原發性干燥綜合征合并間質性肺疾病的生物標志物進展

魏風芹 楊晟楠 劉培培 代華平

1首都醫科大學,北京 100069;2中日友好醫院呼吸與危重癥醫學科 國家呼吸醫學中心 國家呼吸臨床研究中心 中國醫學科學院呼吸病學硏究院,北京 100029

原發性干燥綜合征(primary Sjogren′s syndrome,pSS)是一種累及多個器官以淋巴細胞浸潤為特征的自身免疫性疾病,主要累及外分泌腺,也會出現多個腺外臟器的損害,其中肺部受累對患者生活質量影響較大,而間質性肺疾病被認為是pSS中最常見和最嚴重的肺部并發癥,并導致病死率上升[1-3]。原發性干燥綜合征合并間質性肺疾 病(primary Sjogren′s syndrome complicated with interstitial lung disease,pSS-ILD)的發病率國內外文獻報道不一,主要與檢測方法和選擇的患者人群不同有關。在我國,最近研究通過高分辨率CT(high resolution computed tomography,HRCT)檢查發現pSS-ILD 患病率為39.10%,HRCT 是診斷pSS-ILD 重要的方法,但輻射較大,無法對病變程度進行量化,不易作為常規的檢查方法[4-5]。肺功能測試結果是診斷及評估病情的重要指標,但其應用也受到一定限制,有相對禁忌證,且一些無法配合和無法理解指示的患者會導致結果偏差[6],因此尋找一種無創檢測方法來輔助HRCT 和肺功能測試,對于早期診斷、評估病情及治療反應顯得尤為重要。

隨著生物技術及免疫學的發展,生物標志物作為一種人體細胞標志物,與人體的生理、病理的變化息息相關,在人體機能發生疾病時能做出相應的反應,可用于診斷、風險評估及預測藥物治療反應。盡管目前生物標志物在臨床上不作為結締組織病相關間質性肺疾病(connective tissue disease associated with interstitial lung disease,CTDILD)常規推薦的檢測指標,但生物標志物相對無創、便捷、容易分析等特點可以彌補HRCT 和肺功能測試的缺陷,可作為疾病診斷、病情評估及治療的一種輔助手段[7-8]。本文根據不同標志物特點闡述它們在pSS-ILD 中的作用。

一、生物標志物——糖類蛋白

(一)涎液化糖鏈抗原 (Krebs von den Lungen-6,KL-6)

KL-6是一種高分子量糖類蛋白,主要存在于Ⅱ型肺泡上皮細胞,并由細支氣管上皮細胞表達和分泌。KL-6參與成纖維細胞的趨化性和抗凋亡作用,可以反映肺泡細胞的損傷和再生,在間質性肺疾病患者的血清中升高,例如過敏性肺炎和肺間質纖維化,是間質性肺疾病預后的生物標志物[9-11]。近10年來隨著人們對pSS-ILD 認識的不斷深入,發現KL-6也是pSS-ILD 有用的生物指標,不但能夠預測pSS-ILD 預后,而且在pSS-ILD 診斷及鑒別診斷方面也具有重要作用。Kamiya等[12]對99例患者進行一項17年回顧性研究,單因素分析顯示pSS-ILD 的預后與血清KL-6水平和FVC%pred之間存在顯著相關性。胸部HRCT 與患者預后無關,KL-6水平升高和FVC%pred降低與不良預后顯著相關。同時通過ROC 曲線分析,確定了最佳臨界值KL-6＞800 U/ml與不良預后顯著相關(HR=2.91,95%CI:1.04～8.10),血清KL-6水平升高(＞800 U/ml)的患者病死率高于無血清KL-6水平升高的患者(P=0.02),最后證實較高的血清KL-6 水平和較低的FVC%pred 是pSS-ILD 患者預后不良的指標。Ma等[13]納入155例結締組織病患者,分為CTD-ILD 組和結締組織病組,其中17例為pSS-ILD 患者,同時納入了肺部感染組和健康對照組,比較4組之間的KL-6水平,在 CTD-ILD 組 中,還 檢 測 了 DLCO 和HRCT。CTD-ILD 組 的 血 清 KL-6 水 平(1 004.9 IU/ml)顯著高于其他3 個組(χ2=72.29,P＜0.001)。在CTD-ILD 組中,血清KL-6水平與HRCT嚴重程度呈正相關(r=0.75,P＜0.001),而與DLCO 呈負相關(r=-0.50,P＜0.001)。血清KL-6水平可以作為CTD-ILD 的診斷指標。

