特发性肺纤维化患者血清LncRNA-GAS5、miR-221-3p与肺动脉高压的相关性研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-6880.2025.05.004

目的

探讨血清长链非编码RNA-生长抑制特异性基因5（LncRNA-GAS5）、微小RNA-221-3p（miR-221-3p）表达与特发性肺纤维化（IPF）患者肺动脉高压（PH）的关系。

方法

选取2021年1月至2023年1月西安市中医医院收治的137例IPF患者（IPF组）和同期70例体检健康志愿者（对照组），并根据是否发生PH，将137例IPF患者分为PH组（42例）和非PH组（95例），采用实时荧光定量聚合酶链反应（qPCR）检测血清LncRNA-GAS5、miR-221-3p表达。通过StarBase数据库预测LncRNA-GAS5与miR-221-3p的结合位点，采用Pearson法分析IPF患者血清LncRNA-GAS5与miR-221-3p表达的相关性。多因素logistic回归分析影响IPF患者PH的因素和构建IPF患者发生PH的预测模型，受试者工作特征（ROC）曲线分析各独立影响因素及预测模型对IPF患者PH的预测价值。

结果

与对照组比较，IPF组血清LncRNA-GAS5表达降低，miR-221-3p表达升高（t = 6.489、8.962，P均< 0.001）。137例IPF患者的PH发生率为30.66%（42/137）。与非PH组比较，PH组血清LncRNA-GAS5表达降低，miR-221-3p表达升高（t = 5.553、5.694，P均< 0.001）。LncRNA-GAS5与miR-221-3p存在结合位点，二者在IPF患者血清中表达水平呈负相关（r = -0.788，P < 0.001）。多因素logistic回归分析显示，一氧化碳弥散量占预计值百分比（DLco%pred）[比值比（OR）= 0.864，95%置信区间（CI）（0.796，0.938），P = 0.001]升高、LncRNA-GAS5[OR = 0.463，95%CI（0.282，0.759），P = 0.002]升高为IPF患者PH的独立保护因素，B型钠尿肽（BNP）[OR = 1.020，95%CI（1.009，1.032），P < 0.001]升高、miR-221-3p[OR = 2.269，95%CI（1.423，3.617），P = 0.001]升高为独立危险因素。基于独立影响因素构建IPF患者PH的预测模型方程Logit（P）= -1.518 - 0.042 × DLco%pred + 0.019 × BNP - 0.641 × LncRNA-GAS5 + 0.637 × miR-221-3p，经霍斯默-莱梅肖检验，该模型拟合度良好（χ² = 7.316，P = 0.412）。ROC曲线分析显示，预测模型预测IPF患者PH的曲线下面积（AUC）为0.909，大于DLco%pred、BNP、LncRNA-GAS5、miR-221-3p单独预测的0.708、0.744、0.779、0.773（Z = 3.899、3.633、2.653、2.760，P均< 0.001）。

结论

IPF患者血清LncRNA-GAS5低表达和miR-221-3p高表达与PH发生密切相关，基于LncRNA-GAS5、miR-221-3p和DLco%pred及BNP构建的预测模型对IPF患者PH有较好的预测价值。

关键词: 特发性肺纤维化, 长链非编码RNA-生长抑制特异性基因5, 微小RNA-221-3p, 肺动脉高压, 预测价值

Objective

To investigate the relationship between the expression of serum long non-coding RNA growth arrest specific 5 (LncRNA-GAS5) and microRNA-221-3p (miR-221-3p) and the pulmonary hypertension (PH) in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF).

Methods

A total of 137 IPF patients (IPF group) and 70 healthy volunteers (control group) were enrolled at the Xi'an Hospital of Traditional Chinese Medicine from January 2021 to January 2023. According to the presence of PH, the IPF patients were divided into a PH group (n = 42) and a non-PH group (n = 95). Serum LncRNA-GAS5 and miR-221-3p expression levels were measured using quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR). Potential binding sites between LncRNA-GAS5 and miR-221-3p were predicted using the StarBase database, and Pearson correlation analysis assessed their association. Multivariate logistic regression was applied to identify independent factors influencing PH in IPF patients and to construct a predictive model. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis evaluated the predictive value of individual factors and the model.

