結締組織病相關性間質性肺疾病診斷的研究進展

劉 燕,施春花

(江西省人民醫院風濕免疫科,南昌 330006)

間質性肺疾病(ILD)是結締組織病(CTD)相關的最嚴重并發癥之一,有較高的發病率和病死率。ILD也可能是CTD的首次表現,因為多達15%最初診斷為特發性非特異性間質性肺炎(NSIP)的患者,經進一步調查發現有潛在的全身性風濕病[1]。ILD是一種常見且嚴重的肺部受累形式,在高分辨率CT(HRCT)掃描和肺活檢標本中的各種炎癥和纖維化模式為其特征。ILD的治療具有挑戰性,因為個體預后不可預測,而且疾病的病程范圍很廣,從幾年的穩定或緩慢進展到迅速惡化,是導致死亡的主要原因[2]。

目前,ILD的篩查和診斷工具包括呼吸癥狀的臨床評估、聽診、影像學檢查(如胸部X線和HRCT)、肺功能早期測試,然而ILD往往早期無明顯臨床表現及影像學表現,這可能導致診斷及治療延誤,可能增加發病率和病死率。早期識別肺部疾病患者,并迅速識別哪些將發展為廣泛的肺部疾病至關重要。隨著對ILD發病機制的進一步研究,相繼發現血清標志物可以預測結締組織病相關性間質性肺疾病(CTD-ILD)發生風險、嚴重程度及預后,肺部超聲及經支氣管低溫肺部活檢等的工具引入也對早期診斷CTD-ILD有重要作用。

1 臨床表現

肺部并發癥在CTD患者中很常見,部分CTD-ILD患者以肺部癥狀為疾病的初始表現,如咳嗽、咳痰,活動后胸悶、氣促,活動耐受力降低等,肺部聽診未聞及細小爆裂樣雜音(velcro啰音),為肺主導型CTD,這些患者更有可能被診斷為特發性肺纖維化(IPF)等其他疾病,而不是CTD-ILD,這可能導致對CTD-ILD患病率的低估。CASTELINO等[3]回顧分析50例肺間質纖維化患者的臨床資料,呼吸醫師和風濕病醫師隨訪12個月,發現其中28%的患者最初被診斷為IPF,但最終在隨訪檢查中被診斷為CTD-ILD。PAN等[4]對CTD-ILD患者、無間質性肺疾病的結締組織病(uCTD-ILD)患者和IPF患者的臨床特征進行比較,結果顯示咳嗽、咳痰、呼吸困難和疲勞在3組患者中都有表現,但與CTD-ILD組和IPF組相比,有這些臨床表現的患者在uCTD-ILD組中更少。CTD-ILD患者無咯血、胸部不適、胸部不適等癥狀。在CTD-ILD和UCTD-ILD患者中CTD的癥狀包括關節痛、眼干、口干、雷諾現象、近端肌肉無力和肌肉疼痛等癥狀很常見。部分CTD患者無呼吸道癥狀,由于CTD-ILD與其他ILD的臨床表現和影像學特征相似,因此CTD-ILD患者常被診斷為其他類型的ILD,臨床醫師還可以根據患者的既往史來排除其他可能導致肺纖維化的原因,如吸煙史,工作環境等。

2 自身抗體

自身抗體檢查是診斷CTD的主要方法,自身抗體是自身免疫系統針對自身器官、細胞及細胞內成分的抗體,是自身免疫性疾病的重要標志。有些自身抗體可能有助于CTD-ILD的診斷,也可能預測發生ILD的風險及預后,如抗合成酶抗體和抗黑色素瘤分化相關蛋白(MDA5)抗體、抗RO-52抗體在肌炎譜系疾病中,抗Scl-70抗體在系統性硬化癥疾病中,類風濕因子(RF)和抗瓜氨酸蛋白抗體(ACPA)在類風濕性關節炎中的高滴度均可以預測ILD發生風險及預后[5]。這些試驗可能出現假陽性(特別是老年患者的自身抗體)和假陰性(無法識別抗原和IgG不能排除過敏性肺炎)結果[6]。但檢測相關自身抗體有助于精準醫療,其可以預測ILD的未來發展和預后,并可能指導治療決策。

