肺朗格漢斯細胞組織細胞增生癥研究進展

左婷婷 蘇青青 顧潔 陳延斌

蘇州大學附屬第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科215000

朗格漢斯細胞組織細胞增生癥 (Langerhans cell histiocytosis,LCH)又稱為嗜酸性肉芽腫或組織細胞增生癥X,是以朗格漢斯細胞組織浸潤為特點的一種罕見病［1］。該病可累及各個器官系統,如骨骼、肺、肝臟、腎臟、淋巴結、下丘腦、垂體、皮膚等［2］,其中骨骼最易受累,其次是皮膚;兒童及嬰幼兒常表現為多器官受累［3］,以1～3歲患兒多見,成人較為特殊,以單純肺部病變?yōu)橹鳎?］,臨床上將這種病變累及肺部的LCH 稱為肺朗格漢斯細胞組織細胞增生癥 (pulmonary Langerhans cell histiocytosis,PLCH)。肺既可表現為唯一受累的器官,亦或作為多系統疾病的一部分。PLCH 的自然病程及預后差異較大,從臨床癥狀自行消失到肺部病變持續(xù)進展,最后死于呼吸衰竭［2］,大部分患者預后較好。由于該病缺乏典型的臨床癥狀,極易造成漏診及誤診。早期患者的肺功能檢查多正常,隨著疾病進展,可出現彌散功能降低、限制性通氣功能障礙、阻塞性通氣功能障礙或混合性通氣功能障礙［4］,實驗室檢查一般無明顯異常［5］。高分辨率電子計算機斷層掃描(high resolution computed tomography,HRCT)是診斷PLCH 的重要方法［6］,其特征性表現為雙肺彌漫性的結節(jié)和/或囊腔影,但確診還是依靠組織病理學檢查［7］。目前對PLCH 的治療尚無明確的指南可循,有文獻報道克拉屈濱有望成為治療該病的一線藥物。

1 流行病學

PLCH 是一種罕見的間質性肺病,在全世界范圍內報道較少,該病多見于白種人,亞洲人少見［4,8］,其發(fā)病率至今尚不清楚。日本在1996 年的第一次調查問卷 (約160人)顯示PLCH 在女性、男性人群中的發(fā)病率分別為1/1 000萬、27/1 000萬［9］,女性發(fā)病人數明顯低于男性。近年來,文獻報道女性患者數量顯著增多,疾病分布已無明顯的性別差異,這可能與近年來女性吸煙人數逐漸增加有關［7,10］。約3%～5%的間質性肺病患者通過肺活檢確診為PLCH［7］,但考慮該病起病隱匿,臨床表現缺乏特異性,且疾病早期有自然緩解傾向,晚期PLCH 朗格漢斯細胞顯著減少,難以通過病理確診［11］,故認為該病的統計學數據低于其真實的發(fā)病率。

2 病因及發(fā)病機制

目前PLCH 的病因及發(fā)病機制仍未明確,可能與基因突變、細菌或病毒感染、腫瘤微環(huán)境的影響等有關［12］,尚未顯示有明顯的遺傳關系。

研究表明,超過90%的PLCH 患者有長期吸煙史［4］,提示吸煙可能在PLCH 的發(fā)病中起重要作用。有學者認為卷煙煙霧能夠刺激朗格漢斯細胞分泌大量的細胞因子,如轉化生長因子β、腫瘤壞死因子α等,從而使這些細胞在肺內聚集、增生,形成以氣道為中心的炎癥及組織重塑,最后導致結節(jié)及囊腔樣改變［13］,它還能通過抑制細胞凋亡而促進朗格漢斯細胞的存活［5］;除此之外,卷煙中的煙草糖蛋白是誘導淋巴細胞分化和淋巴因子產生的免疫刺激劑［14］,它能夠活化巨噬細胞,產生對朗格漢斯細胞起趨化作用的細胞因子,對發(fā)病起到一定的作用［15］。有研究發(fā)現與吸煙相關的其他疾病 (如COPD、特發(fā)性間質性肺炎、肺癌等)也可出現朗格漢斯細胞數量的增多,進一步表明卷煙煙霧可能是促進朗格漢斯細胞在肺內積聚的重要因素［6］;然而,隨著部分無吸煙及煙霧暴露史的PLCH 患者被相繼報道,提示除卷煙煙霧外還有其他因素與PLCH 的發(fā)病相關。有學者稱生物性煙霧也是誘導PLCH 的因素之一,原因是其含有顆粒物PM2.5、PM10及其他卷煙煙霧類似物［16］;另外,部分患者可出現咳嗽、咳痰、發(fā)熱等癥狀,病理檢查可見肉芽腫內大量免疫細胞浸潤,故腫瘤微環(huán)境、細菌或病毒感染誘發(fā)PLCH 的可能性不能排除,需要開展更多的臨床及實驗室研究以明確這些因素在PLCH發(fā)病中的作用。

