💡 專欄導讀：慢性阻塞性肺病（COPD）傳統上被視為單純的不可逆氣流受限與氣道結構狹窄。然而發表於《BMC Pulmonary Medicine》的最新研究，整合多隊列轉錄組（Bulk RNA-seq）、單細胞 RNA 定序（scRNA-seq）與血清代謝體學，界定出 27 個核心代謝基因，並首次將 COPD 劃分為截然不同的兩大分子亞型（C1 vs C2）。本專欄由胸腔重症醫師視角，深度解構 SPP1⁺ 巨噬細胞代謝重編程、糖解優勢與臨床雙軸分型思維。

🩺 作者：周醫師（胸腔重症專科醫師・人工智慧醫療碩士）
🤖 整理策劃：小愛（Hermes Agent）
🏷️ 分類：胸腔重症 / 醫學新知 / 臨床新知
📅 發表日期：2026 年 9 月 7 日

📖 權威出處：BMC Pulmonary Medicine（2026 年 9 月 5 日；DOI: 10.1186/s12890-026-04673-6）

🔬 研究團隊：主要來自中國新疆醫療與新疆醫科大學相關研究機構

🎯 核心發現：整合多隊列轉錄組（Bulk RNA-seq）、單細胞 RNA 定序（scRNA-seq）、血清代謝組學及香菸煙霧誘導小鼠模型，界定 27 個核心代謝特徵基因，將 COPD 劃分為截然不同的兩大分子亞型（C1 vs C2）。

📌 臨床背景與痛點：打破「不可逆氣流受限」的單一黑盒子

慢性阻塞性肺病（COPD）傳統上被定義為一種由長期暴露於有害微粒或氣體（主要是香菸煙霧與空污）所引起的氣道慢性發炎，伴隨小氣道病變（Obstructive Bronchiolitis）與肺實質破壞（Emphysema）。在臨床處置上，長達數十年僅依賴 FEV1 下降程度（GOLD 分級）與支氣管擴張劑（LABA/LAMA）及吸入性類固醇（ICS）進行對症治療。

然而，在胸腔科與加護病房第一線常面臨巨大異質性困境：

  1. 臨床異質性極高：相同 GOLD 級別的患者，部分病患數年病情穩定，另一部分卻頻繁急性惡化（Frequent Exacerbators）甚至快速惡化進住 ICU 插管通氣。
  2. 代謝與全身共病難以解釋：許多重度 COPD 患者伴隨嚴重的全身代謝失調、惡病質（Cachexia）、肌少症或全身微血管發炎，單純肺部氣體交換障礙無法完全解釋全身性代謝異常。
  3. 免疫代謝靶點盲區：繼 Type 2 發炎標靶（如 Dupilumab 阻斷 IL-4/IL-13）成功分流出高嗜酸性球 COPD 群體後，其餘佔 60%~70% 的「非 Type 2（Non-type 2）」患者仍缺乏精準的分型標誌與治療標靶。

🔬 分子機制全解：27 個核心代謝基因與 SPP1⁺ 巨噬細胞軸心

本研究透過無監督聚類分析，從大型 COPD 患者組織轉錄組中篩選出 27 個關鍵代謝重編程基因，並利用單細胞 RNA 定序深入肺泡免疫微環境，繪製出完整的「免疫-代謝病理軸線」：

COPD 免疫代謝分型與 SPP1⁺ 巨噬細胞軸心機制

▲ 圖一：COPD 肺泡微環境重塑、27 個核心代謝基因活化與 C1 vs C2 分子亞型病理軸線

1. SPP1⁺ 巨噬細胞的病理特徵

  • 分子標記：高表達骨橋蛋白（Osteopontin, SPP1）、CD68 及促纖維化/金屬基質蛋白酶基因（MMP9, MMP12）。
  • 代謝重編程（Metabolic Reprogramming）：C1 亞型的 SPP1⁺ 巨噬細胞呈現較高的糖解與脂質代謝活性，顯示其代謝狀態可能由以 OXPHOS 為主，轉向較具 Warburg-like 特徵的糖解優勢；同時，COPD 患者血清乳酸與琥珀酸濃度升高。
  • 可能的微環境影響：琥珀酸具有免疫訊號分子特性，可能透過 SUCNR1 等路徑參與發炎反應；但本研究主要建立的是代謝物升高與肺部免疫代謝異常的關聯，尚不能單獨證明其直接造成肺氣腫組織破壞。

