特發(fā)性肺纖維化血清蛋白標(biāo)志物近年研究概況※

郭閃閃 余學(xué)慶

（1 河南中醫(yī)藥大學(xué)，河南 鄭州 450046；2 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸科，河南 鄭州 450000）

特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是肺部的慢性、進(jìn)展性、不可逆轉(zhuǎn)性、使人衰弱的組織纖維化疾病，任其發(fā)展，最終將造成肺部呼吸衰竭，直至死亡。IPF 主要集中于中年男性人群中，包含普通型間質(zhì)性肺炎（UIP）組織病理學(xué)的特征，多有彌漫性肺間質(zhì)纖維化、輕度肺部炎癥，伴隨出現(xiàn)成纖維細(xì)胞灶與正常肺組織、大量增生沉積的細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）、蜂窩組織等［1-2］。肺間質(zhì)性纖維化初期表現(xiàn)多見肺泡炎癥，包括見多種的細(xì)胞因子滲出及大量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，晚期見大量的成纖維細(xì)胞增生及沉積膠原，進(jìn)而逐漸發(fā)展成不可逆轉(zhuǎn)的肺部間質(zhì)性的纖維化性疾病。美國(guó)一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，IPF 患者男性年發(fā)病率為10.7/10 萬(wàn)人，女性年發(fā)病率為7.4/10 萬(wàn)人［3］。一個(gè)大規(guī)模的美國(guó)健康保險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)推算，IPF 的年發(fā)病率為（6.8～16.3）/10 萬(wàn)［4］。多種研究表明IPF 的年發(fā)病率高，但是因其發(fā)病機(jī)制不明確，診療無(wú)法得到保證，IPF 患者確診后平均生存時(shí)間只有3～5 年［4-5］，常見的死因是IPF 急性惡化、呼吸衰竭、肺動(dòng)脈高壓、肺栓塞等。目前IPF 的診斷主要依靠HRCT 和侵入性手術(shù)肺活檢，臨床上由于需要考慮合并癥、嚴(yán)重的功能障礙、高齡等因素，使得我們亟待尋到更合適的方法來(lái)輔助IPF 疾病的診斷。近年來(lái)，不少國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者紛紛關(guān)注血清蛋白生物標(biāo)志物在IPF 診治中的作用，因此了解血清蛋白生物標(biāo)志物非常必要。文中主要回顧了IPF 患者血清蛋白生物標(biāo)志物的最新進(jìn)展及其在IPF 中的預(yù)后作用。

1 與肺泡上皮細(xì)胞功能障礙有關(guān)的生物標(biāo)志物

KL-6 是一種類似于黏蛋白性質(zhì)的大分子量糖蛋白，是人類MUC1 黏蛋白家族中成員之一。KL-6 主要表達(dá)于肺泡上皮細(xì)胞表面膜層，另外還表現(xiàn)在Ⅱ型肺泡與細(xì)支氣管的上皮細(xì)胞，在正常肺組織中，血清KL-6 分泌較少，一旦Ⅱ型肺泡或細(xì)支氣管上皮細(xì)胞受損，便會(huì)分泌增加，出現(xiàn)大量的KL-6，并從Ⅱ型上皮細(xì)胞脫落后開始釋放進(jìn)至肺泡腔和血液的循環(huán)中［6］。就目前的研究顯示，高水平的KL-6 能夠預(yù)估IPF 患者的存活時(shí)間。Satoh等［7］隨訪調(diào)查研究IPF 患者發(fā)現(xiàn)有58 例是死于呼吸衰竭，就DLCO/VA 比值而言，死亡組與幸存組比較無(wú)顯著差異，但死亡組血清KL-6 水平顯著高于幸活組。Yokoyama 等［8］發(fā)現(xiàn)，27 名IPF 患者的3 年隨訪顯示血清KL-6 濃度為1000 U/mL。最近發(fā)現(xiàn)的回顧性研究顯示，6 個(gè)月間隔的IPF 患者即使調(diào)整肺功能參數(shù)和KL6 后基線濃度［9-10］，隨著血清KL-6 濃度的增加，死亡率持續(xù)上升。研究發(fā)現(xiàn)血清KL-6 的相關(guān)研究多為小樣本量且存在缺乏重復(fù)隊(duì)列研究的問(wèn)題，然而這些研究結(jié)果一致顯示血清KL-6 水平與IPF 患者的存活高度相關(guān)。因此，血清KL-6 可能是IPF 預(yù)后以及觀察檢測(cè)性標(biāo)志物。

