類風濕關(guān)節(jié)炎相關(guān)肺間質(zhì)病變生物標志物

徐洪琳，張蜀瀾

肺間質(zhì)病變(interstitial lung disease, ILD)是類風濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)最常見的關(guān)節(jié)外表現(xiàn)，以普通型間質(zhì)性肺炎(usually interstitial pneumonia, UIP)最為常見。約60%～80%的RA患者出現(xiàn)肺部受累，但僅約10%患者出現(xiàn)ILD臨床癥狀。由于缺乏統(tǒng)一的診斷標準和檢測方法，尚未有確切的人群發(fā)病率。并發(fā)ILD是RA患者死亡的主要原因。RA-ILD死亡風險比率較單純RA高2～10倍，死亡率大約為13.9%[1]。因此，早期發(fā)現(xiàn)和及時治療對降低RA-ILD的發(fā)病率和死亡率有重要作用。目前，RA-ILD診斷主要依靠生物標志物、臨床表現(xiàn)和影像學檢查結(jié)果進行綜合判斷。血清高水平類風濕因子(rheumatoid factor，RF)和抗環(huán)瓜氨酸多肽抗體(anti-cyclic citrullinated peptide antibody, anti-CCP)是RA-ILD的危險因素[2-3]，研究發(fā)現(xiàn)以ILD為首發(fā)表現(xiàn)的RA-ILD患者血清中含高滴度的ACPA和RF[4]，因而進一步研究抗瓜氨酸蛋白抗體譜 (anti-citrullinated protein antibodies，ACPA)有助于深入了解RA-ILD發(fā)病機制。此外，涎液化糖鏈抗原-6(Krebs von den Lungen-6，KL-6)在結(jié)締組織病相關(guān)肺間質(zhì)病變的診斷、預后評估和風險分層中發(fā)揮重要作用[5-7]，但是缺乏足夠的臨床研究將KL-6納入RA-ILD臨床常規(guī)檢測。因此，需要尋找新型生物標志物用于RA-ILD風險預測和預后評估。

本文將對歷年來文獻報道的RA-ILD相關(guān)基因，自身抗體和靶抗原進行綜述，尋找有較好診斷價值的生物標志物，探究與肺損傷相關(guān)聯(lián)的自身抗體在RA-ILD的發(fā)病機制中的可能作用，并發(fā)現(xiàn)可用于預后評估和鑒別診斷的潛在生物標志物，為臨床診斷RA-ILD提供新思路。

1 RA-ILD相關(guān)基因

RA-ILD發(fā)生發(fā)展受基因和環(huán)境因素共同影響。研究發(fā)現(xiàn)人類白細胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)與RA-ILD易感性相關(guān)。HLA-DRβ鏈的第70-74位基因序列高度保守，RA相關(guān)的HLA-DR等位基因共同享有該保守序列，故稱其為共同表位(shared epitope, SE)。Furukawa對日本人群研究發(fā)現(xiàn)不同HLA等位基因?qū)τ赗A并發(fā)ILD的風險有不同影響，HLA-DRB1*04，HLA-DQB1*04和SE對RA-ILD有保護效應，而HLA-DRB1*16是RA-ILD的危險因素[8]。此外，在一項納入116名韓國RA患者的研究中，Song等[9]發(fā)現(xiàn)HLA-RDB1核苷酸序列的第九位色氨酸和RA-ILD易感性相關(guān)，OR值為22.89，P=0.037。

MUC5B是由呼吸道分泌的膠原形成蛋白，肺纖維化患者MUC5B分泌增多。MUC5B啟動子變異rs35705950在特發(fā)肺纖維化中的陽性率為38%，家族性間質(zhì)性肺炎為34%，健康個體為9%[10]。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)MUC5B是RA-ILD的危險因素。Juge等[11]對中、美、德、日等多個國家人群分析，結(jié)果表明MUC5B基因變異和UIP相關(guān)，OR值為6.1；620名RA-ILD患者中MUC5B基因出現(xiàn)頻率為32.6%；免疫組織化學染色顯示細支氣管上皮細胞胞質(zhì)和蜂窩狀囊腫的黏液內(nèi)含有MUC5B基因編碼產(chǎn)物。 Hunninghake等[12]研究發(fā)現(xiàn)MUC5B基因變異和一般人群的肺間質(zhì)異常有關(guān)，提示MUC5B啟動子基因多樣性可能用于預測肺間質(zhì)病變的發(fā)病風險。