過去人們普遍認為朗格漢斯細胞的克隆性增生類似于炎癥反應時免疫細胞的增生,是對炎癥刺激的一種反應,而非腫瘤性改變,其主要依據有:(1)PLCH 具有自限性;(2)組織病理學檢查可見肉芽腫內含有大量的免疫細胞;(3)在病變組織的CD1a陽性細胞中沒有觀察到異常的有絲分裂及遺傳細胞學的異常［11］。但近年來,隨著研究的深入,越來越多的證據傾向于朗格漢斯細胞的惡性增殖是產生PLCH 的重要機制。以BRAF 突變?yōu)槔?2013 年Yousem 等［17］采用二代測序法在2例PLCH 患者的肺結節(jié)活檢樣本中發(fā)現BRAF 突變;2014 年Roden等［18］利用免疫組織化學證實了7 例PLCH 患者的樣本組織中存在BRAF突變;2017年,Dimmler等［19］通過焦磷酸測序法和等位基因特異性PCR 研究來自9例PLCH 患者的38份肺活檢樣本,分別發(fā)現16/38 (42%)和31/37 (84%)的樣本組織中存在BRAF突變;不僅如此,進一步的研究發(fā)現約50%的PLCH 在發(fā)病過程中伴隨著BRAF 突變,以V600E突變最為常見［20］。BRAF屬于原癌基因,編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,是絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase,MAPK)通路的一部分,MAPK通路磷酸化激活后,能促進朗格漢斯細胞的增殖、存活［21］。有趣的是,早在PLCH 之前,就有研究報道在惡性黑色素瘤、毛細胞白血病、良性痣、甲狀腺乳頭狀瘤等良、惡性疾病中發(fā)現高頻率的BRAF-V600E 突變［22-23］;除BRAF突變外,MAP2K1突變也十分常見,約見于11%～19%的PLCH 患者［24］,MAP2K1與BRAF突變通路相同,均為MAPK 通路,MAP2K1 位于BRAF 的下游,功能上有 助 于MAPK 通 路 的 激 活［21］;NRASQ61K/R 作 為 一 種 特殊的基因突變,近年來在約40%的PLCH 患者的肺活檢樣本中得到證實。2016年Mourah等［20］初次通過外科肺活檢獲取26 例PLCH 患者 (其中4 例有肺外受累)及37 例LCH 患者的病變組織進行基因檢測,結果發(fā)現11/26(42%)的PLCH 患者存在NRAS基因突變,而LCH 患者均未檢出,其中包括1例肺部基因檢測NRAS突變陽性而皮膚檢測未發(fā)現基因異常,提示NRAS 突變可能只存在PLCH 的肺部病變組織中。迄今為止,尚無NRAS突變陽性的肺外報道,表明NRAS 突變在PLCH 發(fā)病中的重要性。一些罕見基因突變如MAP3K1、ARAF及部分融合突變也在PLCH 的活檢組織中發(fā)現。這些發(fā)現都支持了PLCH 是腫瘤性疾病的猜想,除此之外,靶向治療藥物對終末期患者的療效也支持了PLCH 的腫瘤性機制。值得思考的是,并非基因檢測顯示突變陽性的朗格漢斯細胞一定會演變?yōu)槟[瘤細胞,突變的朗格漢斯細胞在受到細菌或病毒的刺激后,才能激活細胞內的某些通路,引發(fā)朗格漢斯細胞惡性增殖的可能性亦不能排除［25］。

