KL-6在急性呼吸窘迫綜合征診療中的價(jià)值

宋紅轉(zhuǎn)，周秀杰，陶家平，陳 飛

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是各種直接和間接致病因素引起肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞損傷，造成彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫，引起的急性低氧性呼吸功能不全。ARDS是臨床上導(dǎo)致急性呼吸衰竭的重要原因，病死率高達(dá)40%［1］。近年來隨著對ARDS發(fā)病機(jī)制的深入研究，其診斷標(biāo)準(zhǔn)更加精細(xì)化，治療方案也趨于精準(zhǔn)化，但其病死率仍居高不下。究其原因，目前尚缺乏早期診斷ARDS的特異性生物標(biāo)志物［2］，類似急性心肌梗死的肌鈣蛋白Ⅰ。因此，積極尋找特異性的生物標(biāo)志物可能對ARDS診治和評估病情預(yù)后具有重要意義。在ARDS的發(fā)病機(jī)制中，肺泡上皮-毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障的破壞是重要環(huán)節(jié)［3］。因此，有關(guān)肺內(nèi)細(xì)胞損傷的生物標(biāo)志物日益受到關(guān)注。涎液化糖鏈抗原-6（Krebs von den Lungen-6，KL-6），主要存在于Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞 （typeⅡalveolar epithelial cells，ATⅡ）表面，在增殖、再生或損傷的Ⅱ型細(xì)胞中表達(dá)明顯升高［4］。系列研究指出，KL-6在診斷和判斷ARDS預(yù)后方面具有一定的敏感性和特異性［5］，且其表達(dá)水平與患者氧合指數(shù)呈負(fù)相關(guān)［6］，但具體機(jī)制尚不清楚。該文就KL-6的特點(diǎn)及其在ARDS中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為臨床診療提供理論依據(jù)。

1 KL-6的簡介

1.1 KL-6的發(fā)現(xiàn) KL-6是 Kohno等［7］發(fā)現(xiàn)的一種肺腺癌相關(guān)抗原，它是一種相對分子量接近200KD的跨膜糖蛋白，主要是由20個(gè)氨基酸核心串聯(lián)重復(fù)序列組成的大黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域，具有被特異性抗體識別的空間結(jié)構(gòu)表位。免疫組化和流式細(xì)胞術(shù)研究將KL-6歸類為肺腫瘤和分化抗原的 “第9 組（MUC1）”糖蛋白［8］。 Hirasawa 等［9］研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者抗KL-6抗體水平明顯低于正常人，并發(fā)現(xiàn)抗KL-6抗體水平高的患者生存率要高于水平低的患者。 也有研究發(fā)現(xiàn)［10，11］：在乳腺癌和胰腺癌患者中，KL-6/MUC1的表達(dá)與腫瘤的侵襲性及患者預(yù)后具有相關(guān)性，并推測天然的抗KL-6的自身抗體可能具有一定的抗腫瘤作用。早期有關(guān)它的研究主要針對其與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，后來發(fā)現(xiàn)它在肺間質(zhì)纖維化中假陽性率很高，此后開啟了KL-6在間質(zhì)性肺病中的研究。

1.2 KL-6作為間質(zhì)性肺疾病標(biāo)志物的相關(guān)研究間質(zhì)性肺疾病 （interstitial lung disease，ILD）是一組主要累及肺泡腔和肺間質(zhì)，導(dǎo)致肺泡-毛細(xì)血管功能受損的彌漫性肺疾病。在結(jié)締組織疾病患者中，ILD是常見的肺部并發(fā)癥，并影響這類患者的預(yù)后。為探討KL-6與ILD的關(guān)系，早在1989年Kohno等［4］檢測研究發(fā)現(xiàn)ILD患者血清KL-6水平明顯升高。最近，Ma等［12］研究發(fā)現(xiàn)結(jié)締組織疾病患者合并ILD組血清KL-6水平明顯高于肺部感染組、單純結(jié)締組織組、健康受試組，且血清KL-6水平與肺高分辨率CT的疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。在接受治療的ILD患者中，肺部病變在6個(gè)月內(nèi)被吸收的患者血清KL-6水平逐漸降低，而其余患者不變。由此推測，血清KL-6水平可作為ILD患者早期篩查診斷，以及評估病情和治療效果的生物標(biāo)志物。Zhong等［13］通過meta分析表明血清KL-6對結(jié)締組織病患者ILD與非ILD鑒別診斷價(jià)值要優(yōu)于SP-D。另有研究發(fā)現(xiàn)KL-6還與結(jié)締組織相關(guān)ILD的疾病活動性相關(guān)［14］。因此，臨床上逐步將KL-6用于ILD的早期診斷、病情變化評估及預(yù)測轉(zhuǎn)歸。

