肺泡蛋白沉積癥診治的研究進展

楊磊，王穎

(昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院，昆明 650101)

肺泡蛋白沉積癥(PAP)最早由Rosen等[1]首次報道。該病以肺泡腔及終末細支氣管內(nèi)積聚大量的肺表面活性物質(zhì)為特征，是因體內(nèi)肺泡巨噬細胞功能減弱導致肺表面活性物質(zhì)的清除障礙所致[2]。患者臨床表現(xiàn)缺乏特異性，可表現(xiàn)為咳嗽、進行性氣促、發(fā)紺、胸痛等。近年來，由于支氣管鏡技術的廣泛開展，PAP的確診病例逐年增加，臨床醫(yī)生對該病的認識有所提高。PAP診斷的金標準是組織學檢查發(fā)現(xiàn)肺泡內(nèi)有PAS染色陽性的蛋白質(zhì)樣沉積物并結(jié)合阿辛藍染色陰性及HE染色等排外其他能引起PAS染色陽性的疾病。PAP的治療包括支持性氧療、全肺灌洗、吸入/皮下粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、利妥昔單抗、血漿置換、肺移植等?，F(xiàn)就PAP的診治研究進展綜述如下。

1 PAP的流行病學特征

PAP在亞洲國家分布廣泛，日本、中國、韓國等地均有發(fā)現(xiàn)?；颊甙l(fā)病率為3.7～6.2/百萬，在日本一項針對248例PAP患者的研究中，診斷年齡中位數(shù)為51歲，男女比例為2.1∶1，56%有吸煙史，23%有粉塵接觸史[2]；在中國一個106例PAP患者的回顧性研究中，患者平均年齡 (46.75±10.35)歲。男/女=1.86/1 (69/37) 。40.5%患者有吸煙史[3]；Byun等[4]回顧性研究得出類似的年齡分布趨勢和男性患者居多結(jié)論。歐美國家亦有部分該病的個案報道，PAP是否存在地域性分布，仍有待考證。

2 PAP的發(fā)病機制

PAP的病因及發(fā)病機制尚不明確。肺表面活性物質(zhì)由磷脂(90%)和蛋白質(zhì)(10%)組成，由Ⅱ型肺泡上皮細胞合成。磷脂是表面活性物質(zhì)的主要成分，在降低氣液界面表面張力方面起重要作用，可防止呼氣末肺泡塌陷，穩(wěn)定肺泡大小，減少肺彈性回縮力。表面活性蛋白A(SP-A)、B(SP-B)、C(SP-C)、D(SP-D)對表面活性物質(zhì)的代謝起重要作用，SP-B和SP-C能加速氣水界面對脂質(zhì)的吸收，SP-A和SP-D能與宿主防御細胞表面結(jié)合，通過多種細胞途徑促進或抑制免疫細胞活性，是肺固有免疫的重要介質(zhì)[5]。正常情況下，粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)在轉(zhuǎn)錄因子P-STAT5、PU1因子調(diào)控下通過結(jié)合正常受體調(diào)節(jié)肺泡巨噬細胞的成熟，從而促進肺泡表面活性物質(zhì)的降解[6]。據(jù)報道，成人PAP最主要的異常是由于肺泡巨噬細胞功能受損導致的肺表面活性物質(zhì)清除減少及肺表面活性物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)破壞所致，最終引起肺泡氧合功能障礙甚至呼吸衰竭。其中最典型的發(fā)病機制是由于GM-CSF信號傳遞不足導致的肺泡巨噬細胞成熟減弱[6，7]。根據(jù)肺表面活性物質(zhì)在肺內(nèi)積累機制的不同主要分為先天性、繼發(fā)性和自身免疫性。

