بررسی سطح سرمی پروتئین فیکولین2 در بیماران مبتلا به انسداد ریوی مزمن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد بیوتکنولوژی میکروبی، گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، ارومیه،ایران.

2 استادیار،‌ گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، ارومیه،ایران.

3 استادیار،‌ گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، ارومیه،ایران

چکیده

مقدمه
 بیماری انسداد مزمن ریوی[1] یکی از بیماری­های شایع و پیش­رونده می­باشد. که در بروز آن عوامل میکروبی نقش بسزایی دارند، به­طوریکه زمینه ایجاد عفونت در آن50 تا70% مهیا می­باشد. پروتئین فیکولین2[2] با فعال کردن سیستم ایمنی ذاتی از طریق سیستم کمپلمان، برای از بین بردن عامل عفونت عمل می­کند. لذا در این مطالعه رابطه سطح سرمی پروتئین فیکولین2 با طول درمان در بیماران مبتلا به انسداد مزمن ریوی بررسی شده است.
روش کار
مطالعه حاضر در سال 1394 در بیمارستان امام رضا(ع) شهر ارومیه انجام شد که از48 بیمار مبتلا به انسداد مزمن ریوی و 30 نفر فرد سالم که آزمایش خون و ادرار آن­ها عاری از عفونت بود به عنوان گروه شاهد خون گرفته شد. سطح سرمی پروتئین فیکولین2به روش الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج
طبق بررسی فرضیه­های تحقیق (ارتباط سطح سرمی با طول درمان و ارتباط پایین بودن سطح سرمی با عود بیماری) و با توجه به تجزیه و تحلیل­های انجام شده توسط آزمون t-test در این مطالعه، نشان داد که ارتباط معنی­داری بین سطح سرمی و طول درمان در این بیماری وجود داشت.
نتیجه­گیری
با توجه به داده­های حاصل از این تحقیق، نتیجه­گیری شد که احتمالا سطح سرمی بالای پروتئین فیکولین2 باعث کاهش طول درمان بیماریان انسداد مزمن ریوی می­شود که می­تواند یک اندیکاتور مفیدی برای پیش بینی طول درمان باشد.



[1] COPD


[2] Ficolin-2
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of serum level ficolin-2 protein in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD)

نویسندگان [English]

  • Azam Amu 1
  • Bahram Golestani Eimani 2
  • Reza Talebi 3
1 MSC in microbial Biotechnology Department of Biology, urmia branch, urmia Islamic Azad university, urmia, Iran.
2 Asistant professor, Department of Bology,urmia branch, urmia Islamic Azad university, urmia, Iran.
3 Asistant professor, Department of Bology,urmia branch, urmia Islamic Azad university, urmia, Iran.
چکیده [English]

Abstract
Introduction:Chronic obstructive pulmonary (COPD) is one of the common and
Progressive diseases, which microbial factors contribute to its development. There is a 50- 70% possibility that it may cause infection. Ficolin-2 protein moves to eliminate infectious agent by activating the innate immune system via complement. Therefore, In this study we examined the relationship between serum levels of Ficolin-2 and treatment duration in (COPD) patients.
Materials and Methods:In this study, the blood sample of 48 (COPD) patients and 30 healthy subjects that their blood and urine tests showed infection were taken, the control group. The serum levels of ficolin-2 protein were evaluated using ELISA method.
Results: According to the research hypotheses (the relationship between the serum level and treatment duration and the relationship between lowness of serum levels and recurrence of disease) and the results of analyzes conducted by t-test in this study, there was a significant correlation between serum levels and duration of therapy in this disease.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ficolin-2
  • chronic obstructive pulmonary disease (COPD)
  • serum levels

