慢性移植肺功能障礙的診斷與治療現(xiàn)狀

黃桁 田東

慢性移植肺功能障礙（chronic lung allograft dysfunction，CLAD）是肺移植術(shù)后限制受者遠(yuǎn)期結(jié)果的最重要因素，約一半的受者在術(shù)后5年內(nèi)可能罹患CLAD，這直接導(dǎo)致了肺移植受者5年總體生存率僅為54%[1-2]。作為一個“包羅萬象”的術(shù)語，CLAD被用來描述一系列肺移植術(shù)后肺功能顯著且持續(xù)惡化的臨床表現(xiàn)[3]。閉塞性細(xì)支氣管炎綜合征（bronchiolitis obliterans syndrome，BOS）和限制性移植物綜合征（restrictive allograft syndrome，RAS）是CLAD兩種最主要的表型，兩者具有截然不同的通氣缺陷表現(xiàn)和預(yù)后[4]。近十余年來，國際上對CLAD及其表型的認(rèn)知發(fā)生了極大變化，但關(guān)于其診治相關(guān)研究仍存在諸多挑戰(zhàn)。截止至目前，沒有藥物可以完全阻止或逆轉(zhuǎn)CLAD的進展，準(zhǔn)確的早期預(yù)測、診斷以及管理策略制定非常迫切[5]。本文將對CLAD的綜合診斷方式和潛在治療策略進行詳細(xì)總結(jié)，旨在提高肺移植受者的遠(yuǎn)期生存結(jié)果和生活質(zhì)量。

1 CLAD的診斷方式

1.1 臨床癥狀和體征

臨床上，BOS在早期多為隱匿性發(fā)作，伴有運動時呼吸困難、持續(xù)和（或）反復(fù)的干咳、發(fā)熱、咳痰、乏力等非特異性癥狀，且聽診時有爆裂音；晚期BOS可能出現(xiàn)平靜時呼吸困難和其他與支氣管擴張相似的體征或癥狀[6-7]。RAS主要表現(xiàn)為氣短、發(fā)熱、胸膜炎、胸悶和體質(zhì)量減輕，聽診有輕微的粗爆裂音[6,8]。RAS發(fā)病相對較急，部分受者進展表現(xiàn)為“階梯”模式，即病程中出現(xiàn)急性低氧血癥反復(fù)發(fā)作，急性加重后是相對穩(wěn)定的臨床間歇期[8-9]。盡管CLAD相關(guān)的癥狀和體征是非特異性和非即時性的，但與呼吸系統(tǒng)有關(guān)的癥狀和體征在整個隨訪過程中有著重要的警示作用。

1.2 組織學(xué)特征

閉塞性細(xì)支氣管炎（obliterative bronchiolitis，OB）是BOS的組織學(xué)特征，其病理學(xué)表現(xiàn)為細(xì)支氣管黏膜下有致密嗜酸性透明變纖維疤痕組織，伴部分或完全腔內(nèi)阻塞[10]，典型特征見圖1A。RAS病理學(xué)表現(xiàn)主要為外周肺間質(zhì)和肺泡腔內(nèi)充滿透明變纖維和散在單核細(xì)胞，有時可表現(xiàn)為早期纖維化，出現(xiàn)急性肺損傷和肺間質(zhì)增寬[8]，典型特征見圖1B。經(jīng)支氣管鏡活組織檢查（活檢）是CLAD組織學(xué)診斷的基本方法，但其靈敏度較低（常低于0.40），同時可能伴有氣胸、疼痛和出血等風(fēng)險，反復(fù)活檢程序繁瑣且增加受者的痛苦，故經(jīng)支氣管鏡活檢可能不會在整個隨訪周期內(nèi)進行[10]。

圖1 BOS和RAS的組織學(xué)典型特征Figure 1 Typical histological features of BOS and RAS

1.3 肺功能特點

肺功能測定因其易于操作和重復(fù)的特點已成為診斷CLAD的主要手段。根據(jù)國際心肺移植學(xué)會（International Society for Heart and Lung Transplantation，ISHLT）最新的共識，CLAD被定義為受者第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）相對基線值顯著且持續(xù)下降≥20%（排除其他混雜因素，基線值設(shè)為肺移植后兩個最佳FEV1值的平均值，兩次測量時間至少間隔3周）。當(dāng)滿足CLAD診斷標(biāo)準(zhǔn)后，同時受者FEV1/用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）＜70%，且沒有影像學(xué)上的渾濁表現(xiàn)時，即可確診BOS[3-4]。RAS的診斷相對更為復(fù)雜，當(dāng)滿足CLAD診斷標(biāo)準(zhǔn)后，同時受者總肺活量（total lung capacity，TLC）相對基線值下降≥10%，胸部影像學(xué)上存在≥3個月的持續(xù)性渾濁，則可確診RAS[9]。CLAD的診斷和鑒別要點見表1。

