涎液化糖鏈抗原6在特發(fā)性肺纖維化患者中的研究進(jìn)展

張金棒，楊慶嬋，石瑜，馮靖

(1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，天津 300052； 2.天津市海河醫(yī)院病理科，天津 300350)

特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)屬于特發(fā)性間質(zhì)性肺炎的一種最重要亞型，其病因及發(fā)病機(jī)制尚不清楚，目前缺少有效的治療措施，預(yù)后不良[1]。IPF的病理學(xué)診斷是臨床病理醫(yī)師工作的難點(diǎn)。2011年美國(guó)胸科學(xué)會(huì)、日本呼吸學(xué)會(huì)、歐洲呼吸學(xué)會(huì)及拉丁美洲胸科學(xué)會(huì)聯(lián)合發(fā)表了“IPF診治循證指南”，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)IPF最終明確的診斷需要依賴臨床-影像-病理相結(jié)合[2]。與影像、病理等檢測(cè)手段相比，生物學(xué)標(biāo)志物檢測(cè)具備操作方法簡(jiǎn)便、安全、可靠等優(yōu)勢(shì)。所以，尋找靈敏度及特異度更好的生物學(xué)標(biāo)志物具有重要意義。涎液化糖鏈抗原-6(Krebs von den Lungen-6，KL-6)于1985年被發(fā)現(xiàn)，起初它被作為一種腫瘤標(biāo)志抗原，后來研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)成纖維細(xì)胞有趨化性及抗凋亡的作用[3]。KL-6表達(dá)于再生Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞。間質(zhì)性肺炎導(dǎo)致Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞的增生，從而導(dǎo)致KL-6水平升高，并因?yàn)榉位さ钠茐脑斐裳軡B透性的增加，使KL-6 進(jìn)入血液中，因此IPF患者血清中的KL-6水平升高[4-5]。血清KL-6被認(rèn)為是肺損傷的指標(biāo)，且是診斷和評(píng)估間質(zhì)性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)嚴(yán)重性、急性加重和預(yù)后的有效生物標(biāo)志物[5-8]。近年來其受到臨床的廣泛關(guān)注，在許多ILD中，已將KL-6作為纖維化的非特異性標(biāo)志物進(jìn)行了研究[9]?，F(xiàn)就KL-6在IPF患者中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 KL-6的結(jié)構(gòu)與功能

KL-6是一種高分子量黏液唾液酸化的糖蛋白，是黏液唾液酸化的人黏蛋白1上的糖鏈。人黏蛋白1由1個(gè)大的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、1個(gè)單程跨膜區(qū)域和1個(gè)細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì)尾部組成。在正常的肺組織中，KL-6是在Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞上表達(dá)。其在支氣管肺泡灌洗液中有較高濃度，且還存在于血液循環(huán)中。血清KL-6水平在大多數(shù)ILD患者中升高。且KL-6在ILD中參與一些重要過程，如KL-6參與成纖維細(xì)胞的趨化性及抗凋亡作用，可以反映肺泡細(xì)胞的損傷和再生，且是肺纖維化的重要生物標(biāo)志物。因此，KL-6被認(rèn)為是診斷ILD的核心生物標(biāo)志物，并與疾病活動(dòng)密切相關(guān)，可以提供預(yù)后信息[10-11]。