3 臨床表現

PLCH 主要表現為干咳 (50%～70%)、活動后呼吸困難 (40%～87%)、胸痛 (10%～21%),其他癥狀包括發(fā)熱 (10%)、乏 力 (30%)、體 質 量 減 輕 (20% ～30%)等［14］。約10%～25%的患者無明顯的臨床癥狀,僅于體檢時發(fā)現肺部影像異常而就診［5］;約15%～20%的患者因自發(fā)性氣胸首診,氣胸可發(fā)生于疾病的任何階段［5］,以單側氣胸多見,亦可為雙側。Radzikowska等［2］對90例PLCH(均為氣胸患者)進行回顧性分析,結果發(fā)現伴發(fā)氣胸的PLCH 患者多為青年男性,吸煙較少,且常伴有復發(fā)性氣胸及更加嚴重的呼吸衰竭,少數患者可發(fā)展為難治性氣胸;肺動脈高壓 (pulmonary hypertension,PH)是PLCH 的晚期并發(fā)癥,約見于10%的患者,它的出現往往提示預后不良［26］;極少數患者 (＜5%)以咯血為唯一表現,此時應注意與肺結核、肺癌、支氣管擴張等其他疾病相鑒別［4］。PLCH 肺部陽性體征少見 (氣胸除外),僅少數患者可聞及爆裂音及哮鳴音,杵狀指罕見。

PLCH 可合并肺外表現,如骨骼受累時,可出現骨痛、病理性骨折［14］,而尿崩癥多提示中樞神經系統的損傷［27］,少數患者還可出現脂溢性皮炎、淋巴結腫大、膽汁淤積、陰道潰瘍或不規(guī)則陰道出血等罕見癥狀。

值得注意的是,PLCH 一般不累及胸膜,無胸膜增厚、粘連等表現,如出現肺門及縱隔淋巴結腫大,應高度警惕PLCH 合并惡性腫瘤［28］。有文獻報道PLCH 患者繼發(fā)惡性腫瘤的風險明顯高于正常人群［7,29］。

4 病理學特點

組織病理學檢查是確診PLCH 的主要方法,可通過開胸肺活檢或胸腔鏡檢查等獲取肺組織。肺大體標本多表現為沿小氣道分布的結節(jié)和/或囊腔樣改變,部分病灶可出現纖維化,形成星芒狀瘢痕;光鏡下可見病變組織中含大量的朗格漢斯細胞,胞質略嗜酸性,核大,不規(guī)則卷曲,核溝明顯。病變一般可分為3期。 (1)富細胞期:主要表現為大量朗格漢斯細胞構成的肉芽腫,并可見嗜酸粒細胞、淋巴細胞、漿細胞及少量中性粒細胞浸潤; (2)增生期:肺泡內可見大量的巨噬細胞及慢性炎癥細胞,同時伴有肺上皮細胞的增生,朗格漢斯細胞數量減少,開始出現肺間質纖維化;(3)纖維化期:朗格漢斯細胞消失,纖維細胞增多,出現肺大皰、蜂窩肺甚至肺纖維化［6］。不同時期的病變可出現在同一肺活檢樣本中。電子顯微鏡下可見朗格漢斯細胞胞質內存在一種特殊的顆粒,即birbeck 顆粒,呈棒狀或網球拍狀,可作為PLCH 確診指標之一。免疫組織化學檢查示CD1a、S100、CD68、Langerin 陽性,其中以CD1a(+)特異性最高［12］。除此之外,肺泡灌洗液也常用于病理學檢查,但其檢出率較低［30］,肺泡灌洗液中CD1a(+)＞3%時高度提示PLCH,當CD1a(+)＞5%時具有診斷意義［31］。

5 影像學改變

隨著影像技術的發(fā)展,HRCT 已逐漸取代胸部X 線成為診斷PLCH 的重要方法,它不但能夠識別X 線不能識別的微小病變,通過典型的影像表現及病史直接診斷PLCH［6］,而且對患者的長期隨訪及肺內病灶的監(jiān)測具有意義。不同時期PLCH 影像表現有所不同,一般情況下遵循結節(jié)-空洞結節(jié)-厚壁囊腔-薄壁囊腔-肺大皰、肺氣腫、纖維化的變化過程［32］。

早期HRCT 以雙肺對稱性、彌漫性分布的小結節(jié)為主,可伴有少量的囊腔樣改變,結節(jié)與周圍組織分界不清,呈小葉中心性分布,病灶多位于雙肺中上肺野,肺底及肋膈角區(qū)少見［32］。隨著疾病的進展,囊性變越來越明顯,CT 表現為大量的囊腔影,分為薄壁囊腔及厚壁囊腔,可彌漫于全肺,亦可只累及中上肺野,囊腔形態(tài)各異,大小不一,可為孤立存在的圓形或類圓形,又可相互融合,形成多邊形或不規(guī)則形,部分囊腔可破裂形成氣胸。至疾病的晚期,開始出現明顯的肺纖維化或形成肺大皰,有時可呈肺氣腫或蜂窩肺樣改變［33］。部分患者可合并嚴重的肺動脈高壓,出現肺動脈的增粗及心腔的擴大。對于老年患者,除PLCH 征象外,還可見氣道壁增厚、氣管狹窄等表現［9］。

