李 瑞(綜述)，周立新(審校)

(中山大學附屬佛山醫(yī)院重癥醫(yī)學科，廣東佛山 528000)

肺表面活性物質是一種覆蓋于肺泡表面，由磷脂及相關蛋白組成的異質性多分子復合物，由肺泡Ⅱ型上皮細胞合成并分泌，具有降低肺泡表面張力、提高肺的順應性、促進肺氣體交換、參與肺的防御的生理功能，其主要成分是磷脂和肺表面活性蛋白(surfactant protein，SP)。SP僅占肺表面活性物質總量的10%，但在肺臟中卻有重要的作用，SP按其發(fā)現的先后順序有SP-A、SP-B、SP-C和SP-D 4種，其中SP-A和SP-D是親水性蛋白，主要調節(jié)肺免疫功能，參與主動防御過程，SP-B和SP-C是疏水性蛋白，可降低肺泡表面張力，在維持肺的呼吸功能上發(fā)揮重要作用。SP-D首先在呼吸道被檢測到，主要是由肺泡Ⅱ型上皮細胞及下呼吸道的Clara細胞分泌，儲存于板層小體。目前研究發(fā)現其在幾乎所有黏膜表面均有少量表達，包括汗腺的上皮細胞、胃腸道黏膜、胰腺、前列腺以及泌尿生殖器表面［1］。SP-D的異常參與多種肺部疾病的發(fā)生與發(fā)展，如哮喘、間質性肺疾病、囊性纖維化、慢性阻塞性肺疾病等，且作為多種疾病的生物標志物也受到越來越多的關注。

1 SP-D的生化結構

SP-D是多聚體的親水性膠原糖蛋白，屬于C型凝集素大家族，相對分子質量約43×103，由4個桿狀的三聚體以二硫鍵的形式交聯(lián)形成十字形結構，每個三聚體包含3個相同的以并聯(lián)形式相連的多肽鏈，鏈內有4個不同的結構域。①N末端:參與鏈內二硫鍵的低聚反應;②C型糖識別域:負責凝集素活性;③短的螺旋區(qū)域;④膠原樣區(qū)域:SP-D N末端有2個保守的半胱氨酸殘基，這兩個殘基參與了鏈間二硫鍵的交叉連接，以穩(wěn)定三聚體，同時也參與N端多個三聚體亞基的連接。C型糖識別域的三聚體簇是與糖基配體高親和力結合所必需的，C端與三聚體頸部結構域之間的相互作用對其三聚體內的空間結構起穩(wěn)定作用［2］，通過C型糖識別域與配體寡糖鏈的反應同細菌、病毒等多種病原體結合，并通過自身識別功能引起大量的相互聚集，然后被激活的中性粒細胞和巨噬細胞吞噬清除，從而抵抗病原體的黏附和侵襲［3］。SP-D的膠原樣區(qū)域決定了三聚體的空間結構及SP-D分子C端結構域，并能明顯提高肺泡內巨噬細胞內的超氧自由基和一氧化氮水平，以增強吞噬細胞的殺傷功能。

2 SP-D的功能

研究表明SP-D不參與肺的先天性防御和非抗體介導的免疫反應，不僅可以識別和清除肺內異物和凋亡細胞，在下調炎性反應、抑制自身抗體的產生等方面也有重要作用［4］。

2.1 免疫調節(jié) SP-D可以調節(jié)巨噬細胞、淋巴細胞、肥大細胞、單核細胞、中性粒細胞、嗜酸粒細胞以及樹突細胞等免疫細胞的功能［5］。獲得性免疫系統(tǒng)通過它們的抗原結合片段(Fab)識別抗體，先天性免疫凝集素SP-D可以直接結合免疫球蛋白(immune globulin，Ig)，是連接先天性與獲得性免疫的通路，SP-D通過C型糖識別域結構結合不同組織的IgG、IgM、sIgA和IgE從而發(fā)揮不同類型的免疫作用，如SP-D可以結合IgG的Fab和Fc片段，覆蓋于免疫復合物表面，使之聚集并增強其吞噬作用［6］。SP-D與抗體分子Fc區(qū)域部分Fab區(qū)結合，并允許IgG的Fab區(qū)識別抗原，在一定程度上增強了機體清除抗原的范圍和效率。此外，SP-D還可以選擇性地與血液中的IgG相結合，增強免疫復合物的聚集和吞噬作用，放大IgG介導的免疫反應［7］。作為免疫調節(jié)劑，SP-D能與多種微生物、脂類、有機顆?？乖嗷プ饔?，并調節(jié)免疫效應細胞功能及這些免疫細胞對配體的反應。

