李周雷 譚婉紅 孟霽昕 黃思韻 陳仲本

纖維化的生物標志物和預(yù)測因子：克羅恩病的潛在誘發(fā)機制

纖維化是一個復(fù)雜的過程：遺傳和表觀遺傳因素、蛋白質(zhì)和組織細胞都在該過程的發(fā)展中扮演重要的角色［1,2］。盡管生物標志物用于評估和量化腸道纖維化的機制尚不明確，但有證據(jù)顯示：生物標記物仍有望成為無創(chuàng)性成像技術(shù)用于鑒別診斷克羅恩病（Crohn’s disease，CD）的重要生物標靶［3］。

其中Abreu 等［4］確定了NOD2 基因變異與纖維化狹窄之間的顯著關(guān)聯(lián)（P=0.001）。46%的纖維狹窄疾病患者攜帶至少1 個NOD2 相關(guān)的等位基因，而無纖維化狹窄的患者中僅23.5%。Sadler 等［5］對WNT2B、PTGIS 和PTGDS 三個基因進行測序，結(jié)果表明這三個基因的甲基化變異與存在纖維化的人腸成纖維細胞中的基因表達呈負相關(guān)。WNT2B 信號通路在肺和腎等許多器官的纖維化中都扮演一定的角色，其在CD 纖維化中的基因變異是一個新發(fā)現(xiàn)［5］。另外，一項小數(shù)據(jù)量的研究對37 名纖維化狹窄的CD 患者和18 名對照組的透壁活檢樣品進行分析，出現(xiàn)腸狹窄的CD 患者腸組織中轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1、CTGF、Collagen-1α 和BMP-7 的表達顯著增高（P＜0.05）［6］。

除了基因及表觀遺傳機制被證明與腸纖維化相關(guān)之外，在纖維化狹窄性CD 患者的血清和黏膜中還發(fā)現(xiàn)了幾種標志物［7-9］。其中，血漿纖連蛋白［7］、YKL-40［8］、堿性成纖維細胞生長因子和血管內(nèi)皮生長因子［9］都是與腸纖維化相關(guān)的潛在生物標志物。最近，隨著基因和表觀遺傳學(xué)的進步越來越多的因素被證明與纖維化發(fā)展相關(guān)，成為CD 纖維化潛在的標志物［7-9］。例如Nijhuis 等［10］對CD 患者非狹窄區(qū)域與狹窄區(qū)覆蓋黏膜進行測序，對比了與心臟、肝臟和肺纖維化有關(guān)的microRNA（miR）-29a、miR-29b 和miR-29c 的表達，并發(fā)現(xiàn)與CD 患者的非狹窄區(qū)域相比，CD 患者狹窄區(qū)域的黏膜中miR-29 家族顯著下調(diào)［10］。最近的研究表明軟骨寡聚基質(zhì)蛋白和肝細胞生長因子激酶都是潛在的纖維化生物標志物［11］，有望在不久的將來發(fā)揮潛在作用［2,12］。

目前，雖然這些標志物均未經(jīng)過臨床實踐驗證。然而，所有結(jié)果都明確表明其具有早期篩查風(fēng)險或評估纖維化的潛能，有望在不久的將來應(yīng)用于CD 患者纖維化的精準治療［13］。

PET 和SPECT 成像技術(shù)在IBD 中的應(yīng)用

正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission tomography，PET）和單光子發(fā)射計算機斷層掃描（single photon emission computed tomography，SPECT）聯(lián)合MRI 或CT 的多模態(tài)成像模式可提供功能及解剖位置信息［14］。迄今為止，用于炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）診斷的放射性藥物大多數(shù)與炎癥相關(guān)，如锝（99mTc）、銦（111In）和氟（18F）是最常用的用于IBD 診斷的放射性核素［14］。SPECT 炎性成像主要使用放射性標記的自體白細胞（white blood cell，WBC），如99mTc-HMPAO（六甲基丙烯胺肟）或111In-oxine［15-20］。Stathaki等［15］證明99mTc-HMPAO-WBC 可成功檢測腸道病變和評估疾病活動，敏感度95%～100%，特異度85%～100%，符合率92%～100%。