2.1 抗MDA5抗體

抗MDA5抗體,以前稱為抗C-ADM140抗體,最初在臨床無肌病性皮肌炎(C-ADM)患者中發現。該自身抗原后來被確定為由MDA5基因編碼的RNA解旋酶,在病毒的先天免疫防御中起關鍵作用,且與快速進展的間質性肺病相關[7],抗MDA5抗體存在于肌肉受累的典型皮肌炎(DM)患者和C-ADM患者中,抗MDA5抗體與DM/CADM-ILD患者的高發病率相關,尤其是快速進展的ILD[8],并且已被公認為是ILD預后不良的一個強有力的預測因子。有研究[9]發現抗MDA5抗體陽性DM-/CADM-ILD患者的1年生存率為60%～70%,且患者的大多數致命結果發生在最初診斷后的前6個月內。一項大型多中心隊列研究[10]發現,MDA5+DM-ILD患者6個月的病死率在40%左右。

2.2 抗Scl-70抗體

抗Scl-70抗體為DNA拓撲異構酶Ⅰ。這種酶是DNA復制、轉錄和重組所必需的,它在螺旋中引入短暫的斷裂,導致DNA的扭轉張力松弛,從而允許其他酶到達[11]。大約20%的系統性硬化癥(SSc)患者存在抗Scl-70抗體;然而,由于種族差異,患病率可能從20%～46%不等,具體取決于所研究的人群?？筍cl-70抗體與皮膚受累的嚴重程度、彌漫性疾病類型和ILD有很好的關聯,一項關于SSc-ILD的Ⅱ期研究[12]招募了具有臨床意義的SSc-ILD患者,研究發現的抗Scl-70抗體陽性率更高(46%)。JANDALI等[13]通過比較抗Scl-70抗體的不同免疫測定方式的準確性,發現由ID(被動免疫擴散)確定的抗Scl-70抗體是唯一可以預測SSc-ILD患者用力肺活量快速下降的臨床變量。

3 血清學生物標志物

隨著對CTD-ILD的發病機制的進一步探索,肺間質纖維化的發病機制涉及多種細胞類型,各種細胞因子之間的相互作用可能決定了纖維化的模式和嚴重程度,反復肺泡損傷導致異常的成纖維細胞增殖、分化和活化,進而驅動細胞外基質的擴張,導致正常肺部結構的喪失。通過對CTD-ILD發病機制的逐步探索,陸續發現許多血清學標志物,可以預測風險、嚴重程度及預后,其中包括肺泡上皮細胞、腫瘤標志物、細胞因子/趨化因子等有關分子,肺泡上皮細胞損傷有關的分子是研究最多的生物標志物,其中KL-6、SP-A/SP-D、CCL-2及IL-6等研究較多。

3.1 KL-6

KL-6是一種高分子量的黏蛋白樣糖蛋白,又稱人黏蛋白-1(MUC1)。主要表達于肺泡和細支氣管上皮細胞中的Ⅱ型肺細胞,尤其表達于增殖和再生的Ⅱ型肺細胞[14]。KL-6作為與ILD發病過程直接相關的重要生物標志物,反映Ⅱ型肺細胞的損傷和再生程度[15-16]。許多研究[17-19]發現KL-6在CTD-ILD中升高,但是大多數研究[20-22]都是在SSc中進行的,并且與肺功能檢查和HRCT有顯著相關性,ZHANG等[18]對KL-6在間質性肺疾病中的作用進行薈萃分析發現,ILD急性加重患者KL-6水平比穩定期ILD高545.44 U·mL-1,ILD死亡中的KL-6水平比ILD幸存者高383.53 U·mL-1。KL-6水平升高預測ILD死亡率的HR(95%CI)為2.05(1.50～2.78),ILD進展的HR(95%CI)為1.98(1.07～3.67),分析結果得出KL-6水平升高可以預測ILD的嚴重程度、進展和不良預后。