自身免疫性PAP最常見，約占90%，這類患者體內(nèi)存在較高滴度的抗GM-CSF自身抗體(GMAbs)，特異性結(jié)合GM-CSF抗原表位，阻斷其與受體間的作用，導致肺巨噬細胞大量破壞致病。研究人員通過動物模型展示了多數(shù)缺乏GM-CSF的小鼠肺泡內(nèi)具有粒狀嗜酸性物質(zhì)和片狀體，具有表面活性劑積累的特性[8]。后續(xù)研究通過基因重組技術將GM-CSF基因缺失小鼠的肺泡上皮細胞內(nèi)植入CM-CSF基因，小鼠BALF中GM-CSF水平升高，同時肺泡內(nèi)表面活性物質(zhì)含量下降。上述研究表明GM-CSF在PAP發(fā)病機制中占有重要地位。2004年，Nakata等[9]首次在被確診為特發(fā)性PAP患者血清和支氣管肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)GM-CSF中和抗體，這些中和抗體并未在先天性或繼發(fā)性PAP的患者中分離出來。此外，將人類的GM-CSF中和抗體注射到健康的非人類靈長類動物中，復制了與人類PAP相似的肺表型，從而證實了自身免疫PAP是由自身抗體介導的GM-CSF信號中斷引起[10]。

在先天性PAP中，表面活性物質(zhì)的積累是基因突變導致GM-CSF受體激活功能失調(diào)的結(jié)果。在人類中，GM-CSF受體由一個α和一個β亞基組成，每個亞基分別對應于CSF2RA和CSF2RB基因。CSF2RA基因編碼的蛋白質(zhì)是控制粒細胞和巨噬細胞的產(chǎn)生、分化和功能細胞因子受體家族的成員[11]。近年來，已有2例CSF2RB突變和13例CSF2RA基因缺陷引起的病例報道，包括1例案例分析和1例個案報告。有文獻指出，表面活性蛋白B(SFTPB)、表面活性蛋白C(SFTPC)、ATP結(jié)合盒式蛋白轉(zhuǎn)運子亞單位基因(ABCA3)或甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子-1(NKX2-1)的突變均可導致Ⅱ型上皮細胞表面活性劑釋放功能障礙和肺泡清除功能障礙。

繼發(fā)性PAP可繼發(fā)于血液系統(tǒng)疾病(骨髓增生癥，血漿細胞紊亂，髓系白血病,淋巴瘤)、免疫失調(diào)(重度聯(lián)合免疫缺陷癥、貝塞特氏綜合征，骨髓移植、肺移植);感染(奴卡、肺孢子蟲、巨細胞病毒、艾滋病毒);吸入(灰塵-二氧化硅急性硅蛋白病、鋁、鈦，二氧化碳、銦、農(nóng)業(yè)、面包粉、鋸末;氯、汽油、氮、二氧化碳、塑料、清漆或油漆煙霧);賴氨酸蛋白質(zhì)不耐受;藥物引起或醫(yī)源性(馬利蘭、化療或抗腫瘤藥、環(huán)孢霉素、達沙替尼、芬太尼、氫氟酸、伊馬替尼、列弗諾米特、麥科尼酯莫菲蒂、西羅莫司、硅膠乳房植入物)[6]。這些繼發(fā)因素主要的發(fā)病機制并不明確，主要導致GM-CSF信號傳導通路或肺泡巨噬細胞數(shù)量減少、功能異常。繼發(fā)于血液系統(tǒng)惡性腫瘤的繼發(fā)性PAP,其確切發(fā)病率尚不清楚，被認為是由于血液惡性腫瘤治療后肺泡巨噬細胞功能的免疫重建和恢復，白細胞減少和免疫抑制治療的逐漸減少或終止[12]。

3 PAP的診斷

實驗室檢查：PAP原來的生物學檢測被認為無顯著異常，目前PAP中研究了多種生物標志物，包括表面活性蛋白A、B、D水平、細胞角蛋白19、血清癌胚抗原、血清乳酸脫氫酶、GM-CSF水平、抗GM-CSF抗體和KL-6?；颊哐迦樗崦摎涿?、癌胚抗原、血清表面活性蛋白A、B和D在PAP中均升高，似乎與疾病的嚴重程度有關?？偟膩碚f，這些生物標志物診斷的靈敏度和特異度并未被證明。IgG抗GM-CSF抗體檢測是目前唯一具有疾病特異性的生物標志物。對于診斷自身免疫性PAP的靈敏度及特異度均接近100%，但與疾病嚴重程度無關[13]。肺功能檢查在診斷PAP肺疾病嚴重程度方面的作用有限。肺泡-動脈血氧分壓差(A-aDO2)的增加與疾病的嚴重程度有較好的相關性[2]。血氣分析常提示難以糾正的低氧血癥。影像學檢查：肺內(nèi)磨玻璃密度影(GGO)是自身免疫性PAP和繼發(fā)性PAP的主要發(fā)現(xiàn)。在繼發(fā)性PAP中，GGO典型表現(xiàn)為彌漫性(62%)，而在自身免疫性PAP中，GGO表現(xiàn)為片狀的地圖樣分布(71%)。所謂的“鋪路石”外觀在自身免疫性PAP組中常見，而在繼發(fā)性PAP中較少見。GGO的累及區(qū)域在繼發(fā)性PAP的分布均勻，而在自體免疫性PAP，GGO的累及區(qū)域在肺下野較肺上野占優(yōu)勢[14]。