2 KL-6的生物活性功能及參與肺損傷疾病的可能機(jī)制

2.1 KL-6的生物活性功能 KL-6作為一種細(xì)胞表面跨膜糖蛋白，具有多種功能，從保護(hù)氣道上皮免遭病原體感染到調(diào)節(jié)細(xì)胞信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄。可能的生物學(xué)功能為：（1）KL-6如所有黏蛋白一樣，具有黏液層的功能：水化，潤滑，防止酶破壞和抵抗病原體。正常表達(dá)的KL-6對機(jī)體肺組織具有一定保護(hù)作用，其糖基化側(cè)鏈提供了親水環(huán)境，維持氣道上皮的水化和潤滑。該糖蛋白以多肽為核心，糖側(cè)鏈為分支形成的刷樣結(jié)構(gòu)，可結(jié)合大多數(shù)細(xì)菌、病毒和吸入顆粒，介導(dǎo)幾乎所有吸入物質(zhì)從呼吸道清除，阻止病原體黏附、損害肺組織。但是，在疾病狀態(tài)下，氣道黏蛋白的表達(dá)增加，與病原體不適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，可能是構(gòu)成氣道病變的基礎(chǔ)［15］。（2）正常狀態(tài)下，KL-6可保護(hù)上皮層免受病原體侵害，參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)、免疫調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控，還參與修復(fù)細(xì)胞表面蛋白，增加效應(yīng)細(xì)胞的趨化性，有助于殺死腫瘤細(xì)胞；而在疾病狀態(tài)下，該黏蛋白的過表達(dá)會使腫瘤細(xì)胞逃脫免疫監(jiān)視［16，17］，可能是與其他蛋白質(zhì)或黏附調(diào)節(jié)分子相互作用的結(jié)果。（3）促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和抗凋亡作用，影響纖維化的發(fā)生和發(fā)展，還可能在異常傷口的修復(fù)和重塑中起新的作用［18，19］。

2.2 KL-6參與肺損傷疾病的可能機(jī)制 既往研究表明在各種以肺泡上皮細(xì)胞損傷為特征的間質(zhì)性肺疾病中，血清KL-6水平升高［4］。當(dāng)受到外界刺激時(shí)，ATⅡ增生，KL-6中S-S鍵裂解，KL-6擴(kuò)散到肺上皮內(nèi)襯液，肺泡表面 KL-6濃度增加，同時(shí)肺損傷導(dǎo)致肺間質(zhì)基底膜的破壞，KL-6從肺泡間隙向循環(huán)滲漏，血清KL-6濃度進(jìn)一步增加。由此看來，血清KL-6水平升高與肺損傷程度及肺泡-毛細(xì)血管通透性相關(guān)［20］。但其參與肺損傷的具體機(jī)制尚不清楚。Ishizaka等通過體外研究證實(shí)肺上皮細(xì)胞產(chǎn)生KL-6是對促炎細(xì)胞因子復(fù)合物的反應(yīng)［21］，這表明在肺損傷期間，肺中積聚的炎性細(xì)胞因子可能誘導(dǎo)KL-6的產(chǎn)生。最近研究證實(shí)KL-6對人肺有很強(qiáng)的促增殖和抗凋亡作用，其增殖作用與堿性成纖維細(xì)胞生長因子和血小板衍生生長因子的活性相當(dāng)，KL-6分子可能通過成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和積聚來促進(jìn)肺纖維化［18，22］。

