特发性炎症性肌病相关间质性肺疾病发病机制的研究进展

唐子猗，青玉凤,2※

(1.川北医学院附属医院风湿免疫科，四川 南充 637000； 2.四川大学华西医院精准医学研究中心，成都 610041)

特发性炎症性肌病(idiopathic inflammatory myopathies，IIM)是一组以慢性非化脓性肌肉炎症病变为特点的系统性自身免疫性疾病，主要临床表现为肌痛、对称性四肢近端肌肉无力，可累及皮肤、肺、心脏、胃肠道等。其主要临床类型包括多发性肌炎(polymyositis，PM)、皮肌炎(dermatomyositis，DM)、坏死性自身免疫性肌病、散发性包涵体肌炎、重叠肌炎等[1]。间质性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)是IIM患者最主要的肺部并发症及死亡原因，其临床上常起病隐匿，早期可无咳嗽、咳痰、呼吸困难等相关呼吸道症状，发现时多已出现肺间质纤维化，且易合并肺部感染，治疗效果差，最终导致患者呼吸衰竭而死亡。更有部分患者可发生难以预测的急进性发作，严重威胁患者生命。研究报道，ILD在PM/DM中发病率为19.9%～78%，致死率高达50%以上[2-3]。特发性炎症性肌病相关ILD(idiopathic inflammatory myopathies associated with interstitial lung disease，IIM-ILD)的发病机制目前尚不十分清楚，临床上仍主要以激素联合免疫抑制剂治疗，缺乏有效的防治方式。现就IIM-ILD发病机制的研究进展予以综述，以进一步提高临床医师对IIM-ILD的认识，提供诊治新思路。

1 自身抗体

1.1抗氨酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase，ARS)抗体 抗ARS抗体是最常见的肌炎特异性抗体，存在于22%的IIM患者中[4]。其包括抗Jo-1、抗PL-7、抗PL-12、抗EJ、抗OJ、抗ZO、抗KS和抗Ha 8类。抗ARS抗体阳性的IIM患者常具有一组特殊的综合征，即ILD、肌炎、关节炎、发热、皮疹、雷诺现象和技工手等，称为抗合成酶综合征。在部分抗合成酶综合征患者中，肺部受累可能是其唯一的临床表现。文献报道抗ARS抗体阳性的PM/DM患者发生ILD的概率超过70%[5]。既往研究发现，在DM患者中，抗ARS阳性患者的ILD发生率远高于抗ARS阴性患者(94%比23%)[6]。不同抗ARS抗体患者临床特征及表型存在差异，有研究显示抗Jo-1抗体阳性是PM/DM患者发展为ILD的危险因素并在ILD发病中起作用，而抗PL-7、PL-12抗体与早期、严重的ILD以及胃肠道问题相关[7-9]。Gofrit等[10]对507例IIM患者进行抗体检查发现抗Jo-1组、抗PL-12组及抗PL-7组ILD发生率分别为60%、67%、75%，而近年来日本研究报道抗PL-7、抗PL-12、抗KS和抗OJ抗体均被认为与ILD发生有关[11]。抗Jo-1和抗PL-7阳性的IIM患者在ILD严重程度方面无显著差异[12]。既往对系统性硬化症合并ILD的发病机制研究发现，炎症反应与持续的肺泡上皮细胞损伤在肺纤维化过程中具有重要作用[13]，而抗ARS抗体本身可作为细胞因子趋化CD4+T细胞、CD8+T细胞、白细胞介素(interleukin,IL)-2激活的单核细胞和未成熟的树突状细胞[14]，募集炎症介质使炎症过程持续，这可能是其参与ILD发生的机制之一。虽然抗ARS抗体阳性的IIM患者容易合并ILD，但其普遍对激素与免疫抑制剂敏感，在治疗过程中易复发，需长期监测病情变化情况。

