特发性肺纤维化血清蛋白标志物近年研究概况※

郭闪闪 余学庆

（1 河南中医药大学，河南 郑州 450046；2 河南中医药大学第一附属医院呼吸科，河南 郑州 450000）

特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是肺部的慢性、进展性、不可逆转性、使人衰弱的组织纤维化疾病，任其发展，最终将造成肺部呼吸衰竭，直至死亡。IPF 主要集中于中年男性人群中，包含普通型间质性肺炎（UIP）组织病理学的特征，多有弥漫性肺间质纤维化、轻度肺部炎症，伴随出现成纤维细胞灶与正常肺组织、大量增生沉积的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、蜂窝组织等［1-2］。肺间质性纤维化初期表现多见肺泡炎症，包括见多种的细胞因子渗出及大量的炎性细胞浸润，晚期见大量的成纤维细胞增生及沉积胶原，进而逐渐发展成不可逆转的肺部间质性的纤维化性疾病。美国一项研究发现，IPF 患者男性年发病率为10.7/10 万人，女性年发病率为7.4/10 万人［3］。一个大规模的美国健康保险数据库推算，IPF 的年发病率为（6.8～16.3）/10 万［4］。多种研究表明IPF 的年发病率高，但是因其发病机制不明确，诊疗无法得到保证，IPF 患者确诊后平均生存时间只有3～5 年［4-5］，常见的死因是IPF 急性恶化、呼吸衰竭、肺动脉高压、肺栓塞等。目前IPF 的诊断主要依靠HRCT 和侵入性手术肺活检，临床上由于需要考虑合并症、严重的功能障碍、高龄等因素，使得我们亟待寻到更合适的方法来辅助IPF 疾病的诊断。近年来，不少国内外研究学者纷纷关注血清蛋白生物标志物在IPF 诊治中的作用，因此了解血清蛋白生物标志物非常必要。文中主要回顾了IPF 患者血清蛋白生物标志物的最新进展及其在IPF 中的预后作用。

1 与肺泡上皮细胞功能障碍有关的生物标志物

KL-6 是一种类似于黏蛋白性质的大分子量糖蛋白，是人类MUC1 黏蛋白家族中成员之一。KL-6 主要表达于肺泡上皮细胞表面膜层，另外还表现在Ⅱ型肺泡与细支气管的上皮细胞，在正常肺组织中，血清KL-6 分泌较少，一旦Ⅱ型肺泡或细支气管上皮细胞受损，便会分泌增加，出现大量的KL-6，并从Ⅱ型上皮细胞脱落后开始释放进至肺泡腔和血液的循环中［6］。就目前的研究显示，高水平的KL-6 能够预估IPF 患者的存活时间。Satoh等［7］随访调查研究IPF 患者发现有58 例是死于呼吸衰竭，就DLCO/VA 比值而言，死亡组与幸存组比较无显著差异，但死亡组血清KL-6 水平显著高于幸活组。Yokoyama 等［8］发现，27 名IPF 患者的3 年随访显示血清KL-6 浓度为1000 U/mL。最近发现的回顾性研究显示，6 个月间隔的IPF 患者即使调整肺功能参数和KL6 后基线浓度［9-10］，随着血清KL-6 浓度的增加，死亡率持续上升。研究发现血清KL-6 的相关研究多为小样本量且存在缺乏重复队列研究的问题，然而这些研究结果一致显示血清KL-6 水平与IPF 患者的存活高度相关。因此，血清KL-6 可能是IPF 预后以及观察检测性标志物。