3 KL-6在ARDS中的應(yīng)用

3.1 KL-6在診斷ARDS中的價(jià)值 ARDS的主要病理組織學(xué)特征是彌漫性肺泡損傷（diffuse alveolar damage，DAD），據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)僅有一半臨床診斷ARDS的患者經(jīng)肺活檢證實(shí)存在DAD，且存在DAD的ARDS患者氧合水平更低，肺動態(tài)順應(yīng)性更差，更多提示患者處于病程的相對后期［23，24］。 基于肺活檢的病理學(xué)表現(xiàn)，ARDS的自然病程分為滲出期、增生期與纖維化期，但這三個(gè)階段并非相互獨(dú)立地先后出現(xiàn)。因肺活檢屬于有創(chuàng)性操作，也限制了其在臨床的應(yīng)用。因此，尋找特異性的ARDS生物標(biāo)志物，早期識別及動態(tài)反映肺損傷情況，對臨床診療可能更有意義。

在ARDS的早期階段，肺上皮比內(nèi)皮更能抵抗損傷，但一定程度的上皮損傷是ARDS的特征，其損傷程度也是ARDS嚴(yán)重程度的重要決定因素。與ATII相關(guān)的表面抗原（KL-6），在正常肺組織及終末細(xì)支氣管上皮細(xì)胞只有極少量表達(dá)，在病變的ATII表達(dá)增強(qiáng)。因此，檢測血清KL-6水平有助于早期識別肺損傷。既往研究已表明：KL-6同肺表面活性物質(zhì)相關(guān)蛋白 （SP-A，SP-D）一樣，在診斷ARDS具有一定的敏感性和特異性［5］。

Ishizaka等［21］通過支氣管鏡微取樣方法，發(fā)現(xiàn)ARDS患者肺上皮襯液中KL-6水平高于正常對照組，同時(shí)檢測到肺泡上皮通透性的變化，提示Kl-6與肺泡-毛細(xì)血管通透指數(shù)相關(guān)。Nathani等［25］收集30例ARDS的機(jī)械通氣患者，12例具有ALI風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械通氣患者和10名健康志愿者的血清和支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）標(biāo)本。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ARDS組血清KL-6水平顯著高于其他兩組，且血清KL-6水平與Murray肺損傷評分和BALF中KL-6水平相關(guān)。BALF中KL-6與BALF中的髓過氧化物酶活性、血管內(nèi)皮生長因子等炎性指標(biāo)有關(guān)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)肺部感染并不能影響B(tài)ALF或血清中KL-6的水平。由此，推測KL-6可作為診斷ARDS的生物標(biāo)志物，同時(shí)可以和肺部感染相鑒別。最近，羅臻等［26］采用ELISA法檢測54例創(chuàng)傷性ARDS患者和50例同期體檢者的血清KL-6水平，發(fā)現(xiàn)KL-6在創(chuàng)傷性ARDS患者中明顯升高，且與肺損傷預(yù)測評分呈正相關(guān)，與PaO2/FiO2呈負(fù)相關(guān)。ROC曲線分析顯示，當(dāng)血清KL-6水平>426.4 U/ml時(shí)，預(yù)測創(chuàng)傷性ARDS的敏感度為62.9%，特異性為91.2%。因此，KL-6可能是創(chuàng)傷性ARDS的良好生物標(biāo)志物，可以用于該疾病的早期診斷。

