KL-6在成人呼吸系统疾病中的应用进展

王健美，张 薇，刘雅莉，屈小雪，郝倩文，孙美琪，伍慧杰，周 果

(哈尔滨医科大学附属第一医院呼吸内科,哈尔滨 150001)

KL-6(krebs von den Lungen-6)是一种大分子量糖蛋白，又名涎液化糖链抗原，最先发现于肺腺癌中，后发现在肺纤维化患者中KL-6水平的升高更为普遍[1]。在临床中，KL-6最先用于间质性肺病(interstitial lung disease,ILD)的诊断和预后评价，但随后发现，KL-6水平的升高并不是ILD所特有的，KL-6与其他呼吸系统疾病，如闭塞性细支气管炎综合征也有相关[2]。在正常肺组织中，KL-6在Ⅱ型肺泡上皮细胞和部分支气管上皮细胞仅少量表达，在Ⅰ型肺泡上皮细胞上不表达，而在再生的及非典型的肺泡Ⅱ型上皮细胞中强烈表达；当疾病导致肺组织受损时，Ⅰ型肺泡上皮细胞无增殖能力，血清及肺泡灌洗液中的KL-6水平在肺组织细胞损伤和再生时升高显著，Ⅱ型肺泡上皮细胞大量增殖并因病理因素而受损，肺泡腔中KL-6水平增高，并通过损伤的肺基底膜渗漏入血，因此推断，肺泡灌洗液和血清中KL-6水平可以有效反映肺损伤，并极有可能与损伤程度呈正相关。KL-6作为一种新型标志物，在呼吸系统疾病的诊断、病情评估、治疗效果、疾病治疗前景、预后等方面意义重大[3]。现对KL-6在成人呼吸系统疾病中的临床应用予以综述。

1 KL-6

1.1KL-6的发现 KL-6是Kohno等[1]于1985年研究肺腺癌时发现并命名的，属于肺细胞抗原的第9族，类属于黏液素MUC1家族，是在Ⅱ型肺细胞和支气管上皮细胞上表达的大分子量唾液酸化MUC1糖蛋白[3]。KL-6首先被认为是肺癌、乳腺癌和胰腺癌的血清肿瘤生物标志物[1]。然而，后来发现，由于肺纤维化患者假阳性率高，KL-6作为肿瘤标志物的诊断准确性低于癌胚抗原[4]。

1.2KL-6在人体组织中的表达 一些研究使用免疫组织化学法评估了KL-6/MUC1的表达[1,5]。KL-6/MUC1在Ⅱ型肺泡上皮细和呼吸性细支气管上皮细胞中适度表达，并且仅在正常肺组织的末端细支气管上皮的基底细胞中弱表达。另一方面，Ⅰ型肺泡上皮细胞、杯状细胞和支气管腺上皮细胞不表达KL-6/MUC1。此外，胃、小肠、大肠的上皮细胞中不表达KL-6/MUC1，但除了胃中的胃底腺细胞。从ILD患者获得的组织切片中，KL-6/MUC1在非典型的和再生的Ⅱ型肺泡上皮细胞中表达明显[1,6]。Ohtsuki等[7]报道的线性和连续染色KL-6/MUC1表达于特发性肺纤维化患者或非特异性间质性肺炎患者的肺组织，但在正常肺组织的再生Ⅱ型肺细胞表面上仅少量表达不连续染色的KL-6/MUC1。KL-6/MUC1也在肺结构、松散基质和淋巴管内皮细胞的破坏区域以及这些区域的内容物中表达明显[8]。KL-6/MUC1除在肺癌、胰腺癌和乳腺癌组织中强表达以外，在胃癌、结肠癌和肝细胞肿瘤癌症组织中呈弱至中度表达[9]。在妊娠早期，KL-6/MUC1也在胎儿肺中表达，甚至在肺成熟后其表达仍然存在[10]。

日本自1999年以来，每年检测超过200万个样品的KL-6水平，日本现已开发了可以在普通临床环境中1 h内测量血清KL-6水平的化学发光酶免疫测定系统[3]。然而，在大多数国家，KL-6的测量还未用于临床实践，但目前在中国的多数三甲医院中，KL-6的测量已普遍使用。

2 KL-6在ILD中的应用

ILD包括特发性间质性肺炎、结缔组织病相关性间质性肺炎、过敏性肺炎、放射性肺炎、药物相关ILD、急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、肺结节病和肺泡蛋白沉积症等[11]。研究发现KL-6在不同类型ILD均有不同程度升高[12]。但由于70%～100%ILD的患者KL-6/MUC1血清水平均升高，KL-6/MUC1不能用于区分特发性肺纤维化(idopathic pulmonary fibrosis,IPF)患者和非特异性间质性肺炎(nonspecific interstitial pneumonia,NSIP)患者[13]。

