KL-6在成人呼吸系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用進(jìn)展

王健美，張 薇，劉雅莉，屈小雪，郝倩文，孫美琪，伍慧杰，周 果

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科,哈爾濱 150001)

KL-6(krebs von den Lungen-6)是一種大分子量糖蛋白，又名涎液化糖鏈抗原，最先發(fā)現(xiàn)于肺腺癌中，后發(fā)現(xiàn)在肺纖維化患者中KL-6水平的升高更為普遍[1]。在臨床中，KL-6最先用于間質(zhì)性肺病(interstitial lung disease,ILD)的診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)，但隨后發(fā)現(xiàn)，KL-6水平的升高并不是ILD所特有的，KL-6與其他呼吸系統(tǒng)疾病，如閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征也有相關(guān)[2]。在正常肺組織中，KL-6在Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞和部分支氣管上皮細(xì)胞僅少量表達(dá)，在Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞上不表達(dá)，而在再生的及非典型的肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞中強(qiáng)烈表達(dá)；當(dāng)疾病導(dǎo)致肺組織受損時(shí)，Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞無(wú)增殖能力，血清及肺泡灌洗液中的KL-6水平在肺組織細(xì)胞損傷和再生時(shí)升高顯著，Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞大量增殖并因病理因素而受損，肺泡腔中KL-6水平增高，并通過(guò)損傷的肺基底膜滲漏入血，因此推斷，肺泡灌洗液和血清中KL-6水平可以有效反映肺損傷，并極有可能與損傷程度呈正相關(guān)。KL-6作為一種新型標(biāo)志物，在呼吸系統(tǒng)疾病的診斷、病情評(píng)估、治療效果、疾病治療前景、預(yù)后等方面意義重大[3]。現(xiàn)對(duì)KL-6在成人呼吸系統(tǒng)疾病中的臨床應(yīng)用予以綜述。

1 KL-6

1.1KL-6的發(fā)現(xiàn) KL-6是Kohno等[1]于1985年研究肺腺癌時(shí)發(fā)現(xiàn)并命名的，屬于肺細(xì)胞抗原的第9族，類屬于黏液素MUC1家族，是在Ⅱ型肺細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞上表達(dá)的大分子量唾液酸化MUC1糖蛋白[3]。KL-6首先被認(rèn)為是肺癌、乳腺癌和胰腺癌的血清腫瘤生物標(biāo)志物[1]。然而，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，由于肺纖維化患者假陽(yáng)性率高，KL-6作為腫瘤標(biāo)志物的診斷準(zhǔn)確性低于癌胚抗原[4]。

1.2KL-6在人體組織中的表達(dá) 一些研究使用免疫組織化學(xué)法評(píng)估了KL-6/MUC1的表達(dá)[1,5]。KL-6/MUC1在Ⅱ型肺泡上皮細(xì)和呼吸性細(xì)支氣管上皮細(xì)胞中適度表達(dá)，并且僅在正常肺組織的末端細(xì)支氣管上皮的基底細(xì)胞中弱表達(dá)。另一方面，Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞和支氣管腺上皮細(xì)胞不表達(dá)KL-6/MUC1。此外，胃、小腸、大腸的上皮細(xì)胞中不表達(dá)KL-6/MUC1，但除了胃中的胃底腺細(xì)胞。從ILD患者獲得的組織切片中，KL-6/MUC1在非典型的和再生的Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞中表達(dá)明顯[1,6]。Ohtsuki等[7]報(bào)道的線性和連續(xù)染色KL-6/MUC1表達(dá)于特發(fā)性肺纖維化患者或非特異性間質(zhì)性肺炎患者的肺組織，但在正常肺組織的再生Ⅱ型肺細(xì)胞表面上僅少量表達(dá)不連續(xù)染色的KL-6/MUC1。KL-6/MUC1也在肺結(jié)構(gòu)、松散基質(zhì)和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的破壞區(qū)域以及這些區(qū)域的內(nèi)容物中表達(dá)明顯[8]。KL-6/MUC1除在肺癌、胰腺癌和乳腺癌組織中強(qiáng)表達(dá)以外，在胃癌、結(jié)腸癌和肝細(xì)胞腫瘤癌癥組織中呈弱至中度表達(dá)[9]。在妊娠早期，KL-6/MUC1也在胎兒肺中表達(dá)，甚至在肺成熟后其表達(dá)仍然存在[10]。