Results

Compared with the controls, IPF patients exhibited lower serum LncRNA-GAS5 and higher miR-221-3p expression (t = 6.489, 8.962; both P < 0.001). The incidence of PH in IPF patients was 30.66% (42/137). PH patients had significantly lower LncRNA-GAS5 and higher miR-221-3p levels compared with non-PH patients (t = 5.553, 5.694; both P < 0.001). LncRNA-GAS5 and miR-221-3p had binding sites and were negatively correlated in the serum of IPF patients (r = -0.788, P < 0.001). Multivariate logistic regression indicated that higher diffusion lung capacity of carbon monoxide as a percentage of predicted value (DLco%pred) [odds ratio (OR) = 0.864, 95% confidence interval (CI) (0.796, 0.938), P = 0.001] and LncRNA-GAS5 expression [OR = 0.463, 95%CI (0.282, 0.759), P = 0.002] were independent protective factors, while elevated B-type natriuretic peptide (BNP) [OR = 1.020, 95%CI (1.009, 1.032), P < 0.001] and miR-221-3p [OR = 2.269, 95%CI (1.423, 3.617), P = 0.001] were independent risk factors for PH in IPF patients. The predictive model equation was: Logit(P) = -1.518 - 0.042 × DLco%pred + 0.019 × BNP - 0.641 × LncRNA-GAS5 + 0.637 × miR-221-3p. The Hosmer-Lemeshow test indicated good model fit (χ² = 7.316, P = 0.412). ROC curve analysis showed that the model had an area under the curve (AUC) of 0.909, superior to DLco%pred (0.708), BNP (0.744), LncRNA-GAS5 (0.779), and miR-221-3p (0.773) alone (Z = 3.899, 3.633, 2.653, 2.760; all P < 0.001).

Conclusions

Low serum LncRNA-GAS5 and high miR-221-3p expression are closely associated with PH in IPF patients. The predictive model integrating LncRNA-GAS5, miR-221-3p, DLco%pred, and BNP demonstrates good predictive value for PH in this population.

Key words: Idiopathic pulmonary fibrosis, Long non-coding RNA growth arrest specific 5, MicroRNA-221-3p, Pulmonary hypertension, Predictive value

表1 IPF组患者与对照组健康志愿者血清LncRNA-GAS5、miR-221-3p表达水平比较（

± s）

组别	例数	LncRNA-GAS5	miR-221-3p
IPF组	137	1.25 ± 0.20	1.26 ± 0.17
对照组	70	1.45 ± 0.22	1.08 ± 0.11
t值		6.489	8.962
P值		< 0.001	< 0.001

表1 IPF组患者与对照组健康志愿者血清LncRNA-GAS5、miR-221-3p表达水平比较（

± s）

组别	例数	LncRNA-GAS5	miR-221-3p
IPF组	137	1.25 ± 0.20	1.26 ± 0.17
对照组	70	1.45 ± 0.22	1.08 ± 0.11
t值		6.489	8.962
P值		< 0.001	< 0.001

图1 LncRNA-GAS5与miR-221-3p的结合位点图注：LncRNA-GAS5.长链非编码RNA-生长抑制特异性基因5；miR-221-3p.微小RNA-221-3p

图2 IPF患者血清LncRNA-GAS5与miR-221-3p表达水平的相关性分析注：IPF.特发性肺纤维化；LncRNA-GAS5.长链非编码RNA-生长抑制特异性基因5；miR-221-3p.微小RNA-221-3p