مقدمه

بیماری انسداد ریوی مزمن شایع­ترین علت مرگ و معلولیت ناشی از بیماری­های ریوی است (1). بیمار مبتلا به انسداد ریوی مزمن دچار ترشح بیش از حد موکوس در راه­های هوایی، افزایش اندازه راه­های هوایی دیستال نسبت به برونشیول­های انتهایی، تخریب دیواره آلوئول­ها، از بین رفتن خاصیت جمع شدن ریه بعد از اتساع و تنگی راه­های تنفسی می­شود(3). سیگار مهم­ترین عامل ایجاد کننده­ی این بیماری است. سیستم کمپلمان مجموعه­ای از عوامل (کمپلمان­ها) است. که به سلول­های ایمنی برای از بین بردن سلول­های بیگانه وتولید پادتن کمک می­نماید(4). به طور کلی سیستم کمپلمان جزئی از دستگاه ایمنی ذاتی بدن است، لذا پاسخ آن غیر اختصاصی و فوری است. سیستم کمپلمان از طریق سه مسیر فعال می­شود که عبارت است از مسیرهای کلاسیک، لکتین و آلترناتیو(2). مسیر لکتین با اتصال پروتئین­های میزبان به سطوح میکروبی آغاز می­گردد که یکی از این پروتئین­ها، فیکولین می­باشد(5). فیکولین­ها پروتئین­هایی هستند که دارای دمین کلاژنی و فیبرینوژنی هستند. نام فیکولین از ساختار اولیه­ی آن مشتق شده که متشکل از یک دمین کلاژنی و یک دمین فیبرینوژنی است(6). فیکولین­ها مولکول­های ایمنی ذاتی هستند، که خط اول مکانیسم­های دفاعی میزبان می­باشند و در سراسر بدن عملکرد دارند. این پروتئین­ها قادر به شناسایی سلول­های غیر طبیعی و حمله به پاتوژن­ها هستند. فیکولین­ها معمولا به قند­های استیله متصل می­شوند. و کربوهیدرات و ترکیبات استیله را در میکروارگانیسم­ها و سلول­های میزبان در حال مرگ شناسایی می­کنند و از طریق فعال کردن مسیر لکتین به دفاع میزبان کمک می­کنند(11،3). فیکولین­ها در ساختار و عملکرد بیولوژیکی مشابه [1]collectins هستند و ممکن است عملکرد جایگزینی را در دفاع از میزبان به اشتراک بگذارند (12).

در انسان سه ژن فیکولین شناسایی شده است که شاملFCN1، FCN2 و3 FCNمی­باشند(7). که به ترتیب ficolin-1، ficolin -2 و ficolin-3 را کد می­کنند(10). ژن FCN2 بر روی کروموزوم 9 واقع شده است و دو رونوشت دارد که هر دو رونوشت پروتئین کد می­کنند.که بزرگترین رونوشت آن 8 اگزون دارد.

ارتباط سطح سرمی پروتئین فیکولین2 با بیماری­های مختلف در مطالعات گوناگون مطرح گردیده است. گزارشاتی مبنی بر تاثیر فیکولین2 در بیماری­هایی مثل مالاریا، جذام و کمبود آن در بیماری­هایی مثل برونشیت مزمن، سرطان تخمدان و رحم و انواع عفونت­های باکتری وجود دارد(13). بنا بر گزارشات و تحقیقاتی که تا کنون بر روی فیکولین2 انجام گرفته، فرض بر این است که کمبود آن ممکن است خطر تشدید عفونت عود کننده در بیماری­ انسداد مزمن ریوی را بالا ببرد. هدف از انجام این تحقیق بررسی سطح سرمی فیکولین2 و ارتباط آن با پاسخ به درمان در افراد مبتلا به انسداد مزمن ریوی است.

روش کار

     در این مطالعه، بیماران مبتلا به انسداد ریه مزمن مراجعه کننده به بیمارستان امام رضا (ع) شهرستان ارومیه در سال 1394بود، مراجعه کنندگان به آن مرکز درمانی بعد از معاینه توسط پزشک و انجام آزمایشات مشخص که دارای عفونت بودند و در نهایت به دستور پزشک در بیمارستان بستری شدند، در این مطالعه انتخاب شدند.

از 48 نفر بیمار مبتلا به انسداد ریه و 30 نفر افراد سالم به­عنوان گروه شاهد که آزمایش خون و ادرار آن­ها عاری از عفونت بوده، به حجم 5 میلی لیتر خون­گیری به عمل آمد.

همچنین پرسش نامه­ای توسط بیماران تکمیل شد که شامل جنسیت، محل زندگی، طول درمان، داروهای مصرفی، سیگاری بودن، زندگی با فرد سیگاری، سابقه­ی فامیلی بیماری و سابقه بستری بود.