1.2抗黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation-associated protein 5,MDA5)抗体 无肌病性皮肌炎(clinically amyopathic dermatomyositis，CADM)在亚洲多发，其特点为具有典型的DM皮损而无肌炎的临床特征，50%～100%的CADM可发展成为急性进行性ILD(rapidly progressive interstitial lung disease，RP-ILD)，预后较其他类型的IIM患者差，6个月生存率仅为41%[15]。Sato等[16]在日本CADM患者中发现的一种重要自身抗体被证实与CADM患者发生RP-ILD密切相关，称抗MDA5抗体。与其对应的抗原为MDA5，是一种dsRNA解旋酶，由干扰素诱导的解旋酶C结构域1编码，能够识别入侵病毒RNA链，诱发Ⅰ型α干扰素和炎症细胞因子表达，抑制病毒复制和扩散。Chen等[15]对26例抗MDA5抗体阳性的中国IIM患者进行回顾性分析发现ILD的患病率为100%，其中38.5%的病例患有RP-ILD，与抗MDA5阴性患者相比，抗MDA5阳性患者RP-ILD患病率高。

2014年在欧洲进行的一项IIM患者抗MDA5抗体检测得到了与上述相似的结果，7%的PM/DM患者出现抗MDA5抗体阳性(均为CADM)，60%的抗MDA5阳性患者合并ILD，较抗MDA5阴性患者14%的ILD发生率高[17]。抗MDA5抗体阳性的IIM患者高分辨率CT主要表现为双下肺磨玻璃影，病理学基础为弥漫性肺泡损伤，对激素及免疫抑制剂的治疗反应不佳，较抗ARS抗体阳性的IIM-ILD患者预后差[18]。抗体滴度与疾病预后存在相关性，一项研究通过酶联免疫吸附试验对36例抗MDA5抗体阳性的DM-ILD患者进行血清抗MDA5抗体水平测定发现，虽然抗MDA5抗体的高血清滴度与RP-ILD的发展导致急性死亡有关，但低滴度抗MDA5抗体患者长期预后与抗MDA5抗体阴性的患者相似[19]。

抗ARS抗体与抗MDA5抗体在IIM-ILD发病机制中的具体作用目前仍不明确，推测系统性红斑狼疮患者免疫复合物在肾脏的沉积可致肾脏受累，肺作为人体血液循环最丰富的另一重要脏器，上述抗体与抗原结合形成的免疫复合物是否可能在某些趋化因子的作用下沉积于肺血管或肺组织，致使炎症反应产生及肺泡上皮细胞损伤持续，最终促使肺纤维化进展有待深入研究，如建立IIM-ILD动物模型或提取IIM-ILD患者的活检肺组织予以验证。

2 免疫细胞

2.1T细胞 CD4+T细胞与CD8+T细胞分别参与DM与PM的发病[20]。研究发现多发性肌炎/皮肌炎相关ILD(polymyositis/dermatomyositis associated with interstitial lung disease，PM/DM-ILD)患者肺内T细胞克隆受到限制[21-22]。抗MDA5阳性的DM患者外周血中T细胞计数较抗MDA5阴性的DM患者低，但CD4+T细胞计数/CD8+T细胞计数比值更高[23]。PM/DM-ILD患者的肺泡灌洗液中，T细胞可识别受限制的抗原并通过抗原驱动的刺激积累，提示T细胞可能在PM/DM患者的ILD发展中起关键作用[24]。

2.2B细胞 除分泌抗ARS抗体、抗MDA5抗体参与IIM-ILD发病外，Krystufková等[25]证实PM/DM-ILD患者血清中对B细胞成熟和存活至关重要的B细胞活化因子水平显著升高，尤其是抗Jo-1阳性的患者。Li等[26]发现DM-ILD患者的调节性B细胞水平通常低于无ILD的患者。利妥昔单抗是一种由嵌合小鼠/人单克隆抗CD20抗体组成的生物制剂，该分子靶向阻断B细胞导致B细胞耗尽，近年来在治疗IIM-ILD的过程中取得较好的疗效[27]。上述结果均提示B细胞可能参与PM/DM-ILD的发病。

2.3巨噬细胞 巨噬细胞是多种细胞因子和趋化因子的来源，其活化在IIM及IIM-ILD的发病中具有重要作用。巨噬细胞主要分为M1和M2型，M2型巨噬细胞又称激活的巨噬细胞(极化的巨噬细胞),可调控肺与其他器官纤维化[28]。DM-ILD患者的肺泡灌洗液中始终存在活化的肺泡巨噬细胞。CD163是一种在活化巨噬细胞表面表达的清道夫受体，介导抗炎功能，PM/DM-ILD与正常肺对比发现前者CD163阳性的巨噬细胞的肺泡浸润明显，在Cox比例风险模型中，较高的血清sCD163与较差的预后显著相关，提示PM/DM-ILD中的巨噬细胞活化在推进疾病中起重要作用[29]。