3.2 SP-A、SP-D

SP-A和SP-D是Ⅱ型肺細胞和Clara細胞分泌的脂蛋白復合物,可降低液體-空氣中界面的表面張力。它們也參與肺宿主防御[23]。有許多研究[24-25]發現SP-A、SP-D在CTD-ILD中升高。有學者[26]研究SP-D在肌炎相關間質性肺病死亡率預測的有效性,結果顯示血清SP-D的測定有助于預測雙陰性組(MDA5抗體、抗ARS抗體陰性)的預后,提示SP-D水平較低的雙陰性患者預后較好。但血清SP-D對肌炎相關性間質性肺疾病的死亡率預測仍有爭議[27-28],現在許多國家的臨床實踐中,SP-D的測量尚不可用,仍需要進一步研究SP-D水平的測量是否有利于預測預后。

3.3 CCL-18

CCL-18是一種由69個氨基酸組成的多肽,分子量為7.85 kDa,它是一種分泌蛋白,屬于內分泌β(趨化因子CC)家族。據報道[29],CCL-18在肺、淋巴結、胎盤、骨髓和樹突狀細胞中高度表達。已發現增加的CCL-18與慢性氣道炎癥、過敏性肺炎和肺間質纖維化有關,越來越多的研究發現CCL-18與肺纖維化進展和死亡相關,一項針對298例SSc患者的研究[30]結果顯示高CCL-18水平與嚴重ILD相關,并預測有較差的生存率和肺功能下降。在一項針對SSc-ILD的嚴格臨床試驗[31]中,KL-6和CCL-18水平與ILD嚴重程度相關,并隨著免疫抑制而下降,盡管接受了治療,但基線KL-6和CCL-18水平較高的患者更有可能出現疾病進展,該研究提示KL-6和CCL-18可用于識別具有進行性ILD表型的患者,這些患者可能受益于更積極的初始治療方法。從這些研究數據看來CCL-18似乎是準確預測SSc-ILD進展具有很大希望的生物標志物候選物。但SALAZAR等[19]發現CCL-18與肺功能評估的ILD嚴重程度無關,并且CCL-18水平與后來的肺功能下降沒有相關性,且針對早期SSc-ILD患者的GENISOS研究[26]發現CCL-18不是長期監測肺活量的有效指標。

4 循環細胞

內皮祖細胞是生理血管網絡穩態中的關鍵細胞效應物,與血管再生有關,包括新血管形成和現有血管的修復機制。有研究數據顯示循環纖維細胞水平與ILD診斷和嚴重程度相關,這仍需要在未來的研究中進一步闡明[32]。SHI等[33]研究發現原發性干燥綜合征相關性間質性肺疾病(pSS-ILD)患者的Th2細胞計數比無ILD的原發性干燥綜合征(pSS)患者低,進一步分析顯示Th1/Th2比值顯著高于非ILD患者。循環Th2細胞減少和Th1/Th2比值升高可能是pSS患者發生ILD的免疫機制。

5 血清代謝組學

血清代謝組學定量可分析低分子量代謝物、表征改變的細胞代謝,并反映細胞對病理狀況的反應,FURUKAWA等研究[34]通過單變量分析,在RA-ILD中,血清癸酸和嗎啉水平較低,甘油較高。MEIER等[35]通過電噴霧電離(ESI)模式和X變量分量進行分析得出健康個體和SSc患者的最佳區分是氨基酸(AAs)L-酪氨酸和L-色氨酸的變化,而有和沒有ILD的SSc患者的最佳區分是L-蘇氨酸、黃嘌呤、3-氨基異丁酸和腺苷一磷酸的變化,與穩定的ILD患者相比,進展者的特征是出現L-亮氨酸、L-異亮氨酸和一磷酸腺苷的改變。

6 基因組學

某些基因與ILD有關,一項研究[36]發現miRNA-155可用于評估SSc-ILD的疾病嚴重程度;lncRNA也被發現參與肺纖維化的發展[37];在GUIOT等[38]的研究結果顯示與沒有ILD的SSc患者相比,SSc-ILD患者的cf-核小體水平顯著升高。端粒相關基因(TERT、TERC、RTEL1、PARN、TINF2、NAF1和DKC1)的突變也被發現與ILD相關[39-40]。此外,還有MUC5啟動子、RPA3-UMAD1基因座被發現與CTD-ILD有關。