بعد از جمع­آوری نمونه­های خون، آن­ها را سانتریفیوژ کرده و سرم آن را جدا کردیم. برای بررسی سطح سرمی پروتئین فیکولین2 به روش الایزا، کیت(Cat. No: CK-E 91647) پس از اضافه کردن نمونه­ها و محلول استاندارد، پلیت الایزا را پوشاندیم و با لرزش آرام مواد داخل پلیت را مخلوط کردیم و در آخر آن را در دمای 37 درجه ی سانتیگراد برای 60 دقیقه در انکوباتور قرار دادیم. بعد از این مرحله مایع داخل پلیت را خالی کردیم. سپس پلیت را به منظور حذف آنزیم­های متصل نشده با بافر(30X) مربوطه شستشو دادیم. پس از شستشوی پلیت ابتدا 50 میلی لیتر محلول کروموژن (رنگزای) Aو سپس 50 میلی لیتر، محلول کروموژنB را به هر چاهک اضافه کرده و پس از پوشاندن آن، به مدت 10 دقیقه در دمای 37درجه­ی سانتیگراد انکوبه نمودیم. در ادامه محلول متوقف کننده به هر چاهک برای جلوگیری از انجام واکنش اضافه شد. و در ادامه با دستگاه الایزا، جذب نوری استانداردها و نمونه­ها در طول موج بین 630-450 نانومتر قرائت گردید.

داده­های حاصل توسط نرم افزار spss با آزمون­های مجذور کای اسکوئر، فیشر و t-test تجزیه و تحلیل شد. آزمون­های کای اسکوئر و فیشر، جهت مقایسه­ی فراوانی بروز موارد بالاتر از نرمال در داده­های دموگرافیکی بیماران مورد استفاده قرار گرفت. و برای ارتباط سنجی بین طول درمان و سطح سرمی فیکولین2، بیماران به دو گروه کمتر و بیشتر از میانگین شاهد تقسیم­بندی شدند. و در این دو گروه مدت زمان بستری (کمتر از 6 روز)، (6و بیشتر از 6 روز)، (کمتر از 14 روز) و(14و بیشتر از 14روز)توسط آزمونt-test آنالیز شد و ارتباط معنی­داری مشاهده گردید(05/0< p).



[1] collagen-containing C-lectins

نتایج

از بین بیماران مورد مطالعه 37 نفر (1/%77) مرد و 11 نفر (9/%22) زن بوده، در مجموع از بین آن­ها 24 نفر (%50) سیگاری بوده و 14نفر (3/%28) با فرد سیگاری زندگی کرده بودند. 39 نفر (%83) دارای سابقه بستری به دلیل همین بیماری بوده و 17 نفر (7/%41) سابقه فامیلی داشتند. محل زندگی 33 نفر (21/%70) از بیماران شهر و15نفر (79/%29) روستا بود. در بین بیماران 22نفر(5/%45) داروی آزیترومایسین و38 نفر (3/%77) داروی سفتی زوکسیم مصرف کرده بودند که در نمودار 1 آمده است.

اطلاعات دموگرافیکی بیماران مورد بررسی قرار گرفت.که نتایج حاصل از بررسی داده­های فیکولین2 ارتباط سطح سرمی پروتئین و نتایج آنالیز آماری کای اسکوئر و فیشر نشان دهنده­ی عدم وجود رابطه معنی­دار بین اطلاعات دموگرافیکی و سطح سرمی درکل افراد مورد مطالعه بود.

سطح سرمی فیکولین2 در بیماران به این صورت بود که کمترین مقدار آن 505/48 نانوگرم بر میلی لیتر، میانگین، 1069/226 نانو گرم بر میلی لیتر و بیشترین مقدار، 487/575 نانو گرم بر میلی لیتر بود. به ترتیب در گروه شاهد 131/31 نانو گرم برمیلی لیتر، 21/174 نانو گرم بر میلی لیتر و 246/462 نانو گرم بر میلی لیتر بود.

مدت زمان بستری شدن و طول درمان بیماران نیز در چهار دسته بدین صورت تقسیم­بندی شد، که دسته اول شامل بیمارانی با طول درمان (کمتر از 6 روز ) و دسته دوم شامل بیمارانی با طول درمان (6 و یا بیشتر از 6 روز) دسته سوم با طول درمان (کمتر از 14 روز) و دسته چهارم با طول درمان (14 و یا بیشتر از 14 روز) بودند.