以上研究表明KL-6可能會成為pSS-ILD 判斷預后、診斷及鑒別診斷的重要生物標志物,替代一些有創檢查,減少HRCT 檢查頻次對人體的影響,動態監測一些無法配合肺功能檢查患者的病情變化,但需要更多前瞻性研究來進一步證實KL-6在pSS-ILD 中的應用價值。

(二) 腫 瘤 標 志 物——糖 類 抗 原 153(carbohydrate antigen 153,CA153)

CA153是一種大分子的糖類蛋白抗原,最早作為乳腺癌最重要的特異性標志物,監測乳腺癌復發和評估乳腺癌轉移后治療的療效。隨著對CA153研究的不斷深入,近年來國內外醫學科研工作者開始關注CA153與CTD-ILD 發病之間的關系。Sargin等[14]發現在類風濕關節炎合并間質性肺疾病中CA153水平升高,且與類風濕關節炎無間質性肺疾病患者相比差異有統計學意義,從而推測CA153可作為類風濕關節炎相關間質性肺疾病的預測生物標志物。同理,根據以上研究不難推測出CA53可能也會與pSS-ILD 相關。隨后國內研究也進一步證實CA153 在pSS-ILD 中的應用價值。Shi等[15]檢測了168例pSS-ILD 患者血中CA153、CA125、CA19-9、癌胚抗原、神經元特異性烯醇化酶、β-人絨毛膜促性腺激素、甲胎蛋白等的水平,結果發現神經元特異性烯醇化酶、癌胚抗原、CA125和CA153 均有升高,統計學分析發現,CA153 的血清水平的比值比為4.521,95%CI:1.871～10.928,CA153是唯一一個受試者工作特征曲線下面積超過0.7的腫瘤標志物(曲線下面積為0.743,95%CI:0.70～0.79),從而表明pSSILD 患者血清中的腫瘤標志物增加。較高的CA153水平與pSS患者患間質性肺疾病的風險增加顯著相關,并且可能直接參與pSS-ILD 的發病機制。CA153在未患惡性腫瘤的pSS-ILD 中具有診斷價值,通過以上研究推測CA153水平升高是pSS-ILD 患病高危因素,具體機制有待進—步深入硏究。

(三)血管生成素樣蛋白2 (angiogenin-like protein 2,Angptl2)

Angptl2是一類分泌型蛋白質,結構上類似于血管生成素,Angptl2水平在各種慢性炎癥性疾病中顯著升高,通過上調核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)轉錄和增加轉化生長因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)表 達,在組織重塑中發揮了一定作用,引起組織纖維化[16-18]。Angptl2在慢性非感染性炎癥導致的纖維化中也發揮著重要的作用,從病理的角度來講,組織纖維化與慢性炎癥密切相關,近幾年報道最多的是發現在腎纖維化、肝纖維化中Angptl2 水平升高,從而推測Angptl2 在其他器官纖維化中也有作用[19-21]。

Yang 等[22]納 入 了24 只 野 生 型 雄 性 鼠(Angptl2+/+)和 16 只 Angptl2 敲 除 鼠(Angptl2-/-),隨機分為5 組,實驗組給予百草枯按30 mg/kg劑量腹腔內注射,對照組給予同等量生理鹽水,14 d后觀察2組肺組織中Angptl2水平。結果發現在百草枯誘導肺損傷小鼠中Angptl2水平明顯升高,組織學分析顯示Angptl2 敲除(Angptl2-/-)小鼠百草枯誘導的肺組織損傷減輕,進一步分析也發現通過轉染pGMNF-κB-GFP細胞,NF-κB 磷酸化作用得到增強。加入抑制劑Bay11-7085或LY2409881使NF-κB失活,在百草枯誘導 Angptl2-/-小鼠支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中總細胞、中性粒細胞和巨噬細胞的數量減少,同時BALF、血清及肺組織中炎癥因子降低;另外在百草枯誘導Angptl2-/-小鼠中TGF-β1 表達降低后纖維化減輕,從而表明Angptl2在肺纖維化中的作用,上述研究結果證實Angptl2 能減輕百草枯誘導的肺損傷。

