結締組織病相關肺間質病變的血清生物標志物研究進展

殷 培，石桂秀

(1.四川大學華西臨床醫學院2011級碩士研究生，四川 成都 610041;2.廈門大學附屬第一醫院風濕免疫科，福建 廈門 361003)

肺間質病變(interstitial lung disease，ILD)是由多種原因引起的肺間質炎癥性疾病，是炎癥、組織損傷和試圖修復等綜合因素作用的結果。表現為呼吸困難，限制性通氣障礙，一氧化碳彌散量降低等，嚴重影響患者生活質量。ILD目前尚缺乏良好的治療手段，其中位生存期只有2～3年［1］。根據病因明確或不明確，一般將ILD分為非特發性ILD和特發性ILD［2］。在明確病因的ILD中，結締組織病(connective tissue disease，CTD)是引起 ILD 的重要原因［3］。CTD是一組以自身免疫異常造成多器官系統損傷為特征的疾病，而這其中就包括呼吸系統。多種CTD均可以引起ILD，包括:類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡、硬皮病、原發性干燥綜合癥、多發性肌炎/皮肌炎、抗合成酶綜合征、混合性CTD和未分化的CTD等。這些疾病在呼吸道的不同組成部分都有著不同的發病率和患病率的風險［4，5］(表1)。在病理組織學檢查中，CTD-ILD有著各種不同的分型，包括普通型間質性肺炎(usual interstitial pneumonia，UIP)、非特異性間質性肺炎(nonspecific interstitial pneumonia，NSIP)、彌漫性肺泡損傷(diffuse alveolar damage，DAD)、閉塞性細支氣管炎機化性肺炎(bronchiolitis obliterans organizing pneumonia，BOOP)、淋巴細胞性間質性肺炎(lymphocytic interstitial pneumonia，LIP)等［5］。不同的病理亞型，其病程、治療效果、預后皆不盡相同。

CTD-ILD是結締組織疾病的重要并發癥，也是肺間質病變的重要病因。CTD-ILD呈現了很高的發病率。一項回顧性研究中，經2.1年的隨訪后，114例ILD患者中近1/3可確診為CTD-ILD［6］。而西班牙的一項研究則顯示176例患者中有41.4%患者確診CTD-ILD［7］。CTD-ILD的發病率可能遠高于目前觀點，有流行病學研究認為“亞臨床”ILD更為常見，約發生在40%的CTD中，而這一階段可能是CTD-ILD的可治療階段［8］。CTD-ILD是一組發病率高、預后差的疾病［9］，早期干預可以及時控制炎癥，修復已經受損的肺泡間質。若炎癥反應持續，組織損傷及結構改變持續發展，則會使受損肺泡壁廣泛破壞、功能性肺泡毛細血管單元喪失，膠原性疤痕組織聚集，造成不可逆轉的組織破壞［3，10］。因此早期發現和治療CTD-ILD對改善患者預后有重要影響［4，11，12］。

表1 常見CTD伴發ILD的頻率

然而，CTD-ILD的診斷很復雜，懷疑肺部受損的患者需全面評估職業史、肺部癥狀、肺外表現有關的環境因素等才能做出相關判斷。目前診斷CTD-ILD主要依靠高分辨率CT(high-resolution computed tomography，HRCT)和肺活檢。HRCT檢測昂貴，肺活檢為有創檢查。因判斷手法的單一，和患者對放射性檢查及有創檢查的接受度低等原因，常因漏診、誤診而耽誤治療時機。甚至有時進行了多種檢查后仍不能確診CTD-ILD［13］，因此尋找簡便、易行、可靠的早期診斷方法成為目前該領域研究的熱點。檢測相關血清生物標志物簡單易行，本文對目前相關研究進行綜述。

1 基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)及基質金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinasas，TIMPs)