2.1KL-6与结缔组织病相关性间质性肺炎 结缔组织病是一组病因不明，发病机制与遗传、免疫相关，以疏松结缔组织水肿及纤维蛋白样变性为病理基础的疾病。肺和胸膜是富含结缔组织和血管的器官，因此成为常见的受累病变器官[14]，最常发生的疾病为结缔组织病相关性间质性肺炎，且病死率较高。临床上，结缔组织病患者因免疫系统功能受损，并且治疗上需要长期使用激素和免疫抑制剂，导致免疫力低下，因此极其容易发生感染而并发肺炎。有研究表明，非ILD肺部良性疾病的血清KL-6水平没有明显升高[4]，KL-6被认为可用于区分大多数ILD与其他良性肺部疾病，如肺泡肺炎、慢性阻塞性肺疾病。可见，在结缔组织病患者中，KL-6可能是鉴别结缔组织病相关性间质性肺炎与细菌感染性肺炎的重要血清生物标志物。一项法国队列研究显示，系统性硬皮病相关ILD患者的KL-6血清浓度显著高于无ILD患者，患有限制性肺综合征和呼吸困难的患者血清KL-6水平更高，且KL-6血清水平随患者ILD严重程度的增加而增加，证实KL-6是该队列患者中系统性硬皮病相关ILD诊断的准确生物标志物[15]。关于“预测多发性肌炎/皮肌炎相关性ILD的预后因素”的研究结果表明，116例多发性肌炎/皮肌炎相关性ILD患者中，14例在诊断后6个月内死亡，高血清KL-6是其中一项独立危险因素(OR=3.68，P=0.027)[16]。因此推测，ILD患者随访期间，应监测血清KL-6水平，若其突然升高，则需考虑是否需要进一步治疗。

2.2KL-6与IPF IPF是一种病因不明的进行性纤维化肺部疾病，其中位生存期为2～3年。目前，高分辨率计算机断层扫描是IPF诊断的重要组成部分[11]，手术肺活检和支气管镜检查也对IPF的诊断有重要作用，肺功能测试一般用于监测疾病进展和预测预后，但IPF的临床发展过程具有高度可变性和不可预测性。因此，临床上急需可以用于IPF的诊断和预后的非侵入性生物标志物，尤其是对于于不适于搬动和无法耐受活检的患者。监测血清KL-6的序列变化有助于预测快速进展性IPF患者的短期预后，基线血清KL-6水平与IPF的长期生存率密切相关[17]。一项回顾性研究发现，IPF患者在随访中如病情急性加重，血清KL-6水平显著增高；通过酶联免疫吸附试验法测定血清KL-6水平，基线血清KL-6≥1 300 U/mL的患者早期即发生急性加重，基线血清KL-6水平是IPF急性加重发作的敏感预测因子[18]。血清KL-6的连续性变化与IPF患者的生理指标及总体死亡率的变化存在一定关系，在对目标患者的随访中发现，血清KL-6水平的6个月变化与用力肺活量占预计值百分比和肺对一氧化碳的弥散量占预计值百分比相关，6个月期间血清KL-6的升高也是死亡率的预测因子。然而，Ishii等[19]在随访过程中发现，未经治疗的IPF患者血清KL-6水平可以在疾病进展的同时自然下降，并且因IPF死亡的患者中KL-6水平下降更为明显，一则可能是由于未经治疗的严重IPF患者肺泡上皮细胞严重受损或凋亡，KL-6产生减少，二则可能是严重的肺纤维化导致KL-6由肺泡入血变得困难。因此，当IPF患者，尤其没有接受治疗的患者，其血清KL-6水平下降时，并非一定提示疾病活动性正在降低。

2.3KL-6与ARDS ARDS的病理特征是，肺泡-毛细血管屏障的渗透性增加，富含蛋白质的水肿液流入肺泡，血管内皮损伤和血管通透性增加在形成肺水肿中起到了重要作用[20]。杨卿等[21]研究发现，ARDS组血清KL-6水平高于对照组，KL-6可能是肺部ARDS的血清生物标志物。Kondo等[22]对气管插管期间接受机械通气治疗的32例ARDS患者进行了28 d的研究。在诊断ARDS后的多个时间点从每例患者获得肺泡上皮细胞衬液和血液，测量肺泡上皮细胞衬液和血清KL-6水平。发现血清和肺泡上皮细胞衬液KL-6水平是预测ARDS患者临床结果的良好指标。特别是，在疾病早期测量肺泡上皮细胞衬液中的KL-6水平对于预测ARDS患者的预后有意义。

2.4KL-6与其他ILD KL-6水平在慢性过敏性肺炎患者尤其在急性加重患者中异常升高,故在过敏性肺炎的诊断和治疗中有意义[23]。另外Ohnishi等[24]回顾性分析研究发现，与其他ILD相比，鸟相关过敏性肺炎和房屋相关过敏性肺炎血清KL-6水平表现出明显的季节性变化。鸟相关过敏性肺炎患者血清KL-6水平在冬季升高，而房屋相关过敏性肺炎患者KL-6水平在夏季升高，且急性过敏性肺炎患者血清KL-6水平季节性变化更大，该研究表明，通过监测其随季节的变化可以辅助鉴别过敏性肺炎与其他ILD。

