李歡歡，高宏生 綜述 魏路清 審校

肺泡上皮來源的血清標(biāo)志物對肺纖維化的診斷價值

李歡歡1,2，高宏生3綜述 魏路清1審校

肺纖維化；肺泡上皮；生物標(biāo)志物

間質(zhì)性肺疾病(interstitial lung diseases, ILD)是一大類疾病的總稱。肺纖維化是ILD發(fā)展的最后階段，是一種慢性、進(jìn)行性纖維化疾病，預(yù)后很差，目前尚無有效的治療措施[1]。在我國，特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)、慢性肺疾病性纖維化及矽肺纖維化人數(shù)呈逐年上升趨勢。肺纖維化是一種進(jìn)行性、致殘致死性疾病，由于該病的病因多種多樣，其發(fā)病機(jī)制和特異性癥狀尚不明確，與某些其他臨床病理特征較難鑒別，而且不同患者的病程變化存在很大差異[2]，這無疑給該病的診斷和治療增加了很多困難。目前對肺纖維化的診斷主要依靠高分辨率CT(high resolution CT，HRCT)，X線片、支氣管肺泡灌洗液(bronchoalve-olar lavage fluid,BALF)、肺功能以及相應(yīng)的臨床表現(xiàn)等，尚無理想的血清學(xué)指標(biāo)[3]。該類疾病診斷困難且一經(jīng)診斷即處于晚期階段，不可逆轉(zhuǎn)，中位生存期只有2～3年[4]。因此，對肺纖維化患者進(jìn)行早期診斷顯得尤為重要，尋找診斷肺纖維化的生物標(biāo)志物已成為亟待解決的問題。筆者對肺泡上皮細(xì)胞來源的幾種蛋白KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D在肺纖維化診斷方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 KL-6

KL-6(Krebs.von den Lungen-6)是一種高分子量糖蛋白，屬于黏液素黏蛋白家族。它主要表達(dá)于Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞(AECs)，尤其是在增殖、再生和受損的Ⅱ型AECs中出現(xiàn)高表達(dá)。KL-6最初作為腫瘤的血清生物標(biāo)志物，但隨后的研究發(fā)現(xiàn)它也是ILD的生物標(biāo)志物，而且KL-6升高的程度與ILD的病變范圍密切相關(guān)[5，6]，這提示我們可以通過檢測KL-6的水平來揭示ILD的病變程度[7]。

當(dāng)肺受到損傷后，成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，后者會促使肺泡上皮細(xì)胞損傷或凋亡，使肺泡上皮細(xì)胞持續(xù)受損并抑制上皮再生。KL-6能夠促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞增殖并抑制其凋亡。一項(xiàng)研究表明，KL-6與肺損傷具有直接的關(guān)系[8],其作用機(jī)制是肺損傷時，再生的Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞分泌KL-6，使肺泡液中KL-6的水平明顯增加，隨后從肺泡滲透進(jìn)入血液，血清的 KL-6水平隨之升高，且肺纖維化越嚴(yán)重，KL-6水平越高。徐伯贏等[9]通過測定染矽小鼠血液及BALF中KL-6的含量，也發(fā)現(xiàn)KL-6水平與肺纖維化程度呈正相關(guān)。在另一項(xiàng)研究中，與對照組相比，間質(zhì)性肺炎患者血清和BALF中KL-6的水平升高[10]。韓文銘等[11]發(fā)現(xiàn)慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺間質(zhì)纖維化( pulmonary interstitial fibrosis，PIF)患者血清中的KL-6水平與單純COPD患者及健康對照組相比明顯升高，而單純COPD患者血清中KL-6水平與健康對照組相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這說明KL-6與COPD沒有直接的關(guān)系，而是肺纖維化特異性地產(chǎn)生了KL-6。Nobuhisa等[12]研究發(fā)現(xiàn)在多種ILD中，70%～100%的患者血清中KL-6的表達(dá)升高。肝細(xì)胞生長因子(HGF)可以促進(jìn)肺泡上皮細(xì)胞增生，阻止其發(fā)生細(xì)胞凋亡并抑制上皮細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，在肺泡內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面起到關(guān)鍵作用[13]。Xu等[14]研究結(jié)果表明，損傷的肺泡上皮細(xì)胞會釋放KL-6，從而促進(jìn)成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，同時促進(jìn)Ⅰ型和Ⅲ型膠原表達(dá)增加，并抑制HGF的產(chǎn)生。說明了KL-6在上皮-間充質(zhì)相互作用中的關(guān)鍵作用，提示KL-6會促進(jìn)ILD發(fā)生纖維化，但是KL-6對成纖維細(xì)胞的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。近期一項(xiàng)研究用ELISA法對IPF患者血清中KL-6的水平進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)發(fā)生急性加重的患者KL-6基線血清水平與穩(wěn)定IPF患者相比明顯升高[15]。以1300 U/ml作為界限值，KL-6預(yù)測急性加重的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性和似然比分別是92%、61%、 66%和2.36；在經(jīng)過調(diào)整年齡、性別、吸煙史和肺活量因素的多變量分析后，發(fā)現(xiàn)基線血清KL-6水平是急性加重的獨(dú)立預(yù)測因素[15]。綜上所述，KL-6在診斷肺纖維化方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，有望成為診斷肺纖維化的簡便、靈敏、特異的生物標(biāo)志物。