考慮到RA-ILD和家族性肺纖維化均存在UIP臨床特征以及共同的環(huán)境危險因素，Juge等[13]對101例RA-ILD患者進行全外顯子組測序，并比較81例RA-ILD患者和1 010名健康人群的突變基因的數(shù)量差異，結(jié)果顯示RA-ILD和家族性肺纖維化相關(guān)基因(TERT、RTEL1、PARN、SFTPC) 存在關(guān)聯(lián)，OR值為 3.17，P=9.45×10-4。近期，Shirai等[14]對日本受試人群進行全基因組關(guān)聯(lián)性研究，新發(fā)現(xiàn)RA-ILD相關(guān)基因變異—RPA3-UMAD1。RPA3是復制蛋白A復合物的組成部分，在DNA復制和損傷應答中發(fā)揮重要作用，該基因變異可提高RPA3在肺組織中的表達水平，增加RA-ILD患病風險。

總之，尋找與RA-ILD相關(guān)的基因變異，探究基因變異與臨床表型的關(guān)系，分析基因功能有助于闡明RA-ILD復雜的發(fā)病機制，也有利于疾病預測和風險評估。

2 RA-ILD風險預測相關(guān)標志物

2.1 α-烯醇化酶

α-烯醇化酶是一種糖酵解酶，在細胞分化和炎癥刺激時上調(diào)表達。瓜氨酸CEP-1是RA特異性的自身抗原，而CCP-2是人工合成多肽，所以抗CEP-1抗體能更好地反映RA的發(fā)病機制。Mahdi 等[15]研究發(fā)現(xiàn)抗CEP-1抗體，吸煙以及RA相關(guān)基因HLA-DRB1*04之間存在強關(guān)聯(lián)。Alunno等[16]研究結(jié)果提示抗CEP-1抗體與RA-ILD相關(guān)，OR值為2。Liu等[17]比較抗CEP-1抗體與抗CCP-2抗體的診斷價值，研究發(fā)現(xiàn)抗CCP-2診斷RA陽性似然比為10.11，高于抗CEP-1抗體(5.82)。當抗CEP-1抗體水平大于185.91 U/mL時，抗CEP-1抗體可用于預測RA-ILD，OR為0.383，P=0.0222，而抗CCP-2抗體則與RA-ILD無相關(guān)性，說明抗CEP-1可能無法替代抗CCP-2抗體作為RA實驗室檢查的常規(guī)項目，但是可作為補充實驗用于疾病分型診斷。

2.2 抗氨基甲?；鞍卓贵w

氨基甲?；鞍?carbamylated protein，CarP)是另一種翻譯后修飾產(chǎn)物，在氰酸鹽和尿素參與下，賴氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楦吖习彼?。盡管高瓜氨酸和瓜氨酸結(jié)構(gòu)相似，但是ACPA和抗CarP抗體之間無交叉反應，故這兩種自身抗體屬于不同的抗體家族[18]。Shi等[19]發(fā)現(xiàn)抗CarP抗體存在于RA患者血清中，且該自身抗體和關(guān)節(jié)損傷嚴重程度相關(guān)。抗Carp抗體在抗CCP-2抗體陽性的RA患者中陽性率為49%～73%，8%～14%抗CCP-2抗體陰性的RA患者血清中也存在抗Carp抗體[20]。此外，吸煙者和哮喘患者的肺組織中存在氨基甲?；乖?，抗Carp抗體識別并結(jié)合該抗原，可能會誘發(fā)炎癥級聯(lián)反應，對于肺間質(zhì)病變的發(fā)生發(fā)展有重要意義。Castellanos-Moreira等[21]首次報道抗CarP抗體和RA-ILD存在關(guān)聯(lián)。一項納入142例RA患者和37例RA-ILD患者的研究顯示，RA-ILD組抗CarP抗體陽性率和滴度較單純RA組高(P<0.05)，其中抗嵌合纖維蛋白/絲氨酸高瓜氨酸化蛋白抗體滴度是單純RA組的四倍(P<0.005)。可見，抗Carp抗體與RA-ILD可能存在關(guān)聯(lián)，還需要更多的研究驗證。

