肺泡蛋白沉積癥的診治進展

王天真 曹孟淑, 2

肺泡蛋白沉積癥(Pulmonary alveolar proteinosis, PAP)是一種罕見的肺彌漫性疾病，發病率約為百萬分之七，其特征為肺泡巨噬細胞功能失調致表面活性蛋白和脂質沉積于肺泡內。PAP的臨床癥狀常無特異性，包括發熱、咳嗽、呼吸困難等，甚至三分之一的PAP患者無任何癥狀，故常被誤診。1958年由Rosen等首次報道[1]，人們從未停止對PAP的探索。隨著對PAP發病機制的了解，人們對PAP的診斷、治療方面的認識逐步加深。為了提高臨床醫生對本病的認識，本文就PAP的診治進展作一綜述。

PAP的發病機制

PAP從發病機制上來說主要分為兩種——肺泡表面活性物質的清除障礙或產生異常。表面活性物質是由肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌的一種復雜的脂蛋白，主要由脂質(90%)和蛋白質(10%)組成。其具有降低肺泡表面張力并防止呼吸過程中肺泡塌陷的功能[2]。然而，多余的表面活性物質會阻礙氧氣進入肺泡及二氧化碳排出體外。表面活性物質的清除主要是通過肺泡Ⅱ型上皮細胞循環及分解代謝或者巨噬細胞的攝取來完成的。其中，巨噬細胞需要通過粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)在肺中成熟，從而承擔清除表面活性物質的作用。

PAP主要分為三類-原發性PAP(自身免疫性PAP和遺傳性PAP)、繼發性PAP及先天性PAP，其中百分之九十為自身免疫性PAP。

一、原發性PAP

原發性PAP是由于GM-CSF信號通路中斷所致。自身免疫性PAP患者中存在較高滴度的GM-CSF抗體，通過特異性結合GM-CSF抗原表位，阻斷其與受體之間的作用來影響GM-CSF信號通路傳導。肺泡巨噬細胞依賴GM-CSF信號通路維持膽固醇流出，當GM-CSF信號傳導受損時，膽固醇被酯化并聚集在細胞內脂滴中，從而導致泡沫巨噬細胞的形成。泡沫型巨噬細胞減少了表面活性物質的吸收和清除，多余的表面活性物質聚集在氣-液界面，阻礙氧氣的進入及二氧化碳的排出[3]。CSF2RA和CSF2RB為編碼GM-CSF受體的兩個亞單位。遺傳性PAP為CSF2RA和CSF2RB中常染色體隱性突變，導致GM-CSF受體蛋白表達異常的遺傳性疾病[4-5]。此外，Suzuki等人的研究表明，具有相同突變的家庭成員之間，疾病的嚴重程度也有差異[6]。可見遺傳性PAP疾病中，除了GM-CSF信號，其他可能因素也很重要。

二、繼發性PAP

繼發性PAP常繼發于血液系統疾病(尤其是骨髓增生異常綜合征、慢性粒細胞白血病)、慢性感染、有毒物質的吸入、惡性腫瘤、免疫缺陷、慢性炎癥及影響單核吞噬細胞數量或功能的突變(如GATA2突變)[7-8]。繼發性PAP的致病機制尚不清楚，主要考慮為肺泡巨噬細胞數量或功能的改變，導致肺泡巨噬細胞清除表面活性物質能力受損引起的。

三、先天性PAP

先天性PAP是由編碼表面活性物質蛋白或參與表面活性物質產生的蛋白的基因突變，導致表面活性物質產生障礙引起的，多見于兒童[9]。SFTPB和SFTPC是存在于表面活性物質磷脂層中的疏水鍵[10]。ABCA3是一種膜蛋白，參與脂質運輸至Ⅱ型肺泡上皮細胞中，表面活性物質復合體在這里被組裝、加工及儲存[11]。SFTPB、SFTPC及ABCA3的突變破壞了表面活性物質的產生及功能，導致呼吸系統疾病。SFTPB突變的純合子患兒出生不久后常出現呼吸窘迫，并導致死亡[12]。然而，SFTPB突變的雜合子的患者肺功能正常[13]。患有ABCA3功能缺失的純合子嬰兒在出生后不久就會死亡[14]，而若ABCA3突變與缺乏磷脂酰膽堿的表面活性物質功能失調相關，患者常為青少年[15]。另外，轉錄因子TTF1和NKX2-1的突變也會導致表面活性物質產生障礙[16]。