2.4中性粒细胞 长期以来，中性粒细胞被认为在IIM-ILD的发病机制中起关键作用。体内外各种刺激激活中性粒细胞后，细胞会进行程序性死亡进而释放核内的杀菌酶和核苷酸，在自体胞外形成一张网络——中性粒细胞胞外陷阱。异常的细胞因子环境可能导致大量中性粒细胞胞外陷阱形成，其刺激α干扰素释放使内环境稳态失去平衡，最终导致肺泡上皮细胞的损伤[30]。Zhang等[31]报道异常的中性粒细胞胞外陷阱调节可能参与PM/DM发病机制，是引发和(或)加重ILD的一个因素。另一项研究发现异常的中性粒细胞胞外陷阱形成可能参与抗MDA5抗体阳性的CADM，特别是在合并ILD的发病过程中[30]。防御素-α是调节炎症反应的抗微生物肽，主要储存在中性粒细胞的嗜天青颗粒内。一项纳入56例IIM-ILD患者对照试验的结果显示，IIM-ILD患者血浆和肺泡灌洗液中防御素-α水平显著升高，尤其是在抗ARS抗体阳性的ILD患者中，其可能通过诱导生成的细胞因子和生长因子，作用于肺成纤维细胞和上皮细胞，导致胶原蛋白产生和肺纤维化[32]。

3 血清学蛋白

3.1KL-6(Krebs von den Lungen-6) 结缔组织相关的ILD中，肺泡上皮细胞的损伤对ILD的发生至关重要[13]，在该过程中Ⅰ型肺泡上皮细胞凋亡，大量Ⅱ型肺泡上皮细胞增殖，从而产生大量细胞因子、肺泡表面活性物质和黏蛋白样糖蛋白。KL-6则是一种来自Ⅱ型肺泡上皮细胞的黏蛋白样糖蛋白，其可促进肺成纤维细胞迁移和增殖，并在ILD患者的血清、肺泡灌洗液和肺组织中显著表达[33-34]，外周血中升高的KL-6水平反映了弥漫性肺泡损伤的肺间质病理微环境，对PM/DM-ILD具有诊断及预后判断价值[35]。

3.2肺泡表面活性物质 肺泡表面活性物质D与肺泡表面活性物质A也来自增殖的Ⅱ型肺泡上皮细胞，与KL-6具有相似的临床价值，其联合诊断PM/DM-ILD优于单个指标诊断[36]。IL-12在特发性肺纤维化的发生、发展中具有重要的促纤维化作用，一项基于特发性肺纤维化患者的研究发现，肺泡表面活性物质D可通过多种信号转导通路抑制脂多糖刺激的IL-12p40产生，从而调节肺纤维化进展[37]。

3.3铁蛋白 铁蛋白是一种细胞内蛋白质，负责铁的储存，主要由活化的巨噬细胞分泌，是巨噬细胞的标志物。长期以来血清铁蛋白水平被认为与抗MDA5抗体阳性DM患者并发RP-ILD密切相关。Gono 等[38]对并发RP-ILD的抗MDA5抗体阳性的DM患者进行尸检发现，患者肺内存在大量CD68阳性且含有重链铁蛋白的细胞，重链铁蛋白在铁转运的过程中具有快速解毒、保护细胞免受氧化应激引起的损伤的作用。因此，CADM相关RP-ILD患者中全身活化的巨噬细胞引起的缺氧和炎症可能是铁蛋白水平升高的原因之一。

3.4人软骨糖蛋白39 除上述血清蛋白外，目前研究参与IIM-ILD发病机制的蛋白还包括人软骨糖蛋白39。这种由巨噬细胞、中性粒细胞和上皮细胞分泌的糖蛋白,具有参与炎症、细胞增殖和组织重塑的多效生物活性，现已被证实可用于评估多种自身免疫疾病的疾病活动性与严重程度，是具有前景的血清生物学标志物[39-40]。研究发现，其不仅在PM/DM患者中升高，而且PM/DM-ILD患者的升高水平显著高于无ILD的PM/DM患者，表现为人软骨糖蛋白39在PM/DM-ILD患者聚集的肺泡内巨噬细胞和过度增殖的肺泡上皮细胞中表达增强[41-42]。

