胸水標(biāo)志物在診斷惡性與結(jié)核性胸水中的研究進(jìn)展

解春林 黃韜 卜俊暉 李夢舟 張璟

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院胸外科（昆明650032）

惡性胸腔積液（malignant pleural effusion，MPE）與結(jié)核性胸腔積液（tuberculous pleural effusion，TPE）在滲出性胸腔積液中較為常見。MPE可導(dǎo)致患者出現(xiàn)呼吸困難、疼痛、惡病質(zhì)和體力活動減少，可發(fā)生在幾乎所有惡性腫瘤疾病中，尤其是肺部惡性腫瘤，占臨床病例的1/3［1］。TPE是最主要的肺外結(jié)核癥狀，約占所有結(jié)核患者的3%～25%［3］。由于MPE與TPE的多種胸水標(biāo)志物含量相似，在臨床工作中較難鑒別。但快速、準(zhǔn)確診明病因，明確胸腔積液的性質(zhì)又對胸腔積液的治療至關(guān)重要。有創(chuàng)的診斷方式例如CT引導(dǎo)下穿刺活檢，胸腔鏡檢查等，可以明確診斷大部分胸腔積液的性質(zhì)，但由于有創(chuàng)檢查的局限性和部分患者不能接受或很好的耐受有創(chuàng)的診斷方式。因此大約20%的患者得不到確切的診斷。胸水標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)能有效診斷胸腔積液，具有重要的價值。本文對近年來國內(nèi)外用于鑒別診斷的胸水標(biāo)志物研究進(jìn)展作一綜述。

1 診斷MPE的胸水標(biāo)志物

1.1 血管內(nèi)皮生長因子VEGF是一種高二聚體糖蛋白，分子量在35～44 kDa之間，具有廣泛的生物學(xué)功能，包括刺激細(xì)胞分化、遷移、存活，以及調(diào)節(jié)血管通透性和血管生成［1］。VEGF可誘導(dǎo)產(chǎn)生胸膜間皮細(xì)胞，增加胸膜微血管的通透性，進(jìn)而使臟層胸膜的通透性增加，有助于胸腔積液的形成。胸腔積液的形成過程通常涉及到細(xì)胞、血漿穿過胸膜毛細(xì)血管屏障和胸膜間皮細(xì)胞屏障從體循環(huán)向胸膜腔轉(zhuǎn)移［4］。在細(xì)胞、血漿穿過胸膜毛細(xì)血管屏障時，受到血管通透性的限制，而血管通透性本身也受到VEGF等一系列細(xì)胞因子較為嚴(yán)格的“管控”。在調(diào)節(jié)血管通透性方面，VEGF主要作用于血管內(nèi)皮，一方面可以誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)變化，如打開連接的內(nèi)皮細(xì)胞來增加微血管的通透性；另一方面VEGF與其受體相互作用，激活絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）下游信號級聯(lián)，調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，從而促進(jìn)腫瘤血管生成來提高通透性；此外，機(jī)體還可以根據(jù)VEGF含量的高低來調(diào)節(jié)血管的收縮與舒張，這樣也能夠使血管的通透性增加［1，5］。綜上，VEGF可以從兩個方面調(diào)節(jié)血管的通透性進(jìn)而在MPE形成過程中發(fā)揮作用：（1）VEGF可調(diào)節(jié)血管本身的通透性（直接作用）；（2）促進(jìn)血管生成和控制血管的收縮與舒張（間接作用）。