2.2 抗病原菌 SP-D通過識別一系列微生物靶標，如病毒、細菌、酵母菌和真菌表面的脂多糖、磷脂、肽聚糖等來發(fā)揮生物學作用。SP-D通過C型糖識別域介導的鈣離子結合細菌和真菌細胞表面單糖殘基末端來實現對肺內的病原菌的識別，并可以通過調節(jié)炎性細胞因子和趨化因子的釋放來抵抗病原菌［8］。另外，SP-D能抑制淋巴細胞的增殖，與肺泡巨噬細胞有高度的親和力并同時增強其活性，以達到抑制變態(tài)反應、殺滅微生物的作用。實驗證明，SP-D對大多數革蘭陰性桿菌(如銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌等)、革蘭陽性球菌(如肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌等)、病毒(如單純皰疹病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒A、人類免疫缺陷病毒等)以及曲霉菌甚至卡氏肺孢子蟲均有一定的殺滅作用［9-11］。

2.3 下調肺部炎性反應 急性肺損傷(acute lung injury，ALI)時，SP-D有利于下調肺部炎性反應。King等［12］以 SP-D-/-與 SP-D+/+小鼠分別制作了直接與間接肺損傷模型，檢測血清及肺泡灌洗液(bronchoalvoelar lavage，BAL)內多種炎性細胞因子含量，結果顯示在間接肺損傷中，SP-D-/-小鼠BAL中白細胞介素6濃度是SP-D+/+的4倍，血清中亦有增加，表明在間接肺損傷中，SP-D抑制肺部炎性反應;分析SP-D抑制肺部炎性反應的原因發(fā)現，在間接肺損傷中，SP-D-/-小鼠BAL中的巨噬細胞是SP-D+/+的2倍，而中性粒細胞未增加;相反，在直接肺損傷中兩組BAL中的中性粒細胞均增加，而巨噬細胞無變化，表明在間接肺損傷中，SP-D抑制單核細胞進入肺或者抑制巨噬細胞從肺間隙進入肺泡;研究還發(fā)現在間接肺損傷中，SP-D-/-小鼠粒細胞巨噬細胞刺激因子濃度是SP-D+/+小鼠的5倍，腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)增加但差異無統(tǒng)計學意義，在直接肺損傷，SP-D+/+小鼠粒細胞巨噬細胞刺激因子濃度較SP-D-/-增加了20倍，TNF-α無差異，推測在間接肺損傷中，SP-D是通過抑制粒細胞巨噬細胞刺激因子的分泌而減輕肺部炎性反應的。McIntosh等［13］證明脂多糖作為TNF-α的誘導劑，增加了SP-D在BAL中的濃度和肺組織SP-D mRNA的水平，SP-D的增加有利于防止TNF-α介導的肺部損傷。

3 SP-D與ALI

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是ALI的嚴重階段，兩者常繼發(fā)于嚴重感染、休克、創(chuàng)傷及燒傷等疾病，是肺泡上皮細胞及肺毛細血管內皮細胞受損后肺泡膜通透性增加而引起的彌漫性肺間質及肺泡水腫，從而導致急性低氧性呼吸功能不全或衰竭。目前認為，感染、創(chuàng)傷后的全身炎性反應失控是導致ALI/ARDS的根本原因，其中因肺泡Ⅱ型上皮細胞的損傷、凋亡和炎性介質使肺泡表面活性物質減少或失活，導致肺泡表面的磷脂及相關蛋白的嚴重缺乏，是ALI/ARDS患者病情加重的重要機制之一［14］。SP-D也是ALI/ARDS發(fā)生、發(fā)展的重要參與者，且作為其嚴重程度的生物標志也受到越來越多的關注。

