特發(fā)性肺纖維化預(yù)后相關(guān)生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

袁殷茹++++++張敏

[摘要] 特發(fā)性肺纖維化（IPF）是一種致死性疾病。其發(fā)病率高，總體預(yù)后差，自然病程差異很大，目前缺乏有效的治療手段。近年來，IPF生物標(biāo)志物已成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。良好的預(yù)后生物標(biāo)志物可以協(xié)助判斷疾病的結(jié)局，預(yù)測疾病的轉(zhuǎn)歸?；蜃儺惾鏜UC5B、TLR3與患者預(yù)后相關(guān)；淋巴細(xì)胞染色體端粒長度縮短與患者生存率存在一定的相關(guān)性；血清中KL-6、SP-A、SP-D、MMP7和CXCL13水平升高提示患者預(yù)后差。目前IPF預(yù)后相關(guān)的生物標(biāo)志物研究已取得不少成果，本文就IPF預(yù)后生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞] 特發(fā)性肺纖維化；預(yù)后；生物標(biāo)志物；基因組學(xué)；血清蛋白學(xué)

[中圖分類號] R563 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）02（b）-0031-04

[Abstract] Idiopathic pulmonary fibrosis （IPF） is a fatal lung disease， associated with high morbidity and poor prognosis， and the clinical course is highly variable. At present， there is no effective treatment for this disease. In recent years， biomarkers for IPF has become a hot research topic. Good prognostic biomarkers would be contributed to estimate the finality and predict the prognosis of this disease. Patients carry with genovariation such as MUC5B and TLR3 have relation with the prognosis of the disease. Short telomere length has a certain correlation with survival rate in IPF. The increased serum levels of several proteins including KL-6， SP-A， SP-D， MMP7 and CXCL13 have been associated with poor outcome. This article aims to provide an overview of recent developments in prognostic biomarkers for IPF.

[Key words] Idiopathic pulmonary fibrosis； Prognosis； Biomarker； Genomics； Serum proteomics

特發(fā)性肺纖維化（IPF）是一種病因不明、慢性、進(jìn)行性致纖維化的間質(zhì)性肺炎。其發(fā)病率高、自然病程差異很大，中位生存期為3～5年[1]，總體預(yù)后差。因此早期發(fā)現(xiàn)、診斷、評估和干預(yù)對改善患者生存質(zhì)量和預(yù)后具有重要意義。生物學(xué)標(biāo)志物被定義為“可用于客觀地判斷和評價(jià)人體生理過程、病理過程及對治療后藥理反應(yīng)的一些特征量”。隨著IPF研究的深入，相關(guān)的生物標(biāo)志物逐漸引起人們關(guān)注，并成為基礎(chǔ)和臨床研究的熱點(diǎn)之一，人們迫切希望能發(fā)現(xiàn)有明確意義且簡單、安全的IPF生物標(biāo)志物，以助于早期發(fā)現(xiàn)易感人群、促進(jìn)治療藥物的研發(fā)、提高對疾病預(yù)后的預(yù)測性及提供治療建議。臨床表現(xiàn)和生理學(xué)參數(shù)是目前臨床常用的預(yù)測IPF患者預(yù)后的指標(biāo)，但仍有其局限性，因此良好的預(yù)后生物標(biāo)志物可以協(xié)助判斷疾病的結(jié)局，預(yù)測疾病的轉(zhuǎn)歸。筆者從基因組學(xué)和血清蛋白學(xué)兩個(gè)方面，就近年來有關(guān)預(yù)測IPF預(yù)后的生物標(biāo)志物研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 基因組學(xué)

