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研究背景与目的:慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)按病程可分为稳定期和急性加重期,稳定期患者可因细菌病毒感染、气候环境变化、不规范用药等因素出现COPD的急性发作,虽经过积极系统治疗,COPD急性发作期(AECOPD)患者的症状体征可以得到控制,但每次病情的急性发作均会导致肺组织结构功能的损伤,使患者的肺功能逐次下降,进而导致疾病进程加速进展,出现肺源性心脏病、呼吸衰竭等并发症,甚至导致患者死亡。故有效减少COPD患者急性发作次数对改善患者肺功能,延缓疾病进展,提高COPD患者生活质量,减少死亡率具有重要意义。外泌体(Exosome)是由各种活体细胞分泌的大小约为50-150nm膜性囊泡,可天然存在于各种体液(血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁)中,电镜下呈现出一种杯口状或碟状形态。外泌体内含有大量的蛋白质、脂质、DNA、RNA等生物分子,当外泌体和靶细胞接触后,外泌体及其携带的生物分子以胞吞的形式被接收并发挥作用。目前越来越多研究发现外泌体可能与多种疾病的发病、发展及预后相关,我们推测外泌体中的蛋白质分子在COPD不同病程中的表达水平存在差异,并可能通过激活相关信号通路,最终影响COPD患者的急性加重次数。本研究通过应用非标记蛋白质组学(labelfree)技术检测健康者、COPD稳定期患者、AECOPD患者的血清外泌体蛋白质表达水平,利用生物信息学技术预测相关差异蛋白,并进一步挑选差异蛋白进行验证,寻找COPD患者血清外泌体中对减少急性发作次数有意义的蛋白质,结合临床资料初步探讨此蛋白在临床应用中的价值。方法:选取2018年10月至2019年5月于吉林大学第二医院呼吸与危重症医学科明确诊断为慢性阻塞性肺疾病急性发作期的住院患者入组AECOPD组,选取于门诊明确诊断为慢性阻塞性肺病稳定期的患者入组COPD稳定期组,同时选取健康体检者入组健康对照组。采用超速离心法提取血清外泌体,通过透射电镜、蛋白质印迹(western-blot)方法对所提外泌体进行形态及表面标志蛋白的验证。使用非标记蛋白质组学(labelfree)技术对健康对照组、COPD稳定期组、AECOPD组(每组3个样品,每个样品由6例入组样本混合而成)的血清外泌体外泌体蛋白进行相对定量,初步探讨差异表达蛋白在慢性阻塞性肺疾病临床应用中的价值。使用western-blot方法检测后续收集的临床样本中健康对照组、COPD稳定期组、AECOPD组血清外泌体中差异蛋白质的表达水平,评估Filamin-A、SAA1、Fermitin family homolog 3在慢性阻塞性肺疾病病程中的临床价值。结果:1、本次研究所提外泌体在透射电镜下呈椭圆形或茶托状,可见膜结构,直径在30-150 nm之间,Western-blot检测所提血清外泌体示存在CD63、TSG101的表达,可证明所提物质为外泌体。2、通过labelfree蛋白组学技术对送检的健康对照组、COPD稳定期组、AECOPD组血清外泌体样品进行鉴定,共鉴定到蛋白366个,以P<0.05,倍数变化大于2.0倍(上调大于2.0倍或下调小于0.5)的标准筛选差异蛋白,各比较组的差异蛋白数目为COPD稳定期组VS健康对照组共15个差异蛋白,其中6个上调表达差异蛋白,9个下调表达差异蛋白;AECOPD组VS COPD稳定期组共9个差异蛋白,其中3个上调表达差异蛋白,6个下调表达差异蛋白;AECOPD组VS健康对照组共有15个差异蛋白,其中3个上调表达差异蛋白,12个下调表达差异蛋白。3、后续继续收集血清外泌体标本利用Western-blot技术对差异蛋白Filamin-A、SAA1、Fermitin family homolog 3进行验证,其中AECOPD组Filamin-A蛋白在血清外泌体表达显著低于COPD稳定期组和健康对照组,Filamin-A蛋白在COPD稳定期组和健康对照组血清外泌体中的表达无明显差异,与labefree蛋白组学检测结果一致。结论:1、健康人、COPD稳定期患者、AECOPD患者血清外泌体中蛋白质表达水平存在差异。2、分析各组差异蛋白,并挑选出Filamin-A、SAA1、Fermitin family homolog 3进行验证,Filamin-A蛋白在AECOPD组血清外泌体中的表达显著低于COPD稳定期组和健康对照组,Filamin-A蛋白在COPD稳定期组和健康对照组血清外泌体中的表达无明显差异,与蛋白组学检测结果相符。3、COPD急性发作可能与血清外泌体中Filamin-A蛋白的表达降低相关。