7 甲襞視頻毛細血管檢查

甲襞視頻毛細血管檢查(NVC)是一種用于評估微血管損傷和功能障礙的無創工具。在SSc患者中,NVC的表現主要是毛細血管增大和扭曲、出血和進行性血管斷流。SSc-ILD和NVC發現之間存在關系:CARAMASCHI[41]等發現毛細血管鏡模式與ILD之間的關系,晚期NVC模式與較低的FVC和肺一氧化碳彌散量(DLCO)水平以及較高的ILD風險相關;SMITH等[42]薈萃分析結果顯示NVC和SSc-ILD之間有相關性。如果大型前瞻性研究進一步證實和闡明這些發現,NVC可能是一個候選的結果衡量指標,可以納入到進行性SSc-ILD的篩選算法中。

8 肺功能

ILD患者肺功能檢查通常表現為限制性通氣缺陷和彌散功能障礙,肺總量和(或)用力肺活量下降,DLCO降低。在間質性肺疾病中,肺功能比臨床癥狀或胸部X線檢查結果更準確地反映了潛在組織病理過程的嚴重程度,肺功能在CTD中具有特別重要的作用,有研究[43]發現其對SSc的預后有很強的預測作用,患者死亡率顯著增加與DLCO水平降低至預期的40%以下有關,表明氣體轉移的測量受到肺纖維化和孤立性肺血管疾病的影響。

9 影像學檢查

9.1 胸部X線檢查

ILD患者早期無明顯X線改變,常見的X線表現為肺部磨玻璃影,隨著病情發展,可演變為網格狀索影或結節影、蜂窩狀影,然而胸部X線片診斷敏感性較低,往往患者胸部X線片出現改變時,病情已到較嚴重時期或者臨床癥狀或肺功能明顯改變,已逐漸被HRCT取代。

9.2 HRCT檢查

胸部HRCT是目前診斷ILD的最主要的診斷途徑。ILD患者的胸部HRCT表現主要為毛玻璃樣影,網狀和牽拉性支氣管擴張和細支氣管擴張、小葉間隔增厚、結節等。AHUJA等研究[44]發現NSIP的HRCT最常見的表現為雙側支氣管血管周圍基底突出毛玻璃影,胸膜下保留或不保留,纖維化NSIP可見網狀和牽引性支氣管擴張,而蜂窩是罕見的;普通性間質性肺炎(UIP)的HRCT最常見表現為牽引性支氣管擴張/細支氣管擴張的外周和基底突出網狀,晚期疾病的結構變形、蜂窩狀和體積損失。HRCT定量(qCT)在測量SSc-ILD的疾病程度和進展具有潛在的實用價值,TEMIZ KARADAG等[45]對41例SSc伴有肺間質纖維化的患者研究發現,qCT參數可區分SSc患者與伴有肺間質纖維化SSc患者。還有研究[46]通過使用Myrian XP Lung 3D軟件分析患者和對照組的HRCT圖像,通過軟件輔助方法提取的定量信息可能對SSc相關的肺間質纖維化的檢測、篩查和風險預測做出更多貢獻。

9.3 肺部超聲

HRCT是CTD-ILD目前診斷和進展監測的標準,但也存在電離輻射、成本和可獲得性等問題,在這種背景下,肺超聲(LUS)是一個有前景的檢查,肺部超聲的垂直偽影識別(如B線、胸膜線的改變)可以有助于CTD-ILD的診斷,而且在過去10年經不斷的研究和驗證,已經開發了一些評分方法用于量化疾病。一項關于SSc-ILD中B線的研究[47],將前胸和后胸的B線總數相加來計算33例SSc-ILD患者的B線評分,共分析72個掃描位點,當所有掃描部位的B線總和>10時,即為檢查陽性。在ILD上LUS與HRCT的存在有良好的相關性,與疾病的范圍和嚴重程度有良好的一致性。一項涉及180例患者的前瞻性研究結果顯示[48],與HRCT相比,LUS在檢測肺間質受累方面的敏感性和特異性分別為99.3%和96.4%;陽性預測值(PPV)為0.7,陰性預測值(NPV)為3.6。B線可能有多種病因(例如間質水腫、間質纖維化),在臨床上有時很難區分它們,特別是在CTD-ILD中,單靠B線無法區分早期炎癥期和慢性纖維化期,這可能會導致一些錯誤分類偏差[49]。到目前為止,還沒有提供客觀評分B線的方法,今后該領域應作為研究的重點。