2 YKL-40

YKL-40(shell enzyme 3 analogue protein1)是新近發(fā)現(xiàn)的殼質(zhì)酶類似物蛋白,參與多種疾病的炎性反應(yīng)、組織結(jié)構(gòu)重塑等病理過程。YKL-40是存在于哺乳動物的一種殼酶類似物蛋白，被認(rèn)為是該蛋白在哺乳動物的一種表型，在小鼠被稱為BRP-39(breast regression protein 39)，在人的同系物則稱為YKL-40。許多種類的炎性細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和分化中的單核細(xì)胞都會內(nèi)源性表達(dá)YKL-40，它是由人類骨肉瘤細(xì)胞株MG63大量分泌而發(fā)現(xiàn)的，而BRP-39是在小鼠乳腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的[16]。Du等[17]發(fā)現(xiàn)在博來霉素誘發(fā)的肺纖維化大鼠的肺組織中，BRP-39 表達(dá)的越多，肺組織中的膠原蛋白就越多，纖維化就越明顯，BRP-39的改變可以影響博來霉素誘發(fā)肺纖維化的進(jìn)程，BRP-39蛋白水平增高以及氣管內(nèi)給予博來霉素建立肺纖維化模型時會加重肺纖維化。Western blot 的結(jié)果顯示BRP-39和轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)在不同組中的表達(dá)具有相同的變化趨勢，伴隨著BRP-39蛋白水平的增高，肺組織中TGF-β1的表達(dá)水平也會增高，因此BRP-39的作用機(jī)制可能是通過TGF-β1的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，IPF患者血清和BALF中YKL-40的水平與健康對照組相比明顯升高，血清中YKL-40的水平與KL-6的水平顯著相關(guān)[18]，提示可以通過檢測YKL-40的表達(dá)來監(jiān)測肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

3 SP-A和SP-D

SP-A(pulmonary surfactant protein A)和SP-D(pulmonary surfactant protein D)都是水溶性肺特異性蛋白，是肺表面活性物質(zhì)重要的蛋白成分。它們是C型凝集素家族的一個亞群，稱為膠原凝集素。它們主要由肺的Ⅱ型肺泡上皮和克拉拉細(xì)胞產(chǎn)生，具有主動防御和調(diào)節(jié)肺免疫功能的作用。當(dāng)發(fā)生肺纖維化時，Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞大量再生，導(dǎo)致SP-A和SP-D合成增加。由于肺泡損傷，通透性增加，SP-A和SP-D便由損傷的肺部進(jìn)入血液循環(huán)，從而成為肺損傷的血清生物標(biāo)志物。

Samukawa等[19]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組和肺癌患者相比，IPF患者血清中SP-A和SP-D的水平明顯升高，充分證明了SP-A和SP-D在診斷肺纖維化方面的意義。某研究發(fā)現(xiàn)血液中SP-A的水平在預(yù)測IPF死亡率和疾病進(jìn)展方面具有很好的價值[20]。SP-A水平高的患者1年存活率比SP-A水平較低的明顯下降。Zhang等[21]對暴露于二氧化硅大鼠肺組織和BALF中SP-D水平的動態(tài)變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在暴露后的第7、14和21天，BALF中SP-D的含量與對照組相比都明顯升高，且隨著暴露時間的延長，SP-D水平先升高再降低。因此，SP-A和SP-D可以作為肺纖維化的生物標(biāo)志物，監(jiān)測肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

綜上所述, KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D在診斷肺纖維化方面具有各自重要的作用,但都有其各自的局限性，如KL-6診斷ILDs的特異性和靈敏性最好，而SP-A在對IPF和其他ILD鑒別方面具有優(yōu)勢，因此需要將這三種標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合檢測，從而達(dá)到診斷肺纖維化的最佳效果。陳淑云等[22]通過對其他幾種腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，從而提高了診斷非小細(xì)胞肺癌的敏感性和特異性。而有研究發(fā)現(xiàn)KL-6與非小細(xì)胞肺癌也有一定的關(guān)聯(lián)。Woenckhaus等[23]通過檢測KL-6在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)，證實(shí)了KL-6的異常與肺癌患者的預(yù)后不良有關(guān)，從而提出KL-6可以作為非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后的標(biāo)志物。Them等[24]發(fā)現(xiàn)治療前血清YKL-40水平較高的非小細(xì)胞肺癌患者中位生存期縮短，經(jīng)過多因素分析表明，治療前血清中YKL-40水平是非小細(xì)胞肺癌的獨(dú)立預(yù)后因素?？傊?，KL-6和YKL-40雖然在腫瘤方面也具有重要的作用，但一般都是作為預(yù)后因素，而它們在診斷肺纖維化方面的意義則非常重要。但KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D并非肺纖維化的特異性標(biāo)志物，這需要我們進(jìn)一步研究它們在肺纖維化發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制，從而能被更好地運(yùn)用于臨床。

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(2014-12-25收稿 2015-03-09修回)

(責(zé)任編輯 武建虎)

國家自然基金面上項(xiàng)目(81273048)，天津市應(yīng)用基礎(chǔ)面上項(xiàng)目(11JCYBJC12600)，武警后勤學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(WHK201203)

李歡歡，碩士研究生，E-mail: qihangweimeng@126.com

300162 天津, 武警后勤學(xué)院：1.附屬醫(yī)院呼吸與重癥醫(yī)學(xué)科，3.救援醫(yī)學(xué)系部隊(duì)衛(wèi)生學(xué)教研室；2.121000 錦州,遼寧醫(yī)學(xué)院研究生院

魏路清，E-mail:luqing-wei@163.com

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