表2 PH组与非PH组IPF患者临床资料比较

项目	PH组（n＝42）	非PH组（n＝95）	χ²/t/Z值	P值
性别[例（%）]			0.775	0.379
男	37（88.10）	78（82.11）
女	5（11.90）	17（17.89）
年龄（岁， ± s）	69 ± 9	67 ± 12	1.386	0.169
体质量指数（kg/m²， ± s）	20.0 ± 2.1	20.7 ± 2.0	1.862	0.065
吸烟史[例（%）]	15（35.71）	47（49.47）	2.226	0.136
临床表现[例（%）]
Veclo啰音	35（83.33）	83（87.37）	0.397	0.529
杵状指/趾	11（26.19）	32（33.68）	0.759	0.384
咯血	8（19.05）	11（11.58）	1.360	0.244
活动后呼吸困难	35（83.33）	81（85.26）	0.084	0.773
咳痰	34（80.95）	77（81.05）	<0.001	0.989
咳嗽	41（97.62）	87（91.58）	0.887	0.346
基础疾病[例（%）]
糖尿病	9（21.43）	12（12.63）	1.737	0.188
高血压	6（14.29）	8（8.42）	0.546	0.460
肺功能指标
FEV1%pred（%， ± s）	74 ± 16	79 ± 17	1.733	0.085
FVC%pred（%， ± s）	74 ± 21	78 ± 17	0.918	0.360
FEV1/FVC[%，M（P₂₅，P₇₅）]	80.50（78.38，85.10）	79.19（76.11，83.49）	1.851	0.064
DLco%pred[%，M（P₂₅，P₇₅）]	33.55（24.12，47.72）	45.95（45.26，53.71）	4.869	<0.001
残气量/肺总量比值（%， ± s）	43 ± 11	40 ± 10	1.551	0.123
血气分析
动脉血氧分压（mmHg， ± s）	72 ± 21	79 ± 16	2.120	0.036
动脉血二氧化碳分压[mmHg，M（P₂₅，P₇₅）]	40.00（34.50，45.00）	41.00（23.00，67.00）	0.259	0.796
实验室参数
超敏C反应蛋白[mg/L，M（P₂₅，P₇₅）]	18.92（7.29，31.11）	13.58（4.21，23.94）	2.302	0.021
乳酸脱氢酶（U/L， ± s）	251 ± 76	230 ± 73	1.530	0.128
血尿酸[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	263.44（212.53，344.16）	311.18（225.26，368.45）	1.139	0.255
血肌酐（μmol/L， ± s）	75 ± 22	71 ± 27	0.921	0.359
BNP[ng/L，M（P₂₅，P₇₅）]	201.78（71.79，278.31）	89.64（48.32，101.99）	4.552	<0.001
LncRNA-GAS5（ ± s）	1.10 ± 0.23	1.31 ± 0.15	5.553	<0.001
miR-221-3p（ ± s）	1.38 ± 0.17	1.20 ± 0.14	5.694	<0.001

表2 PH组与非PH组IPF患者临床资料比较

项目	PH组（n＝42）	非PH组（n＝95）	χ²/t/Z值	P值
性别[例（%）]			0.775	0.379
男	37（88.10）	78（82.11）
女	5（11.90）	17（17.89）
年龄（岁， ± s）	69 ± 9	67 ± 12	1.386	0.169
体质量指数（kg/m²， ± s）	20.0 ± 2.1	20.7 ± 2.0	1.862	0.065
吸烟史[例（%）]	15（35.71）	47（49.47）	2.226	0.136
临床表现[例（%）]
Veclo啰音	35（83.33）	83（87.37）	0.397	0.529
杵状指/趾	11（26.19）	32（33.68）	0.759	0.384
咯血	8（19.05）	11（11.58）	1.360	0.244
活动后呼吸困难	35（83.33）	81（85.26）	0.084	0.773
咳痰	34（80.95）	77（81.05）	<0.001	0.989
咳嗽	41（97.62）	87（91.58）	0.887	0.346
基础疾病[例（%）]
糖尿病	9（21.43）	12（12.63）	1.737	0.188
高血压	6（14.29）	8（8.42）	0.546	0.460
肺功能指标
FEV1%pred（%， ± s）	74 ± 16	79 ± 17	1.733	0.085
FVC%pred（%， ± s）	74 ± 21	78 ± 17	0.918	0.360
FEV1/FVC[%，M（P₂₅，P₇₅）]	80.50（78.38，85.10）	79.19（76.11，83.49）	1.851	0.064
DLco%pred[%，M（P₂₅，P₇₅）]	33.55（24.12，47.72）	45.95（45.26，53.71）	4.869	<0.001
残气量/肺总量比值（%， ± s）	43 ± 11	40 ± 10	1.551	0.123
血气分析
动脉血氧分压（mmHg， ± s）	72 ± 21	79 ± 16	2.120	0.036
动脉血二氧化碳分压[mmHg，M（P₂₅，P₇₅）]	40.00（34.50，45.00）	41.00（23.00，67.00）	0.259	0.796
实验室参数
超敏C反应蛋白[mg/L，M（P₂₅，P₇₅）]	18.92（7.29，31.11）	13.58（4.21，23.94）	2.302	0.021
乳酸脱氢酶（U/L， ± s）	251 ± 76	230 ± 73	1.530	0.128
血尿酸[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	263.44（212.53，344.16）	311.18（225.26，368.45）	1.139	0.255
血肌酐（μmol/L， ± s）	75 ± 22	71 ± 27	0.921	0.359
BNP[ng/L，M（P₂₅，P₇₅）]	201.78（71.79，278.31）	89.64（48.32，101.99）	4.552	<0.001
LncRNA-GAS5（ ± s）	1.10 ± 0.23	1.31 ± 0.15	5.553	<0.001
miR-221-3p（ ± s）	1.38 ± 0.17	1.20 ± 0.14	5.694	<0.001

