細(xì)胞因子對(duì)滲出性胸腔積液的鑒別診斷價(jià)值

馮小紅 張璐璐 王雪 薛慶亮

胸腔積液(pleural effusion,PE)是與多種良性和惡性疾病相關(guān)的臨床常見并發(fā)癥。根據(jù)Light標(biāo)準(zhǔn)[1]，胸腔積液可分為滲出性和漏出性，由充血性心力衰竭、肝硬化、腎病綜合征等病因引起的積液常為漏出性，而滲出性積液常見于惡性腫瘤以及感染如結(jié)核導(dǎo)致的胸膜炎癥。胸腔積液的病因?qū)W診斷是臨床實(shí)踐的常見問(wèn)題，準(zhǔn)確的早期診斷至關(guān)重要，以便于啟動(dòng)有效的管理方案，施行盡早干預(yù)。近年來(lái)，隨著對(duì)機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)及腫瘤的深入研究，對(duì)免疫細(xì)胞的功能及調(diào)節(jié)有了較多認(rèn)識(shí)。作為免疫細(xì)胞分泌的重要介質(zhì)，細(xì)胞因子已顯示出有望成為胸腔積液鑒別診斷的可靠生物標(biāo)記物。本文總結(jié)了胸腔積液中多種細(xì)胞因子診斷性能的當(dāng)前數(shù)據(jù)，其中包括多個(gè)系統(tǒng)回顧及薈萃分析結(jié)果，以評(píng)估其在良惡性滲出性胸腔積液的鑒別診斷價(jià)值。

細(xì)胞因子的診斷作用基礎(chǔ)

結(jié)核性胸腔積液(tuberculous pleural effusion，TPE)和惡性胸腔積液(malignant pleural effusion，MPE)都是以淋巴細(xì)胞為主的滲出性積液，具有輔助/誘導(dǎo)表型的T淋巴細(xì)胞形成胸膜液中的主要淋巴細(xì)胞群，但在兩種疾病中觀察到不同的亞群，激活狀態(tài)和隨后的免疫反應(yīng)[2]。研究發(fā)現(xiàn)胸膜病變的關(guān)鍵就在于激活的免疫細(xì)胞聚集在病變部位并釋放細(xì)胞因子，發(fā)揮細(xì)胞免疫作用。TPE的淋巴細(xì)胞群主要是T輔助細(xì)胞，而細(xì)胞因子環(huán)境更傾向于Th1型免疫應(yīng)答[3]，其激活及反饋機(jī)制涉及多種細(xì)胞因子。TPE被認(rèn)為是針對(duì)結(jié)核分枝桿菌的遲發(fā)性超敏反應(yīng)，是與包括白介素、干擾素和趨化因子在內(nèi)的多種細(xì)胞因子增加相關(guān)的病理性免疫反應(yīng)的結(jié)果[4]。MPE是由胸膜腔中的腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、髓樣細(xì)胞和淋巴樣細(xì)胞相互作用誘導(dǎo)產(chǎn)生[5]，來(lái)自宿主或腫瘤細(xì)胞的多種效應(yīng)分子參與MPE的發(fā)病機(jī)制中，這些效應(yīng)分子可分為包括白介素、腫瘤壞死因子、干擾素在內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)分子，以及以VEGF為代表的誘導(dǎo)血管通透能力的調(diào)節(jié)介質(zhì)[6]。導(dǎo)致淋巴細(xì)胞滲出性積液，液體積聚的分子機(jī)制復(fù)雜，可以預(yù)期的是，對(duì)在發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞因子以及生物標(biāo)志物組合的分析，可提高對(duì)于PE的鑒別診斷能力，并可能開發(fā)出一種具有良好臨床實(shí)用性的高性能診斷方法。

細(xì)胞因子的診斷性能評(píng)估

一、γ-干擾素(interferon(IFN)-γ)