2.3 肺泡表面活性蛋白

肺泡表面活性蛋白(surfactant protein D and surfactant protein A，SPD，SPA)是脂蛋白復合物，主要由Ⅱ型肺泡上皮細胞和Clara 細胞分泌，具有降低肺泡表面張力、防止呼氣時肺泡上皮細胞塌陷的作用。SPA和SPD屬于膠原凝集素家族，參與肺組織免疫防御。血漿中SPD升高可能因為Ⅱ型肺泡上皮細胞數(shù)量增加，或者肺部毛細血管損傷導致氣血屏障通透性增加[22]。血清SPD和SPA水平升高提示肺泡上皮細胞損傷，但缺乏疾病特異性。SPD在多種結(jié)締組織病合并ILD患者的血清中存在，如SPD診斷系統(tǒng)性硬化癥合并肺間質(zhì)病變的靈敏度約為81.5%，特異度約為75%[23]。Doyle等[24]研究發(fā)現(xiàn)血清SPD水平和RA-ILD相關(guān)。亞臨床型和臨床診斷為RA-ILD患者血清SPD水平高于對照組。此外，特發(fā)性間質(zhì)性肺炎血清SPD和SPA水平升高和肺部損傷的嚴重程度相關(guān)，提示SPD和SPA是監(jiān)測RA-ILD病情嚴重程度的潛在生物標志物[25]。

2.4 抗丙二醛-乙醛加合物抗體

丙二醛-乙醛加合物(malondialdehyde-acetaldehyde，MAA)是細胞氧化應激的產(chǎn)物。細胞膜脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生丙二醛和乙醛, 這兩種具有高反應活性的醛類物質(zhì)加和形成穩(wěn)定的環(huán)狀復合物MAA[26]。MAA修飾蛋白可促進炎癥因子分泌，參與氣道上皮細胞纖維化。在一項由1 742例RA患者和90例RA-ILD患者組成的研究中，結(jié)果顯示RA-ILD患者血清中IgA和IgM型抗MAA抗體濃度較單純RA患者的高。MAA在RA-ILD患者的肺組織高表達，和瓜氨酸、CD19+B細胞以及二型膠原共存，提示抗MAA抗體可能參與RA-ILD的致病過程，與RA-ILD自身免疫反應和炎癥的發(fā)生有關(guān)[27]。體外試驗也有相似的研究結(jié)果， 用MAA和環(huán)瓜氨酸共修飾蛋白免疫小鼠，可增加小鼠體內(nèi)抗CCP抗體水平，促進單核細胞分泌IL-1β和TNF-α[28]。

然而，目前抗MAA抗體濃度的升高尚不能用于RA和其他風濕性疾病的鑒別診斷。系統(tǒng)性紅斑狼瘡和骨關(guān)節(jié)炎患者的血清抗MAA抗體陽性率為7%～74%，而RA患者的血清抗體陽性率為18%～80%[29]。有動脈粥樣硬化，慢性氣道炎癥和酒精性肝炎等炎癥反應的人群也可見抗MAA抗體水平的升高[30]。因此，需要更多的臨床研究探討血清抗MAA抗體在RA-ILD中的臨床診斷價值。

2.5 抗瓜氨酸熱休克蛋白抗體

熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)是細胞內(nèi)分子伴侶，參與調(diào)控和維持胞內(nèi)多種蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，在氧化應激、感染、高熱等引起蛋白質(zhì)發(fā)生錯誤折疊或聚集的情況下，HSP表達量增加[31]。熱休克蛋白家族根據(jù)分子量大小進行分類，如HSP90的相對分子質(zhì)量為90 000。一項納入21例處于不同疾病進程的RA-ILD患者的臨床研究發(fā)現(xiàn)，9名RA-ILD患者的支氣管肺泡灌洗液中可檢測到抗瓜氨酸HSP90抗體，而IPF組和健康對照組均無該抗體。對比支氣管肺泡灌洗液和相應血清樣本的抗瓜氨酸HSP抗體譜，結(jié)果顯示肺部微環(huán)境有利于抗瓜氨酸HSP90抗體的表達，提示該抗體和肺組織病變存在關(guān)聯(lián)，具有器官特異性[32]。Harlow等[33]發(fā)現(xiàn)抗瓜氨酸HSP 90α/β抗體診斷RA-ILD靈敏度為20%～30%，特異性為90%。抗瓜氨酸HSP90α/β抗體可以區(qū)分RA-ILD和無肺部病變的RA，提示該抗體是RA患者肺部病變的潛在生物標志物。