Shi等[23]納入158例pSS患者,其中71例為pSS-ILD 患者,健康對照組25名,測定2組血清Angptl2和TGF-β1 的水平,研究表明Ro52、血清Angptl2及DLCO 與pSS-ILD 患者相關,其校正優勢比 和95%CI為2.06(1.14～7.65)、4.13(1.25～15.89)和9.51(2.10～37.74),提示血清Angptl2可能作為pSS-ILD 的潛在生物標志物。

(四)幾丁質酶3 樣蛋白 (chitinase 3-like protein,YKL-40)

YKL-40是由巨噬細胞產生的一種幾丁質酶樣蛋白,屬于高度保守的家族成員,作為結締組織的生長因子,在具有炎癥、組織重塑或纖維化特征的疾病患者血清中升高,可調節細胞增殖和存活,參與組織重塑[24-25]。

Tong等[26]通過Pub Med、Embase、中國知網及萬方數據庫等進行了系統搜索及meta分析,結果發現在特發性肺纖維化、CTD-ILD、結節病、隱源性組織肺炎、石棉肺、特發性非特異性間質性肺炎患者血清中YKL-40水平高于對照組。研究還發現不同類型間質性肺疾病患者血清YKL-40水平存在一定差異,不同間質性肺疾病患者的血清YKL-40 水平與肺功能之間存在相關性,表明YKL-40可作為診斷和預測間質性肺疾病嚴重程度的生物標志物,從而推測YKL-40 也可作為pSSILD 的生物標志物。

Chen等[27]研究58例pSS患者和30名健康對照者,測定YKL-40、IL-6和腫瘤壞死因子α的水平。通過歐洲抗風濕病聯盟SS疾病活動性指數評估了pSS患者的疾病活動,并根據Tarpley評分評估局部嚴重程度。結果發現血清YKL-40水平與年齡(r=0.405,P=0.002)、中性粒細胞計數(r=0.399,P=0.002)及中性粒細胞與淋巴細胞比率(r=0.401,P=0.002)顯著相關,合并肺腎受累或貧血的患者的YKL-40水平顯著升高(P＜0.05)。說明肺受累會引起YKL-40水平升高,從而推測YKL-40 可能與pSS-ILD 有關,并且可能反映疾病的活動,但需要相關的試驗硏究來證實YKL-40可能會成為pSS-ILD 潛在的生物標志物。

二、細胞趨化因子——CC 基序配體-18 (CC chemokine ligand 18,CCL18)

CCL18是一種細胞趨化因子,除了參與T 細胞趨化,還可能在炎癥細胞的趨化中發揮作用,通過直接激活誘導免疫細胞調節表型和功能,并在纖維化過程(尤其是在肺部)中起主要作用[28]。針對CCL18國內外研究多集中在類風濕性關節炎和系統性硬化癥的診斷、嚴重程度及預后評估,而在pSS-ILD 方面的報道比較少見。He 等[29]收集了pSS-ILD 組、類風濕關節炎相關性間質性肺疾病、皮肌炎相關性間質性肺疾病患者BALF,對照組為無間質性肺疾病的患者,通過酶聯免疫吸附法測定所有患者BALF中CCL18的水平,結果表明類風濕關節炎相關性間質性肺疾病、皮肌炎相關性間質性肺疾病和pSS-ILD 3 組好轉出院患者的CCL18水平均明顯高于對照組[2.54(1.26,3.66)μg/L,P＜0.05],其 中pSS-ILD 組 患 者 的CCL18 水 平為5.25(2.68,8.21)μg/L,同時也發現pSS-ILD患者中的CCL18水平與BALF 中淋巴細胞計數顯著相關(r=0.394,P=0.019),而與HRCT 評分無顯著相關性。從而表明pSS-ILD 患者的BALF中CCL18 水平升高,可能與疾病預后有關,而pSS-ILD 患者中淋巴細胞計數升高也間接反映CCL18水平升高與患間質性肺疾病相關。因此,推測CCL18可能會成為pSS-ILD 鑒別診斷及預后的生物標志物。