PAP的臨床特點

美國一項大型流行病學研究顯示PAP的患病率約為百萬分之七，且男女之間并無差異[17]。PAP發病隱匿，常無特征性表現。對于自身免疫性PAP來說，約有三分之二的患者有癥狀，其中最常見的為勞力性呼吸困難，還包括有慢性咳嗽、胸痛、咯血等。大多數患者體格檢查無明顯異常，但也可能會出現杵狀指、裂痕、發紺等體征。

PAP常規實驗室檢查多正常，但血清乳酸脫氫酶、表面活性蛋白A、表面活性蛋白B、表面活性蛋白D及KL-6可升高，并與疾病的嚴重程度相關[8, 18]。PAP患者肺功能常無異常，只在疾病晚期表現為限制性通氣功能障礙。患者運動時氧飽和度的降低及肺泡-動脈血氧分壓差升高被證明可以很好的反應疾病的活動性，且與PAP治療選擇相關，故在較多試驗中作為主要測量結果[8]。典型的PAP胸片可見雙側氣腔高密度影，類似于肺氣腫，但沒有左心衰的征象。CT掃描多為肺部雙側實變和網狀結構，偶可發現代表小葉間隔增厚的潛在線性異常。典型特征為“鋪路石征”，由兩側磨玻璃影及小葉間隔增厚組成[19]。但“鋪路石征”可發生于許多疾病——過敏性肺炎、淋巴管癌、急性肺損傷等，并不具有特異性。肺纖維化在PAP中并不常見，它發生于少數PAP患者中，常表示晚期或終末期。目前了解到全肺灌洗、給氧治療及GM-CSF治療會導致纖維化，但潛在的致病機制仍不清楚[20]。支氣管鏡檢查可用于排除感染、清除分泌物及獲取支氣管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid，BALF)。BALF常呈乳白色，肺泡巨噬細胞細胞學檢查可見充盈細胞胞漿內脂滴呈泡沫狀。支氣管肺泡灌洗可發現肺泡腔內PAS染色陽性的蛋白質樣沉積物[8]。也可通過外科肺活檢、支氣管肺活檢獲取肺組織，肺泡及細支氣管腔內充滿大量顆粒狀、塊狀嗜伊紅蛋白樣物質，PAS染色為陽性。

PAP的診斷

診斷PAP的金標準為肺活檢——組織學檢查發現肺泡及細支氣管內有PAS染色陽性的蛋白質類沉積物[8, 21]，并通過HE染色等特殊染色及微生物培養排除其他能引起PAS染色陽性的疾病。由于開胸肺活檢損傷較大，后部分患者通過支氣管鏡檢查獲取BALF來確診——BALF中發現PAS染色陽性的蛋白質樣沉積物[8]。盡管組織學檢查可以明確PAP的存在，但無法確定致病機制或潛在疾病。并且有研究表明，在最終確診為自身免疫性PAP的患者中，28%的患者進行肺活檢后仍不能確定為PAP[22]。這是由于PAP在肺中呈斑片狀分布，活檢陽性率并不高。隨著對PAP發病機制的了解，人們逐漸將目光從活檢投向了血液學檢查。

伴或不伴有咳嗽、疲勞的慢性進行性呼吸困難，且具有典型PAP胸部CT表現的患者，需考慮PAP。對于高度懷疑PAP的患者首先需進行GM-CSF自身抗體實驗，其對自身免疫性PAP具有100%的敏感性及特異性[23]。然而，GM-CSF自身抗體的絕對水平與疾病嚴重程度之間沒有相關性。有研究表明，在健康個體中也可發現較低的GM-CSF自身抗體水平，似乎自身免疫性PAP存在一個臨界閾值，在該閾值下，抗體濃度會損害GM-CSF信號傳導，從而導致疾病[24]。GM-CSF自身抗體實驗診斷自身免疫性PAP的閾值為5g/mL[23]。