表1 CLAD四種基本表型的診斷和鑒別指標(biāo)Table 1 Diagnosis and differential indicators of the four basic phenotypes of CLAD

其他肺功能測定指標(biāo)對CLAD診斷也具有參考價值，如25%和75% FVC時的平均用力呼氣流量（mean forced expiratory flow between 25% and 75% of FVC，F(xiàn)EF25-75）被認(rèn)為是BOS的一個敏感預(yù)測因子，但FEF25-75對BOS早期診斷的靈敏度是否比FEV1更高仍存在較大爭議。如何鑒別BOS和RAS表型一直是CLAD領(lǐng)域的重要課題，Todd等[11]發(fā)現(xiàn)當(dāng)FVC/FVCbest＜0.80時最有可能被診斷為RAS，反之則為BOS。總之，肺功能測定應(yīng)該貫穿整個隨訪過程，對于穩(wěn)定狀態(tài)CLAD受者，建議每3～4個月至少測量一次肺功能，并在移植術(shù)后3個月和6個月以及移植術(shù)后每年測定TLC[3]，家庭肺活量測定有助于受者和移植科醫(yī)師根據(jù)早期肺功能變化來排查CLAD，并及早確定干預(yù)時間和防治策略。

1.4 影像學(xué)特征

1.4.1 胸部X線檢查 早期CLAD受者胸部X線檢查總體上表現(xiàn)為外周血管紋理減少，輕度或中度肺容積損失，CLAD進展時可觀察到亞節(jié)段性肺不張[6]。晚期CLAD受者胸部X線檢查表現(xiàn)為不規(guī)則和不透明區(qū)域可能增大，包括與感染有關(guān)的結(jié)節(jié)狀或斑片狀肺泡混濁，以及肺中、上段胸膜陰影伴纖維化。常規(guī)胸部X線檢查診斷CLAD靈敏度和特異度都不高，但一些異常警惕信號有助于判斷是否需要進行深入檢查來診斷CLAD。

1.4.2 胸部CT檢查 CT被視為CLAD的核心檢查手段之一[6]。一般來說，BOS受者的CT/高分辨率CT（high-resolution CT，HRCT）表現(xiàn)包括支氣管擴張和支氣管增厚，其中呼氣相空氣潴留和（或）馬賽克衰減高度提示BOS的存在[4]。相比之下，RAS受者的CT/HRCT影像學(xué)表現(xiàn)主要為胸膜增厚、肺周圍性實變、結(jié)構(gòu)扭曲、毛玻璃樣混濁、肺容積損失，且這些異常改變更容易出現(xiàn)在肺上葉[6,12]。BOS和RAS受者的胸部CT檢查典型特征見圖2。一些新的嘗試逐漸在CLAD中得到運用，如吸氣和呼氣雙相CT容量測定法、CT評分和容量測定法、半定量CT、通氣/灌注單光子發(fā)射CT[13-15]。根據(jù)ISHLT最新共識，建議肺移植受者在術(shù)后6個月進行第1次CT檢查，首次確診為CLAD后，應(yīng)重復(fù)進行CT檢查，以更好地發(fā)現(xiàn)空氣潴留和各種細(xì)微渾濁。

圖2 BOS和RAS受者的胸部CT檢查典型特征Figure 2 Typical features of chest CT in recipients with BOS and RAS

1.4.3 其他影像學(xué)檢查 MRI是一種功能強大的成像技術(shù)，可以用來評估肺功能和肺解剖結(jié)構(gòu)。3He-MRI對早期OB的診斷可能比肺功能測定更為敏感，氧氣敏感性3He-MRI可以通過監(jiān)測肺內(nèi)氧分壓來區(qū)分正常肺和BOS肺，還可以通過高時間分辨率的動態(tài)通氣成像進一步提高靈敏度和特異度[6]。其他類型的MRI也可為CLAD的診斷提供通氣、灌注、擴散和代謝信息，包括氧增強T1-mapping MRI、傅里葉變換法MRI和超極化[1-13C]丙酮酸MRI[16-17]。