對胸腔積液中VEGF含量進(jìn)行檢測，有助于明確胸腔積液的性質(zhì)。GU等［2］發(fā)現(xiàn)VEGF臨界值為297.06 ng/L時，VEGF診斷MPE的敏感性為80.0%，特異性為96.7%，MPE中VEGF含量明顯高于良性組（P＜0.01），且在惡性中表達(dá)程度比良性更高。陳先夢等［6］的薈萃分析發(fā)現(xiàn)VEGF診斷MPE的匯總敏感性，漏診率分別為72%、28%；匯總特異性、誤診率分別為80%、20%，此結(jié)果顯示VEGF對MPE的診斷有較高的準(zhǔn)確性，雖然敏感性75%不足以確定MPE的診斷，但為臨床篩選排除MPE提供了幫助。WU等［7］嘗試新的胸水標(biāo)志物聯(lián)合診斷，發(fā)現(xiàn)當(dāng)VEGF含量＞214 pg/mL且蛋白質(zhì)含量＞3.35 g/dL時，MPE的診斷敏感性為92.6%，特異性為78.6%。以上研究的結(jié)果均表明VEGF對MPE有較高診斷敏感性和特異性，且與其他胸水標(biāo)志物聯(lián)合檢測可以提高診斷價值。MOHAJERI等［8］發(fā)現(xiàn)VEGF在晚期非小細(xì)胞肺癌患者的MPE中高表達(dá)，并且MPE中的VEGF濃度越高，晚期非小細(xì)胞肺癌患者發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的風(fēng)險就越高，說明MPE中VEGF水平可能是判斷晚期非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后的重要指標(biāo)之一。

1.2 癌胚抗原CEA是在結(jié)腸癌和胚胎組織中提取的一種腫瘤相關(guān)抗原，是一種與細(xì)胞黏附有關(guān)的糖蛋白，在胎兒發(fā)育過程中的胃腸道組織中產(chǎn)生，在惡性腫瘤患者體內(nèi)存在于惡性腫瘤細(xì)胞的表面，在胸水、腹水等多種體液中均可檢出CEA［9］。在大部分肺腺癌患者中，血清和胸水中CEA含量升高，CEA可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，并且CEA對轉(zhuǎn)移性腺癌導(dǎo)致的MPE的診斷靈敏性為61%～91%［10］。在初次診斷時，大約15%的肺癌患者就已經(jīng)出現(xiàn)胸腔積液，50%的肺癌患者在疾病過程中會出現(xiàn)胸腔積液，且胸腔積液中CEA水平與血清CEA水平呈正相關(guān)，常在MPE中檢測出的CEA含量也相應(yīng)升高［11］。

周曉明等［12］通過檢測胸腔積液中的CEA以及胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白2（IGFBP-2）的水平，發(fā)現(xiàn)當(dāng)CEA臨界值為16.43 μg/L時，敏感性為63.2%，特異性為100.0%，診斷特異性很高，但敏感性偏低。NGUYEN等［13］的CEA診斷MPE相關(guān)的研究顯示CEA在診斷MPE中的敏感性和特異性分別為54.9%和96.2%。CEA雖然是目前所檢測胸水生物標(biāo)志物中最可靠的，但是在診斷MPE中的敏感性較低，限制了CEA的臨床應(yīng)用價值。但FENG等［14］在CEA診斷與肺腺癌導(dǎo)致的MPE的研究中，得出89.95%的敏感性和96.88%的特異性的結(jié)果，證明CEA對肺腺癌導(dǎo)致的MPE診斷，有更高的敏感性。ENZ等［15］發(fā)現(xiàn)早期肺癌患者的胸水細(xì)胞學(xué)陰性，血清和胸腔積液中CA199水平正常，但是胸水中CEA水平升高215倍，血清CEA水平升高30倍。隨后進(jìn)行手術(shù)治療，術(shù)后病理結(jié)果顯示中等分化的腺癌，無胸膜轉(zhuǎn)移，在術(shù)后的2個月隨訪中，血清和胸腔積液中CEA逐漸下降，結(jié)果說明CEA水平可提高胸水細(xì)胞學(xué)陰性MPE患者的診斷敏感性，為肺結(jié)節(jié)楔形切除術(shù)的隨訪提供有價值的信息。但目前有關(guān)診斷MPE的胸水標(biāo)志物的研究仍有如下不足：（1）研究中設(shè)定的截斷值較高，但并不具有絕對的診斷特異性。而且，為了讓胸水標(biāo)志物能夠起到幫助診斷的作用，則任何良性胸腔積液都不應(yīng)超過設(shè)定的截斷值。（2）部分研究中存在良性胸腔積液，良性胸腔積液與惡性胸腔積液較容易區(qū)分開，這使得胸水標(biāo)志物的診斷價值被高估。

