料和血清及诱导痰细胞因子谱，在未区分COPD表型的情况下对稳定期COPD患者的临床资料、血清和诱导痰细胞因子谱进行初步分析，并为后续数据分析作准备。　　研究对象与方法：选取稳定期COPD患者40例作为病例组，正常对照组40例，考虑到吸烟作为COPD一个独立的危险因素，在数据分析中进一步将健康对照组按吸烟状况切分为2个亚组，分别为正常吸烟组（Healthysmokers,HS）20例、正常非吸烟组（Healthynone-smokers,HNS）20例。所有受试者均已签署受试者知情同意书，并行肺功能检查确定分组，收集一般人口学资料、MMCR评分、CAT评分等资料，并采集受试者当天的肺功能结果、诱导痰样本并抽取空腹静脉血。诱导痰样本进行细胞分类计数并留取痰上清。所有受试者均抽取空腹静脉血，行血细胞分类，并分离血清。检测22种细胞因子水平。　　结果：COPD组与正常对照组血清细胞因子表达量比较，COPD组血清IL-1β、IL-6、IL-22水平均高于正常对照组[1.50（0.00-9.68）pg/ml，3.10（0.00-8.50）pg/ml，141.15（40.55-225.58）pg/mlVS0.00（0.00-2.65）pg/ml，0.00（0.00-4.75）pg/ml，67.35（0.00-138.70）pg/ml]；COPD组血清sRAGE水平[463.13±175.05pg/ml]显著低正常对照组[580.24±249.90pg/ml]；COPD组与正常对照组痰细胞因子表达量比较，COPD组痰IL-1β、IL-6、IL-12p70水平低于正常对照组[1.50（0.00-9.68）pg/ml，3.10（0.00-8.50）pg/ml，0.15（0.00-0.88）pg/mlVS29.50（7.00-156.00）pg/ml，80.75（39.38-159.00）pg/ml，0.75（0.00-2.50）pg/ml]；COPD组痰IL-13、HMGB1高于正常对照组[7.65（0.10-14.33）pg/ml，348（180.75-881.46）ng/mlVS4.25（0.00-17.63）pg/ml，54.94（64.22-265.57）ng/ml]，差异有统计学意义（P＜0.05）。　　亚组分析：COPD组血IL-1β为1.50（0.00-9.68）pg/ml，显著高于HS组[0.00（0-2.85）pg/ml，P=0.031]和HNS组[0.00（0.00-2.35）pg/ml，P=0.046]，HS组与HNS组比较无显著差异（P=0.989）；COPD组血IL-6为3.10（0.00-8.50）pg/ml，显著高于HNS组[0.00（0.00-2.75）pg/ml，P=0.025]，与HS组[1.55（0.00-8.00）pg/ml]比较无显著差异（P=1.000），HS组与HNS组比较亦无显著差异；三组间血清sRAGE水平比较，COPD组血清sRAGE[463.13±175.05ng/ml]显著低于HNS组[658.99±250.95ng/ml，P=0.001]，与HS组[501.49±228.38ng/ml]比较无显著差异（P=056），HS组与HNS比较，HS组血sRAEG水平亦显著低于HNS组（P=0.020）；　　COPD组痰IL-1β为194.75（42.75-666.13）pg/ml，显著高于HS组[26.25（4.875-105.88）pg/ml，P=0.000）]和HNS组[80.00（7.00-272.50）pg/ml，P=0.036]，HS组和HNS组间痰IL-1β水平无显著差异（P=0.517）；COPD组痰IL-4为1.00（0.00-3.25）pg/ml，显著高于HS组[0.00（0.00-0.00）pg/ml，P=0.022]和HNS组[0.00（0.00-0.00）pg/ml，P=0.018]，HS组和HNS组间痰IL-4水平无显著差异（P=1.000）；三组间痰IL-6比较，COPD组痰IL-6为296.75（69.38-697.25）pg/ml，显著高于HS组[74.5(39.375-132.13)pg/ml，P=0.011]和HNS组[92.5(31.13-188.13)pg/ml，P=0.040]，HS组和HNS组间痰IL-6水平无显著差异（P=1.000）；三组间痰IL12p70比较，COPD组痰IL12p70为2.50（0.13-5.50）pg/ml，显著高于HNS组[0.00（0.00-2.25）pg/ml，P=0.018]，与HS组[1.50（0.00-3.25）pg/ml]比较无显著差异（P=1.000），HS组和HNS组间痰IL12p70水平无显著差异（P=0.347）；三组间痰IL-17比较，COPD组痰IL-17为7.75（0.00-0.18）pg/ml，显著高于HNS组[0.00（0.00-3.50）pg/ml，P=0.028]，与HS组[1.75（0.00-6.38）pg/ml]比较无显著差异（P=0.292），HS组和HNS组间痰IL-17水平无显著差异（P=1.000）。