بیماران به دو گروه دارای سطح سرمی کمتر از میانگین شاهد و بیشتر از میانگین شاهد تقسیم­بندی شدند، در گروه دارای سطح سرمی کمتر از میانگین شاهد که تعداد بیماران 25 نفر (09/%52) بودند، 3نفر (%12) دارای مدت زمان بستری کمتر از 6 روز و در مقابل در گروه بیماران بیشتر از میانگین شاهد که 23 نفر (91/%47) بودند، تعداد 4 نفر (39/%17) دارای مدت زمان بستری کمتر از6  بود. (003/0=p) روز بودند، که مقایسه­ی این دو با هم نشان دهنده ارتباط معنی­داری در گروه بیماران دارای سطح سرمی کمتر از میانگین شاهد که 25 نفر (09/%52) بودند، 22 نفرشان (%88) دارای مدت زمان بستری 6و یا بیشتر از 6 روز و در گروه بیماران دارای سطح سرمی بیشتر از میانگین شاهد که23 نفر(91/%47) بودند. تعداد 19 نفرشان(60/%82) دارای مدت زمان بستری6 و یا بیشتر از6 روزبودندکه مقایسه­ی آماری این دو گروه نشان داد که وجود داشت.(p.value= 0) ارتباط معنی­داری در گروه بیماران دارای سطح سرمی کمتر از میانگین شاهد که 25 نفر (09/%52) بودند، 21 نفرشان(%84) دارای مدت زمان بستری کمتر از 14 روز و در مقابل در گروه بیماران بیشتر از میانگین شاهد که 23 نفر (91/%47) بودند، تعداد 20 نفر(%87) دارای مدت بود.(0=p) زمان بستری.کمتر از14 روز بودند، که مقایسه­ی این دو با هم نشان دهنده­ی ارتباط معنی­داری در گروه بیماران دارای سطح سرمی کمتر از میانگین شاهد که 25 نفر (09/%52) بودند، 4 نفرشان (%16) دارای مدت زمان بستری 14و یا بیشتر از 14 روز و در گروه بیماران دارای سطح سرمی بیشتر از میانگین شاهد که23 نفر (91/%47) بودند. تعداد 3 نفرشان(04/%13) دارای مدت زمان بستری14 و یابیشتر از14روز بودند. که مقایسه­ی آماری این دو گروه نشان دادکه ارتباط معنی داری وجود داشت(04/0=p) (جدول 1)( نمودار3-2).

بحث 

در این پژوهش داده­های بدست آمده از نمونه­های گروه کنترل و بیماران با استفاده از آزمون­های آماری کای اسکوئر، فیشرو t-test مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. لازم به ذکر است که تاکنون هیچ مطالعه­ای در موردسطح سرمی پروتئین فیکولین2در بیماری انسداد مزمن ریوی انجام نگرفته است. نتایج و تجزیه و تحلیل­های انجام شده نشان دهنده­ی وجود ارتباط معنی­دار بین سطح سرمی و طول درمان (مدت زمان بستری بیماران در بیمارستان) بود. بدین صورت که، بیمارانی که سطح سرمی پروتئین فیکولین 2 در آن­ها بالا بود مدت زمان کمتری در بیمارستان بستری بودند و طول درمان آن­ها کوتاه­تر بود. در نتیجه بین سطح سرمی با عود بیماری(سابقه قبلی ابتلای بیماران به این بیماری) نیز ارتباطی وجود داشت. بنابر این، یافته­های موجود دلیل بر قبول فرضیه­های این تحقیق (ارتباط سطح سرمی با طول درمان و ارتباط پایین بودن سطح سرمی با عود بیماری) بود. البته در سال 2011 فایک[1] و همکاران ارتباط مالاریا با سطح سرمی پروتئین فیکولین2را در کودکان آفریقایی مبتلا به مالاریا بررسی کردند که نتایج، افزایش سطح سرمی فیکولین2 در دوران حاد بیماری را نشان داد(7). در تحقیق حاضر نیز ارتباطی بین پایین بودن سطح سرمی پروتئین فیکولین2با عود بیماری مشاهده گردید. بنابراین کمبود فیکولین2 خطر تشدید عفونت عود کننده در بیماری انسداد مزمن ریوی را بالا می برد. عفونت، در 50 تا 75 % از موارد، منشاء آلودگی به این بیماری است (14). که در این میان عفونت­های باکتریال از جمله شایع­ترین عامل تشدید کننده­ی انسداد مزمن ریوی می­باشد(15). به احتمال زیاد از دلایل کاهش سطح فیکولین2 در زمان عود بیماری میکروبی بودن است. در واقع پروتئین فیکولین2 به عوامل بیماری­زا و سلول­های مرده متصل می­شود و در نتیجه ممکن است درگیر نشانه­دار کردن و از بین بردن عوامل بیماری­زا و سلول­های آپوپتوتیک و نکروتیک در بدن شود(16).

.Metzger MLو همکاران در سال2015 سطح سرمی فیکولین2 را در بیماران مبتلا به برونشیت مورد بررسی قرار دادند، نتایج حاصل نشان داد که سطح سرمی فیکولین2در بیماران مبتلا به برونشیت کاهش معنی­داری نسبت به افراد کنترل دارد(8).

