慢性移植肺功能障碍的诊断与治疗现状

黄桁 田东

慢性移植肺功能障碍（chronic lung allograft dysfunction，CLAD）是肺移植术后限制受者远期结果的最重要因素，约一半的受者在术后5年内可能罹患CLAD，这直接导致了肺移植受者5年总体生存率仅为54%[1-2]。作为一个“包罗万象”的术语，CLAD被用来描述一系列肺移植术后肺功能显著且持续恶化的临床表现[3]。闭塞性细支气管炎综合征（bronchiolitis obliterans syndrome，BOS）和限制性移植物综合征（restrictive allograft syndrome，RAS）是CLAD两种最主要的表型，两者具有截然不同的通气缺陷表现和预后[4]。近十余年来，国际上对CLAD及其表型的认知发生了极大变化，但关于其诊治相关研究仍存在诸多挑战。截止至目前，没有药物可以完全阻止或逆转CLAD的进展，准确的早期预测、诊断以及管理策略制定非常迫切[5]。本文将对CLAD的综合诊断方式和潜在治疗策略进行详细总结，旨在提高肺移植受者的远期生存结果和生活质量。

1 CLAD的诊断方式

1.1 临床症状和体征

临床上，BOS在早期多为隐匿性发作，伴有运动时呼吸困难、持续和（或）反复的干咳、发热、咳痰、乏力等非特异性症状，且听诊时有爆裂音；晚期BOS可能出现平静时呼吸困难和其他与支气管扩张相似的体征或症状[6-7]。RAS主要表现为气短、发热、胸膜炎、胸闷和体质量减轻，听诊有轻微的粗爆裂音[6,8]。RAS发病相对较急，部分受者进展表现为“阶梯”模式，即病程中出现急性低氧血症反复发作，急性加重后是相对稳定的临床间歇期[8-9]。尽管CLAD相关的症状和体征是非特异性和非即时性的，但与呼吸系统有关的症状和体征在整个随访过程中有着重要的警示作用。

1.2 组织学特征

闭塞性细支气管炎（obliterative bronchiolitis，OB）是BOS的组织学特征，其病理学表现为细支气管黏膜下有致密嗜酸性透明变纤维疤痕组织，伴部分或完全腔内阻塞[10]，典型特征见图1A。RAS病理学表现主要为外周肺间质和肺泡腔内充满透明变纤维和散在单核细胞，有时可表现为早期纤维化，出现急性肺损伤和肺间质增宽[8]，典型特征见图1B。经支气管镜活组织检查（活检）是CLAD组织学诊断的基本方法，但其灵敏度较低（常低于0.40），同时可能伴有气胸、疼痛和出血等风险，反复活检程序繁琐且增加受者的痛苦，故经支气管镜活检可能不会在整个随访周期内进行[10]。

图1 BOS和RAS的组织学典型特征Figure 1 Typical histological features of BOS and RAS

1.3 肺功能特点

肺功能测定因其易于操作和重复的特点已成为诊断CLAD的主要手段。根据国际心肺移植学会（International Society for Heart and Lung Transplantation，ISHLT）最新的共识，CLAD被定义为受者第1秒用力呼气容积（forced expiratory volume in one second，FEV1）相对基线值显著且持续下降≥20%（排除其他混杂因素，基线值设为肺移植后两个最佳FEV1值的平均值，两次测量时间至少间隔3周）。当满足CLAD诊断标准后，同时受者FEV1/用力肺活量（forced vital capacity，FVC）＜70%，且没有影像学上的浑浊表现时，即可确诊BOS[3-4]。RAS的诊断相对更为复杂，当满足CLAD诊断标准后，同时受者总肺活量（total lung capacity，TLC）相对基线值下降≥10%，胸部影像学上存在≥3个月的持续性浑浊，则可确诊RAS[9]。CLAD的诊断和鉴别要点见表1。

表1 CLAD四种基本表型的诊断和鉴别指标Table 1 Diagnosis and differential indicators of the four basic phenotypes of CLAD