機(jī)械通氣是治療ARDS的主要手段，而不適當(dāng)?shù)耐獠呗钥杉又匾延械姆螕p傷。Sato等檢測28例ARDS機(jī)械通氣患者、9例符合病情嚴(yán)重程度的機(jī)械通氣對照者、10例健康對照者的血漿KL-6水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ARDS組血漿KL-6水平高于符合病情嚴(yán)重程度的機(jī)械通氣對照組和健康對照組。在ARDS機(jī)械通氣患者中，KL-6水平與峰氣道壓、平均氣道壓、潮氣量等通氣參數(shù)呈顯著相關(guān)。因此，推測血漿KL-6水平可作為診斷ARDS及機(jī)械通氣相關(guān)肺損傷的有用標(biāo)志物［27］。

3.2 KL-6在預(yù)測ARDS疾病程度及轉(zhuǎn)歸中的價(jià)值 先前的研究報(bào)道，ARDS患者血清和上皮襯液或支氣管肺泡灌洗液中KL-6水平升高，且與患者預(yù)后不良有關(guān)。Sato等［27］研究發(fā)現(xiàn)與存活者比較，非存活A(yù)RDS患者血漿KL-6水平在早期和晚期均顯著升高；提示KL-6對ARDS及機(jī)械通氣相關(guān)ARDS的預(yù)后具有重要意義。

Kondo等［28］為進(jìn)一步評價(jià) KL-6在 ARDS預(yù)后中的意義，對32例ARDS患者的上皮襯液和血清中KL-6濃度進(jìn)行了連續(xù)測定；結(jié)果顯示：非存活者上皮襯液KL-6濃度在ARDS診斷后第0天、1天、3天均明顯高于存活者。當(dāng)檢測每例患者上皮襯液和血清中KL-6的最高水平時(shí)，發(fā)現(xiàn)非存活者的KL-6水平均顯著高于存活者。在預(yù)測死亡率方面，經(jīng)ROC曲線分析，上皮襯液KL-6的最佳截點(diǎn)值為3453 U/ml，其敏感性、特異性和似然比分別為77.27%、90.0%和7.73；血清KL-6的最佳截點(diǎn)值為530 U/ml，敏感度、特異性和似然比分別為86.36%、60.0%和2.16；并發(fā)現(xiàn)上皮襯液里KL-6濃度>3453 U/ml或血清KL-6濃度>530 U/ml時(shí)，ARDS診斷后90 d存活率明顯降低。提示KL-6是ARDS預(yù)后的一個(gè)重要指標(biāo)，且上皮襯液中KL-6濃度是一個(gè)更敏感的肺泡上皮損傷指標(biāo)，比血清中KL-6水平更能預(yù)測臨床預(yù)后。

Bonella等［29］報(bào)道33例肺泡蛋白沉積癥患者，發(fā)現(xiàn)血清KL-6水平升高并與肺功能指標(biāo)（PaO2、A-aDO2、DLCO、VC 和 TLC 等） 相關(guān)；KL-6 水平越高，肺損傷越重，其肺功能越差；并建議當(dāng)血清值>1526 U/ml時(shí)表明疾病處于活動期，當(dāng)血清水平>2157 U/ml時(shí)，提示病情嚴(yán)重，需全肺灌洗治療。最近，曾憲飛等［30］通過前瞻性研究發(fā)現(xiàn)血清KL-6水平變化對ARDS的診斷及預(yù)后具有重要意義。由此推測，血清或肺泡灌洗液中KL-6水平升高，在評價(jià)ARDS肺損傷程度及預(yù)后方面有重要意義，其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

目前認(rèn)為，KL-6水平升高可協(xié)助ARDS早期診斷、反映病變程度及轉(zhuǎn)歸。雖然有關(guān)KL-6在ARDS疾病中的作用機(jī)制尚不十分明確，但由于KL-6檢測具有快速、簡易經(jīng)濟(jì)、可重復(fù)性及無創(chuàng)等特點(diǎn)，在一定程度上優(yōu)于高分辨CT或肺活檢，且血清及BALF標(biāo)本相對容易獲取。因此，KL-6水平檢測將有望成為ARDS的新型標(biāo)志物，同時(shí)為臨床尋求治療ARDS干預(yù)靶點(diǎn)，提供一定的依據(jù)。