Kerry 等［21］研究了99mTc-Leukoscan（放射性標記的單克隆Fab 抗體片段），可通過靶向粒細胞表面的糖蛋白檢測IBD 患者的炎性征象。研究表明趨化因子CXCL8 靶向CXCL8 受體（CXCR1 和CXCR2），并參與將免疫細胞募集到炎癥部位［22］。最近，Aarntzen 等［22］證明了IBD 患者在發(fā)作期間腸道病變中99mTc-CXCL8 的攝取更高。SPECT 顯示出比內(nèi)窺鏡檢查更高的準確率和敏感度，但其特異度較低。另外，123I-IL2 和99mTc-IL2 的使用也已在CD 患者中進行了測試［23,24］。

由于PET 成像技術(shù)提高了空間分辨率，通常其顯像質(zhì)量優(yōu)于SPECT［14］。迄今為止，放射性標記的葡萄糖類似物2-deoxy-2-［18F］fluoro-D-glucose（18F-FDG）是唯一用于IBD診斷的放射性顯像劑［25-30］。

然而，由于MRI 在解剖細節(jié)和軟組織對比度方面優(yōu)勢明顯，因此與PET/CT 相比，PET/MRI 成像更優(yōu)，其能最大限度地減少由于腸蠕動引起的偽影，并顯著減少20%～73%電離輻射［31,32］。

當(dāng)18F-FDG PET 結(jié)合CT 或MRI 的多模態(tài)成像將大大提高IBD 臨床管理的效能。然而，18F-FDG 是一種非特異性放射性示蹤劑，無法區(qū)分感染、炎癥和腫瘤疾病。此外，正常的生理活動，如肌肉層的蠕動、細菌攝取、管腔內(nèi)容物或黏膜內(nèi)的淋巴組織等都可能導(dǎo)致18F-FDG 的假陽性。因此，18F-FDG PET 在IBD 診療時仍存在一定缺陷［33,34］。

PET 成像與纖維化

SPECT 和PET 成像技術(shù)也在臨床前研究中被證實具有顯示纖維化的分子成像潛能。Li 等［35］報告了使用99mTc標記的環(huán)狀五肽（arginine-glycine-aspartic acid，RGD）SPECT顯像劑對纖維化大鼠的肝星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）進行成像。證實RGD 在肝纖維化組織中表達上調(diào)，且與αvβ3 整聯(lián)蛋白具有高結(jié)合親和力［36,37］。同樣的，PET/CT 也被用于靶向肝纖維化中轉(zhuǎn)位蛋白（translocator protein，TSPO）進行成像。TSPO 是一種生物標志物，在巨噬細胞和HSC 細胞中有表達。研究表明，TSPO 特異性放射性示蹤劑18F-FEDAC 的攝取與大鼠肝臟纖維化的損傷程度密切相關(guān)［38］。

在肺纖維化中，整合素靶向性示蹤劑18F-Fluciclatide被用作PET 對比劑，它與整合素αvβ3 和αvβ5 具有高親和性，后者在內(nèi)皮細胞和肌成纖維細胞中存在過表達；在許多病理條件下，如纖維化和癌癥中也存在過表達［39］。由于整合素的過表達在成纖維細胞分化為內(nèi)皮細胞過程中起重要作用，因此該技術(shù)具有對腸纖維化中早期的成纖維細胞分化實現(xiàn)可視化和量化的潛力［40］。

另一種分子顯像劑是靶向膠原的PET 探針68Ga-CBP8，是MRI 纖維化探針EP-3533 的類似物［41-44］。其被證實可成功檢測博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠模型的肺纖維化［45］，且顯示出對肺纖維化的高特異性和高靶背景比。

應(yīng)用前景

目前可用于診斷技術(shù)和臨床試驗中的替代終點的敏感性和特異性相對較低，以及相對缺乏無創(chuàng)的和縱向評估纖維化的工具和技術(shù)等也是臨床研究進展緩慢的部分原因。

未來，這些問題有望通過可識別纖維化的敏感且特異的生物標志物來解決。理想情況下，這些生物標志物應(yīng)該盡可能簡便且無創(chuàng)的對纖維化進行定性和定量。這將實現(xiàn)對纖維化更準確地監(jiān)測，并促進新療法的臨床轉(zhuǎn)化（例如征募適合不同療法患者，并對治療效果進行監(jiān)測）。因此，開發(fā)用于無創(chuàng)成像的探針和技術(shù)將對腸纖維化的診療具有重要意義。