2.6 基質(zhì)金屬蛋白酶

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)是一類含鋅金屬鈦酶，能夠降解細胞外基質(zhì)，在健康個體體內(nèi)水平較低，而在組織愈合過程中上調(diào)表達。MMP7和MMP1參與細胞外基質(zhì)重塑，可能在IPF的致病過程中發(fā)揮作用。Chen等[34]根據(jù)肺間質(zhì)影像學異常類型和分布范圍對RA患者進行評分：無ILD為0分，影像學懷疑為ILD但尚未確診為1分，早期ILD為2分，晚期ILD為3分。結(jié)果顯示1分組MMP-7水平較0分組明顯升高，RA-ILD的MMP-7水平高于單純RA，提示MMP-7對RA-ILD的早期診斷有一定價值。Dolye等[24]研究發(fā)現(xiàn)MMP7診斷RA-ILD的AUC為0.90，診斷性能優(yōu)于RF(AUC=0.69)、抗CCP抗體(AUC=0.76)、肺活化調(diào)節(jié)趨化因子(AUC=0.69)和SPD(AUC=0.77)等RA-ILD相關(guān)標志物，說明血清MMP7水平升高有助于臨床早期發(fā)現(xiàn)RA-ILD患者，預測病情進展。

3 RA-ILD預后評估相關(guān)標志物

3.1 肽基精氨酸脫亞胺酶

肽基精氨酸脫亞胺酶(peptidyl-arginine deiminase，PAD)是一類鈣依賴性半胱氨酸水解酶家族，包括PAD 1-4、6，具有催化精氨酸脫亞氨基產(chǎn)生瓜氨酸化多肽的功能。PAD在粒細胞、單核細胞和關(guān)節(jié)滑膜細胞等組織細胞中表達。RA患者血清抗PAD4抗體陽性率為29.7%，系統(tǒng)性紅斑狼瘡和系統(tǒng)性硬化癥患者血清中未檢測出抗PAD4抗體[35]。PAD2和PAD4存在于RA患者的關(guān)節(jié)組織和滑膜液，和關(guān)節(jié)損傷密切相關(guān)。血清抗PAD3/4交叉反應抗體陽性的RA患者，其關(guān)節(jié)損傷更嚴重、ILD的發(fā)病率高且病程更長[36]?？筆AD3/4交叉反應抗體可能通過增加PAD4對鈣離子的敏感性，進而引起PAD4活性失調(diào)，在RA致病過程中發(fā)揮重要作用。Darrah等[37]發(fā)現(xiàn)抗PAD2抗體是RA-ILD患者預后較好的指標。與抗PAD2抗體陰性組相比，抗體陽性組肺間質(zhì)病變發(fā)病率較低，關(guān)節(jié)損傷程度較輕?？筆AD抗體是RA-ILD的新型血清生物標志物，探究PAD和肺間質(zhì)病變之間的關(guān)系，有利于評估患者預后，闡明RA-ILD的發(fā)病機制。

3.2 賴氨酰氧化酶樣蛋白2

賴氨酰氧化酶樣蛋白2(Lysyl oxidase-like 2，LOXL2)屬于賴氨酰氧化酶家族，可催化膠原和彈性蛋白交聯(lián)，維持細胞外基質(zhì)穩(wěn)定。LOXL2與成纖維細胞活化相關(guān)，具有促進器官纖維化的功能。已有文獻報道LOXL2和IPF相關(guān)。Chien等[38]在IPF患者的血清中發(fā)現(xiàn)高滴度的LOXL2(>800 pg/mL)。免疫組織化學染色顯示IPF患者的肺泡上皮細胞和支氣管上皮細胞可表達LOXL2[39]。Fu等[40]發(fā)現(xiàn)病程小于3個月的RA-ILD患者血清LOXL2水平明顯高于病程大于3個月的患者，并且血清LOXL2水平和類風濕關(guān)節(jié)炎患者病情評價(DAS28評分)、CRP、RF及肺功能顯著相關(guān)，提示LOXL2可能用于RA-ILD預后評估。