3.1 ALI時 SP-D在血清及肺中的濃度變化Greene等［15］將63例患者隨機分為ARDS風險組(22例)和ARDS組(41例)，分別檢測入組后第1、3、7、14天血清及BAL中SP-D濃度，結果顯示在有ARDS風險組中，血清SP-D濃度水平基本正常，而ARDS組第1 天 SP-D 濃度明顯高于正常［(86 μg/L vs 32 μg/L)，P＜0.02］，第3天、第7天增至高峰，第14天下降至正常。BAL中SP-D濃度與正常對照組上述時間點比較差異均無統(tǒng)計學意義。在與預后的相關性分析中發(fā)現，僅BAL的SP-D濃度與病死率密切相關，死亡組(7例)與存活組(27例)BAL中的SP-D濃度差異無統(tǒng)計學意義，因此認為ARDS患者血清SP-D水平明顯升高，BAL中SP-D水平越低，肺泡上皮細胞損害越嚴重。Cheng等［16在診斷為ARDS的38例入組的試驗中，氣管插管24 h內檢測肺水腫液SP-D含量，結果顯示氧合指數＜98 mm Hg的ARDS患者的肺水腫液SP-D濃度較氧合指數＞98 mm Hg的明顯減少，存活組與死亡組SP-D濃度比較差異有統(tǒng)計學意義，表明肺水腫液中低水平的SP-D與更差氧和指數的肺以及預后相關。

Fujita等［17］在ALI后對SP-D濃度變化的時間過程及原因的分析中發(fā)現，在肺泡中注入爭光霉素后的小鼠的ALI模型中第7天血清SP-D濃度上升至高峰，后逐漸下降，至28 d仍高于正常。肺勻漿SP-D濃度在3 d上升至高峰，至第7天下降至正常范圍，其原因最可能是SP-D從上皮屏障漏出至血液中，至第7天達到高峰，血清SP-D水平反映肺泡膜通透性程度。Pan等［18］以344只小鼠制作了4種 ALI模型，4種模型在左肺中分別注入角質細胞生長因子(此模型有肺泡Ⅱ型上皮細胞增生而無肺纖維化)、爭光霉素(ALI模型)、百草枯+75%氧氣(亞ALI模型，產生了明顯肺纖維化)、鹽酸(有肺損傷但尚未出現肺泡Ⅱ型上皮細胞增生)，結果顯示4種ALI模型中血清SP-D水平均明顯增加，在角質細胞生長因子組，2 d后血清 SP-D濃度由(36±3)μg/L增加到(132±8)μg/L，差異有統(tǒng)計學意義，肺SP-D mRNA及表達亦有增加，上皮通透性幾乎無變化(BAL中白蛋白水平極少的增加)，說明僅有肺泡Ⅱ型上皮細胞增生而無肺損傷時血清SP-D即可升高;在爭光霉素組，第7天血清SP-D濃度達高峰，BAL及肺勻漿組織中SP-D濃度亦有增加，后兩者增加高峰在第3天，BAL中SP-D濃度在21 d降到正常范圍，但血清及肺勻漿組織中SP-D濃度在第28天仍持續(xù)較高;在第3種肺損傷模型中，分別在第1、2、3、4周監(jiān)測SP-D濃度，發(fā)現血清SP-D水平較初始水平明顯升高，但在各時間點比較差異無統(tǒng)計學意義;前3種ALI模型肺泡Ⅱ型上皮細胞增生與肺損傷共存，而第4種模型以鹽酸注入肺泡后4 h(病理證實有呼吸道、肺泡損傷及肺水腫，但可認為無肺泡Ⅱ型上皮細胞增生)測得血清SP-D濃度亦明顯升高，24 h后仍持續(xù)升高，說明無肺泡Ⅱ型上皮細胞的增生僅有肺損傷發(fā)生時即可出現血清SP-D水平的增高。實驗證明，SP-D可以作為反映肺泡損傷及肺Ⅱ型上皮細胞增生的良好指標，在肺損傷后4 h即可監(jiān)測到血清SP-D濃度升高。

總之，人體及動物實驗均證實ALI早期血清中SP-D濃度即開始升高，持續(xù)時間也較長，血清SP-D水平可以反映肺泡損傷、肺Ⅱ型上皮細胞增生及肺泡膜通透性的程度，而在BAL及肺組織中SP-D濃度變化尚無一致結論，可能與檢測時間點的不同有關。