2 KL-6在IPF鑒別診斷中的意義

2.1KL-6在IPF與感染性疾病鑒別診斷中的作用 在外周血中存在多種分子標(biāo)志物可將IPF患者與對(duì)照患者區(qū)分開，這些分子包括KL-6、表面活性物質(zhì)蛋白(surfactant protein，SP)A和SP-D、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)1和MMP-7[9,12]。Samukawa等[13]發(fā)現(xiàn)，IPF患者的血清天冬氨酸蛋白酶A、KL-6、SP-D和SP-A水平均顯著高于健康對(duì)照者和肺癌患者。Hamai等[14]將KL-6與SP-D、SP-A和MMP-7共同作為IPF患者最有效的血清生物標(biāo)志物，其中血清KL-6水平為872 U/mL是鑒別ILD的最佳閾值[15]。有文獻(xiàn)報(bào)道，非結(jié)核分枝桿菌、結(jié)核分枝桿菌、曲霉菌和諾卡氏菌屬是IPF患者慢性肺部感染中最常見的4種病菌[16]。因此在IPF患者的隨訪期間，臨床醫(yī)師應(yīng)注意慢性肺部感染的發(fā)生，尤其是當(dāng)IPF患者的動(dòng)脈血氧分壓<70 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或KL-6≥2 000 U/mL時(shí)[16]。Ishikawa等[5]的研究顯示，70%～100%的ILD患者血清KL-6水平升高，而在感染性肺炎患者中僅10%出現(xiàn)KL-6水平升高。Hamai等[14]研究指出，與細(xì)菌性肺炎患者相比，IPF患者的血清KL-6、MMP-7和SP-D水平顯著升高，且IPF患者M(jìn)MP-7、CC趨化因子配體18、KL-6、SP-D和SP-A的血清基線水平顯著高于健康對(duì)照者，隨后他們進(jìn)一步評(píng)估每種生物標(biāo)志物的鑒別能力，結(jié)果顯示KL-6和MMP-7可以將IPF患者與細(xì)菌性肺炎患者和健康對(duì)照者區(qū)分開，表明它們具有成為診斷生物標(biāo)志物的潛力；而血清KL-6和(或)MMP-7水平升高可能支持IPF的診斷，尤其是當(dāng)KL-6和MMP-7兩種標(biāo)志物組合使用時(shí)，對(duì)識(shí)別IPF易感患者更有效。今后需進(jìn)行更大規(guī)模的研究，以尋找用于診斷IPF的生物標(biāo)志物的最佳組合。

2.2KL-6在IPF與非感染性疾病鑒別診斷中的作用 Ohnishi等[17]研究發(fā)現(xiàn)，IPF患者的最低KL-6水平顯著高于膠原血管疾病相關(guān)性間質(zhì)性肺炎患者。IPF與慢性變應(yīng)性肺炎(chronic hypersensitivity pneumonitis，CHP)有時(shí)難以區(qū)分且經(jīng)常被誤診[18]。而Bergantini等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)節(jié)病、IPF、CHP三組患者中，當(dāng)KL-6的臨界值為1 678 U/mL時(shí)其區(qū)分IPF和其他患者的靈敏度為75%、特異度為69.7%。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)研究對(duì)象僅限于IPF和CHP患者時(shí)，KL-6和血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A，SAA)在區(qū)分這兩種疾病時(shí)具有良好的鑒別能力。目前，KL-6已被報(bào)道為結(jié)節(jié)病中肺部纖維化的潛在生物標(biāo)志物，并與肺部一氧化碳彌散功能呈負(fù)相關(guān)[20-21]。由于結(jié)節(jié)病人群包括輕度肺部受累的患者，因此其KL-6預(yù)期水平低于IPF和CHP患者。有研究認(rèn)為SAA是肉芽腫形成和永存的關(guān)鍵分子，如Vietri等[22]研究證明IPF患者的SAA水平高于健康對(duì)照者，而SAA在纖維化ILD中的作用尚未得到充分研究[22-24]。生物標(biāo)志物組合可能會(huì)進(jìn)一步激發(fā)ILD領(lǐng)域的多學(xué)科討論。Guiot等[25]發(fā)現(xiàn)，IPF患者痰上清液中的KL-6水平升高，且KL-6和MMP-7蛋白水平與肺總?cè)萘砍守?fù)相關(guān)。同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)，與血清相比，痰可能更適合用于評(píng)估IPF中發(fā)生的上皮和肺泡損傷。

可見，KL-6對(duì)于鑒別IPF與感染性疾病及非感染性疾病有一定意義。KL-6與不同血清生物標(biāo)志物的組合加深了對(duì)ILD病理生物學(xué)的認(rèn)識(shí)，并將增加其鑒別診斷的精準(zhǔn)性。不同研究者發(fā)現(xiàn)在IPF患者的血清及痰液上清中KL-6水平升高[14，19]，這對(duì)于IPF的鑒別診斷有一定意義，但更廣泛的應(yīng)用仍需更多研究探索。