三组间痰HMGB1比较，COPD组痰HMGB1水平[348（180.75-881.46）ng/ml]显著高于HS组[132.51（65.96-237.97）ng/ml，P=0.008]和HNS组[162.22（53.27-343.81）ng/ml，P=0.003]，HS组和HNS组间痰HMGB1水平无显著差异（P=1.000）。　　结论：（1）临床资料的获取、芯片检测和ELISA检测均成功。（2）不考虑COPD异质性，将正常对照组和COPD组比较可能会掩盖了某些COPD亚型的分子特征。　　第二章COPD临床资料与血清及诱导痰细胞因子的相关性分析　　目的：在未区分COPD表型的情况下，对COPD临床资料与血清及诱导痰细胞因子的表达量进行相关性分析。　　对象与方法：对象为纳入的COPD病例（40例）。分析反映COPD病情的临床指标与血清及痰细胞因子之间的相关性。这些临床指标包括：舒张前第一秒用力呼气容积占预计值的百分比（FEV1％pred）、肺功能各项指标、CAT评分、mMRC评分、诱导痰细胞计数等。　　结果：血清sRAGE与FEV1%pred呈正相关（r=0.360，P=0.022），与肺功能严重程度呈负相关（r=-0.384，P=0.015）；痰Neu计数与血清IL-5水平呈负相关（r=-0.328，P=0.039），与血清IL-17水平负相关（r=-0.387，P=0.011），与血清TNFβ水平呈正相关（r=-0.352，P=0.026）；痰Neu计数与痰TGF-β1水平正相关（r=0.387，P=0.014）；痰Eos计数与痰TGF-β1水平负相关（r=-0.458，P=0.003）；外周血Neu、Eos计数与血清细胞因子表达量的相关性分析显示：外周血Neu计数（%）与各项血清细胞因子相关性均无统计学意义（P＞0.05），血Eos计数与血清MIP-3α水平（r=0.390，P=0.013）呈正相关；外周血Neu、Eos计数与痰细胞因子表达量的相关性分析显示：外周血Neu计数（%）与痰HMGB1水平正相关（r=0.330，P=0.037），血Eos计数与痰IL-2水平（r=0.352，P=0.026）、IL-12p70水平（r=0.438，P=0.005）、IL-17水平（r=0.345，P=0.029）等呈正相关，上述相关性均有统计学意义，其余大部分临床指标与血清及痰细胞因子表达量的相关性无统计学意义。　　结论：COPD发病机制复杂，存在明显的异质性。不区分COPD亚型，难以较好地从机制上解释COPD临床资料与血清细胞因子之间的关系。　　第三章：COPD表型的探索性研究　　目的：本部分基于COPD患者血清及诱导痰细胞因子表达谱，尝试通过聚类分析（系统聚类、主成分系统聚类）进行分子表型的探讨，分析不同分子表型的临床特征，并试图从机制上解释表型间临床差异。　　对象与方法：对象同第一部分。方法：对入选的40例COPD患者的血清细胞因子表达谱的表达量进行聚类分析，得出若干分子表型，然后比较表型之间在临床特征的差异。　　结果：通过对血清和痰sRAGE的综合水平对COPD患者进行系统聚类，识别出2个具有显著临床特征的表型：表型1（sRAGE低表达型）：年龄组稍高，吸烟量（包/年）相对较少，CAT评分及mMRC评分值较高，症状相对较重，住院次数较多，痰Neu及Eos计数较高，肺功能GOLD分级以3-4级为主，痰和血sRAGE水平较低，血清HMGB1水平较高；表型2（sRAGE高表达型）：年龄组稍低，吸烟量相对较多，CAT评分及mMRC评分值较低，症状相对较轻，住院次数较少，痰Neu及Eos计数较低，肺功能GOLD分级以1-2级为主，血和痰sRAGE高表达，痰IL-10、IL-13水平升高，血清HMGB1水平相对较低。血清和痰细胞因子表达谱全部数据进行主成分提取和系统聚类均未能识别出具有显著临床特征的分子表型。　　结论：（1）通过血清和痰的细胞因子谱检测和分子分型可以识别出有意义的COPD亚型。（2）COPD的病情可能主要取决于促炎细胞因子与抗炎细胞因子之间的平衡状态。（3）应用蛋白芯片进行COPD表型的区分、COPD患病风险预测及分子靶向治疗适宜人群的筛选等方面具有有广阔前景。