血清晚期糖基化終產物及其可溶性受體對特發性肺纖維化與肺纖維化實質性疾病的鑒別診斷價

值張旋 錢媛媛 陳曉辰 郭春燕

特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)是一種進行性纖維化間質性肺疾病，與高齡密切相關，其預后較差，一般在診斷后5年內，病人因呼吸衰竭死亡[1]。在臨床實踐中，由于IPF與一些肺纖維化實質性疾病[如慢性過敏性肺炎(chronic hypersensitivity pneumonitis，cHP)和纖維化非特異性間質性肺炎(fibrotic nonspecific interstitial pneumonia，fNSIP)]在臨床和影像學上具有一定的相似性，因此IPF的鑒別診斷具有一定的挑戰性[2]。目前，血清生物標志物分析有望成為IPF診斷和預后預測的一個有效手段。晚期糖基化終產物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGEs)是一種細胞表面受體，特異性高表達于肺泡Ⅰ型上皮細胞。有研究證實，RAGE敲除的小鼠模型經石棉誘導后，肺纖維化進程明顯加快[3]。晚期糖基化終產物(advanced glycation end products，AGEs)是RAGEs的主要配體之一，通過與RAGEs結合影響細胞活化和下游基因轉錄[4]。RAGEs有2種亞型，即全長RAGE(full length RAGE，FL-RAGE)和可溶性RAGE(soluble RAGE，sRAGE)。FL-RAGE與AGEs結合后通過NF-κB激活炎癥信號通路，增加RAGEs表達且阻止AGEs降解[5]。但是當AGEs與sRAGE結合時，其對AGEs/RAGEs通路有一定的抑制作用。因此，本研究旨在分析老年IPF病人血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE與肺功能的相關性及對IPF、cHP、fNSIP的鑒別診斷價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年2月至2021年8月我院呼吸內科收治的79例老年IPF病人(IPF組)、30例老年cHP病人(cHP組)和30例老年fNSIP病人(fNSIP組)。納入標準：所有病人的診斷均在多學科委員會進行了討論，病人的病史、臨床癥狀、高分辨率CT、肺功能檢查、病理肺組織活檢等符合臨床診斷標準[6-7]；所有病人均處于疾病活動期，以不同程度的咳嗽、活動后氣短造成呼吸困難、發熱、吸氣時爆裂音為主要臨床癥狀。排除標準：(1)致肺纖維化的原因已知者(如因家庭、職業環境暴露引起的肺纖維化，結締組織病繼發的肺纖維化，藥物、放射治療引起的肺纖維化)；(2)合并其他呼吸系統疾病者，如慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘、支氣管擴張、肺炎、肺膿腫、活動性肺結核、肺栓塞、肺梗死等；(3)合并惡性腫瘤者；(4)合并急性腦卒中、腦梗死、血液系統疾病以及嚴重的心、腎、肝臟疾病；(5)近期伴感染性疾病或使用免疫抑制劑。另外同時期招募30例老年健康志愿者(無慢性疾病、肺功能檢查正常者)作為對照組。本研究經我院倫理委員會及機構辦事處批準、備案(2017017)，并取得所有研究對象的知情同意書。

1.2 研究指標 (1)收集所有研究對象的基線資料，包括年齡、性別、BMI、吸煙史、戒煙時間、病程、臨床表現等。(2)檢測所有受試者入組時血清AGEs、sRAGE水平，囑其坐姿靜休30 min后采集外周靜脈血置于乙二胺四乙酸抗凝管中，通過離心機3000 r/min離心20 min后，留取上清液待檢測。使用ELISA試劑盒測定AGEs(華美生物科技有限公司，武漢)及sRAGE(R&D公司，美國)，并計算AGEs/sRAGE比值。(3)使用VmaxTMEncore肺功能測試系統(耶格公司，美國)評估所有受試者入組時的肺功能，記錄用力肺活量占預計值百分比(percentage of predicted forced vital capacity，FVC%)、一氧化碳彌散量占預計值百分比(percentage of predicted diffusing capacity of lung for carbon monoxide，DLCO%)、肺總容量(total lung capacity，TLC)。

2 結果

2.1 4組一般臨床資料比較 4組年齡、性別、吸煙比例、戒煙時間、病程差異均無統計學意義(P>0.05)，但cHF組、fNSIP組、IPF組病人的肺功能指標(FVC%、DLCO%、TLC)水平均顯著低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 4組一般臨床資料比較

2.2 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平比較 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平組間差異均有統計學意義(P<0.001)，其中IPF組和cHP組的血清sRAGE水平低于對照組和fNSIP組(P<0.05)，AGEs、AGEs/sRAGE水平高于對照組和fNSIP組(P<0.05)；但對照組與fNSIP組血清AGEs、sRAGE水平差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 4組血清AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE水平比較