但HRCT 通常只對具有典型肺部影像表現的PLCH 具有較高的診斷價值,對其他表現不典型或肺外受累的PLCH 其診斷能力并不高。針對這一不足,近年來正電子發(fā)射計算機斷層顯像 (positron emission tomography,PET)在臨床中得到廣泛應用,它能夠通過病變的代謝信息 (PLCH 肺內外病灶在PET/CT 圖像中多表現為放射性濃聚灶)及全身掃描評估身體各臟器的受累情況［34］,從而提高病灶的肺外檢出率,為疾病的早期診斷、早期治療提供可能。

6 診斷

依據2009年國際組織細胞協會標準［35］,符合LCH 的診斷標準如下。(1)初診:在光鏡下見到典型的朗格漢斯細胞。(2)診斷:在光鏡檢查的初診基礎上,以下4項中≥2項指標陽性。①ATP 酶;②CD31/S100蛋白;③α-D-甘露糖酶;④花生凝集素受體。(3)確診:在光鏡檢查的初診基礎上,以下3 項中≥1 項指標陽性。①CD207;②CD1a抗原;③電鏡觀察病理性朗格漢斯細胞內含有Birbeck顆粒。

與LCH 的診斷有所不同,部分PLCH 患者具有典型的臨床及影像學特征,故其診斷需符合以下條件:(1)中青年吸煙者,出現干咳、呼吸困難或反復發(fā)作的氣胸等表現;(2)HRCT 顯示雙肺中上肺野彌漫性分布的結節(jié)、囊腔樣改變; (3)肺外組織活檢示LCH 或出現中樞性尿崩癥;(4)肺組織病理學檢查符合LCH 的診斷和肺泡灌洗液中CD1a陽性的朗格漢斯細胞＞5%。典型的胸部影像表現結合患者的吸煙史、臨床癥狀或肺外表現可初步診斷PLCH,但確診仍需依據病理結果［36］。

7 治療及預后

關于PLCH 的治療,目前尚無明確的指南可循。大多數學者認為戒煙是治療PLCH 最簡單有效的方法,戒煙可以改善患者的臨床癥狀,促進肺部病灶的吸收。Sch?nfeld等［37］在2012年對77例成人PLCH 進行回顧性分析發(fā)現,在戒煙的患者中,74%肺部病灶改善,13%無改變,13%進展。由此可見,戒煙是治療PLCH 的首要措施;對部分戒煙后效果不佳的患者,需采取藥物治療。目前臨床上常用的治療藥物為口服糖皮質激素,但其療效并不明確,有文獻報道口服糖皮質激素能明顯改善患者的臨床及影像表現,但對患者的肺功能無明顯影響［7］。長春新堿是治療多系統LCH 的主要化療藥物,對成人PLCH 的療效欠佳。克拉屈濱是一種抗腺苷脫氨酶的脫氧腺苷類似物,近年來報道對PLCH 的治療效果較好,有望成為治療PLCH 的一線藥物,它主要通過誘導樹突狀細胞凋亡、抑制朗格漢斯細胞增生來發(fā)揮作用［38］。研究還發(fā)現此藥物能提高進展期或晚期患者的肺功能,改善其胸部影像表現,尤其是肺部多發(fā)的囊腔樣改變［38-40］。雖然仍需更多的病例研究進一步證實該類藥物的有效性,但不可否認的是,克拉屈濱在未來PLCH 的治療中展現出巨大的潛能,它的成功應用將從一定程度上降低肺移植的概率。

對于自發(fā)性氣胸的患者,過去多采用保守治療或胸腔閉式引流術,但其復發(fā)率較高。Mendez等［41］報道稱采用保守治療的復發(fā)率為58%;相反,采用外科手術治療未見復發(fā),因而對反復發(fā)作的難治性氣胸,主張首選外科手術治療。除此之外,Singla等［42］在2019年對90例PLCH 進行回顧性分析,結果發(fā)現在自發(fā)性氣胸的患者中,保守治療 (觀察或胸管引流)、化學性胸膜固定術、手術性胸膜固定術的復發(fā)率分別為65%、50%、29%。這表明與保守治療相比,外科胸膜固定術可顯著降低氣胸的復發(fā)率,故對以自發(fā)性氣胸為首發(fā)癥狀的PLCH 患者,為減少復發(fā)風險可優(yōu)先考慮胸膜固定治療。