3 KL-6在評(píng)估IPF疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后中的意義

IPF患者整體預(yù)后差。在IPF穩(wěn)定的患者中，每年有5%～15%的患者發(fā)生急性加重，一旦發(fā)生急性加重，預(yù)后則較差，死亡率達(dá)50%～80%[26]。因此，IPF急性加重(acute exacerbation of idiopathic pulmonary fibrosis，AE-IPF)的早期診斷至關(guān)重要。

3.1KL-6在評(píng)估AE-IPF中的作用 目前KL-6已被當(dāng)作AE-IPF的標(biāo)志物進(jìn)行廣泛研究，且高血清KL-6水平已被證明與IPF患者生存期縮短相關(guān)[12]。有文獻(xiàn)報(bào)道，血清KL-6水平變化是AE-IPF的預(yù)測(cè)指標(biāo)[7]，與穩(wěn)定的IPF相比，AE-IPF時(shí)的KL-6和SP-D水平顯著升高[27-28]。Hisata等[29]研究認(rèn)為在IPF患者中，KL-6是較SP-D更好的預(yù)后標(biāo)志物。這兩種生物標(biāo)志物均是由Ⅱ型肺泡細(xì)胞和細(xì)支氣管上皮細(xì)胞產(chǎn)生，其中KL-6在支氣管上皮細(xì)胞及Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞的細(xì)胞外表面進(jìn)行表達(dá)，并從這些細(xì)胞釋放到肺泡內(nèi)膜液中，積聚在蜂窩囊中。由于KL-6屬于一種高分子量的糖蛋白(分子量>1 000 000)，無法被肺泡毛細(xì)血管清除，僅由淋巴管清除，故Hisata等[29]認(rèn)為KL-6存在于淋巴管中，而不存在于肺靜脈中的結(jié)論可能是合理的。相反，由于SP-D是一個(gè)很小的分子(分子量為43 000)，由4個(gè)三聚體亞基組成，因此SP-D或其片段可能會(huì)從肺泡毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞中吸收，而肺泡毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞總是與Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞緊密接觸。SP-D分布在這些細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，且存在于肺淋巴和肺靜脈中。另外，由于IPF患者肺中主要用于肺泡清除的小葉間淋巴管減少，因此可以合理解釋IPF患者肺泡間隙中的KL-6清除延遲并傳送至血液的原因?？梢?，SP-D和KL-6可以有效區(qū)分高分辨CT蜂窩狀患者是在穩(wěn)定期還是進(jìn)展期，這將為IPF的臨床治療提供參考。

此外，Cao等[30]發(fā)現(xiàn)AE-IPF患者KL-6和瘦素水平顯著高于穩(wěn)定期IPF患者或健康對(duì)照者。Yano等[31]研究發(fā)現(xiàn)，AE-IPF患者的術(shù)前KL-6水平高于無AE-IPF患者；且在接受肺部分切除的患者中，即使 KL-6水平較高，急性加重也不會(huì)發(fā)生。因此，在有高急性加重風(fēng)險(xiǎn)的IPF患者(如有高KL-6值的患者)中，局限手術(shù)可能成為預(yù)防急性加重發(fā)生的一種選擇。Ohshimo等[7]在一項(xiàng)納入77例IPF患者的研究中發(fā)現(xiàn)，AE-IPF患者的血清KL-6基線水平顯著高于穩(wěn)定期IPF患者，且當(dāng)血清KL-6水平為1 300 U/mL時(shí)，其預(yù)測(cè)AE-IPF的特異度、靈敏度及準(zhǔn)確度分別為61%、92%、66%，因此該研究將KL-6的臨界值定為1 300 U/mL，而以往研究將KL-6的臨界值定為1 000 U/mL[32]。KL-6的臨界值相對(duì)較高可能與遺傳差異有關(guān)[33]。研究認(rèn)為，rs4072037基因型的分布與血清KL-6水平的范圍有關(guān)，該基因在白種人和日本人隊(duì)列中有差異，白種人的正常值高于日本人[32-33]。