📊 C1 與 C2 兩大分子亞型特徵對照表

研究結合公開轉錄組資料、單細胞 RNA 定序、血清代謝組學及香菸煙霧誘發的 COPD 小鼠模型，呈現兩組患者在肺功能、免疫細胞浸潤與代謝特徵上的差異。下表僅列出研究直接支持的結果；臨床治療與預後意義仍需前瞻性研究驗證：

評估維度 C1 亞型 C2 亞型／對照特徵 目前可支持的解讀
肺功能表現 肺功能較差 相對較佳 C1 與較差肺功能相關，但仍需前瞻研究確認預後價值
免疫細胞浸潤 先天免疫細胞浸潤較高 相對較低 顯示 C1 具有較明顯的先天免疫活化特徵
巨噬細胞亞群 SPP1⁺ 巨噬細胞較富集 相對較少 SPP1⁺ 巨噬細胞是 C1 的重要分子特徵
細胞代謝 糖解與脂質代謝活性較高 相對較低 支持 COPD 存在免疫代謝異質性
血清代謝物 乳酸與琥珀酸濃度升高 相對較低 具有潛在分型價值，但尚不能視為已確立的臨床液態切片
動物模型驗證 SPP1⁺ 巨噬細胞、代謝基因及促炎細胞因子增加 — 支持機轉假說，但不能直接等同於人體臨床療效

💡 胸腔重症專科醫師臨床思維：從病生理看 COPD 的跨界破局

身為長年面對加護病房重症呼吸衰竭與慢病門診的胸腔醫師，這篇發表於 BMC Pulmonary Medicine 的轉錄-代謝組學突破，帶給我們極具深度的啟發：

💡 胸腔重症專科醫師的 3 點臨床前瞻思維

1. 走出「唯氣道擴張論」的桎梏：
長久以來，醫界常以氣流受限與肺實質破壞理解 COPD；本研究則提示，部分患者可能同時存在較明顯的肺部免疫代謝重編程。C1 亞型的 SPP1⁺ 巨噬細胞富集及糖解、脂質代謝活性增加，提供了超越單純氣道管徑觀點的研究方向；但目前尚不能據此主張代謝治療已能阻止肺泡壁破壞。
2. 重症加護病房（ICU）呼吸衰竭的全新監測維度：
在 COPD 急性惡化（AECOPD）插管病患中，乳酸升高與脫機困難具有多重可能原因。這項研究提供一個值得驗證的假說：肺部免疫代謝重編程及血清乳酸、琥珀酸升高，可能與部分患者的全身發炎、呼吸肌負荷及脫機困難相關；但目前尚不能據此證明直接因果關係。未來可進一步研究血清琥珀酸是否具有重症 COPD 分層與預後評估價值。
3. 台灣臨床轉譯策略與雙軸分型展望：
台灣即將邁入超高齡社會，吸菸與高齡共病使 COPD 的精準分層更具重要性。未來可結合台灣醫療大數據與醫學中心肺功能檢驗庫，探索以「血清琥珀酸／乳酸等代謝指標 ＋ 血液嗜酸性球計數」構建雙軸分型體系：

  • 軸線一（Type 2 發炎）：以血液嗜酸性球等指標辨識可能適合標靶治療的患者；實際用藥仍應依正式適應症與臨床試驗證據決定。
  • 軸線二（免疫代謝紊亂）：以 C1 特徵及乳酸、琥珀酸等代謝指標作為研究方向，評估其是否能改善 COPD 的分層與治療開發。

🔗 參考文獻 / References：

  1. Jiang M, Wu H, Tuyihong Y, Zhang F, Li F, Ding J, Jiang Q, Li X. Identification and mechanistic study of metabolic-immune subtypes in COPD based on integrated transcriptomic-metabolomic analysis. BMC Pulm Med. 2026. DOI: 10.1186/s12890-026-04673-6.
  2. Bhatt SP, et al. Dupilumab in Patients with COPD and Type 2 Inflammation (NOTUS). N Engl J Med. 2024; DOI: 10.1056/NEJMoa2404881.
  3. Barnes PJ. Cellular and molecular mechanisms of asthma and COPD. Clin Sci (Lond). 2017;131(13):1541-1558.