1.1 黏蛋白5B（MUC5B）

MUC5B基因編碼MUC5B。MUC5B是一種分泌型蛋白，主要由呼吸道遠(yuǎn)端氣道黏膜下黏液腺細(xì)胞產(chǎn)生，其主要作用是影響氣道黏液的流變特性、氣道黏膜纖毛的擺動(dòng)及氣道天然宿主防御功能[2]。研究發(fā)現(xiàn)，MUC5B啟動(dòng)子的多態(tài)性不僅可作為IPF易感性的指標(biāo)，也可以反映IPF的預(yù)后。Seibold等[3]應(yīng)用全基因組連鎖掃描及精確定位的方法發(fā)現(xiàn)，MUC5B轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游rs35705950單核苷酸多態(tài)性與IPF的發(fā)病具有較強(qiáng)的相關(guān)性。Jiang等[4]以中國漢族人群為研究對象，通過比較IPF患者與健康對照人群的基因型，發(fā)現(xiàn)MUC5B中的單核苷酸多態(tài)性rs35705950與IPF患者FVC及DLco的下降具有重要的相關(guān)性，對患者進(jìn)行了連續(xù)5年的隨訪發(fā)現(xiàn)，攜帶有單核苷酸多態(tài)性rs35705950最小等位基因的患者死亡率上升。與之相反的是，Peljto等[5]研究發(fā)現(xiàn)，MUC5B啟動(dòng)子基因多態(tài)性rs35705950與IPF患者的生存改善顯著相關(guān)。研究者也表示目前尚不知道MUC5B rs35705950多態(tài)性為什么有助于改善IPF患者的生存，但這些結(jié)果提示，攜帶MUC5B啟動(dòng)子基因多態(tài)性的IPF患者可能意味著一個(gè)特異的病理學(xué)進(jìn)程，包含更高的疾病易感性和更長的生存期。因此，目前的研究結(jié)果表明，MUC5B rs35705950單核苷酸多態(tài)性與IPF預(yù)后相關(guān)，但在預(yù)測結(jié)果方面存在爭議，仍需要在不同種族人群中進(jìn)行大規(guī)模、深入地調(diào)查研究。

1.2 端粒長度

端粒是位于線性染色體的末端、由多個(gè)重復(fù)的DNA序列所形成的一種特殊蛋白質(zhì)，其主要功能是保護(hù)染色體的完整性和穩(wěn)定性。端粒酶是一種能夠刺激DNA合成、維持端粒長度的蛋白質(zhì)。端粒酶包含兩個(gè)重要的核心組件，端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（TERT）和端粒酶RNA元件（TERC）。端粒酶的減少導(dǎo)致端粒長度加速縮短，最終導(dǎo)致器官功能衰竭[6-7]。Dai等[8]通過檢測IPF患者外周血淋巴細(xì)胞端粒長度、TERT和TERC發(fā)現(xiàn)，攜帶有TERT/TERC突變的患者端粒長度明顯短于未攜帶TERT/TERC突變的患者。排除了年齡、性別等因素對端粒長度的影響，該作者對94名已確診的IPF患者進(jìn)行長期隨訪發(fā)現(xiàn)，死亡組患者淋巴細(xì)胞的端粒長度明顯短于幸存者，與同年齡組的幸存者相比，死亡組患者染色體端粒長度下降的斜率較幸存者更大[9]。以上研究提示，淋巴細(xì)胞染色體端粒長度與IPF生存率相關(guān)。

1.3 Toll樣受體3（TLR3）

TLR3是Toll樣蛋白超家族中的一員，它能夠識(shí)別病毒的雙鏈RNA、調(diào)節(jié)促炎反應(yīng)及產(chǎn)生Ⅰ型干擾素（IFN-Ⅰ），是先天性免疫的主要組成部分[10-11]。近期，有研究者從TLR3基因上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)功能性的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)——Leu412Phe（TLR3 L412F，rs3775291）[12]。通過兩組相互獨(dú)立的IPF患者隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，TLR3 L412F多態(tài)性極大提高了患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)，并加快了FVC下降的速度。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，攜帶有TLR3 L412F突變的成纖維細(xì)胞，NF-κB和IRF3產(chǎn)生減少及功能下降，而纖維增殖反應(yīng)升高。研究者由此分析，TLR3 L412F多態(tài)性影響了TLR3正常功能，導(dǎo)致其功能失調(diào)，從而促進(jìn)了IPF病情進(jìn)展。上述研究結(jié)果提示，TLR3 L412F多態(tài)性與IPF患者死亡率及病情進(jìn)展相關(guān)，但目前相關(guān)研究尚少，需要更多的臨床研究證實(shí)。