肺朗格漢斯細胞組織細胞增生癥相關性肺動脈高壓(pulmonary Langerhans cell histiocytosis-associated pulmonary hypertension,PLCH-PH)位于臨床肺動脈高壓分類中的第五組,即未明和/或多因素機制引起的肺動脈高壓［43］。關于PLCH-PH 的治療,利尿和輔助供氧是臨床上常用的治療手段,由于血管擴張劑有加重低氧血癥及誘發(fā)肺水腫的風險,通常不予考慮。然而近5年來有病例報道磷酸二酯酶-5抑制劑,如西地那非、他達那非等,能夠顯著改善PLCH-PH 患者的血流動力學而不伴隨肺水腫及氧合障礙的加重。研究發(fā)現此類藥物主要作用于遠離PLCH 損害的肺實質,因而能最大限度降低通氣血流比例失調,從而達到延長患者生存期的目的。目前關于磷酸二酯酶-5抑制劑的有效性仍處于臨床試驗階段,有必要進一步擴大研究以評估該藥在PLCH-PH 患者中的有效性及安全性［44-45］。

肺移植作為終末期患者的治療手段,多用于合并嚴重呼吸衰竭及肺纖維化的患者,但移植后的復發(fā)率約為20%［46］,以多系統受累及持續(xù)吸煙的患者多見［47］。由于近年來基因突變在PLCH 患者的肺活檢樣本中陸續(xù)被發(fā)現,使得應用BRAF 抑制劑治療PLCH 成為可能。2015 年,Haroche等［48］報 道 了8 例 伴 有BRAF 突 變 的Erdheim-Chester病患者,其中4 例合并LCH,所有患者均接受維羅非尼 (一種BRAF抑制劑)治療,在治療的過程中,患者的一般癥狀好轉但均出現了不同程度的并發(fā)癥,其中1例甚至因鱗狀細胞癌不得不停止治療。另一項較大規(guī)模的研究報告了122例BRAF突變陽性的患者,其中Erdheim-Chester病/LCH 18例,治療時出現不良反應5例,完全緩解1例,病情穩(wěn)定12例［49］。BRAF抑制劑最初是用于惡性黑色素瘤的治療,其治療經驗表明應用該類藥物時必須嚴格考慮患者的耐藥性,鑒于部分LCH 患者對該藥的嚴重不良反應,專家認為此類藥物只應用于終末期患者的搶救治療,尚不符合一線用藥標準［50］。

總體來說,單純的肺部受累較多系統受累預后好,年輕者較年老者預后好,成人較兒童預后好。成人中超過80%的患者可達到10年生存期［9］,尤其是早期的患者,經戒煙及積極治療后,臨床癥狀及影像表現改善明顯,甚至痊愈［10］;約30%～50%的患者可出現病情進展,其中10%～20%可發(fā)展為肺氣腫、蜂窩肺甚至死于呼吸衰竭。PLCH 預后不一,影響預后的主要因素有:疾病的分期、有無多器官受累、肺功能下降的程度,反復發(fā)作的氣胸及持續(xù)加重的臨床癥狀等［51］。PLCH 好轉或痊愈多年后仍可出現復發(fā),且目前尚未證實疾病復發(fā)與吸煙的關系［52］,因而所有PLCH 患者都應當保持長期密切的隨訪。

8 展望

由于愈來愈多的基因突變在肺活檢樣本中被發(fā)現,逐漸形成了PLCH 是具有炎性特征的腫瘤性病變的觀點,這些突變基因及趨化因子的發(fā)現不僅使我們對PLCH 的本質有了進一步的了解,同時也為終末期PLCH 的靶向治療提供了理論基礎。近年來,雖然PLCH 的研究取得了些許進展,但仍存在一些問題有待進一步解決: (1)PLCH 在吸煙人群中的發(fā)病率較低,提示存在其他易感因素誘導發(fā)病,如細菌、病毒等,但目前各種致病菌的檢測均未發(fā)現有力的依據。(2)BRAF突變會導致兒童對LCH 一線治療藥物的抵抗力增加,并且會加重疾病復發(fā)的風險,但對患兒的生存率無明顯影響,類似地,BRAF 突變對成年PLCH 患者的臨床表現、疾病的分期及預后是否也會產生影響,有何種影響? (3)發(fā)生基因突變的靶細胞是朗格漢斯細胞本身還是其前體細胞? 誘導突變產生的因素又有哪些? 吸煙作為PLCH 發(fā)病的一個重要因素,是否參與其中? 隨著日益深入的研究及探索,相信在不久的將來,這些問題都會被解決。

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