2.3 AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對3種疾病的鑒別診斷價值 ROC曲線分析結果顯示，AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對IPF與fNSIP有良好的鑒別診斷價值(AUC均>0.7)，但是對IPF與cHP的鑒別診斷價值較低(AUC<0.7)。根據LR檢驗結果，AGEs/sRAGE對IPF與fNSIP的鑒別診斷效能(準確率和LR)均高于AGEs、sRAGE。見表3。

表3 AGEs、sRAGE、AGEs/sRAGE對3種疾病的鑒別診斷分析

2.4 老年IPF病人血清AGEs、sRAGE水平與肺功能指標的關系 Pearson相關分析結果顯示，老年IPF病人血清AGEs與sRAGE呈負相關(r=-0.541，P<0.001)，血清sRAGE與FVC%、DLCO%、TLC均呈正相關(r=0.445、0.452、0.312，P均<0.001)，但是血清AGEs與FVC%、DLCO%、TLC無顯著相關性(P均>0.05)。

3 討論

IPF是一種特殊類型的慢性、進展性纖維化型間質性肺炎，多發于老年人，其病變僅局限于肺部，組織病理學和(或)影像學表現為普通型間質性肺炎，即肺組織結構破壞并伴有蜂窩狀影[8]，與cHP或fNISP存在一定的相似性，因此鑒別診斷較為困難[9]。對于cHP或fNISP來說，雖然有些病變特征可能與IPF相似，但是此類病人預后相對良好，治療方法也與IPF存在一定差異。因此，尋找IPF有效的鑒別手段具有重要的臨床價值。

IPF典型的臨床特征為限制性通氣缺陷，這與胸壁順應性降低和呼吸肌力量減弱有關。本研究結果顯示，老年IPF、cHP、fNSIP病人FVC%都在80%左右，且3組FVC%、DLCO%、TLC水平差異均無統計學意義，說明檢測肺功能對于IPF與cHP或fNISP鑒別診斷的敏感性較差。肺泡上皮細胞(alveolar epithelial cells，AECs)的異常激活被視作IPF纖維化的初始步驟。目前的研究認為，AECs是通過分泌轉化生長因子β1等細胞介質來刺激上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，誘使成纖維細胞、肌成纖維細胞灶形成，進而導致膠原合成/分解代謝失衡，因此，IPF多表現為致密的肺實質膠原沉積的異質性分布[10-11]。既往一些報告證實，RAGEs、AGEs與肺泡上皮狀態和肺損傷之間存在密切聯系[12]。AGEs是還原單糖與蛋白質游離氨基之間的非酶反應的結果，可誘導細胞外基質(ECM)的過度沉積、增強促纖維化細胞因子的表達；此外，AGEs還通過作用于細胞信號傳導通路或ECM蛋白交聯通路等促進傷口愈合，這些變化都與改變膠原纖維的理化特性，從而改變組織的纖維化有關[13]。RAGEs是一種免疫球蛋白超家族蛋白質，其在健康老年肺組織Ⅰ型AECs中高度表達，并與Ⅱ型肺細胞分化至Ⅰ型、肺發育、再上皮化以及維持上皮細胞與基底膜的黏附有關。其可溶性形式sRAGE可被酶解后直接分泌到細胞外間質，是AGEs最重要的結合因子。一些研究認為，sRAGE可以抑制AGEs，阻斷AGEs細胞信號轉導，減弱AGEs的作用[14]。另一方面，sRAGE表達下調也與一些纖維化途徑有關。有報告顯示，RAGE-/-小鼠更易發生自發性纖維化[14]。本研究結果顯示，相較于健康老年人，老年IPF病人血清AGEs水平顯著升高，同時sRAGE水平顯著降低，提示AGEs、sRAGE可能參與了IPF的發生[15-17]。

本研究還發現，相較于老年fNSIP病人，老年IPF、cHP病人血清AGEs水平顯著升高，sRAGE水平顯著降低，說明sRAGE、AGEs可為fNSIP與IPF或cHP的鑒別診斷提供有用的信息。ROC曲線分析結果也進一步驗證了上述結論，且AGEs/sRAGE比值對IPF與fNSIP的鑒別診斷效能要高于AGEs、sRAGE單一指標。這可能是因為fNISP缺乏纖維母細胞病灶和蜂窩肺以及兩者致病性的差異。而fNISP組血清AGEs、sRAGE水平與對照組相比幾乎無明顯變化，說明并不是所有的纖維性病變都表現出sRAGE表達量減少。一些研究證實，FL-RAGEs是健康人群AECs分泌sRAGE的主要來源[5]，老年IPF病人血清sRAGE水平降低，說明AECs合成FL-RAGEs能力降低或者AECs細胞數量減少，因此，這也反映了老年IPF病人肺功能的變化。本研究中IPF病人血清sRAGE水平與FVC%、DLCO%、TLC水平均呈正相關也證實了這一推論。

綜上，血清AGEs/sRAGE比值可以被認為是IPF潛在的血清生物標志物，有助于對老年IPF病人與fNISP病人進行鑒別診斷，而且血清sRAGE水平在一定程度上也反映了老年IPF病人肺功能損傷的程度。