日本自1999年以來(lái)，每年檢測(cè)超過(guò)200萬(wàn)個(gè)樣品的KL-6水平，日本現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了可以在普通臨床環(huán)境中1 h內(nèi)測(cè)量血清KL-6水平的化學(xué)發(fā)光酶免疫測(cè)定系統(tǒng)[3]。然而，在大多數(shù)國(guó)家，KL-6的測(cè)量還未用于臨床實(shí)踐，但目前在中國(guó)的多數(shù)三甲醫(yī)院中，KL-6的測(cè)量已普遍使用。

2 KL-6在ILD中的應(yīng)用

ILD包括特發(fā)性間質(zhì)性肺炎、結(jié)締組織病相關(guān)性間質(zhì)性肺炎、過(guò)敏性肺炎、放射性肺炎、藥物相關(guān)ILD、急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、肺結(jié)節(jié)病和肺泡蛋白沉積癥等[11]。研究發(fā)現(xiàn)KL-6在不同類型ILD均有不同程度升高[12]。但由于70%～100%ILD的患者KL-6/MUC1血清水平均升高，KL-6/MUC1不能用于區(qū)分特發(fā)性肺纖維化(idopathic pulmonary fibrosis,IPF)患者和非特異性間質(zhì)性肺炎(nonspecific interstitial pneumonia,NSIP)患者[13]。

2.1KL-6與結(jié)締組織病相關(guān)性間質(zhì)性肺炎 結(jié)締組織病是一組病因不明，發(fā)病機(jī)制與遺傳、免疫相關(guān)，以疏松結(jié)締組織水腫及纖維蛋白樣變性為病理基礎(chǔ)的疾病。肺和胸膜是富含結(jié)締組織和血管的器官，因此成為常見(jiàn)的受累病變器官[14]，最常發(fā)生的疾病為結(jié)締組織病相關(guān)性間質(zhì)性肺炎，且病死率較高。臨床上，結(jié)締組織病患者因免疫系統(tǒng)功能受損，并且治療上需要長(zhǎng)期使用激素和免疫抑制劑，導(dǎo)致免疫力低下，因此極其容易發(fā)生感染而并發(fā)肺炎。有研究表明，非ILD肺部良性疾病的血清KL-6水平?jīng)]有明顯升高[4]，KL-6被認(rèn)為可用于區(qū)分大多數(shù)ILD與其他良性肺部疾病，如肺泡肺炎、慢性阻塞性肺疾病?？梢?jiàn)，在結(jié)締組織病患者中，KL-6可能是鑒別結(jié)締組織病相關(guān)性間質(zhì)性肺炎與細(xì)菌感染性肺炎的重要血清生物標(biāo)志物。一項(xiàng)法國(guó)隊(duì)列研究顯示，系統(tǒng)性硬皮病相關(guān)ILD患者的KL-6血清濃度顯著高于無(wú)ILD患者，患有限制性肺綜合征和呼吸困難的患者血清KL-6水平更高，且KL-6血清水平隨患者ILD嚴(yán)重程度的增加而增加，證實(shí)KL-6是該隊(duì)列患者中系統(tǒng)性硬皮病相關(guān)ILD診斷的準(zhǔn)確生物標(biāo)志物[15]。關(guān)于“預(yù)測(cè)多發(fā)性肌炎/皮肌炎相關(guān)性ILD的預(yù)后因素”的研究結(jié)果表明，116例多發(fā)性肌炎/皮肌炎相關(guān)性ILD患者中，14例在診斷后6個(gè)月內(nèi)死亡，高血清KL-6是其中一項(xiàng)獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=3.68，P=0.027)[16]。因此推測(cè)，ILD患者隨訪期間，應(yīng)監(jiān)測(cè)血清KL-6水平，若其突然升高，則需考慮是否需要進(jìn)一步治療。