10 支氣管鏡檢查

支氣管鏡檢查包括支氣管肺泡灌洗(BAL)、經支氣管肺活檢還有支氣管內光學相干斷層掃描(EB-OCT),其中BAL應用最多,可以深入了解發生在肺泡水平的免疫、炎癥和感染過程。在ILD的診斷中,BAL細胞分析通過識別或排除主要的炎癥細胞模式來縮小診斷范圍。多項研究表明,BAL中特定免疫細胞的增多與某些類型ILD的可能性相關,如明顯的嗜酸性粒細胞增多是嗜酸性粒細胞性肺炎和一些藥物反應的特征,淋巴細胞增多提示結節病、過敏性肺炎、NSIP、淋巴細胞性間質性肺炎(LIP)[50];BAL中CCL8、黏蛋白、人附睪蛋白4(HE4)等也與ILD有相關[51-52];但BAL細胞學分析在ILD的診斷上作用存在巨大爭議,一項針對支氣管肺泡灌洗液對間質性肺病的診斷價值的薈萃分析結果[53]顯示ILD之間的BAL細胞學沒有統計學上顯著差異。經支氣管肺冷凍活檢(TBLC)為一種肺活檢(SLB)替代診斷技術。一項對65例ILD患者的前瞻性研究[54],比較TBLC和SLB診斷一致性,研究結果顯示37例(57%)與SLB診斷一致。支氣管內光學相干斷層掃描(EB-OCT)是支氣管鏡檢查工具中的最新成員,ILD患者行EB-OCT檢查,可顯示均勻分布的信號空洞(黑色)肺泡,伴有輕度、均勻信號強(灰色至淺灰色)的肺泡壁增厚,在整個實質中均勻存在[55]。

11 肺活檢

診斷間質性肺病,首先結合臨床、放射學、生物學和支氣管鏡檢查數據,當診斷不確定時,必須考慮肺活檢(SLB)[56]。在懷疑ILD的情況下,SLB仍然是確定可靠診斷的工具。26項SLB對ILD的分析顯示,SLB的診斷率為88.2%[57]。但是心肺儲備能力差、年齡大、合并疾病往往使間質性肺疾病患者不適合進行SLB。

12 小結與展望

ILD是CTD最常見的合并癥之一,也是預后不良的原因之一,具有較高的致殘率與致死率,最近在治療ILD方面取得了進展。然而,CTD患者可能早期無呼吸系統特異性表現,或僅有發熱、乏力、肌肉或關節疼痛、口干、咽干等CTD的臨床癥狀,HRCT及肺功能檢查可能也無明顯異常,當患者出現咳嗽、呼吸困難、日?；顒邮芟薜确喂δ懿蝗Y狀或者胸部影像學上改變時,CTD已經累及肺組織導致其發生不可逆轉的損傷,所以預后較差。目前迫切需要發現一些特異性和敏感性高的生物標志物能對ILD行早期診斷。隨著科研技術的提高及研究者的探索,發現越來越多血清標志物與CTD-ILD密切相關,且影像學檢查的精密化對早期發現ILD又邁進了一大步,但ILD的診斷依靠詳細的病史記錄和各種輔助檢查調查的整合,沒有單一的檢查能提供一個確定的診斷。ILD中的疾病行為是高度可變的,尚無明確用于預測預后和指導管理決策的準確臨床工具。一些血清生物標志物如KL-6對ILD診斷和預后有潛在效用,但KL-6水平對生存的預測價值仍存在爭議,KL-6水平升高與ILD進展之間的數量關系及KL-6診斷ILD明確截止值仍不清楚,將來需要進一步研究。目前治療CTD-ILD的藥物已有多種選擇如免疫抑制劑、抗纖維化藥物和生物制劑等。希望未來專注于最具潛力標志物的多中心前瞻性試驗能夠轉化為臨床實踐,未來創新技術的研究可能會在CTD-ILD的發病機制、診斷和治療方法方面開辟新的途徑。也希望未來的研究將為精準醫學鋪平道路,為更準確的CTD-ILD診斷提供數據,從而指導醫生進行有針對性的治療,而不是“一種診斷適合所有人”的近似方法。