遺傳性PAP患者GM-CSF受體蛋白表達異常，致血清GM-CSF清除減少。若抗體水平正常，且排除了繼發性PAP可能的患者，應測量血清中GM-CSF水平來診斷。如果條件允許，也可以測量GM-CSF信號。GM-CSF信號可以通過STAT5磷酸化指數測試[6]或CD11b刺激指數試驗[25]來測量。這些測試可以反映GM-CSF受體功能障礙水平。如有需要，也可以對遺傳性PAP患者行進一步的基因確定。若患者GM-CSF自身抗體、GM-CSF水平均正常，且已排除繼發性PAP可能，需檢測是否有表面活性劑相關基因突變，也就是是否為先天性PAP。根據這個思路下來，排除了原發性PAP、繼發性PAP及先天性PAP后無法分類的PAP患者，可以通過肺活檢來獲取肺組織診斷。

PAP的治療

PAP的首選治療仍為全肺灌洗，目前仍缺乏關于此操作的標準化指導，大家較普遍認為進行該操作的合理指征為氧合降低，肺功能下降及影像學惡化。常采用左右肺間隔治療，在全身麻醉下使用雙腔氣管插管，一側肺進行機械通氣，另一側肺灌注1～2L 37℃無菌生理鹽水，有研究推薦注入鹽水的最大高度約為患者腋窩中線上方100cm[26]，然后用虹吸的方法去除洗滌液，此操作通過物理方式清除肺中聚集的表面活性物質及沉淀物，重復此操作，直至流出的液體變清澈為止(生理鹽水總量常為5～40L)，間隔1～2周后進行另一側肺的灌洗。全肺灌洗可以改善患者癥狀、運動耐力和肺功能[26]。有研究表明，相較于沒有進行全肺灌洗的患者，進行全肺灌洗的PAP患者5年生存率更高，并且大多數患者有較好的臨床回饋[8]。全肺灌洗的副作用包括缺氧、氣胸、胸水、感染及急性呼吸窘迫綜合征，但發生率較低[26]。對于嚴重呼吸困難的患者，可以在進行體外膜肺氧合的基礎上進行全肺灌洗。

藥物治療主要用于自身免疫性PAP患者，通過外源給予足夠的GM-CSF來中和GM-CSF自身抗體，以達到治療的目的。GM-CSF的給藥方式主要有皮下注射及吸入兩種。最近的一項皮下注射GM-CSF的研究納入了55名原發性PAP患者，有24名患者進行了序貫的皮下注射GM-CSF。所有患者每日皮下注射一次GM-CSF 75μg，一個月后復查胸部CT，若胸部CT較前吸收好轉，則繼續GM-CSF 75μg qd持續兩月，兩月后改為75μg qod使用3月；若一月后胸部CT沒有變化或較前加重，則皮下注射GM-CSF加量至150μg qd持續兩月，兩月后改為150μg qod使用3月。所有的患者都會隨訪12個月。有兩例患者皮下注射部位出現輕度皮膚僵硬，更換注射部位兩周后癥狀消失，余未見明顯不良反應，完成整個研究的20名患者中1例治愈，16例好轉，3例無效，且總體治療費用明顯低于其他治療方案[27]。霧化吸入GM-CSF療法被認為是全肺灌洗的強有力的替代方法。最新的關于GM-CSF霧化吸入治療納入了138名自身免疫性PAP患者，患者按1:1:1隨機分配為三組，連續或隔周吸入GM-CSF 300μ/d或匹配安慰劑，24周結束后，連續使用GM-CSF的患者相較于安慰劑組，A-aDO2、相關生活質量、肺功能都有較大改善。除胸痛外，連續給藥相較于間斷給藥及安慰劑組，不良事件發生率相似[28]。但對于GM-CSF治療是否需要與全肺灌洗相結合還不清楚。有案例報道表明，對于重癥PAP患者，序貫吸入GM-CSF可以提高全肺灌洗的療效[29]。因此，GM-CSF治療結合全肺灌洗可對部分患者會有更好地獲益，不過這需要更多的研究來證明。