肺泡蛋白沉积症是肺泡表面活性物质自身代谢异常的一种疾病，主要与肺泡表面活性物质的清除功能障碍有关。Bonella等[25]对33例原发性自身免疫性肺泡蛋白沉积症患者的研究表明，KL-6可作为肺泡蛋白沉积症的预后指标，并且KL-6的初始血清水平是疾病进展的最强预测指标。虽然中国肺泡蛋白沉积症患者的KL-6水平与德国、日本的患者有所差异，但血清KL-6仍可作为中国患者疾病监测的生物指标[26]。可见，尽管KL-6水平对肺泡蛋白沉积症患者诊断意义不高，但在其治疗监测及预后方面颇有价值。

为探究结节病患者KL-6水平与淋巴结肿大及结节、支气管壁增厚等CT表现的相关性，Honda等[27]回顾性分析了101例结节病患者，发现与KL-6水平正常患者相比，KL-6水平升高患者中毛玻璃样阴影、结节、小叶间隔增厚、牵拉性支气管扩张、支气管壁增厚比例更高，相比之下，两组之间淋巴结肿大比例差异无统计学意义。分析结果表明血清KL-6水平可能是指示实质结节病严重程度的有用指标。但该结论尚需进一步大量病例分析来确定。

近年来，临床上发现了越来越多的药物相关性肺炎病例。在药物诱导的肺炎患者中，血清KL-6可用来反映疾病的临床活动性。且与其他指标相比，如循环胸腺和激活调节趋化因子/CC趋化因子配体的血清水平，KL-6具有更高的特异性[28]。

3 KL-6在肺癌中的应用

肺癌是全世界最常见的恶性肿瘤之一。虽然新的治疗靶点和靶向治疗药物已在临床中得到验证和应用，但在大多数发达国家与发展中国家，肺癌仍是癌症死亡的主要原因[29]。因此还需要致力于探索新的生物标志物和潜在的治疗靶分子。研究表明，KL-6最初是作为肿瘤标志物被发现的[1]。MUC1参与到包括肺癌在内的各种癌症的生长和转移，MUC1除抗粘连作用外，可以通过影响介导信号转导参与癌细胞的侵袭和转移，且MUC1基因长度多态性与肺癌的易患性及预后相关，但是在临床实践中，MUC1基因长度多态性的检测非常的困难，而KL-6是更容易检测的潜在的替代生物标志物，它可以反映MUC1基因长度多态性，而KL-6/MUC1又是参与肺腺癌发生发展的关键因子[30]，表明MUC1/KL-6可以作为肺癌诊断生物标志物，并可能成为潜在的靶治疗分子。有研究表明，癌胚抗原与KL-6联合作为非小细胞肺癌的血清学标志物更为准确，并且证明，血清癌胚抗原和KL-6水平的肿瘤标志物指数是接受根治性手术的非小细胞肺癌患者的独立预后因素[31]。

4 KL-6在其他呼吸系统疾病中的应用

Aihara等[32]的研究显示，部分阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的循环KL-6水平升高。阻塞性睡眠呼吸暂停综合征是一种以睡眠相关性上气道阻塞为特征的慢性疾病，与氧化应激增加有关，这种氧化应激会增加肺泡壁通透性，继而导致外周循环中的内皮功能障碍,而这些阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的KL-6血液水平升高，可能正是肺泡壁通透性增加的标志。该研究认为KL-6可能是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的肺特异性生物标志物的潜在候选者，并且可能在评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征时提供关于系统生物标志物的补充信息。闭塞性细支气管炎综合征是肺移植后危及生命的并发症，特征为小气道进行性纤维化。Ohshimo等[2]研究发现，在肺移植患者中，血清KL-6水平升高与肺功能中第一秒钟用力呼气容积的下降相关。血清KL-6水平在肺移植术后闭塞性细支气管炎综合征诊断的准确性优于检测支气管灌洗液中性粒细胞水平。研究表明，肺孢子菌肺炎患者血液和痰上清液中KL-6水平高于正常范围，且KL-6与1-3-β-D葡聚糖联合检验对肺孢子菌肺炎有辅助诊断价值，其水平与病情变化正相关；同时，此研究还提出由于诱导痰上清液直接来源于肺部炎症部位，因此与血液化验相比，痰上清液中KL-6的检测更加直接且完全无创[33]。Enomoto等[34]研究表明肺结核患者血清KL-6水平与结核活动可能无明显相关。同样，KL-6水平也不能作为细菌性肺炎的有效病情评估指标[3]。

5 小 结

与肺部高分辨CT、支气管镜、肺功能测试、外科肺活检等检查相比，血清KL-6/MUC1水平的测量快速、便宜、可重复、创伤小、并且更容易操作，因此认为该生物标志物将在成人呼吸系统疾病诊断、评估病情、治疗和预后方面为患者提供显著益处。KL-6/MUC1的研究大多数集中在日本，且在日本的临床实践已超过10年;然而，证实KL-6/MUC1临床疗效的临床试验证据仍然有限。为了确定KL-6这一生物标志物在呼吸系统疾病中确切的临床作用，并确定其不同疾病中的截断值、灵敏度和特异度以及干扰因素等，进一步的前瞻性和国际性研究是必要的。