2 表面活性蛋白

SP-A 和SP-D：它是由Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞和Krebs 細(xì)胞分泌的一種親水性蛋白質(zhì)，主要用于促進(jìn)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和功能，減少SCRIPT ng 蛋白在肺泡表面的穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)定ER、AECⅡ和血清中SP 的細(xì)胞增殖和張力，并防止肺塌陷。另外還參與防御宿主終端氣道感染因子［11-12］。肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞主要參與表面活性劑攝取、分解及二次利用。蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組分被內(nèi)吞，經(jīng)中央液泡系統(tǒng)分至溶酶體進(jìn)行降解，或分到層狀細(xì)胞器再分泌［12］。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）和細(xì)胞溶膠中SP 累積造成ER 的慢性應(yīng)激，在AECIIs 凋亡和肺部纖維化過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用［12-14］。顯然這些表面活性蛋白主要存在于肺泡表面上，血清SP-A、SP-D基本上源自于肺組織［15］。首發(fā)IPF 患者的血清SP-A 濃度與其死亡率相關(guān)。Kinder 等［16］研究發(fā)現(xiàn)，血清SP-A水平每增加49 μg/L，IPF 患者1 年內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)上升3.3倍，血清SP-D 濃度與IPF 的死亡間沒(méi)有顯著關(guān)系。Takahashi 等［17］對(duì)82 名IPF 患者的研究中發(fā)現(xiàn)，血清SPD 水平中位數(shù)是253 ng/mL，水平≥253 ng/mL 是高組，反之是低組，就IPF 患者存活率而言，低組存活率更大；而血清SP-A 中位水平為83.5 ng/mL，則SP-A 水平高低與IPF 死亡率之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。在Greene 等［18］研究中可以看到血清SP-A 和SP-D 水平高低可用于評(píng)估IPF患者的預(yù)后好壞情況，就AIC 信息準(zhǔn)則方法而言，似乎血清SP-D 在評(píng)估IPF 患者的預(yù)后方面更加優(yōu)于血清SPA。從現(xiàn)有的研究可以發(fā)現(xiàn)血清SP-A、SP-D 到底哪個(gè)更能預(yù)測(cè)IPF 患者的生存率尚不清楚，然而許多研究人員相信血清表面活性蛋白水平是可以作為患者生存時(shí)間的一個(gè)獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。

3 趨化因子13 和趨化因子配體18

趨化因子13（CXCL13）和趨化因子配體18（CCL18）：CXCL13 是基質(zhì)細(xì)胞所產(chǎn)生的一種B 細(xì)胞因子，炎癥時(shí)開始作用于肺組織。研究表明，IPF 患者血清CXCL13 水平顯著高于正常對(duì)照組，尤其在IPF 伴肺動(dòng)脈高壓和急性發(fā)作時(shí)升高更明顯［19］，隨著血清CXCL13 的升高，IPF 的病死率或AEIPF 需肺移植治療相應(yīng)增高。同時(shí)有研究顯示，血清CXCL13 水平與呼吸困難評(píng)分呈正相關(guān)、與DLCO 預(yù)測(cè)值呈負(fù)相關(guān)［20］。CCL18 主要是由人骨髓細(xì)胞產(chǎn)生的CC 趨化因子和巨噬細(xì)胞（促纖維化巨噬細(xì)胞）的替代激活標(biāo)記，是巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞和單核細(xì)胞分泌的小分子蛋白質(zhì)。CCL18 在人體內(nèi)主要由肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，刺激肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白。由Prasse 等［21］研究的一項(xiàng)72 例IPF 患者的前瞻性隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)，IPF 患者的生存率明顯受CCL18 的水平影響，當(dāng)IPF 患者血清CCL18 水平超過(guò)150 μg/L 時(shí)，死亡率出現(xiàn)明顯上升。研究表明血清CXCL13、CCL18 能夠監(jiān)測(cè)判斷IPF 患者的預(yù)后情況。