2.2KL-6與IPF IPF是一種病因不明的進(jìn)行性纖維化肺部疾病，其中位生存期為2～3年。目前，高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描是IPF診斷的重要組成部分[11]，手術(shù)肺活檢和支氣管鏡檢查也對(duì)IPF的診斷有重要作用，肺功能測(cè)試一般用于監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展和預(yù)測(cè)預(yù)后，但I(xiàn)PF的臨床發(fā)展過(guò)程具有高度可變性和不可預(yù)測(cè)性。因此，臨床上急需可以用于IPF的診斷和預(yù)后的非侵入性生物標(biāo)志物，尤其是對(duì)于于不適于搬動(dòng)和無(wú)法耐受活檢的患者。監(jiān)測(cè)血清KL-6的序列變化有助于預(yù)測(cè)快速進(jìn)展性IPF患者的短期預(yù)后，基線血清KL-6水平與IPF的長(zhǎng)期生存率密切相關(guān)[17]。一項(xiàng)回顧性研究發(fā)現(xiàn)，IPF患者在隨訪中如病情急性加重，血清KL-6水平顯著增高；通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法測(cè)定血清KL-6水平，基線血清KL-6≥1 300 U/mL的患者早期即發(fā)生急性加重，基線血清KL-6水平是IPF急性加重發(fā)作的敏感預(yù)測(cè)因子[18]。血清KL-6的連續(xù)性變化與IPF患者的生理指標(biāo)及總體死亡率的變化存在一定關(guān)系，在對(duì)目標(biāo)患者的隨訪中發(fā)現(xiàn)，血清KL-6水平的6個(gè)月變化與用力肺活量占預(yù)計(jì)值百分比和肺對(duì)一氧化碳的彌散量占預(yù)計(jì)值百分比相關(guān)，6個(gè)月期間血清KL-6的升高也是死亡率的預(yù)測(cè)因子。然而，Ishii等[19]在隨訪過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)治療的IPF患者血清KL-6水平可以在疾病進(jìn)展的同時(shí)自然下降，并且因IPF死亡的患者中KL-6水平下降更為明顯，一則可能是由于未經(jīng)治療的嚴(yán)重IPF患者肺泡上皮細(xì)胞嚴(yán)重受損或凋亡，KL-6產(chǎn)生減少，二則可能是嚴(yán)重的肺纖維化導(dǎo)致KL-6由肺泡入血變得困難。因此，當(dāng)IPF患者，尤其沒(méi)有接受治療的患者，其血清KL-6水平下降時(shí)，并非一定提示疾病活動(dòng)性正在降低。

2.3KL-6與ARDS ARDS的病理特征是，肺泡-毛細(xì)血管屏障的滲透性增加，富含蛋白質(zhì)的水腫液流入肺泡，血管內(nèi)皮損傷和血管通透性增加在形成肺水腫中起到了重要作用[20]。楊卿等[21]研究發(fā)現(xiàn)，ARDS組血清KL-6水平高于對(duì)照組，KL-6可能是肺部ARDS的血清生物標(biāo)志物。Kondo等[22]對(duì)氣管插管期間接受機(jī)械通氣治療的32例ARDS患者進(jìn)行了28 d的研究。在診斷ARDS后的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)從每例患者獲得肺泡上皮細(xì)胞襯液和血液，測(cè)量肺泡上皮細(xì)胞襯液和血清KL-6水平。發(fā)現(xiàn)血清和肺泡上皮細(xì)胞襯液KL-6水平是預(yù)測(cè)ARDS患者臨床結(jié)果的良好指標(biāo)。特別是，在疾病早期測(cè)量肺泡上皮細(xì)胞襯液中的KL-6水平對(duì)于預(yù)測(cè)ARDS患者的預(yù)后有意義。