2 表面活性蛋白

SP-A 和SP-D：它是由Ⅱ型肺泡上皮细胞和Krebs 细胞分泌的一种亲水性蛋白质，主要用于促进脂质的转运和功能，减少SCRIPT ng 蛋白在肺泡表面的稳态，稳定ER、AECⅡ和血清中SP 的细胞增殖和张力，并防止肺塌陷。另外还参与防御宿主终端气道感染因子［11-12］。肺泡Ⅱ型上皮细胞主要参与表面活性剂摄取、分解及二次利用。蛋白质和脂质组分被内吞，经中央液泡系统分至溶酶体进行降解，或分到层状细胞器再分泌［12］。内质网（ER）和细胞溶胶中SP 累积造成ER 的慢性应激，在AECIIs 凋亡和肺部纤维化过程中起到至关重要的作用［12-14］。显然这些表面活性蛋白主要存在于肺泡表面上，血清SP-A、SP-D基本上源自于肺组织［15］。首发IPF 患者的血清SP-A 浓度与其死亡率相关。Kinder 等［16］研究发现，血清SP-A水平每增加49 μg/L，IPF 患者1 年内死亡风险上升3.3倍，血清SP-D 浓度与IPF 的死亡间没有显著关系。Takahashi 等［17］对82 名IPF 患者的研究中发现，血清SPD 水平中位数是253 ng/mL，水平≥253 ng/mL 是高组，反之是低组，就IPF 患者存活率而言，低组存活率更大；而血清SP-A 中位水平为83.5 ng/mL，则SP-A 水平高低与IPF 死亡率之间没有显著相关性。在Greene 等［18］研究中可以看到血清SP-A 和SP-D 水平高低可用于评估IPF患者的预后好坏情况，就AIC 信息准则方法而言，似乎血清SP-D 在评估IPF 患者的预后方面更加优于血清SPA。从现有的研究可以发现血清SP-A、SP-D 到底哪个更能预测IPF 患者的生存率尚不清楚，然而许多研究人员相信血清表面活性蛋白水平是可以作为患者生存时间的一个独立预测因素。

3 趋化因子13 和趋化因子配体18

趋化因子13（CXCL13）和趋化因子配体18（CCL18）：CXCL13 是基质细胞所产生的一种B 细胞因子，炎症时开始作用于肺组织。研究表明，IPF 患者血清CXCL13 水平显著高于正常对照组，尤其在IPF 伴肺动脉高压和急性发作时升高更明显［19］，随着血清CXCL13 的升高，IPF 的病死率或AEIPF 需肺移植治疗相应增高。同时有研究显示，血清CXCL13 水平与呼吸困难评分呈正相关、与DLCO 预测值呈负相关［20］。CCL18 主要是由人骨髓细胞产生的CC 趋化因子和巨噬细胞（促纤维化巨噬细胞）的替代激活标记，是巨噬细胞、树突细胞和单核细胞分泌的小分子蛋白质。CCL18 在人体内主要由肺泡巨噬细胞产生，刺激肺成纤维细胞产生胶原蛋白。由Prasse 等［21］研究的一项72 例IPF 患者的前瞻性队列中发现，IPF 患者的生存率明显受CCL18 的水平影响，当IPF 患者血清CCL18 水平超过150 μg/L 时，死亡率出现明显上升。研究表明血清CXCL13、CCL18 能够监测判断IPF 患者的预后情况。