2 診斷TPE的胸水標(biāo)志物

2.1 腺苷脫氨酶目前診斷TPE的金標(biāo)準(zhǔn)包括胸水或胸膜活檢組織中檢測到或培養(yǎng)出抗酸桿菌，活檢的有創(chuàng)性以及培養(yǎng)物的低產(chǎn)量和培養(yǎng)出陽性結(jié)果的時間較長。目前在胸水標(biāo)志物中最被廣泛認(rèn)可的便是腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）。人體的大多數(shù)細(xì)胞中都存在ADA，結(jié)核性胸膜炎時，免疫反應(yīng)增強(qiáng)使淋巴細(xì)胞顯著增加，進(jìn)而ADA在胸腔積液中的含量明顯增加。目前公認(rèn)的胸水ADA診斷截斷值＞35 U/L，ADA對TPE與MPE的鑒別診斷的研究是臨床研究的熱點。PALMA等［16］有關(guān)胸水ADA診斷TPE的研究表明胸水ADA對TPE診斷的敏感性和特異性分別為93%、92%。

2.2 白細(xì)胞介素-27白細(xì)胞介素-27（interleukin 27，IL-27）是一種主要由抗原遞呈細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞所分泌的異二聚體，是IL-6/IL-12家族中的細(xì)胞因子之一。機(jī)體感染結(jié)核分枝桿菌時，結(jié)核分枝桿菌被機(jī)體的非特異性免疫反應(yīng)所識別，識別后IL-27被誘導(dǎo)產(chǎn)生，誘導(dǎo)產(chǎn)生的IL-27一方面調(diào)控以巨噬細(xì)胞為主的免疫反應(yīng)來限制結(jié)核病發(fā)展。同時IL-27與IL-12協(xié)同作用來促進(jìn)干擾素-γ，腫瘤壞死因子，IL-18的分泌來限制結(jié)核病的發(fā)展。胸膜腔中存在的結(jié)核分枝桿菌抗原引起免疫反應(yīng)，該過程由巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞引發(fā)，免疫反應(yīng)過程被Th1細(xì)胞調(diào)節(jié)，而IL-27被鑒定為Th1分化的早期啟動子，調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞分化和增值，進(jìn)而導(dǎo)致胸膜腔中出現(xiàn)以淋巴細(xì)胞為主的滲出物，這些滲出物可以限制結(jié)核病的發(fā)展。YE等［17］在探討IL-27CD4+T細(xì)胞進(jìn)入胸膜腔的機(jī)制時發(fā)現(xiàn)，IL-27通過激活信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）信號通路傳導(dǎo)，顯著的促進(jìn)了胸膜間皮細(xì)胞的增殖，并且完全阻止了由IFN-γ誘導(dǎo)的胸膜間皮細(xì)胞的凋亡，進(jìn)而影響TPE的發(fā)展。在惡性腫瘤發(fā)病過程中，IL-27可以通過激活細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞，NK細(xì)胞，和抗血管生成因子來增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答。

LIU等［18］的IL-27診斷價值的研究顯示IL-27測定診斷TPE的匯總敏感性為93%，匯總特異性為97%，表明IL-27對于TPE的診斷價值較高。但檢測胸水中IL-27的成本較高以及缺乏被公認(rèn)的最佳截斷值，因此IL-27診斷TPE的方法未能得到普及。