三、新興標志物——miRNA

miRNA 是最小的RNA,廣泛分布于動物中,與m RNA 結合降解或阻礙其翻譯,在基因表達轉錄過程中發揮作用,與人類多種疾病相關,尤其是一些腫瘤性疾病和自身免疫性疾病,是近年來人們研究的熱點[30-33]。Yu等[34]研究發現hsa-miR-7在特發性炎癥性肌病合并間質性肺疾病的曲線下面積為0.897 8,95%CI為0.796 1～0.999 5,是一種潛在的生物標志物,可作為特發性炎癥性肌病患者的診斷指標,用于區分特發性炎癥性肌病/間質性肺疾病患者與無間質性肺疾病的特發性炎癥性肌病。Sugiyama等[35]也提出在多發性肌炎/皮肌炎相關間質性肺疾病中miR-1水平與健康對照組相比明顯升高,且隨著病情好轉其水平下降,可作為預測多發性肌炎/皮肌炎相關間質性肺疾病病情有前途的新型生物標志物。Li等[36]研究也發現miR-320a是系統性硬化癥合并間質性肺疾病纖維化過程中的重要調節因子,可能會為系統性硬化癥相關間質性肺疾病提供新的治療策略。miR-200c也被發現與pSS-ILD 相關,miR-200c屬于miR-200家族中的一員,miR-200c上調可降低間充質細胞標志物α平滑肌肌動蛋白、波形蛋白的表達,減輕TGF-β1 誘導的間充質細胞損傷,同時也可降低ZEB1和ZEB2的表達水平,ZEB1和ZEB2調控肺泡上皮細胞的上皮間質轉化,維持肺泡上皮細胞的上皮細胞表型,故在纖維化發生發展的過程中起著抗纖維化的作用[37-38]。miR-200c對器官纖維化的調節作用與TGF-β介導的上皮間質轉化有關。血清中miR-200c的異常水平可能是早期診斷肺纖維化的基礎[39]。Jiang等[40]納入了218例結締組織病患者,其中包括30例pSS患者、23例系統性硬化癥患者、29例皮肌炎/多發性肌炎患者、47例類風濕關節炎患者和23名健康對照者,對所有入組人員均進行了肺功能和HRCT 檢查,并采集外周血單核細胞通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應檢測miR-200c的表達水平。比較不同疾病組miR-200c的水平,其中包括CTD-ILD 組和未患有間質性肺疾病的結締組織病組,并將CTD-ILD 分成輕度和重度進行亞組分析,研究結果顯示pSS組的miR-200c水平顯著高于類風濕關節炎組,CTD-ILD 組miR-200c水平顯著高于未患有間質性肺疾病的結締組織病組,其在重度間質性肺疾病組的水平高于輕度間質性肺疾病組,從而推斷miR-200c在鑒別診斷及預測病情嚴重程度上可能會成為pSS-ILD 有前途的生物標志物。

四、小結

pSS-ILD 在診斷和治療方面已經取得顯著進步,但在評估患者治療和預后及監測病情活動等方面還缺乏有效的手段。目前應用于臨床研究的CCL18、YKL-40、Angptl2、CA153 及miRNA,在評估pSS-ILD 預后、病情嚴重程度及鑒別診斷上發揮著不同的作用。多項研究表明KL-6不但可以作為pSS-ILD 預測預后的重要生物標志物,在診斷及鑒別診斷方面也有一定的作用。CA153 是臨床上常用的腫瘤標志物,其水平升高提示pSS合并間質性肺疾病的風險,可能會成為鑒別pSS是否合并間質性肺疾病的生物標志物,也可能警示這些標志物升高的人群未來發生惡性腫瘤的風險要高于CA153正常的人群。miRNA 和CCL18可能會成為評估疾病嚴重程度的潛在標志物,而YKL-40可作為監測疾病活動的重要指標。但無論是哪種生物標志物,在預后、病情評估、診斷及治療方面都存在一定局限性,探討這些生物標志物的聯合檢測是未來的發展趨勢,可能會更全面、準確評估pSS-ILD 的病情、治療及預后。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突