4 基质金属蛋白酶（MMPs）

MMPs 是参与细胞外基质（ECM）的降解和重建的Zn2+依赖性内肽酶。研究显示，MMPs 在IPF 的病例生理学机制中起重要的作用［22-23］，而MMP-7 是MMPs 家族中重要的成员［24］。微阵列技术可以使IPF 患者的外周血及支气管肺泡灌洗液中的生物标志物高表达，MMP-7 是基质金属蛋白酶其中的一部分，由激活的Ⅱ型肺泡上皮细胞产生，通过调控ECM 代谢，激活或降解生长因子、趋化因子和细胞表面受体，促进细胞迁移等在肺纤维化疾病中发挥重要作用。正常状态下MMP-7 分泌较低，组织损伤修复过程中分泌明显增加。研究发现，MMP-7 可用于评估IPF 患者的预后。Tzouvelekis 等［25］发现，IPF 患者血液中MMP-7 在水平显著高于健康人，当MMP-7 的水平为12.1 ng/mL 时，能够预估IPF 患者的死亡率及肺移植患者的存活率。血液中MMP-7 的水平与死亡风险评估系统（GAP）呈正相关，包括年龄、性别、FVC 和DLCO。Richards 等［26］长期随访241 名IPF 患者发现，以4.3 ng/mL 为MMP-7 的界限，IPF 患者血清MMP-7 水平高于4.3 ng/mL 者其中位生存期仅2 年，低者中位生存期为4 年。此外，MMP-7 水平似乎与IPF 患者的疾病严重程度有关联：MMP-7 浓度与预测强迫肺活量（FVC%）以及预测一氧化碳扩散能力（DLCO%）的百分比呈负相关［27］。拟合模型预测血清MMP7 每增加1 ng/mL，DLCO%（P=0.002，r=0.53）下降4.1%，FVC%（P=0.002，r=0.51）下降4.0%。另外MMP-7 水平与IPF 的死亡率及其疾病进展的关系［25，28-29］：在Bosentan 用于间质性肺病（BUILD-3）研究中发现，MMP-7 基线水平可预测早期肺功能恶化，肺功能恶化则会更早发现IPF 患者的MMP-7 水平升高［28］，这项研究表明MMP-7 是肺功能衰退和疾病进展的可靠预测因子。亚临床ILD 患者血清MMP-7 浓度显著高于正常对照组，显著低于全腹IPF 患者［27］，这一发现强调了MMP-7 作为IPF 进展的生物标志物的有前途的作用。上述结果表明MMP-7 水平与IPF 患者的死亡率显著相关，并且预期是IPF 的良好预后生物标志物。

5 骨膜蛋白

骨膜蛋白是细胞外基质蛋白，其与胶原蛋白Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ、纤连蛋白和糖蛋白C 相互作用以促进细胞外基质的浸润和收缩。Okamoto 等［30］发现IPF 患者血清Periostin 水平显著高于其他组。IPF 患者血清骨膜素浓度与VC 及DLCO 在6 个月内的变化呈负相关。在54 名IPF患者48 周的随访后，Naik 等［31］发现血清骨膜素水平对周期中疾病进展的程度具有预测作用。Tajiri 等［32］进一步发现肺功能的变化与患者的生存率密切相关。因此血清骨膜素水平与疾病进展和预后相关，但目前只有少数相关研究结果可用，需要进一步的临床研究来证实其效果。

总之，IPF 相关的血清蛋白生物标志物研究取得了很大进展，但目前被广泛认可并于临床上使用的标志物很少，且部分生物标志物对IPF 患者的预后作用存在争议，尚需进一步研究［33］。这些争议可能是由于早期研究主要分析小样本、回顾性研究，并且仅选择性地检测一个或几个感兴趣蛋白质。有研究显示，2 种或更多种生物标志物的组合可以改善对IPF 疾病进展的预测价值。另外，从近年来的相关标志物不难看出，大部分血清标志物都是从西医的方面研究IPF 的预后，而对中医方向开发的甚少，尤其是中医不同证型疾病的检测和观察。因此，我们可以考虑IPF 患者不同证型间的标志物的观察及分析寻找其中相互关系，这样对IPF 的预后检测具有十分重要的意义，从而亦可以协助IPF 的评估病情和预测转归、指导干预及评价疗效。IPF 预后相关蛋白生物标志物的研究仍处于起步阶段，我们仅仅是看到其中的冰山一角，许多蛋白标志物的临床价值需要更强大的研究设计来验证，例如使用蛋白质组学的大样本、多中心、前瞻性实验设计和方法，避免单独检测几个指标带来结果的偏倚［34］。随着社会的进步，相信我们会找到更多可靠的IPF 标志物来辅助诊断疾病，检测疾病情况，因此，仍有必要继续与临床研究人员合作，继续努力和进一步研究。