2.4KL-6與其他ILD KL-6水平在慢性過(guò)敏性肺炎患者尤其在急性加重患者中異常升高,故在過(guò)敏性肺炎的診斷和治療中有意義[23]。另外Ohnishi等[24]回顧性分析研究發(fā)現(xiàn)，與其他ILD相比，鳥(niǎo)相關(guān)過(guò)敏性肺炎和房屋相關(guān)過(guò)敏性肺炎血清KL-6水平表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。鳥(niǎo)相關(guān)過(guò)敏性肺炎患者血清KL-6水平在冬季升高，而房屋相關(guān)過(guò)敏性肺炎患者KL-6水平在夏季升高，且急性過(guò)敏性肺炎患者血清KL-6水平季節(jié)性變化更大，該研究表明，通過(guò)監(jiān)測(cè)其隨季節(jié)的變化可以輔助鑒別過(guò)敏性肺炎與其他ILD。

肺泡蛋白沉積癥是肺泡表面活性物質(zhì)自身代謝異常的一種疾病，主要與肺泡表面活性物質(zhì)的清除功能障礙有關(guān)。Bonella等[25]對(duì)33例原發(fā)性自身免疫性肺泡蛋白沉積癥患者的研究表明，KL-6可作為肺泡蛋白沉積癥的預(yù)后指標(biāo)，并且KL-6的初始血清水平是疾病進(jìn)展的最強(qiáng)預(yù)測(cè)指標(biāo)。雖然中國(guó)肺泡蛋白沉積癥患者的KL-6水平與德國(guó)、日本的患者有所差異，但血清KL-6仍可作為中國(guó)患者疾病監(jiān)測(cè)的生物指標(biāo)[26]。可見(jiàn)，盡管KL-6水平對(duì)肺泡蛋白沉積癥患者診斷意義不高，但在其治療監(jiān)測(cè)及預(yù)后方面頗有價(jià)值。

為探究結(jié)節(jié)病患者KL-6水平與淋巴結(jié)腫大及結(jié)節(jié)、支氣管壁增厚等CT表現(xiàn)的相關(guān)性，Honda等[27]回顧性分析了101例結(jié)節(jié)病患者，發(fā)現(xiàn)與KL-6水平正?；颊呦啾?，KL-6水平升高患者中毛玻璃樣陰影、結(jié)節(jié)、小葉間隔增厚、牽拉性支氣管擴(kuò)張、支氣管壁增厚比例更高，相比之下，兩組之間淋巴結(jié)腫大比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析結(jié)果表明血清KL-6水平可能是指示實(shí)質(zhì)結(jié)節(jié)病嚴(yán)重程度的有用指標(biāo)。但該結(jié)論尚需進(jìn)一步大量病例分析來(lái)確定。

近年來(lái)，臨床上發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的藥物相關(guān)性肺炎病例。在藥物誘導(dǎo)的肺炎患者中，血清KL-6可用來(lái)反映疾病的臨床活動(dòng)性。且與其他指標(biāo)相比，如循環(huán)胸腺和激活調(diào)節(jié)趨化因子/CC趨化因子配體的血清水平，KL-6具有更高的特異性[28]。