IFN-γ是一種重要的免疫調(diào)節(jié)因子，在T細(xì)胞分化和巨噬細(xì)胞活化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，能夠反映機(jī)體的細(xì)胞免疫狀況。作為活化的淋巴細(xì)胞分泌的重要效應(yīng)分子，IFN-γ介導(dǎo)并促進(jìn)了針對(duì)肉芽腫形成和遏制結(jié)核分枝桿菌感染的Th1免疫應(yīng)答。IFN-γ作為TPE診斷生物標(biāo)志物已進(jìn)行了大量的研究，早期的一項(xiàng)薈萃分析[7]顯示IFN-γ診斷TPE合并的敏感性和特異性為0.96，另一項(xiàng)綜合了22項(xiàng)研究的薈萃分析[8]結(jié)果顯示IFN-γ診斷的敏感性和特異性分別為0.89和0.97，提示胸膜液IFN-γ水平可能是診斷TPE靈敏且特異的指標(biāo)。最近，Aggarwal等人[9]匯總了67項(xiàng)研究數(shù)據(jù)的薈萃分析顯示直接定量胸腔積液IFN-γ對(duì)TPE診斷的敏感性、特異性分別為0.93、0.96。我國(guó)的學(xué)者進(jìn)行了一項(xiàng)胸膜液 T-SPOT和IFN-γ對(duì)TPE診斷的前瞻性研究[10]，兩種檢測(cè)方法均觀察到了較高的準(zhǔn)確性，而基于兩者組合所建立的診斷模型則顯示出更好的性能，其敏感性和特異性均超過(guò)95%?？偨Y(jié)該領(lǐng)域IFN-γ的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，其提供的信息可用于支持對(duì)臨床實(shí)踐中高度懷疑TPE的患者啟動(dòng)試驗(yàn)性抗結(jié)核治療，尤其是在沒(méi)有任何惡性腫瘤證據(jù)的情況下。

二、白介素-27 (interleukin(IL)-27)

IL-27是白介素12家族的新成員，它是由EB病毒誘導(dǎo)基因3和p28亞基組成的異源二聚體細(xì)胞因子。IL-27主要由抗原呈遞細(xì)胞分泌，可通過(guò)對(duì)免疫應(yīng)答的雙重促炎和抗炎作用調(diào)節(jié)多種免疫疾病[11]。研究發(fā)現(xiàn) TPE患者胸腔積液中IL-27的含量高于非TPE患者[12]，此后一系列的研究探索了IL-27作為新型診斷標(biāo)志物的潛力。到目前為止，已經(jīng)進(jìn)行了四項(xiàng)薈萃分析[13-16]，匯總的敏感性及特異性均超過(guò)0.9，AUC大于0.95，顯示出IL-27對(duì)TPE優(yōu)異的診斷性能，但這些分析所納入的研究大多是在我國(guó)這一全球結(jié)核高患病率背景下進(jìn)行的，并且采用診斷標(biāo)準(zhǔn)也略有不同，可能對(duì)結(jié)果有所影響。其中，Wang等人[15]設(shè)計(jì)的包含兩項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究的薈萃分析，IL-27在北京隊(duì)列的表現(xiàn)出的高診斷性能在武漢隊(duì)列中得到驗(yàn)證，并在薈萃分析中進(jìn)一步證實(shí)。作者總結(jié)得出IL-27可用于在結(jié)核高患病率環(huán)境中對(duì)TPE的診斷及所有患病率環(huán)境中一項(xiàng)排除指標(biāo)。Roofchayee等人[17]研究發(fā)現(xiàn)IL-27與ADA的乘積對(duì)TPE診斷的特異性為98.28%，而敏感性可達(dá)到100%，且陰性預(yù)測(cè)值為0，可以這么解釋，如果患者獲得其數(shù)值的陰性結(jié)果，那么他患有結(jié)核性胸膜炎的幾率可能為零，但該研究納入的病例數(shù)較少，仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。IL-27聯(lián)合其他指標(biāo)可用于未經(jīng)微生物確診的TPE診斷，并有望在臨床環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高精度。

三、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor(TNF)-α)

TNF-α是一種對(duì)細(xì)胞的活化、募集、分化和凋亡具有多效作用的細(xì)胞因子，在結(jié)核分枝桿菌感染的免疫防御中也發(fā)揮重要作用，能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)病原菌的殺傷作用并有助于肉芽腫的形成，從而控制疾病進(jìn)展[18]。研究發(fā)現(xiàn)結(jié)核引起的胸腔積液中可觀察到該細(xì)胞因子水平的升高，2015年發(fā)表了TNF-α對(duì)TPE診斷的第一項(xiàng)薈萃分析[19]，其敏感性為0.89，特異性為0.82，2016年另一項(xiàng)薈萃分析[20]顯示胸膜液TNF-α測(cè)定的總體敏感性和特異性分別為0.85、0.80，兩項(xiàng)研究結(jié)果提示TNF-α可能是TPE的潛在診斷指標(biāo)，雖然并未得到令人滿意的總體準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)。Aggarwal等人[21]發(fā)表的最新薈萃分析，匯總估計(jì)的敏感性和特異性分別為0.79、0.82，與先前的薈萃分析結(jié)果不一致，其研究表明胸腔積液TNF-α對(duì)TPE的診斷準(zhǔn)確性較差，特別是與肺炎旁胸腔積液鑒別。TNF-α作為TPE診斷生物標(biāo)志物能否表現(xiàn)出足夠的診斷性能，仍存在爭(zhēng)議，有待于進(jìn)一步評(píng)估。