其他肺功能测定指标对CLAD诊断也具有参考价值，如25%和75% FVC时的平均用力呼气流量（mean forced expiratory flow between 25% and 75% of FVC，FEF25-75）被认为是BOS的一个敏感预测因子，但FEF25-75对BOS早期诊断的灵敏度是否比FEV1更高仍存在较大争议。如何鉴别BOS和RAS表型一直是CLAD领域的重要课题，Todd等[11]发现当FVC/FVCbest＜0.80时最有可能被诊断为RAS，反之则为BOS。总之，肺功能测定应该贯穿整个随访过程，对于稳定状态CLAD受者，建议每3～4个月至少测量一次肺功能，并在移植术后3个月和6个月以及移植术后每年测定TLC[3]，家庭肺活量测定有助于受者和移植科医师根据早期肺功能变化来排查CLAD，并及早确定干预时间和防治策略。

1.4 影像学特征

1.4.1 胸部X线检查 早期CLAD受者胸部X线检查总体上表现为外周血管纹理减少，轻度或中度肺容积损失，CLAD进展时可观察到亚节段性肺不张[6]。晚期CLAD受者胸部X线检查表现为不规则和不透明区域可能增大，包括与感染有关的结节状或斑片状肺泡混浊，以及肺中、上段胸膜阴影伴纤维化。常规胸部X线检查诊断CLAD灵敏度和特异度都不高，但一些异常警惕信号有助于判断是否需要进行深入检查来诊断CLAD。

1.4.2 胸部CT检查 CT被视为CLAD的核心检查手段之一[6]。一般来说，BOS受者的CT/高分辨率CT（high-resolution CT，HRCT）表现包括支气管扩张和支气管增厚，其中呼气相空气潴留和（或）马赛克衰减高度提示BOS的存在[4]。相比之下，RAS受者的CT/HRCT影像学表现主要为胸膜增厚、肺周围性实变、结构扭曲、毛玻璃样混浊、肺容积损失，且这些异常改变更容易出现在肺上叶[6,12]。BOS和RAS受者的胸部CT检查典型特征见图2。一些新的尝试逐渐在CLAD中得到运用，如吸气和呼气双相CT容量测定法、CT评分和容量测定法、半定量CT、通气/灌注单光子发射CT[13-15]。根据ISHLT最新共识，建议肺移植受者在术后6个月进行第1次CT检查，首次确诊为CLAD后，应重复进行CT检查，以更好地发现空气潴留和各种细微浑浊。

图2 BOS和RAS受者的胸部CT检查典型特征Figure 2 Typical features of chest CT in recipients with BOS and RAS

1.4.3 其他影像学检查 MRI是一种功能强大的成像技术，可以用来评估肺功能和肺解剖结构。3He-MRI对早期OB的诊断可能比肺功能测定更为敏感，氧气敏感性3He-MRI可以通过监测肺内氧分压来区分正常肺和BOS肺，还可以通过高时间分辨率的动态通气成像进一步提高灵敏度和特异度[6]。其他类型的MRI也可为CLAD的诊断提供通气、灌注、扩散和代谢信息，包括氧增强T1-mapping MRI、傅里叶变换法MRI和超极化[1-13C]丙酮酸MRI[16-17]。

正电子发射计算机体层显像仪（positron emission tomography and computed tomography，PET/CT） 在诊断CLAD方面也显示了积极的作用。既往报道显示，经吡非尼酮治疗后的RAS受者在18F-氟代脱氧葡萄糖（18F- flurodeoxyglucose，18F-FDG）PET/CT显像中呈高代谢活性，提示纤维增生活性和胸膜实质改变[18]。最近，Verleden等[19]对接受18F-FDG PET/CT扫描的受者进行了一项回顾性研究，结果发现与BOS受者相比，RAS受者移植肺18F-FDG摄取增加，且18F-FDG PET/CT鉴别CLAD表型的灵敏度为0.76，特异度为0.87。虽然18F-FDG PET/CT在检测CLAD方面具有很大的潜力，但高昂的费用可能会限制其常规使用。

近年来，肺部超声已被用于肺移植的临床研究和基础研究，且具有较高的灵敏度。Davidsen等[20]报道了第1例在肺移植中使用肺部超声来支持RAS诊断的案例。另一项动物研究也报道了通过肺部超声检测OB，主要表现为胸膜下实变伴超声B线[21]。