正電子發(fā)射計算機體層顯像儀（positron emission tomography and computed tomography，PET/CT） 在診斷CLAD方面也顯示了積極的作用。既往報道顯示，經(jīng)吡非尼酮治療后的RAS受者在18F-氟代脫氧葡萄糖（18F- flurodeoxyglucose，18F-FDG）PET/CT顯像中呈高代謝活性，提示纖維增生活性和胸膜實質(zhì)改變[18]。最近，Verleden等[19]對接受18F-FDG PET/CT掃描的受者進行了一項回顧性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與BOS受者相比，RAS受者移植肺18F-FDG攝取增加，且18F-FDG PET/CT鑒別CLAD表型的靈敏度為0.76，特異度為0.87。雖然18F-FDG PET/CT在檢測CLAD方面具有很大的潛力，但高昂的費用可能會限制其常規(guī)使用。

近年來，肺部超聲已被用于肺移植的臨床研究和基礎(chǔ)研究，且具有較高的靈敏度。Davidsen等[20]報道了第1例在肺移植中使用肺部超聲來支持RAS診斷的案例。另一項動物研究也報道了通過肺部超聲檢測OB，主要表現(xiàn)為胸膜下實變伴超聲B線[21]。

1.5 經(jīng)生物標(biāo)志物診斷

在沒有感染或細(xì)菌定植的情況下，持續(xù)的支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）源中性粒細(xì)胞增多可能是CLAD發(fā)生的危險信號[22]。嗜酸性粒細(xì)胞在CLAD受者中的水平也會升高，尤其是RAS表型受者[23]。BALF源趨化因子如CXC趨化因子受體（CXC chemokine receptor，CXCR）3水平的持續(xù)升高與CLAD風(fēng)險增加密切相關(guān)，這種變化可能在CLAD發(fā)生前3～9個月即可出現(xiàn)[24]。此外，轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-9水平在CLAD受者中顯著升高也已得到多個研究的支持[25]。較高水平的血漿供者來源性細(xì)胞游離DNA（donor-derived cell-free DNA，dd-cfDNA）與CLAD發(fā)生率增加有關(guān)，且BOS受者中dd-cfDNA水平明顯高于RAS受者[26-27]，相反，RAS受者血清涎液化糖鏈抗原-6 （krebs von den lungen-6，KL-6）水平顯著高于BOS受者，可能代表著持續(xù)慢性炎癥[28]。有證據(jù)表明44%存在新生供者特異性抗體（donor specific antibody，DSA）的受者可能會發(fā)展為CLAD，而低水平DSA受者罹患CLAD的比例僅占19%[29]。DSA中最主要的抗體抗原是人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA），通過支氣管、肺泡上皮細(xì)胞或肺泡巨噬細(xì)胞表達(dá)的HLA-G與BOS的存在有關(guān)，但其是否在RAS纖維化中發(fā)揮作用，目前尚不清楚[30]。

1.6 其他診斷方法

呼氣一氧化氮（exhaled nitric oxide，eNO）是CLAD受者另一個值得關(guān)注的指標(biāo)，與穩(wěn)定狀態(tài)受者或健康受試者相比，eNO在BOS受者中顯著升高；與肺功能測定相比，eNO測定也許可以提前8～9個月診斷BOS[6,31]。單次呼吸沖洗測試可以檢測到肺腺泡的早期不均勻性分布，其早期檢測雙肺移植受者CLAD的陽性預(yù)測值為80%，陰性預(yù)測值為100%，結(jié)合FEV1可提高靈敏度和特異度[32]。氣道高反應(yīng)性在肺移植術(shù)后比較常見，通常采用乙酰甲膽堿激發(fā)試驗（methacholine challenge test，MCT）進行檢測，術(shù)后3個月時MCT陽性和支氣管高反應(yīng)性可以預(yù)測肺移植術(shù)后3年內(nèi)CLAD的發(fā)生發(fā)展，且陽性受者更有可能出現(xiàn)BOS[33]。

2 CLAD的治療策略

2.1 抗反流手術(shù)