四、γ-干擾素誘導(dǎo)蛋白10(interferon-inducible protein(IP)-10)

IP-10是趨化因子CXC亞家族成員，研究發(fā)現(xiàn)IP-10參與將單核細(xì)胞和活化的T淋巴細(xì)胞募集至結(jié)核炎癥部位[22]，增強(qiáng)IFN-γ基因表達(dá)及Th1反應(yīng)，還可以通過(guò)抑制血管生成來(lái)促進(jìn)結(jié)核性肉芽腫壞死[23]。IP-10在結(jié)核性胸膜炎的具體作用機(jī)制雖尚未完全闡明，但其作為TPE的生物標(biāo)志物已被廣泛研究，并顯示出與ADA和IFN-γ相當(dāng)?shù)脑\斷效用[24]。此外，有學(xué)者認(rèn)為，由于IP-10是IFN-γ的放大信號(hào)，IP-10的分析測(cè)定可能會(huì)發(fā)現(xiàn)基于IFN-γ檢測(cè)的假陰性病例，從而提高診斷的敏感性[25]。一項(xiàng)納入了14項(xiàng)研究的薈萃分析[23]顯示IP-10對(duì)TPE的診斷敏感性和特異性分別為0.84、0.90，AUC 為0.94。IP-10對(duì)TPE有重要的潛在診斷價(jià)值，需要更多證據(jù)來(lái)驗(yàn)證的IP-10作為獨(dú)立生物標(biāo)記物的診斷性能。

五、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)

VEGF被認(rèn)為是腫瘤血管生成中最重要的調(diào)節(jié)因子之一，其通過(guò)刺激腫瘤血管生成，激活宿主血管內(nèi)皮細(xì)胞，并促進(jìn)惡性增殖而參與腫瘤生長(zhǎng)的過(guò)程[6]。VEGF還能誘導(dǎo)胸膜間皮和脈管系統(tǒng)的通透性，在MPE的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[26]。先前的研究已經(jīng)報(bào)道了惡性起源的胸腔積液VEGF水平較高，根據(jù)Fafliora等人[27]的薈萃分析結(jié)果，與良性PE患者相比，MPE患者VEGF水平升高了1.93 ng/mL(95%CI：1.32-2.54，P <0.05)。Shen等人[28]發(fā)表的納入10項(xiàng)研究的薈萃分析顯示VEGF對(duì)MPE診斷的總體敏感性和特異性為0.75，AUC為0.82，盡管其數(shù)據(jù)并不理想，仍提供了有價(jià)值的信息。VEGF水平可作為對(duì)PE患者進(jìn)行診斷評(píng)估的有用輔助手段，對(duì)于細(xì)胞學(xué)檢查陰性的患者，高水平的VEGF可能有助于區(qū)分潛在的惡性腫瘤患者，而對(duì)于初始評(píng)估時(shí)低水平的患者則傾向選擇保守的方式解決。

(表1)總結(jié)了IFN-γ、IL-27、TNF-α、IP-10、VEGF診斷準(zhǔn)確性的薈萃分析數(shù)據(jù)。需要指出的是，由于薈萃分析中納入的研究中存在截然不同的臨界值，因此關(guān)于其閾值的選擇需要更大范圍的研究，為臨床實(shí)踐建立廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，對(duì)這些細(xì)胞因子的診斷評(píng)估作用需進(jìn)一步分析，研究的目的最終歸于對(duì)臨床決策的指導(dǎo)意義，使患者從中受益。

表1 細(xì)胞因子診斷性能的薈萃分析數(shù)據(jù)

總結(jié)與展望

盡管胸腔積液很常見，但關(guān)于其發(fā)展所涉及的炎癥和免疫機(jī)制的調(diào)控信息卻很少，特別是參與免疫過(guò)程的細(xì)胞及介質(zhì)的確切作用機(jī)制尚不清楚。細(xì)胞因子作為關(guān)鍵效應(yīng)分子，盡管單獨(dú)的研究報(bào)道了其作用，仍需進(jìn)一步研究了解與全身免疫反應(yīng)相比，其在調(diào)節(jié)局部炎癥中的累積作用以及在復(fù)雜的細(xì)胞因子免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的相互作用。今后的研究應(yīng)著重于探討細(xì)胞因子在胸膜疾病的免疫過(guò)程中的作用機(jī)制及調(diào)節(jié)通路，為良惡性滲出性胸腔積液的鑒別及治療提供新的靶點(diǎn)和途徑。