PAP診斷的金標準是組織學檢查發(fā)現(xiàn)肺泡內(nèi)有PAS染色陽性的蛋白質(zhì)樣沉積物并結(jié)合阿辛藍染色陰性及HE染色等排外其他能引起PAS染色陽性的疾病。對于診斷PAP，支氣管鏡檢查及支氣管肺泡灌洗是一種有效的檢查，可發(fā)現(xiàn)肺泡腔內(nèi)充滿不定形絮狀或霧狀無結(jié)構(gòu)嗜伊紅染色蛋白質(zhì),PAS染色陽性(95.5%);支氣管肺泡灌洗液(BALF)呈乳白色渾濁液(96.5%)[15]。常用的組織學檢查手段包括經(jīng)支氣管肺活檢(TBLB)、外科肺活檢(開胸肺活檢和電視輔助胸腔鏡肺活檢)。外科肺活檢創(chuàng)傷大，在PAP診斷中不推薦使用。TBLB由于存在取材部位不合理，不準確而未取到肺組織或病變肺組織，組織太小等原因可能導致假陰性結(jié)果。近年來，低溫活檢技術成為一種獲得肺組織的新技術。經(jīng)支氣管低溫活檢技術已被應用于實質(zhì)肺疾病的診斷。低溫活檢能獲得足夠大小的標本，同時可保持組織結(jié)構(gòu)完整，能導致更高的診斷準確性。低溫活檢發(fā)生相關并發(fā)癥的風險較低,住院時間較短[16]。

對于肺活檢有禁忌證，不能獲得BALF樣本或BALF細胞學檢查不能明確診斷的患者，有研究提出了PAP的無創(chuàng)檢查:痰液沉積物結(jié)合透射電鏡(TEM)檢查。該研究將患者的痰液沉積物(SD)與BALF離心沉淀物分別制作超薄切片，透射電鏡比較觀察，結(jié)果在PAP患者SD及BALF樣本中均檢出具有診斷意義的嗜鋨板層小體。對于痰少或無痰、樣本量達不到要求的患者，該項目研究者在后續(xù)研究中提出了新的方法：誘導痰沉積(ISD)結(jié)合透射電鏡(TEM)[17]。該研究為診斷PAP提供了一個有效的、無創(chuàng)的新方法。

4 PAP的治療

PAP的治療包括支持性氧療、全肺灌洗、吸入/皮下粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、利妥昔單抗、血漿置換、肺移植等。首選的治療方法是肺泡灌洗(WLL)，如果治療失敗，則采用GM-CSF替代治療，若WLL和GM-CSF替代治療均失敗或有不可逆的不良反應時，可嘗試利妥昔單抗。當以上的治療方法包括聯(lián)合治療效果均不滿意時，則可采用血漿置換及肺移植[18]。近年來，有研究指出口服他汀類藥物治療與自身免疫性PAP患者的臨床表現(xiàn)、生理及影像學改善有關[19]。

目前全肺灌洗是PAP最經(jīng)典的治療方法，對各型PAP均有一定療效，總體有效率在60%以上。對于全肺灌洗，目前仍缺乏國際標準指導操作。WLL的主要指征是由于呼吸困難導致的日?；顒酉拗?。不同的治療中心有不同適應證。在一項針對20個在成人中進行WLL的全球中心調(diào)查中，最常見的適應證是肺功能下降、氧合下降和影像學惡化。目前大多采用的是左右肺間隔治療，每個肺治療間隔(2.9±1.18)周，在全麻下進行，一側(cè)肺行機械通氣，另一側(cè)肺反復大量生理鹽水沖洗肺泡表面活性物質(zhì)，灌洗的液體為37 ℃鹽水，所需的總鹽水大約40 L。平均總用量為(15.4±6.8)L/肺，然后伴隨胸部撞擊來乳化表面活性劑沉淀物，并持續(xù)到灌洗液變得清澈為止。肺泡灌洗術的并發(fā)癥包括發(fā)熱、低氧血癥、氣胸、液氣胸、急性呼吸窘迫綜合征，術后感染，但發(fā)生率較低[20]。