3.2 SP-D濃度在血液中升高的原因 目前SP-D出現在循環(huán)中的機制還不明確，可能有以下因素:①SP-D與磷脂的連接緊密程度不如其他肺泡表面活性蛋白，所以更易進入血液［19］。②炎癥，如ALI或ARDS發(fā)生后肺血管通透性增加，可能導致肺泡SP-D向血管滲漏［20］。③肺泡Ⅱ型上皮細胞完整性的受損而致SP-D從細胞流出至肺泡及血液中［21］。以上推測可能為ALI時SP-D在血液中升高的主要原因，但也不能排除有炎性反應時血液循環(huán)中SP-D的清除率下降以及非肺器官(如黏膜細胞等)SP-D分泌量增加的可能性［22-23］。

3.3 SP-D與呼吸機通氣模式 機械通氣是ALI/ARDS的主要治療措施，不當的通氣模式會產生或加重呼吸機相關性肺損傷，從而加重全身炎性反應，而SP-D水平可以反映呼吸機相關性肺損傷的程度。Eisner等［24］將納入研究的565例ALI/ARDS患者隨機分為小潮氣量通氣組(6 mL/kg)和常規(guī)潮氣量通氣組(12 mL/kg)，監(jiān)測基礎水平及3 d后血清SP-D濃度，并統(tǒng)計病死率、機械通氣時間等，結果顯示基礎SP-D水平死亡組(370例)明顯高于存活組(195例)，高基礎水平的SP-D與高死亡風險度相關(SP-D濃度每增加100 μg/L，OR 增加1.21;95%CI 1.08～1.35)，且機械通氣時間增加(0.88 d，95%CI 1.41～ 0.36，P=0.001)，器官衰竭發(fā)生天數亦增加(1.06 d，95%CI，1.57～0.55，P=0.001);另外，小潮氣量組 SP-D濃度由84(40～162)μg/L上升至143(69～243)μg/L，常規(guī)潮氣量組SP-D濃度由77(37～172)μg/L上升至172(83～337)μg/L;兩組SP-D濃度上升程度后者明顯高于前者;此研究證明，機械通氣可能造成ALI/ARDS血清SP-D水平的升高，小潮氣量通氣策略較常規(guī)潮氣量通氣可減少血清SP-D的增加程度，基礎水平的SP-D濃度與病死率相關;認為SP-D水平的上升主要是因為肺泡上皮通透性的改變，因為ALI/ARDS早期尚無明顯的肺泡Ⅱ型上皮細胞的增生，所以常規(guī)潮氣量通氣較小，對肺泡上皮細胞的損害增加致肺泡上皮通透性的改變是造成兩組SP-D水平上升程度差異的原因。

3.4 SP-D作為ALI的生物標志物 ALI/ARDS是全身炎性反應失控的結果，多種炎性因子水平均有異常，而因為SP-D主要在肺部分泌，所以可以作為肺損傷程度相對特異性的生物標志物。Ware等［25］采用高PEEP與低PEEP機械通氣治療ARDS患者(549例)，檢測基礎水平包括SP-D的多種細胞因子(白細胞介素6、白細胞介素8、TNF受體、血管性假性血友病因子、纖溶酶原激活物抑制劑、細胞間黏附分子等)含量，根據患者預后情況分為存活組和死亡組，并且分別以生物標志物、臨床預測指標以及兩者綜合制作了病死率模型，再行受試者工作特征曲線分析，結果顯示存活組血清SP-D濃度明顯低于死亡組;8種生物標志物的受試者工作特征曲線下面積(AUC)為 0.756(95%CI，0.733～ 0.821)，其中SP-D和白細胞介素8與患者的年齡、急性生理、慢性健康狀況評分Ⅲ的病死率模型AUC值為0.834(95%CI，0.789～0.862);臨床預測指標(包括急性生理與慢性健康狀況評分Ⅲ、器官衰竭發(fā)生率、年齡、病因、肺泡-動脈氧合梯度、平臺壓)的AUC值為0.82，再綜合這8種生物標志物AUC值為0.85。因此，單獨這些生物標志物預測病死率價值仍需進一步證實。

4 結語

ALI/ARDS患者血液中SP-D水平明顯升高，主要與肺泡Ⅱ型上皮細胞受損、增生、肺泡上皮及毛細血管通透性的增加等有關，因此SP-D的升高程度可以在很大程度上反映ALI/ARDS患者早期肺損傷程度，且與器官衰竭的發(fā)生、機械通氣時間以及病死率相關。因此，SP-D可以作為ALI/ARDS患者評價肺損傷程度、預測病死率的一種較好的生物標志物，有望用于指導ALI/ARDS干預措施的選擇以及臨床療效的評估。

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