3.2KL-6在評(píng)估IPF纖維化程度及預(yù)后判斷中的作用 以往研究認(rèn)為，KL-6是能反映肺纖維化病變嚴(yán)重程度的一種有效標(biāo)志物[14]。Wakamatsu等[34]研究報(bào)道，隨訪期間血清KL-6水平升高的患者用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)占預(yù)測(cè)值百分比下降的比例顯著高于KL-6水平未升高的患者，提示血清KL-6可能是FVC系列變化中有效的生物標(biāo)志物。Collard等[35]報(bào)道，基于癥狀的呼吸困難評(píng)分、FVC占預(yù)計(jì)值百分比和肺泡-動(dòng)脈氧分壓差是IPF患者總體生存的預(yù)測(cè)指標(biāo)，而血清KL-6水平的連續(xù)變化與生理變量(如基于癥狀的呼吸困難評(píng)分)的變化有關(guān)，且可以預(yù)測(cè)IPF病例的存活率。Okuda等[36]研究發(fā)現(xiàn)，血清KL-6>1 000 U/mL的IPF患者的生存率低于血清KL-6水平較低患者。朱晨等[37]發(fā)現(xiàn)，IPF患者血清及肺泡灌洗液中的KL-6水平顯著升高，且血清KL-6水平與FVC、彌散功能及高分辨CT中的網(wǎng)格影和蜂窩影的評(píng)分相關(guān)，故KL-6可能成為提示IPF患者臨床診斷的一種指標(biāo)。另有研究發(fā)現(xiàn)，血清KL-6與IPF患者的病情發(fā)展和預(yù)后有明顯相關(guān)性，IPF患者的血清KL-6基線水平越高預(yù)后越差[38]。

Wakamatsu等[34]報(bào)道了KL-6水平的逐漸升高與生存能力差和FVC的快速下降有關(guān)。Sokai等[39]的研究顯示，肺功能下降與KL-6值在治療6個(gè)月時(shí)增加顯著相關(guān)，而與SP-D值無關(guān)，且6個(gè)月中KL-6值的逐步增加是預(yù)測(cè)死亡率更有效的生物標(biāo)志物。同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)，初診時(shí)IPF患者血清KL-6水平升高(KL-6>1 000 U/mL)與死亡率增加相關(guān)。Yokoyama等[32]在日本進(jìn)行的一項(xiàng)針對(duì)27例IPF患者的研究發(fā)現(xiàn)，血清KL-6基線水平為1 000 U/mL是預(yù)測(cè)死亡率最佳的臨界值(靈敏度為90.0%，特異度為70.6%)，且血清KL-6<1 000 U/mL的患者中位生存時(shí)間是血清KL-6>1 000 U/mL患者的兩倍。Gui等[40]研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定狀態(tài)IPF患者的KL-6水平為909 U/mL，而AE-IPF患者的KL-6水平可達(dá)1 744 U/mL，且血清骨橋蛋白和KL-6水平高的IPF患者的死亡率高于低水平IPF患者。與穩(wěn)定狀態(tài)(ΔKL-6/IPF穩(wěn)定期KL-6≤0.211)相比，血清KL-6水平升高是多灶型IPF患者的不良預(yù)后因素[41]。Sokai等[39]指出，血清KL-6水平升高是IPF患者死亡的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，血清KL-6半年變化值≥140 U/mL的患者預(yù)后顯著惡化。同時(shí)他們提出，IPF患者血清KL-6的系列變化與FVC占預(yù)計(jì)值百分比和一氧化碳彌散率占預(yù)計(jì)值百分比的變化顯著相關(guān)，且血清KL-6的系列變化較在單個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)得的血清KL-6值更能預(yù)測(cè)死亡率。Hamai等[14]發(fā)現(xiàn)，不同MMP-7、CC趨化因子配體18及KL-6水平IPF患者的存活率顯著不同。在單變量分析中，較低的肺活量百分比，使用免疫抑制劑以及較高水平的血清MMP-7和KL-6與IPF患者存活率低有關(guān)；在多變量分析中，僅MMP-7及KL-6可作為IPF患者5年死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，是可提示IPF患者預(yù)后的有前景的標(biāo)志物。此外，KL-6作為IPF患者尤其是AE-IPF患者的經(jīng)典生物標(biāo)志物也得到了證實(shí)，可用于評(píng)估IPF的急性加重，并可以預(yù)測(cè)存活率。