4 细胞因子

4.1转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1) 肺纤维化中的效应细胞是活化的成纤维细胞和肌成纤维细胞，它们通过产生的过量细胞外基质在肺内形成纤维瘢痕[13]。TGF-β1是突出的纤维化诱导分子，可由慢性肺部炎症中的巨噬细胞和内皮细胞产生。研究表明，TGF-β1能促进成纤维细胞的活化，抑制组织蛋白酶对细胞外基质的降解[43]，并促进巨噬细胞向M2型极化[44]。有文献报道通过靶向抑制TGF-β1信号转导可在一定程度上延缓特发性肺间质纤维化的发展[45-46]，提示TGF-β1抑制剂在治疗IIM-ILD中具有较好的应用前景。

4.2干扰素 多种干扰素被提示可能参与IIM-ILD发病。Zhang等[47]对20例抗MDA5阳性的DM患者进行对照分析证实α干扰素在抗MDA5抗体阳性的DM患者中存在异常激活，与B细胞活化因子相关的α干扰素过量产生可能与ILD的发生有关。日本一项临床对照试验中，纳入了9例RP-ILD并严重低氧血症(部分动脉氧分压/吸入氧气比率≤200)的DM患者，对这些患者进行细胞因子水平与高分辨率CT评分相关性分析发现，试验组肺和肺门淋巴结中存在强烈的γ干扰素相关免疫反应，提示γ干扰素与RP-ILD的发病相关[48]。

4.3其他 除上述细胞因子外，目前研究发现与IIM-ILD发病机制相关的细胞因子还包括IL-6、IL-8、IL-10、IL-18、Ⅰ型肿瘤坏死因子、高迁移率蛋白1、多形性前列腺素和趋化因子C-X3-C趋化因子配体1等[49-53]。这些细胞因子浓度在IIM-ILD中均显著升高，与疾病活动度相关，可伴随疾病治疗好转逐渐降低，它们通过刺激巨噬细胞的活化或其他通路导致肺泡上皮细胞损伤，参与肺纤维化过程。如表达于内皮细胞上的C-X3-C趋化因子配体1，可通过与趋化因子受体C-X3-C趋化因子配体1相互作用诱导白细胞黏附和迁移，参与白细胞向炎症反应组织的募集过程。

5 遗传学

遗传和环境因素均参与IIM-ILD的发病。目前关于IIM-ILD的基因检测研究相对有限。人类白细胞抗原-DRB1(human leukocyte antigen-DRB1，HLA-DRB1)长期以来都是CADM患者遗传易感性的研究热点，日本报道的HLA-DRB1*01:01、HLA-DRB1*04:05和我国报道的HLA-DRB1*12:01[54]、DRB1*04:01、DRB1*12:02[55]均与DM患者中抗MDA5抗体相关。抗PM-Scl和抗ARS抗体在白种人中与HLA-DRB1*03相关[56]。而吸烟可能增加具有HLA-DRB1*3等位基因的欧洲IIM人群抗Jo-1抗体发生风险[57]。在中国汉族人群中，多项研究应用候选基因方法进行的大规模病例对照研究发现，易感基因CC趋化因子配体21、肿瘤坏死因子-α诱导蛋白3、干扰素调节因子5和磷脂C样酶-1与PM/DM-ILD有关[58-60]。Li等[61]研究发现锚蛋白重复结构域55多态性与DM/PM-ILD存在正相关，rs7731626-A的频率降低表明A变体可能对DM/PM-ILD具有保护作用。

6 小 结

多因素综合作用参与IIM-ILD的发病，推测遗传背景下，环境因素(如感染、化学刺激)诱导炎症产生，继而多种免疫细胞(T细胞、B细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等)激活，大量细胞因子(TGF-β1、α干扰素、γ干扰素、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18、C-X3-C趋化因子配体1等)、铁蛋白、肺泡表面活性物质及黏蛋白聚集形成纤维微环境，炎症与形成的纤维微环境在导致肺泡上皮细胞持续损伤的同时还促进活化的肌成纤维细胞生成富含胶原的细胞外基质，其累积和长时间作用最终导致肺纤维化发生和进展。抗ARS抗体和抗MDA5抗体与IIM-ILD发生、进展密切相关，现临床已用于对IIM早期的风险分层，但仍需要更进一步的研究证实其发生的关联机制，以期寻找IIM-ILD的防治靶点。