Luz PRو همکاران در سال 2013ارتباط سطح سرمیL-ficolinرا با بیماری مزمن شاگاس بررسی کردند. نتایج نشان داد که سطح پلاسمای L-ficolinدر بیماران شاگاس نسبت به افراد کنترل پایین­تر است(9).

 

نتیجه گیری

با توجه به داده­های حاصل از این تحقیق، نتیجه­گیری شد که احتمالا سطح سرمی بالای پروتئین فیکولین2 باعث کاهش طول درمان بیماریان انسداد مزمن ریوی می­شود که می­تواند یک اندیکاتور مفیدی برای پیش بینی طول درمان باشد.

تقدیر و تشکر

از تمامی بیماران و افراد سالم که به عنوان گروه شاهد در این طرح شرکت کردند و همچنین کادر درمانی و مدیریت محترم بیمارستان امام رضا (ع) ارومیه که در جمع آوری نمونه­ها مساعدت نمودند سپاسگزاری می­شود.



[1] Faik

1- Farahani J. Diseases of the respiratory tract. Jame Jam 2008; 2:12 (Persian).
2- Majidfar F. Complement system. Mashhad: Academic Jihad; 1989. P. 20 (Persian).
3- Vestbo J, Hurd SS, Agustí AG, Jones PW, Vogelmeier C, Anzueto A, et al. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease: GOLD executive summary. Am J Respirat Crit Care Med 2013; 187:347-65.
4- Reilly JJ, Silverman EK, Shapiro SD. Chronic obstructive pulmonary disease. In: Fauci AS, editor. Harrison's principles of internal medicine. 18th ed. New York: McGraw-Hill, Medical Publishing Division; 2011. P. 2151-9.
5- Kilpatrick DC, Swierzko AS, Matsushita M, Domzalska-Popadiuk I, Borkowska-Klos M, Szczapa J, et al. The relationship between FCN2 genotypes and serum ficolin-2 (L-ficolin) protein concentrations from a large cohort of neonates. Hum Immunol 2013; 74:867-71.
6- Brady AM, Spencer BL, Falsey AR, Nahm MH. Blood collection tubes influence serum ficolin-1 and ficolin-2 levels. Clin Vaccine Immunol 2014; 21:51-5.
7- Faik I, Oyedeji SI, Idris Z, de Messias-Reason IJ, Lell B, Kremsner PG, et al. Ficolin-2 levels and genetic polymorphisms of FCN2 in malaria. Hum Immunol 2011; 72:74-9.
8- Metzger ML, Michelfelder I, Goldacker S, Melkaoui K, Litzman J, Guzman D, et al. Low ficolin‐2 levels in common variable immunodeficiency patients with bronchiectasis. Clin Exper Immunol 2015; 179:256-64.
9- Luz PR, Boldt AB, Grisbach C, Kun JF, Velavan TP, Messias-Reason IJ. Association of L-ficolin levels and FCN2 genotypes with chronic Chagas disease. PloS One 2013; 8:e60237.
10- Ruskamp JM, Hoekstra MO, Postma DS, Kerkhof M, Bottema RW, Koppelman GH, et al. Exploring the role of polymorphisms in ficolin genes in respiratory tract infections in children. Clin Exper Immunol 2009; 155:433-40.
11- Hummelshøj T, Nissen J, Munthe-Fog L, Koch C, Bertelsen MF, Garred P. Allelic lineages of the ficolin genes (FCNs) are passed from ancestral to descendant primates. PloS One 2011; 6:e28187.
12- Meijvis SC, Herpers BL, Endeman H, de Jong B, van Hannen E, van Velzen-Blad H, et al. Mannose-binding lectin (MBL2) and ficolin-2 (FCN2) polymorphisms in patients on peritoneal dialysis with staphylococcal peritonitis. Nephrol Dial Transplantat 2010; 26:1042-5.
13- Szala A, Sawicki S, Swierzko AS, Szemraj J, Sniadecki M, Michalski M, et al. Ficolin-2 and ficolin-3 in women with malignant and benign ovarian tumours. Cancer Immunol Immunother 2013; 62:1411-9.
14- Palange P, Simonds AK. ERS handbook of respiratory medicine. Switzerland: European Respiratory Society; 2013.
15- Lotvall J. Advances in combination therapy for asthma and COPD. New Jersey: John Wiley & Sons; 2011.
- 16Metzger ML, Michelfelder I, Goldacker S, Melkaoui K, Litzman J, Guzman D, et al. Low ficolin‐2 levels in common variable immunodeficiency patients with bronchiectasis. Clin Exper Immunol 2015; 179:256-64.