關(guān)于CLAD的預(yù)防措施報道較少，且效果不明確。其中胃底折疊術(shù)可用于胃食管反流（gastroesophageal reflux，GER）的肺移植受者，許多研究都報道了這種抗反流手術(shù)對CLAD受者的改善作用[4]。Cantu等[34]發(fā)表了一項對457例肺移植受者的回顧性分析，其中GER發(fā)生率為76%，14例在肺移植術(shù)后90 d內(nèi)接受胃底折疊術(shù)的受者在術(shù)后1年和3年BOS發(fā)生率得到了明顯改善。然而，目前沒有前瞻性隨機對照臨床試驗來驗證這些抗反流手術(shù)對BOS受者的影響，但仍建議對新發(fā)BOS受者進行常規(guī)GER監(jiān)測。

2.2 增強免疫抑制

增強免疫抑制是CLAD的核心治療策略，三聯(lián)免疫抑制方案是大多數(shù)肺移植受者的共同選擇，包括鈣調(diào)磷酸酶抑制劑（calcineurin inhibitor，CNI）、抗代謝藥物和糖皮質(zhì)激素[4]。根據(jù)多中心移植經(jīng)驗，持續(xù)高劑量糖皮質(zhì)激素也許不能改善BOS，且常常伴有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，但短期減量的糖皮質(zhì)激素依舊可以作為一種經(jīng)驗型選擇[3]。在一些病例中，將環(huán)孢素?fù)Q為他克莫司似乎更能減緩受者肺功能的損失速度，并減少了感染、惡性腫瘤和腎毒性的風(fēng)險[3-4,35]。硫唑嘌呤和嗎替麥考酚酯（mycophenolate mofetil，MMF）也是長期維持免疫抑制用藥，近年來，一些研究表明MMF在延緩CLAD受者肺功能下降速度方面具有更多優(yōu)勢[36]。阿侖單抗與較低的BOS發(fā)生風(fēng)險相關(guān)，但隨后的感染并發(fā)癥極大限制了阿侖單抗在BOS受者中的使用[4,37]。

全淋巴照射（total lymphoid irradiation，TLI）是一種用于難治性同種異體移植排斥反應(yīng)的治療方法，Lebeer等[38]進行了一項具有14年使用TLI治療進展BOS經(jīng)驗的回顧性研究，結(jié)果顯示TLI治療可顯著緩解受者的肺功能下降，特別是那些進展迅速的受者。體外光分離置換法（extracorporeal photopheresis，ECP）可以通過減少可能導(dǎo)致排斥反應(yīng)的致敏淋巴細(xì)胞的數(shù)量，進而阻礙BOS的發(fā)生和進展[4]。有限的數(shù)據(jù)表明，ECP可能逆轉(zhuǎn)、降低或穩(wěn)定25%～61%BOS受者的肺功能下降，但其作用機制尚不清楚[4,39]。

2.3 阿奇霉素

阿奇霉素是目前研究最多、最成熟的治療CLAD的藥物，其對肺功能下降的改善價值已經(jīng)被多個中心證實，30%～83%的受者對阿奇霉素治療有反應(yīng)，一些受者甚至可能會出現(xiàn)肺功能的完全逆轉(zhuǎn)[40]。Vos等[41]針對阿奇霉素的預(yù)防價值進行了首個隨機對照試驗，該項目研究了阿奇霉素（250 mg，每周3次，連續(xù)2年）在83例肺移植受者中預(yù)防BOS的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)接受阿奇霉素治療的受者中只有12%出現(xiàn)BOS，遠(yuǎn)低于接受安慰劑治療的受者。盡管阿奇霉素已成為CLAD受者臨床用藥的重要選擇，但其具體機制仍不清楚，一些學(xué)者猜測阿奇霉素可能通過阻斷絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路的細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化和減少中性粒細(xì)胞的黏附，進而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用和抗炎作用。根據(jù)目前的專家共識，當(dāng)受者出現(xiàn)肺功能下降的時候，應(yīng)在早期積極開展阿奇霉素試驗，以便在發(fā)病早期通過藥物干預(yù)盡可能延緩CLAD進展。