1.1 MMPsMMPs是降解細胞外基質(extracellular matrix，ECM)組成部分的關鍵酶，與結締組織重塑有關［14］。MMP-1是一種間質膠原酶，主要定位于肺泡上皮細胞，可以裂解堆積的Ⅰ型和Ⅲ型纖維膠原分子，有抗纖維化的作用。最近有研究證明，MMP-1通過結合人角質形成細胞和單核細胞的細胞膜上β1整合素調節遷徙活動［15］。在類風濕關節炎(Rheumatoid arthritis，RA)合并急性起病彌漫性ILD(acute-onsetdiffuse interstitiallung disease，AoDILD)患者中，MMP1血清表達水平顯著增加［16］。在RA患者中，MMP-3血清水平被認為與關節損害密切相關，是系統性炎癥的標志物，也是引起細胞外基質降解及最終導致軟骨、韌帶及骨破壞的最重要的蛋白酶［17］。在RA-AoDILD患者中，MMP-3血清水平明顯降低，MMP-3/MMP-1的比值降低［16］。MMP-7又稱溶素(matrilysin)，是針對廣泛的細胞外基質蛋白的金屬蛋白酶，被認為在ILD中高表達。在硬皮病(scleroderma，SSc)合并肺纖維化的患者中，血清MMP-7表達較高，并與肺彌散水平低相關［18，19］。MMP-9 又稱明膠酶 B(gelatinase B)，與慢性炎癥性自身免疫性疾病相關，與健康對照組相比較，系統性硬化癥合并肺間質病變(SSc-ILD)患者的支氣管肺泡灌洗液中MMP-9含量明顯增加［20］，在血清中的表達水平有待進一步證實。MMP-12又稱巨噬細胞彈性蛋白酶(macrophage elastase)，主要由巨噬細胞以酶原方式分泌，可降解多種細胞外基質，彈性蛋白是其主要底物。在SSc-ILD的患者，MMP-12血循環水平增加，并與肺纖維化嚴重程度相關［21］。

1.2 TIMPsTIMPs是MMPs抑制劑，兩者之間的平衡可以改建細胞外基質和維護基底膜完整。TIMP-1水平已被證明與SSc-ILD的存在相關，與彌散水平微弱負相關［22］。在 RA-AoDILD時，血清TIMP-2降低，TIMP-1、TIMP-3升高［16］。在 RA-ILD，血清MMP-9/TIMP-1比值降低可以反映肺組織病理變化的嚴重程度［23］，在SSc-ILD患者肺泡灌洗液中也發現了相似的結論［20］。

2 趨化因子CCL家族和CXCL家族

白細胞炎癥趨化因子根據其開端兩個半胱氨酸殘基的位置不同分為CCL［Chemokine(C-C motif)ligand］和 CXCL［Chemokine(C-X-C motif)ligand］，兩者都可結合于白細胞表面表達的受體。

2.1 趨化因子CCL家族 ①趨化因子2(CCL2):在一項隨訪期3年的研究中，血清CCL2變化與肺活量(vital capacity，VC)的變化密切相關，但是此項研究中肺功能下降的患者人數并不多，可能對結果造成一定影響［24］。在另一項研究中，支氣管肺泡灌洗液CCL2濃度與SSc患者是否合并ILD、肺功能參數、CT 評分相關［25］。②趨化因子 18(CCL18):CCL18又稱為肺活化調節的趨化因子(pulmonary and activation regulated chemokine，PARC)，主要由Th2型細胞因子激活，由肺泡巨噬細胞產生，作為多種單核細胞的趨化因子在肺中高水平表達。有研究表明 SSc-ILD患者血清 CCL18水平增加［26］。在Kodera等人的研究中，SSc-ILD患者血清CCL18水平與ILD活動度相關，并可能比KL-6(Krebs vonden lungen-6)或 SP-D(Surfactant protein D)與 SSc-ILD的關聯更為緊密［27］。Tiev等人的超過4年的前瞻性隊列研究中，血清CCL18水平可以獨立預測SSc-ILD惡化［28］。③趨化因子24(CCL24):CCL24即嗜酸粒細胞趨化因子2(Eotaxin-2)或髓系造血細胞抑制因子2(myeloid progenitor inhibitory factor 2，MPIF-2)。CCL24是靜止T淋巴細胞、嗜酸性粒細胞活化的趨化因子。它具有較低的中性粒細胞的趨化活性，但在單核細胞和活化的淋巴細胞沒有趨化活性。在RA-AoDILD患者中，CCL24血清水平明顯降低［16］。

2.2 CXCL家族 ①CXCL9及CXCL10:在肌炎相關的ILD患者血清中CXCL9及CXCL10水平升高［29］。CXCL10血清水平升高可見于各種自身免疫性疾病，并顯示出較強的Th1型淋巴細胞趨化活性［29］。SSc合并ILD與那些不合并ILD或正常對照組相比，CXCL10血清水平顯著增加［30］。然而這一結論尚有爭議。最近一項回顧性的縱向研究發現，SSc患者的CXCL10血清水平隨著時間的推移并沒有與肺功能的變化相關［24］。②CXCL12又稱基質細胞衍生因子－1(SDF-1)。CXCL12及其受體CXCR4的表達是在組織修復中招募內皮祖細胞的至關重要的一環。循環CXCR4+祖細胞已被觀察到與皮膚和肺受累的相關性［31］，研究表明在SSC-ILD患者肺組織中CXCL12及其受體CXCR4表達存在并升高［32］。