2 血清蛋白學(xué)

2.1 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）7

MMP是一種Zn2+依賴性內(nèi)肽酶，主要參與細(xì)胞外基質(zhì)的降解和重建。MMP7是MMP家族中重要一員[13]。目前已有許多研究證實(shí)，MMP7能對IPF患者進(jìn)行預(yù)后評估。Tzouvelekis等[14]研究發(fā)現(xiàn)，MMP7在IPF患者血清中水平明顯高于健康人群，當(dāng)血漿中水平高達(dá)12.1 ng/mL時(shí)，其對死亡率及肺移植患者的生存率具有重要的預(yù)測作用。此外，MMP7在血漿中水平與包括年齡、性別、FVC、DLco在內(nèi)的死亡風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)（GAP）呈正相關(guān)。Richards等[15]通過檢測241名IPF患者血漿中MMP7的濃度，并進(jìn)行長期隨訪發(fā)現(xiàn)，MMP7水平較低者，中位生存期約為4年，而MMP7水平較高者（>4.3 ng/mL），中位生存期僅約2年。這些研究結(jié)果均表明，MMP7血漿濃度與IPF患者死亡率明顯相關(guān)，其有潛力成為IPF良好的預(yù)后生物標(biāo)志物。

2.2 Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞表面抗原（KL-6）

KL-6屬于人類MUC1黏蛋白家族，正常情況下主要表達(dá)于Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞和細(xì)支氣管上皮細(xì)胞，當(dāng)Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞受損時(shí)，KL-6分泌增多，并從Ⅱ型上皮細(xì)胞脫落進(jìn)入肺泡腔及血液循環(huán)中[16]。近年來有大量研究結(jié)果證實(shí)，高濃度KL-6可以預(yù)測IPF生存率。Satoh等[17]通過對IPF患者進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)58例死于呼吸衰竭，死亡組與幸存組患者DLco/VA比值未見明顯差別，而死亡患者血清KL-6水平則明顯高于幸存者。Yokoyama等[18]對27名IPF患者進(jìn)行了為期3年的隨訪發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者血清KL-6濃度> 1000 U/mL時(shí)，3年的病死率顯著升高。雖然大多數(shù)的研究受限于隊(duì)列人數(shù)少和缺乏重復(fù)，但結(jié)果高度一致，均表明血漿中KL-6水平與患者生存率高度相關(guān)。因此，KL-6血漿濃度未來有可能成為一種良好的IPF預(yù)后標(biāo)志物。

2.3 表面活性蛋白（SP）-A和-D

SP-A和SP-D是由Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞及克氏細(xì)胞分泌的一種親水性蛋白，主要分布于肺泡表面，血清中的SP-A及SP-D主要來自于肺組織[19]。首次診斷IPF的患者血清中SP-A濃度與患者的病死率有極大的相關(guān)性，Kinder等[20]在一項(xiàng)臨床研究中發(fā)現(xiàn)，血清中SP-A濃度每增加49 μg/L，患者1年內(nèi)的死亡風(fēng)險(xiǎn)增加3.3倍，該研究同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，血清SP-D濃度變化與患者病死率無相關(guān)性。相反，Takahashi等[21]以血清中SP-D濃度的中位數(shù)253 ng/mL為界限將82名IPF患者分為兩組，濃度≥ 253 ng/mL的患者生存率明顯低于濃度<該閾值的患者，而當(dāng)以血清中SP-A濃度的中位數(shù)83.5 ng/mL為界限將患者分為兩組時(shí)，SP-A濃度的高低與IPF患者病死率并無明顯相關(guān)性。Greene等[22]研究則發(fā)現(xiàn)，血清SP-A和SP-D濃度均可用于評估IPF患者的預(yù)后，而從AIC信息量準(zhǔn)則法來看，SP-D在評估IPF患者的預(yù)后上似乎更優(yōu)于SP-A。盡管目前研究就SP-A與SP-D哪個(gè)更適合預(yù)測IPF患者生存率這一問題上存在一定爭議，但兩者血清濃度作為患者生存時(shí)間的一個(gè)獨(dú)立預(yù)測因素仍得到大多數(shù)研究者認(rèn)可。