2.4 孟魯司特

部分CLAD受者在使用預(yù)防性阿奇霉素和增強免疫抑制方案后，F(xiàn)EV1依舊進展性下降，孟魯司特也許可以被用作阿奇霉素和增強免疫抑制方案失敗后的挽救性治療方案[42]。孟魯斯特具有廣泛的抗炎特性，尤其是針對嗜酸性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和對糖皮質(zhì)激素不敏感的中性粒細(xì)胞，并可減輕上皮和肺纖維化。早期研究在兩組已經(jīng)接受阿奇霉素治療的BOS受者中進行了孟魯司特干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)孟魯司特組FEV1下降速度明顯低于對照組。Vos等[43]根據(jù)最新的表型定義對153例受者進行了分型，發(fā)現(xiàn)使用孟魯司特3個月和6個月后，CLAD受者FEV1的下降速度顯著降低。值得注意的是，肺功能快速下降的受者和RAS表型的受者對孟魯斯特應(yīng)答的可能性較小?；诿萧斔固氐目寡滋匦?，其在CLAD中是否與阿奇霉素作用類似或起協(xié)同作用，目前尚不清楚，但考慮到CLAD藥物治療的醫(yī)療需求，這些積極發(fā)現(xiàn)是極其重要的。

2.5 吡非尼酮

吡非尼酮是一種新的吡啶酮類化合物，體外和體內(nèi)研究均表明其具有強大的抗纖維化作用，且能夠抑制T淋巴細(xì)胞的增殖及活化，同時抑制樹突狀細(xì)胞的增殖和功能[44]。近年來，一些動物研究和個案報道表明吡非尼酮有望治療CLAD[18,35,44]。Vos等[45]的研究顯示，對 CLAD予以阿奇霉素等傳統(tǒng)手段治療無效者，服用3個月以上的吡非尼酮可以延緩受者肺功能FEV1的下降速度，且這種改善在RAS受者中更具優(yōu)勢。最近一項隊列研究也指出，吡非尼酮對CLAD受者顯示出了良好的安全性，顯著延緩了FEV1的下降速度，且結(jié)果類似于既往報道的特發(fā)性肺纖維化[46]。吡非尼酮可能通過其抗纖維化、抗炎、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)作用在肺移植術(shù)后CLAD的治療中發(fā)揮作用，例如，吡非尼酮通過抑制TGF-β和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α的合成，進而防止纖維化和瘢痕的形成，而TGF-β誘導(dǎo)的Smad3、p38和蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）磷酸化可能是其機制研究的重點[46]。綜上，吡非尼酮是有較大前景的治療CLAD（尤其是RAS）的藥物。

2.6 再次肺移植

對于不可逆呼吸功能受損的CLAD受者，再次肺移植也許是唯一能夠挽救其生命的選擇[47]。據(jù)報道，BOS受者再次肺移植術(shù)后1年生存率為60%～78%，5年生存率為44%～61%，如果在有經(jīng)驗的移植中心進行，該結(jié)果有望接近首次肺移植的結(jié)果[4]。然而，與再次肺移植的BOS受者相比，RAS表型的受者更有可能再發(fā)展成CLAD，且生存期更差[48]。目前再次肺移植通常是CLAD受者存活的唯一希望，建議將難治性BOS受者轉(zhuǎn)診給移植科醫(yī)師進行再次肺移植評估。

3 展 望

CLAD相關(guān)研究一直是肺移植基礎(chǔ)和臨床研究領(lǐng)域最重要的課題之一，但依舊面臨著許多棘手的問題。關(guān)于診斷方式，應(yīng)加強無創(chuàng)性、定量性的生物標(biāo)志物檢測在臨床中的應(yīng)用，盡管目前所有生物標(biāo)志物都無法特異性預(yù)測和診斷CIAD，但相關(guān)研究都具有極大潛力，也是深入研究CLAD發(fā)病機制的風(fēng)向標(biāo)。在CLAD的治療方面，盡管目前沒有任何藥物可以完全逆轉(zhuǎn)CLAD，但許多嘗試性的干預(yù)措施可以延緩其進展。許多有潛力的治療方式在CLAD的管理中也已經(jīng)嶄露頭角，如外泌體、尼達(dá)尼布、間充質(zhì)干細(xì)胞、西羅莫司和依維莫司等[41,49-50]。目前，CLAD的治療方案仍是基于其他實體器官移植的經(jīng)驗，探索潛在的新藥物、維持有效的免疫抑制方案并根據(jù)表型選擇最佳用藥組合，是降低肺功能下降速度和提高受者遠(yuǎn)期存活率的關(guān)鍵，也是未來CLAD相關(guān)研究的重點。