3 白細胞介素(interleukin，IL)家族

有研究認為血清白細胞介素-6(IL-6)是可以預測SSc-ILD早期肺功能下降和死亡率的指標［33］。在RA-AoDILD患者中，IL-2Rα、IL-1受體拮抗劑顯著增加［16］。IL-22與 SSc-ILD的關系尚不十分明確，有待進一步確認［34］。

4 肺泡上皮蛋白

4.1 血清表面活性蛋白A(Surfactant protein A，SP-A)和D(SP-D)SP-A和SP-D由II型肺泡上皮細胞產生。研究表明SSc肺纖維化患者血清SPA 和 SP-D 明顯高于無纖維化患者［35，36］，并且 SP-D具有很高的敏感性［37］。一項前瞻性小規模研究顯示，SSC-ILD患者SP-D血清水平會隨著時間的推移而增加［36］。而另一項小樣本研究中，SSC-ILD患者SP-D 水平下降或穩定［37］。

4.2 糖蛋白Krebs vonden lungen-6(KL-6)KL-6是一種高分子量的粘蛋白樣糖蛋白，由Ⅱ型肺泡上皮細胞和支氣管上皮細胞強烈表達，可以加重細胞的損傷或再生。此外，KL-6已被證明有對肺成纖維細胞纖維化和抗細胞凋亡的作用，可能在SSc-ILD發病中發揮作用［38］。相比單發SSc患者，SSc肺纖維化患者KL-6血清水平明顯升高，并與VC和肺一氧化碳彌散量(DLco)水平呈負相關［37，39］。KL-6 血清水平在SSc-ILD更具特異性［37］。博內拉等人研究表明KL-6可作為CTD-ILD及反應其活動性的血清標志物［40］。在皮肌炎/多發性肌炎合并ILD患者，KL-6 血清水平也有升高［41，42］。

5 骨橋蛋白(osteopontin，OPN)

OPN(也被稱為Eta-1)是由包括破骨細胞、T細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、成纖維細胞等多種細胞分泌的促炎性細胞因子，屬于粘附分子整合素家族［43］。OPN在肺泡炎癥時表達升高，在纖維化炎癥浸潤消退階段達到頂峰［44］，參與 RA、SSc 發?。?5，46］。有研究表明在 RA-AoDILD 患者中，OPN血清水平顯著增加［16］。

6 中性粒細胞彈性蛋白酶(neutrophil Elastase，NE)

多形核嗜中性白細胞(polymorphonuclear neutrophilic leukocyte，PMN)彈性蛋白酶是一種絲氨酸蛋白酶，可以調節細胞外基質的形成，對繼發肺損傷進行重塑。Hara等研究指出，SSC-ILD患者血清PMN彈性蛋白酶水平顯著增加，并與SP-D和KL-6相關［47］。

7 氧化應激標志物

8-異前列腺素作為脂質過氧化的標記，其血清水平在 SSC-ILD升高，和肺活量及 DLco呈負相關［48］。

8 抗Jo-1及抗CADM-140(Anti-clinically amyopathic dermatomyositis-140)

在皮肌炎/多肌炎患者，最強的ILD預測因子是指向氨酰tRNA合成酶的自身抗體抗Jo-1［29，49］?？笴ADM-140在皮肌炎，特別是無肌病皮肌炎出現，對合并 ILD 有著重要的預測意義［50，51］。Anti-CADM-140/MDA5(melanoma differentiation-associated gene 5，MDA5)抗體滴度可以預測迅速進展的皮肌炎合并 ILD 患者［52，53］。另外，有研究證實，轉化生長因子 β1(Transforming growth factorβ1，TGF-β1)、結締組織生長因子(Connective tissue growth factor，CTGF)、糖蛋白YKL-40、幾丁質酶CHIT1、單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、熱休克蛋白-90(heat-shock protein-90，Hsp90)、瓜氨酸 α和瓜氨酸β、胰島素受體-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)、內皮素-1(endothelin-1，ET-1)、早期生長反應基因-1(Early growth response protein 1，Egr-1)等與CTD-ILD發病機制可能相關，是否可成為血清學標志還有待進一步研究［3］。

盡管目前已發現了很多CTD-ILD相關的標記物，但正如上文提到的，仍有許多與CTD-ILD發病機制相關的血清指標未納入研究范疇。且目前研究均為小樣本和單個實驗室的研究，未能得到大規模研究及臨床證實。目前對于CTD-ILD的研究集中在硬皮病、肌炎、類風濕關節炎合并肺間質病變中，對于系統性紅斑狼瘡、原發性干燥綜合癥等其他結締組織病研究不足。相信隨著新的生物標記物的發現，和進一步大樣本多中心的研究，必將給CTD-ILD患者的治療和預后提供有力的實驗支持。

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