2.4 骨膜蛋白

骨膜蛋白是一種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，它能與Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型膠原蛋白、纖連蛋白、腱糖蛋白C等細(xì)胞外基質(zhì)蛋白相互作用，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的浸潤與收縮。Okamoto等[23]研究發(fā)現(xiàn)，IPF患者血清骨膜蛋白濃度明顯高于隱源性機(jī)化性肺炎組及正常對照組，血清骨膜蛋白濃度與IPF患者6個(gè)月內(nèi)VC和DLco的變化呈顯著負(fù)相關(guān)。Naik等[24]對54名IPF患者進(jìn)行了為期48周的臨床隨訪，同樣發(fā)現(xiàn)血清骨膜蛋白水平對IPF患者48周內(nèi)疾病的進(jìn)展程度有預(yù)測作用。肺功能的變化與患者的生存率密切相關(guān)，Tajiri等[25]在上述研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深入探討，發(fā)現(xiàn)IPF患者血清骨膜蛋白水平越高，其生存期則越短。上述研究結(jié)果表明，血清骨膜蛋白水平與疾病進(jìn)展及預(yù)后相關(guān)，但目前相關(guān)研究成果較少，尚需要更多的臨床研究證實(shí)。

2.5 趨化因子13（CXCL13）和趨化因子配體18（CCL18）

CXCL13是由基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的一種細(xì)胞因子，炎癥反應(yīng)時(shí)在B細(xì)胞向炎癥病灶的歸巢中起著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，IPF患者血清CXCL13水平明顯高于COPD組及正常對照組，IPF合并肺動(dòng)脈高壓或IPF急性加重期時(shí)血清CXCL13水平則更高[26]。血清CXCL13水平越高，其病死率或因IPF急性發(fā)作需急行肺移植治療的概率也相應(yīng)增高。也有研究發(fā)現(xiàn)，血清CXCL13水平與呼吸困難評分呈正相關(guān)，而與DLco呈負(fù)相關(guān)[27]。CCL18主要是由巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞分泌的小分子蛋白質(zhì)，人體中的CCL18主要由肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，CCL18可以刺激肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白。Prasse等[28]在一項(xiàng)72例IPF患者的前瞻性隊(duì)列研究中，發(fā)現(xiàn)生存率和CCL18基礎(chǔ)濃度有明顯相關(guān)性，血清CCL18濃度超過150 μg/L的患者病死率明顯增高，高血清CCL18濃度組中有更高的疾病進(jìn)展發(fā)生率。上述研究結(jié)果提示，血清CXCL13和CCL18水平可以預(yù)測IPF的預(yù)后。

綜上所述，IPF預(yù)后相關(guān)的生物標(biāo)志物研究已經(jīng)取得了不少進(jìn)展，但目前能夠得到廣泛認(rèn)可并應(yīng)用于臨床的生物標(biāo)志物仍然寥寥無幾，且研究中關(guān)于某些生物標(biāo)志物對IPF疾病的預(yù)后指示作用尚存在一定爭議。近年來，也有一些研究發(fā)現(xiàn)，兩項(xiàng)或多項(xiàng)生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用或許能提高對疾病進(jìn)展的預(yù)測價(jià)值，但目前相關(guān)研究仍較少，可重復(fù)性也比較低，同樣未能得到廣泛的臨床認(rèn)可。可以說，IPF預(yù)后相關(guān)生物標(biāo)志物的研究還處于初級階段，仍需要基礎(chǔ)與臨床研究者們通力合作，繼續(xù)努力，進(jìn)一步深入研究。

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