GM-CSF替代治療:可通過皮下注射及吸入兩種方法。Seymour等首先使用皮下GM-CSF治療14例自身免疫性PAP患者，隨后發(fā)表了一篇病例報告?？傆行蕿?3%。反應持續(xù)中位數(shù)為39周，再治療可重復。在應答者中，動脈血氧分壓(PaO2)、A-aDO2、肺彌散功能、CT掃描和6分鐘步行試驗均有顯著影響。治療并發(fā)癥被認為是輕微的，包括注射部位水腫、紅斑、不適和氣短、中性粒細胞減少癥[21]。Tazawa等[22]通過對3例經(jīng)霧化GM-CSF治療成功的自身免疫性PAP患者進行研究發(fā)現(xiàn),吸入GM-CSF治療促進肺泡巨噬細胞正常功能的恢復，從而激活表面活性劑的清除，促進氧的傳遞，改善了患者動脈血液的氧合作用，同時肺高分辨率CT的玻璃樣陰影(GGO)面積減少。并發(fā)癥包括發(fā)熱、中耳炎、上呼吸道感染和腹瀉。

利妥昔單抗是一種針對B淋巴細胞CD20抗原的單克隆抗體。Borie等[23]報道了1例自身免疫性PAP患者在拒絕接受WLL治療后第1天和第15天靜脈注射1 000 mg利妥昔單抗的效果，治療導致B淋巴細胞減少，抗GM-CSF滴度降低。治療9個月后，呼吸困難癥狀、DLCO、CT掃描和A-aDO2在休息時有所改善。PAP患者對利妥昔單抗的不良反應一般較少(如疲勞、頭痛、頭暈、惡心、厭食、鼻塞、上呼吸道感染、胸痛等)。

基于GM-CSF抗體在PAP患者發(fā)病機制中起致病作用的基本原理，血漿置換被認為是一種可行的方法，通過減少循環(huán)抗體，從而恢復表面活性劑分解代謝。革蘭陰性敗血癥是可能發(fā)生的并發(fā)癥。

肺移植治療PAP患者的報道較少，移植后PAP復發(fā)使肺移植應用受限。PAP患者，尤其是那些具有潛在基因突變的患者，持續(xù)免疫失調(diào)是復發(fā)的主要原因。繼發(fā)性PAP亦可新發(fā)于肺移植患者，此可能與免疫抑制抗排異藥物對自身免疫系統(tǒng)的破壞有關[24]。近期，有動物模型證實了人誘導多能干細胞源性的巨噬細胞肺移植治療先天性PAP的有效性，為先天性PAP的治療提供了新途徑，但目前尚在動物實驗階段[25]。肺移植治療創(chuàng)傷大，遠期預后不明確，僅能作為PAP的補充治療。

他汀類藥物：McCarthy等[19]在PAP患者中觀察到肺泡巨噬細胞的膽固醇明顯增加，而磷脂僅略有增加，肺表面活性物質(zhì)的膽固醇與磷脂比率升高?？诜☆愃幬镏委熆山档头闻菥奘杉毎哪懝檀妓剑以黾泳奘杉毎麅?nèi)膽固醇外流。他汀類藥物與自身免疫性PAP患者的臨床表現(xiàn)、生理及影像學改善有關。這些結(jié)果支持他汀類藥物作為一種新型的藥物治療PAP的可行性，同時也提示BALF中膽固醇/磷脂比值測定或許是診斷PAP新的方法。

綜上所述，GM-CSF信號傳導通路異常、肺泡巨噬細胞數(shù)量或功能異常引起肺表面活性物質(zhì)清除障礙是PAP的重要發(fā)病機制。由于PAP缺乏特異性臨床表現(xiàn)和實驗室檢查，PAS染色及肺泡灌洗對PAP診斷及治療有重要價值。