表3 IPF患者发生PH的多因素logistic回归分析

变量	回归系数	标准误	Wald值	P值	OR值	95%CI
DLco%pred（%）	-0.146	0.042	12.043	0.001	0.864	0.796~0.938
动脉血氧分压（mmHg）	-0.376	0.258	2.121	0.145	0.687	0.414~1.139
超敏C反应蛋白（mg/L）	0.039	0.025	2.349	0.125	1.040	0.989~1.093
BNP（ng/L）	0.020	0.006	13.065	< 0.001	1.020	1.009~1.032
LncRNA-GAS5	-0.770	0.252	9.323	0.002	0.463	0.282~0.759
miR-221-3p	0.819	0.238	11.843	0.001	2.269	1.423~3.617

表3 IPF患者发生PH的多因素logistic回归分析

变量	回归系数	标准误	Wald值	P值	OR值	95%CI
DLco%pred（%）	-0.146	0.042	12.043	0.001	0.864	0.796~0.938
动脉血氧分压（mmHg）	-0.376	0.258	2.121	0.145	0.687	0.414~1.139
超敏C反应蛋白（mg/L）	0.039	0.025	2.349	0.125	1.040	0.989~1.093
BNP（ng/L）	0.020	0.006	13.065	< 0.001	1.020	1.009~1.032
LncRNA-GAS5	-0.770	0.252	9.323	0.002	0.463	0.282~0.759
miR-221-3p	0.819	0.238	11.843	0.001	2.269	1.423~3.617

图3 各独立影响因素及预测模型预测IPF患者PH的ROC曲线注：IPF.特发性肺纤维化；PH.肺动脉高压；ROC.受试者工作特征；DLco.一氧化碳弥散量；%pred.预计值百分比；BNP. B型钠尿肽；LncRNA-GAS5.长链非编码RNA-生长抑制特异性基因5；miR-221-3p.微小RNA-221-3p

表4 各独立影响因素及预测模型对IPF患者发生PH的预测价值

指标	AUC	95%CI	P值	最佳截断值	敏感度（%）	特异度（%）	约登指数
DLco%pred（%）	0.708	0.624~0.783	< 0.001	33.83	52.38	86.32	0.387
BNP（ng/L）	0.744	0.663~0.815	< 0.001	185.95	52.38	100.00	0.524
LncRNA-GAS5	0.779	0.700~0.845	< 0.001	1.14	57.14	88.42	0.456
miR-221-3p	0.773	0.694~0.840	< 0.001	1.32	64.29	81.05	0.453
预测模型	0.909	0.848~0.951	< 0.001	0.43	83.33	95.79	0.791

表4 各独立影响因素及预测模型对IPF患者发生PH的预测价值

指标	AUC	95%CI	P值	最佳截断值	敏感度（%）	特异度（%）	约登指数
DLco%pred（%）	0.708	0.624~0.783	< 0.001	33.83	52.38	86.32	0.387
BNP（ng/L）	0.744	0.663~0.815	< 0.001	185.95	52.38	100.00	0.524
LncRNA-GAS5	0.779	0.700~0.845	< 0.001	1.14	57.14	88.42	0.456
miR-221-3p	0.773	0.694~0.840	< 0.001	1.32	64.29	81.05	0.453
预测模型	0.909	0.848~0.951	< 0.001	0.43	83.33	95.79	0.791

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