3.3 肺活化調(diào)節(jié)趨化因子

CCL18又稱為肺活化調(diào)節(jié)趨化因子(pulmonary and activation-regulated chemokine，PARC)，是肺泡巨噬細胞分泌的趨化因子。CCL18可能在肺成纖維細胞持續(xù)纖維化過程中發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)RA-ILD患者血清CCL18水平高于單純RA患者，CCL18診斷RA-ILD的AUC為0.62[41]。在一項包含38例RA-ILD患者和30例無肺間質(zhì)病變患者的臨床研究中，好轉(zhuǎn)出院患者支氣管肺泡灌洗液中CCL18平均水平為8.27μg/L高于對照組的2.54μg/L(P<0.05)，RA-ILD死亡患者支氣管肺泡灌洗液CCL18水平為18.28 μg/L高于好轉(zhuǎn)出院患者(P<0.05)。此外，CCL18預測RA-ILD死亡患者AUC為0.860，說明RA-ILD患者支氣管肺泡灌洗液中CCL18水平升高，可能與肺部病變嚴重程度以及住院期間預后相關(guān)，提示CCL18在RA-ILD預后評估方面具有一定臨床價值[42]。

4 生物標志物的聯(lián)合使用

生物標志物的聯(lián)合使用能夠提高RA-ILD的診斷靈敏度和特異性，便于RA-ILD和其他肺部疾病的鑒別診斷。聯(lián)合使用MMP-7、SPD和CCL18三種生物標志物診斷RA-ILD可將AUC提高至0.92，并且有利于早期發(fā)現(xiàn)亞臨床型RA-ILD患者。Dolye等[24]結(jié)合臨床危險因素(年齡，性別，吸煙史)和RA-ILD相關(guān)自身抗體(MMP7、SPD和CCL18)建立風險預測模型，該模型診斷亞臨床型RA-ILD特異性為92%，靈敏度為87%，陽性似然比為10.4，陰性似然比為0.15。Avouac等[41]組合KL-6、SPD和CCL18三種標志物，結(jié)果顯示診斷靈敏度從68%提高至77%，特異性從83%提高至97%，優(yōu)于單項生物標志物的診斷性能。White等[43]發(fā)現(xiàn)與間質(zhì)性肺部疾病患者相比，IPF患者血清SPD，MMP7和骨橋蛋白水平均較高。三種血清標志物聯(lián)合使用能夠用于IPF和間質(zhì)性肺疾病鑒別診斷，特別是區(qū)分特發(fā)性間質(zhì)性肺炎的UIP和非UIP模式，但是考慮到年齡和影像學表現(xiàn)對診斷結(jié)果的影響，尚未發(fā)現(xiàn)IPF和RA-ILD 之間有顯著差異。由此可見，與RA-ILD發(fā)病機制相關(guān)的生物標志物可能在RA-ILD的鑒別診斷中發(fā)揮一定作用。因此，還需要進一步臨床研究發(fā)現(xiàn)組合標志物潛在臨床價值。

綜上，本綜述從RA-ILD相關(guān)基因和自身抗體出發(fā)，總結(jié)并探討RA-ILD相關(guān)生物標志物的臨床價值。人類白細胞抗原基因、MUC5B啟動子變異和家族性肺纖維化相關(guān)基因與RA-ILD存在關(guān)聯(lián)，抗Carp抗體、SPD、抗MAA抗體、抗瓜氨酸HSP 90α/β抗體和MMP是RA-ILD風險預測的潛在生物標志物，PAD、LOXL2和CCL18可能用于RA-ILD危險分層和預后評估。盡管已有文獻報道多種RA-ILD相關(guān)基因和自身抗體，但是缺乏兼顧靈敏度，特異性和危險預測等多個方面的標志物，并且部分自身抗體的檢測方法尚未標準化，診斷價值缺乏足夠的臨床研究支撐。因此，還需要更多研究進行確認。