隨著PAP發病機制的探索，人們逐漸將治療自身免疫性PAP的目光投向GM-CSF自身抗體——通過不同措施降低自身免疫性PAP患者血清中自身抗體水平來達到治療目的。包括通過血漿置換去除GM-CSF抗體或使用利妥昔單抗耗竭B淋巴細胞。最近的一項關于利妥昔單抗治療的真實世界隊列研究納入了11個中心的13例患者，其中12例患者在第0天、第14天接受了1000mg利妥昔單抗的注射，3例患者分別在第6、9和12個月接受了第三次注射，1例患者僅接受了一次利妥昔單抗注射(1000mg)。然后，從整體來看，患者病情并沒有得到顯著改善。但單獨分析來說，有1例患者肺功能好轉、2例患者CT較前好轉。整個實驗中并未發生嚴重的不良反應，僅有少許患者出現皮疹或瘙癢或睡眠欠佳，1名患者出現深靜脈血栓[30]。血漿置換的使用多為重癥PAP患者的病例報道，最新病例報道中一名自身免疫性PAP患者在10天內進行5次血漿置換，后5周每周進行一次血漿置換，共進行10次，但患者臨床癥狀并沒有得到較好的改善。由于患者為重癥PAP患者，不良反應的討論并沒有意義[31]。關于血漿置換及利妥昔單抗的使用仍需進一步的研究。

最近研究表明[32]，膽固醇清除率減低導致巨噬細胞出現泡沫，致使表面活性物質清除減低。原發性PAP患者由于GM-CSF信號通路中斷致使巨噬細胞中過氧化物酶體增殖物激活受體γ基因表達減少。使膽固醇清除率降低，最終使表面活性物質堆積。人們嘗試利用已知藥物靶向這一途徑來治療PAP。吡格列酮為過氧化物酶體增殖物激活受體γ激動劑。有小鼠研究表明，激動劑吡格列酮顯著的增加了膽固醇的轉運并改善了PAP[32]。目前首例關于吡格列酮的臨床經驗分享了一名自身免疫性PAP患者，在使用GM-SCF、利妥昔單抗等無效的情況下，嘗試每日使用一次30mg的吡格列酮，在使用6個月后，患者胸部CT的磨玻璃影及“鋪路石征”較前明顯好轉，并且這種效果在第一年評估時得到了維持。[33]目前關于吡格列酮的首次臨床試驗顯示已經完成，預計不久會取得成果[34]。與其同時，有研究表明[35]，他汀類藥物可以通過增加肺泡巨噬細胞膽固醇流出來改善PAP。最新的關于他汀的病例報道分享了一名可能為無法分類的PAP患者，患者前2周每天使用20mg他汀，后4周每天使用30mg他汀，6周后每天使用40mg他汀，18個月后患者復查胸部CT磨玻璃影較前明顯吸收，呼吸困難、肺功能較前好轉[36]。但對于吡格列酮、他汀等潛在藥物的療效，還需要設計良好的臨床試驗來研究。

對于繼發性PAP來說，主要的治療策略是治療原發病。大多數繼發性PAP是由于血液疾病引起的，有病例報道表明通過骨髓移植治療原發病的同時治療了繼發性PAP[37]。對于遺傳性PAP患者來說，移植人誘導多能干細胞來源巨噬細胞是一個可能的方案。有小鼠實驗表明，誘導多能干細胞衍生巨噬細胞植入人源化PAP小鼠模型中。2月后，抑制細胞表現出人肺泡巨噬細胞的形態及功能，肺泡表面活性物質明顯減少[38]。有關于造血干細胞治療遺傳性PAP成功的病例報道，不過造血干細胞或巨噬細胞對于遺傳性PAP的治療，還需要進一步人體臨床實驗進行。

綜上所述，PAP是一種肺泡表面物質異常沉積及肺泡巨噬細胞功能障礙為特點的罕見病。根據發病機制，主要分為三類——原發性PAP(自身免疫性PAP及遺傳性PAP)、繼發性PAP和先天性PAP。近年隨著對PAP發病機制的逐步了解，診斷及治療方面有了較多的發展，但仍有許多問題待解決，這些問題將進一步推動未來關于PAP的治療及管理。