4 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）

MMPs 是參與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的降解和重建的Zn2+依賴性內(nèi)肽酶。研究顯示，MMPs 在IPF 的病例生理學(xué)機(jī)制中起重要的作用［22-23］，而MMP-7 是MMPs 家族中重要的成員［24］。微陣列技術(shù)可以使IPF 患者的外周血及支氣管肺泡灌洗液中的生物標(biāo)志物高表達(dá)，MMP-7 是基質(zhì)金屬蛋白酶其中的一部分，由激活的Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞產(chǎn)生，通過(guò)調(diào)控ECM 代謝，激活或降解生長(zhǎng)因子、趨化因子和細(xì)胞表面受體，促進(jìn)細(xì)胞遷移等在肺纖維化疾病中發(fā)揮重要作用。正常狀態(tài)下MMP-7 分泌較低，組織損傷修復(fù)過(guò)程中分泌明顯增加。研究發(fā)現(xiàn)，MMP-7 可用于評(píng)估IPF 患者的預(yù)后。Tzouvelekis 等［25］發(fā)現(xiàn)，IPF 患者血液中MMP-7 在水平顯著高于健康人，當(dāng)MMP-7 的水平為12.1 ng/mL 時(shí)，能夠預(yù)估IPF 患者的死亡率及肺移植患者的存活率。血液中MMP-7 的水平與死亡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)（GAP）呈正相關(guān)，包括年齡、性別、FVC 和DLCO。Richards 等［26］長(zhǎng)期隨訪241 名IPF 患者發(fā)現(xiàn)，以4.3 ng/mL 為MMP-7 的界限，IPF 患者血清MMP-7 水平高于4.3 ng/mL 者其中位生存期僅2 年，低者中位生存期為4 年。此外，MMP-7 水平似乎與IPF 患者的疾病嚴(yán)重程度有關(guān)聯(lián)：MMP-7 濃度與預(yù)測(cè)強(qiáng)迫肺活量（FVC%）以及預(yù)測(cè)一氧化碳擴(kuò)散能力（DLCO%）的百分比呈負(fù)相關(guān)［27］。擬合模型預(yù)測(cè)血清MMP7 每增加1 ng/mL，DLCO%（P=0.002，r=0.53）下降4.1%，F(xiàn)VC%（P=0.002，r=0.51）下降4.0%。另外MMP-7 水平與IPF 的死亡率及其疾病進(jìn)展的關(guān)系［25，28-29］：在Bosentan 用于間質(zhì)性肺?。˙UILD-3）研究中發(fā)現(xiàn)，MMP-7 基線水平可預(yù)測(cè)早期肺功能惡化，肺功能惡化則會(huì)更早發(fā)現(xiàn)IPF 患者的MMP-7 水平升高［28］，這項(xiàng)研究表明MMP-7 是肺功能衰退和疾病進(jìn)展的可靠預(yù)測(cè)因子。亞臨床ILD 患者血清MMP-7 濃度顯著高于正常對(duì)照組，顯著低于全腹IPF 患者［27］，這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了MMP-7 作為IPF 進(jìn)展的生物標(biāo)志物的有前途的作用。上述結(jié)果表明MMP-7 水平與IPF 患者的死亡率顯著相關(guān)，并且預(yù)期是IPF 的良好預(yù)后生物標(biāo)志物。

5 骨膜蛋白

骨膜蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，其與膠原蛋白Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ、纖連蛋白和糖蛋白C 相互作用以促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的浸潤(rùn)和收縮。Okamoto 等［30］發(fā)現(xiàn)IPF 患者血清Periostin 水平顯著高于其他組。IPF 患者血清骨膜素濃度與VC 及DLCO 在6 個(gè)月內(nèi)的變化呈負(fù)相關(guān)。在54 名IPF患者48 周的隨訪后，Naik 等［31］發(fā)現(xiàn)血清骨膜素水平對(duì)周期中疾病進(jìn)展的程度具有預(yù)測(cè)作用。Tajiri 等［32］進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)肺功能的變化與患者的生存率密切相關(guān)。因此血清骨膜素水平與疾病進(jìn)展和預(yù)后相關(guān)，但目前只有少數(shù)相關(guān)研究結(jié)果可用，需要進(jìn)一步的臨床研究來(lái)證實(shí)其效果。

總之，IPF 相關(guān)的血清蛋白生物標(biāo)志物研究取得了很大進(jìn)展，但目前被廣泛認(rèn)可并于臨床上使用的標(biāo)志物很少，且部分生物標(biāo)志物對(duì)IPF 患者的預(yù)后作用存在爭(zhēng)議，尚需進(jìn)一步研究［33］。這些爭(zhēng)議可能是由于早期研究主要分析小樣本、回顧性研究，并且僅選擇性地檢測(cè)一個(gè)或幾個(gè)感興趣蛋白質(zhì)。有研究顯示，2 種或更多種生物標(biāo)志物的組合可以改善對(duì)IPF 疾病進(jìn)展的預(yù)測(cè)價(jià)值。另外，從近年來(lái)的相關(guān)標(biāo)志物不難看出，大部分血清標(biāo)志物都是從西醫(yī)的方面研究IPF 的預(yù)后，而對(duì)中醫(yī)方向開發(fā)的甚少，尤其是中醫(yī)不同證型疾病的檢測(cè)和觀察。因此，我們可以考慮IPF 患者不同證型間的標(biāo)志物的觀察及分析尋找其中相互關(guān)系，這樣對(duì)IPF 的預(yù)后檢測(cè)具有十分重要的意義，從而亦可以協(xié)助IPF 的評(píng)估病情和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)歸、指導(dǎo)干預(yù)及評(píng)價(jià)療效。IPF 預(yù)后相關(guān)蛋白生物標(biāo)志物的研究仍處于起步階段，我們僅僅是看到其中的冰山一角，許多蛋白標(biāo)志物的臨床價(jià)值需要更強(qiáng)大的研究設(shè)計(jì)來(lái)驗(yàn)證，例如使用蛋白質(zhì)組學(xué)的大樣本、多中心、前瞻性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法，避免單獨(dú)檢測(cè)幾個(gè)指標(biāo)帶來(lái)結(jié)果的偏倚［34］。隨著社會(huì)的進(jìn)步，相信我們會(huì)找到更多可靠的IPF 標(biāo)志物來(lái)輔助診斷疾病，檢測(cè)疾病情況，因此，仍有必要繼續(xù)與臨床研究人員合作，繼續(xù)努力和進(jìn)一步研究。