肺泡上皮來源的血清標志物對肺纖維化的診斷價值

李歡歡，高宏生 綜述 魏路清 審校

肺泡上皮來源的血清標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；生物標志物

間質性肺疾病(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、進行性纖維化疾病，預后很差，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呈逐年上升趨勢。肺纖維化是一種進行性、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)、肺功能以及相應的臨床表現等，尚無理想的血清學指標[3]。該類疾病診斷困難且一經診斷即處于晚期階段，不可逆轉，中位生存期只有2～3年[4]。因此，對肺纖維化患者進行早期診斷顯得尤為重要，尋找診斷肺纖維化的生物標志物已成為亟待解決的問題。筆者對肺泡上皮細胞來源的幾種蛋白KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D在肺纖維化診斷方面的研究進展進行綜述。

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。它主要表達于Ⅱ型肺泡上皮細胞(AECs)，尤其是在增殖、再生和受損的Ⅱ型AECs中出現高表達。KL-6最初作為腫瘤的血清生物標志物，但隨后的研究發(fā)現它也是ILD的生物標志物，而且KL-6升高的程度與ILD的病變范圍密切相關[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]。

當肺受到損傷后，成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化，后者會促使肺泡上皮細胞損傷或凋亡，使肺泡上皮細胞持續(xù)受損并抑制上皮再生。KL-6能夠促進肺成纖維細胞增殖并抑制其凋亡。一項研究表明，KL-6與肺損傷具有直接的關系[8],其作用機制是肺損傷時，再生的Ⅱ型肺泡上皮細胞分泌KL-6，使肺泡液中KL-6的水平明顯增加，隨后從肺泡滲透進入血液，血清的 KL-6水平隨之升高，且肺纖維化越嚴重，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KL-6水平與肺纖維化程度呈正相關。在另一項研究中，與對照組相比，間質性肺炎患者血清和BALF中KL-6的水平升高[10]。韓文銘等[11]發(fā)現慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺間質纖維化( 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)計學差異，這說明KL-6與COPD沒有直接的關系，而是肺纖維化特異性地產生了KL-6。Nobuhisa等[12]研究發(fā)現在多種ILD中，70%～100%的患者血清中KL-6的表達升高。肝細胞生長因子(HGF)可以促進肺泡上皮細胞增生，阻止其發(fā)生細胞凋亡并抑制上皮細胞向肌成纖維細胞轉化，在肺泡內穩(wěn)態(tài)方面起到關鍵作用[13]。Xu等[14]研究結果表明，損傷的肺泡上皮細胞會釋放KL-6，從而促進成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化，同時促進Ⅰ型和Ⅲ型膠原表達增加，并抑制HGF的產生。說明了KL-6在上皮-間充質相互作用中的關鍵作用，提示KL-6會促進ILD發(fā)生纖維化，但是KL-6對成纖維細胞的作用機制仍需進一步研究。近期一項研究用ELISA法對IPF患者血清中KL-6的水平進行了檢測，發(fā)現發(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預測急性加重的敏感性、特異性、準確性和似然比分別是92%、61%、 66%和2.36；在經過調整年齡、性別、吸煙史和肺活量因素的多變量分析后，發(fā)現基線血清KL-6水平是急性加重的獨立預測因素[15]。綜上所述，KL-6在診斷肺纖維化方面具有獨特的優(yōu)勢，有望成為診斷肺纖維化的簡便、靈敏、特異的生物標志物。

2 YKL-40

YKL-40(shell enzyme 3 analogue protein1)是新近發(fā)現的殼質酶類似物蛋白,參與多種疾病的炎性反應、組織結構重塑等病理過程。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。許多種類的炎性細胞如中性粒細胞、巨噬細胞和分化中的單核細胞都會內源性表達YKL-40，它是由人類骨肉瘤細胞株MG63大量分泌而發(fā)現的，而BRP-39是在小鼠乳腺癌細胞中發(fā)現的[16]。Du等[17]發(fā)現在博來霉素誘發(fā)的肺纖維化大鼠的肺組織中，BRP-39 表達的越多，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)肺纖維化的進程，BRP-39蛋白水平增高以及氣管內給予博來霉素建立肺纖維化模型時會加重肺纖維化。Western blot 的結果顯示BRP-39和轉化生長因子β1(TGF-β1)在不同組中的表達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的表達水平也會增高，因此BRP-39的作用機制可能是通過TGF-β1的調節(jié)而實現的。一項研究發(fā)現，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[18]，提示可以通過檢測YKL-40的表達來監(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胞產生，具有主動防御和調節(jié)肺免疫功能的作用。當發(fā)生肺纖維化時，Ⅱ型肺泡上皮細胞大量再生，導致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便由損傷的肺部進入血液循環(huán)，從而成為肺損傷的血清生物標志物。

Samukawa等[19]研究發(fā)現，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)現血液中SP-A的水平在預測IPF死亡率和疾病進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)變化進行了研究，發(fā)現在暴露后的第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志物進行聯合檢測，從而達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志物進行聯合應用，從而提高了診斷非小細胞肺癌的敏感性和特異性。而有研究發(fā)現KL-6與非小細胞肺癌也有一定的關聯。Woenckhaus等[23]通過檢測KL-6在非小細胞肺癌中的表達，證實了KL-6的異常與肺癌患者的預后不良有關，從而提出KL-6可以作為非小細胞肺癌患者預后的標志物。Them等[24]發(fā)現治療前血清YKL-40水平較高的非小細胞肺癌患者中位生存期縮短，經過多因素分析表明，治療前血清中YKL-40水平是非小細胞肺癌的獨立預后因素?？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志物，這需要我們進一步研究它們在肺纖維化發(fā)生發(fā)展中的機制，從而能被更好地運用于臨床。

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(2014-12-25收稿 2015-03-09修回)

(責任編輯 武建虎)

國家自然基金面上項目(81273048)，天津市應用基礎面上項目(11JCYBJC12600)，武警后勤學院重點實驗室基金(WHK201203)

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

300162 天津, 武警后勤學院：1.附屬醫(yī)院呼吸與重癥醫(yī)學科，3.救援醫(yī)學系部隊衛(wèi)生學教研室；2.121000 錦州,遼寧醫(yī)學院研究生院

魏路清，E-mail:luqing-wei@163.com

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