4 KL-6在IPF治療反應(yīng)中的意義

IPF常用的治療藥物包括類固醇、吡菲尼酮、尼達(dá)尼布等。有研究證實(shí)，每周接受類固醇治療的IPF患者的KL-6水平治療1周及3周時(shí)均有下降[8]。然而，F(xiàn)eng等[42]研究發(fā)現(xiàn)，吡非尼酮治療IPF患者1年后KL-6水平略有下降，但沒有明顯下降。Ikeda等[43]報(bào)道在吡菲尼酮治療IPF期間，在血清SP-D和KL-6低水平亞組中IPF患者的無進(jìn)展生存期延長(zhǎng)。Yoshikawa等[44]研究發(fā)現(xiàn)，與基線值相比，治療3個(gè)月和治療6個(gè)月時(shí)穩(wěn)定組患者的血清SP-A和KL-6水平顯著降低，而進(jìn)展組升高；且在治療6個(gè)月時(shí)，穩(wěn)定組的KL-6水平顯著低于進(jìn)展組。Nakano等[45]報(bào)道了IPF患者應(yīng)用尼達(dá)尼布治療13個(gè)月后，F(xiàn)VC從3.07 L上升至3.43 L，血清KL-6水平下降至正常水平。Koga等[46]對(duì)家族性IPF病例進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，抗纖維化劑(如吡非尼酮)可能對(duì)其治療有效。此外，纖維化標(biāo)志物KL-6、SP-D和骨膜素的差異性變化提示吡非尼酮對(duì)IPF抗纖維化作用的可能機(jī)制。Tomioka和Takata[47]報(bào)道了AE-IPF患者血清KL-6和SP-D水平升高，而應(yīng)用尼達(dá)尼布治療后，血清KL-6和SP-D水平均降低，且繼續(xù)服用尼達(dá)尼布并未明顯增加副作用，表明尼達(dá)尼布療法可能在AE-IPF中有益處。

5 小 結(jié)

IPF是特發(fā)性間質(zhì)性肺炎中最重要的一種亞型，預(yù)后差。而KL-6水平變化與IPF鑒別診斷、急性加重、治療效果及預(yù)后有一定的相關(guān)性，但KL-6不能明確鑒別各類ILD。2018年，美國(guó)胸科學(xué)會(huì)/歐洲呼吸學(xué)會(huì)/日本呼吸學(xué)會(huì)/拉丁美洲胸科協(xié)會(huì)共同發(fā)布了IPF的診斷指南，提出對(duì)于臨床懷疑有IPF的不明原因ILD患者，不建議用血清MMP-7、SP-D、CC趨化因子配體18或KL-6來區(qū)分IPF與其他ILD[48]。KL-6的臨床應(yīng)用局限性可能可以通過以下解釋。首先，血清KL-6不是IPF的特有生物標(biāo)志物。癌癥、急性肺損傷和其他ILD均可能導(dǎo)致血清KL-6水平升高，從而使血清KL-6測(cè)定的結(jié)果解釋復(fù)雜化。其次，盡管肺泡上皮損傷是IPF的主要致病因素，但其程度(可以由血清KL-6代表)可能不是IPF的全部預(yù)后因素。如Sokai等[39]的研究顯示，單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血清KL-6無法預(yù)測(cè)未來6個(gè)月內(nèi)FVC占預(yù)計(jì)值百分比或一氧化碳彌散率占預(yù)計(jì)值的百分比變化，血清KL-6的單次檢測(cè)不能代替FVC占預(yù)計(jì)值百分比和一氧化碳彌散率占預(yù)計(jì)值的百分比的連續(xù)檢測(cè)。未來，KL-6有望成為IPF的一種良好的生物學(xué)標(biāo)志物，但目前其在臨床中的應(yīng)用仍存在一定局限性，還需更多研究驗(yàn)證。