2.3 干擾素-γ在機(jī)體感染結(jié)核分枝桿菌后，細(xì)胞免疫被激活，致敏的CD4+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）可以分泌細(xì)胞因子干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ），且Th1細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子中主要是IFN-γ。IFN-γ能使巨噬細(xì)胞聚集，且增加巨噬細(xì)胞對結(jié)核桿菌的殺菌能力，進(jìn)而消滅結(jié)核分枝桿菌控制感染播散［19］。因此IFN-γ也是有效診斷TPE的胸水標(biāo)志物。

IFN-γ釋放試驗（IGRAs）是一種體外免疫檢測結(jié)核桿菌感染的新方法，簡單、無創(chuàng)并且可以更快的診斷TPE，但其最佳的截斷值仍未確定。ASHUTOSH等［20］對文獻(xiàn)分析得出IFN-γ診斷TPE的匯總敏感性和匯總特異性分別為72%和78%，表明IFN-γ釋放實驗無論是在全血或胸腔積液中，對疑似TPE患者的診斷準(zhǔn)確率都不高。

3 未來研究中具有潛力的胸水標(biāo)志物

3.1 外泌體microRNA外泌體microRNA的發(fā)現(xiàn)為診斷MPE提供了新的方向，TAMIYA等［21］通過實時定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR）對患者胸腔積液中的外泌體microRNA進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MPE組中microRNA-182與microRNA-210表達(dá)量明顯高于良性胸腔積液組，敏感性與特異性分別92.7%、73.3%和58.5%、93.3%，表明這兩種microRNA是MPE潛在的診斷生物標(biāo)志物。外泌體microRNA在胸水中穩(wěn)定性較高，且對MPE具有一定的診斷準(zhǔn)確性，由此可見，外泌體microRNA可能會成為更好的診斷MPE的生物標(biāo)志物。

3.2 胸水中的小分子代謝產(chǎn)物質(zhì)子核磁共振譜（proton nuclear magnetic resonance spectroscopy，1H-NMR）可以無創(chuàng)的定量檢測胸水中小分子的代謝情況。通過1H-NMR檢測不同類型的胸水中小分子代謝產(chǎn)物的變化，可以對疾病的診斷和治療提供一定的幫助，并可以揭示疾病發(fā)生發(fā)展中的代謝機(jī)制［22］。WANG等［23］通過1H-NMR對TPE、MPE與滲出性胸腔積液中小分子代謝產(chǎn)物的變化進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)TPE中檸檬酸、乳酸、肌酸、以及醋酸的含量明顯低于MPE，且TPE中的脂質(zhì)含量明顯高于滲出性胸腔積液組，MPE組也表現(xiàn)出氨基酸含量明顯降低的趨勢。因此通過1H-NMR檢測胸水小分子代謝產(chǎn)物的變化，在鑒別TPE、MPE方面有很好的應(yīng)用前景，但目前對于胸水中小分子代謝紊亂的機(jī)制尚不清楚。

4 展望

MPE與TPE診斷是一個重要的臨床問題，胸水中的生物標(biāo)志物檢測可以為臨床醫(yī)生提供一些參考依據(jù)，單個胸水指標(biāo)對于鑒別診斷TPE與MPE仍有一定的限制，無法做到快速準(zhǔn)確的明確胸水的性質(zhì)。隨著胸水標(biāo)志物在胸水診斷方面的研究越來越多，發(fā)現(xiàn)VEGF、癌胚抗原、CEA等均對明確胸腔積液的性質(zhì)有一定的幫助，多種胸腔積液的標(biāo)志物聯(lián)合檢測可以提高其對確定胸腔積液性質(zhì)上的準(zhǔn)確性，降低漏診率和誤診率。因此，應(yīng)該嘗試探索不同胸水標(biāo)志物組合在鑒別診斷胸水性質(zhì)中的診斷特異性和敏感性，來提高胸水標(biāo)志物的鑒別診斷價值。