3 KL-6在肺癌中的應(yīng)用

肺癌是全世界最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。雖然新的治療靶點(diǎn)和靶向治療藥物已在臨床中得到驗(yàn)證和應(yīng)用，但在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家，肺癌仍是癌癥死亡的主要原因[29]。因此還需要致力于探索新的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶分子。研究表明，KL-6最初是作為腫瘤標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)的[1]。MUC1參與到包括肺癌在內(nèi)的各種癌癥的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，MUC1除抗粘連作用外，可以通過(guò)影響介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，且MUC1基因長(zhǎng)度多態(tài)性與肺癌的易患性及預(yù)后相關(guān)，但是在臨床實(shí)踐中，MUC1基因長(zhǎng)度多態(tài)性的檢測(cè)非常的困難，而KL-6是更容易檢測(cè)的潛在的替代生物標(biāo)志物，它可以反映MUC1基因長(zhǎng)度多態(tài)性，而KL-6/MUC1又是參與肺腺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因子[30]，表明MUC1/KL-6可以作為肺癌診斷生物標(biāo)志物，并可能成為潛在的靶治療分子。有研究表明，癌胚抗原與KL-6聯(lián)合作為非小細(xì)胞肺癌的血清學(xué)標(biāo)志物更為準(zhǔn)確，并且證明，血清癌胚抗原和KL-6水平的腫瘤標(biāo)志物指數(shù)是接受根治性手術(shù)的非小細(xì)胞肺癌患者的獨(dú)立預(yù)后因素[31]。

4 KL-6在其他呼吸系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

Aihara等[32]的研究顯示，部分阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者的循環(huán)KL-6水平升高。阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征是一種以睡眠相關(guān)性上氣道阻塞為特征的慢性疾病，與氧化應(yīng)激增加有關(guān)，這種氧化應(yīng)激會(huì)增加肺泡壁通透性，繼而導(dǎo)致外周循環(huán)中的內(nèi)皮功能障礙,而這些阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者的KL-6血液水平升高，可能正是肺泡壁通透性增加的標(biāo)志。該研究認(rèn)為KL-6可能是阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征的肺特異性生物標(biāo)志物的潛在候選者，并且可能在評(píng)估阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征時(shí)提供關(guān)于系統(tǒng)生物標(biāo)志物的補(bǔ)充信息。閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征是肺移植后危及生命的并發(fā)癥，特征為小氣道進(jìn)行性纖維化。Ohshimo等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在肺移植患者中，血清KL-6水平升高與肺功能中第一秒鐘用力呼氣容積的下降相關(guān)。血清KL-6水平在肺移植術(shù)后閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征診斷的準(zhǔn)確性優(yōu)于檢測(cè)支氣管灌洗液中性粒細(xì)胞水平。研究表明，肺孢子菌肺炎患者血液和痰上清液中KL-6水平高于正常范圍，且KL-6與1-3-β-D葡聚糖聯(lián)合檢驗(yàn)對(duì)肺孢子菌肺炎有輔助診斷價(jià)值，其水平與病情變化正相關(guān)；同時(shí)，此研究還提出由于誘導(dǎo)痰上清液直接來(lái)源于肺部炎癥部位，因此與血液化驗(yàn)相比，痰上清液中KL-6的檢測(cè)更加直接且完全無(wú)創(chuàng)[33]。Enomoto等[34]研究表明肺結(jié)核患者血清KL-6水平與結(jié)核活動(dòng)可能無(wú)明顯相關(guān)。同樣，KL-6水平也不能作為細(xì)菌性肺炎的有效病情評(píng)估指標(biāo)[3]。

5 小 結(jié)

與肺部高分辨CT、支氣管鏡、肺功能測(cè)試、外科肺活檢等檢查相比，血清KL-6/MUC1水平的測(cè)量快速、便宜、可重復(fù)、創(chuàng)傷小、并且更容易操作，因此認(rèn)為該生物標(biāo)志物將在成人呼吸系統(tǒng)疾病診斷、評(píng)估病情、治療和預(yù)后方面為患者提供顯著益處。KL-6/MUC1的研究大多數(shù)集中在日本，且在日本的臨床實(shí)踐已超過(guò)10年;然而，證實(shí)KL-6/MUC1臨床療效的臨床試驗(yàn)證據(jù)仍然有限。為了確定KL-6這一生物標(biāo)志物在呼吸系統(tǒng)疾病中確切的臨床作用，并確定其不同疾病中的截?cái)嘀?、靈敏度和特異度以及干擾因素等，進(jìn)一步的前瞻性和國(guó)際性研究是必要的。