1.5 经生物标志物诊断

在没有感染或细菌定植的情况下，持续的支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）源中性粒细胞增多可能是CLAD发生的危险信号[22]。嗜酸性粒细胞在CLAD受者中的水平也会升高，尤其是RAS表型受者[23]。BALF源趋化因子如CXC趋化因子受体（CXC chemokine receptor，CXCR）3水平的持续升高与CLAD风险增加密切相关，这种变化可能在CLAD发生前3～9个月即可出现[24]。此外，转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-9水平在CLAD受者中显著升高也已得到多个研究的支持[25]。较高水平的血浆供者来源性细胞游离DNA（donor-derived cell-free DNA，dd-cfDNA）与CLAD发生率增加有关，且BOS受者中dd-cfDNA水平明显高于RAS受者[26-27]，相反，RAS受者血清涎液化糖链抗原-6 （krebs von den lungen-6，KL-6）水平显著高于BOS受者，可能代表着持续慢性炎症[28]。有证据表明44%存在新生供者特异性抗体（donor specific antibody，DSA）的受者可能会发展为CLAD，而低水平DSA受者罹患CLAD的比例仅占19%[29]。DSA中最主要的抗体抗原是人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA），通过支气管、肺泡上皮细胞或肺泡巨噬细胞表达的HLA-G与BOS的存在有关，但其是否在RAS纤维化中发挥作用，目前尚不清楚[30]。

1.6 其他诊断方法

呼气一氧化氮（exhaled nitric oxide，eNO）是CLAD受者另一个值得关注的指标，与稳定状态受者或健康受试者相比，eNO在BOS受者中显著升高；与肺功能测定相比，eNO测定也许可以提前8～9个月诊断BOS[6,31]。单次呼吸冲洗测试可以检测到肺腺泡的早期不均匀性分布，其早期检测双肺移植受者CLAD的阳性预测值为80%，阴性预测值为100%，结合FEV1可提高灵敏度和特异度[32]。气道高反应性在肺移植术后比较常见，通常采用乙酰甲胆碱激发试验（methacholine challenge test，MCT）进行检测，术后3个月时MCT阳性和支气管高反应性可以预测肺移植术后3年内CLAD的发生发展，且阳性受者更有可能出现BOS[33]。

2 CLAD的治疗策略

2.1 抗反流手术

关于CLAD的预防措施报道较少，且效果不明确。其中胃底折叠术可用于胃食管反流（gastroesophageal reflux，GER）的肺移植受者，许多研究都报道了这种抗反流手术对CLAD受者的改善作用[4]。Cantu等[34]发表了一项对457例肺移植受者的回顾性分析，其中GER发生率为76%，14例在肺移植术后90 d内接受胃底折叠术的受者在术后1年和3年BOS发生率得到了明显改善。然而，目前没有前瞻性随机对照临床试验来验证这些抗反流手术对BOS受者的影响，但仍建议对新发BOS受者进行常规GER监测。

2.2 增强免疫抑制

增强免疫抑制是CLAD的核心治疗策略，三联免疫抑制方案是大多数肺移植受者的共同选择，包括钙调磷酸酶抑制剂（calcineurin inhibitor，CNI）、抗代谢药物和糖皮质激素[4]。根据多中心移植经验，持续高剂量糖皮质激素也许不能改善BOS，且常常伴有严重的不良反应，但短期减量的糖皮质激素依旧可以作为一种经验型选择[3]。在一些病例中，将环孢素换为他克莫司似乎更能减缓受者肺功能的损失速度，并减少了感染、恶性肿瘤和肾毒性的风险[3-4,35]。硫唑嘌呤和吗替麦考酚酯（mycophenolate mofetil，MMF）也是长期维持免疫抑制用药，近年来，一些研究表明MMF在延缓CLAD受者肺功能下降速度方面具有更多优势[36]。阿仑单抗与较低的BOS发生风险相关，但随后的感染并发症极大限制了阿仑单抗在BOS受者中的使用[4,37]。

全淋巴照射（total lymphoid irradiation，TLI）是一种用于难治性同种异体移植排斥反应的治疗方法，Lebeer等[38]进行了一项具有14年使用TLI治疗进展BOS经验的回顾性研究，结果显示TLI治疗可显著缓解受者的肺功能下降，特别是那些进展迅速的受者。体外光分离置换法（extracorporeal photopheresis，ECP）可以通过减少可能导致排斥反应的致敏淋巴细胞的数量，进而阻碍BOS的发生和进展[4]。有限的数据表明，ECP可能逆转、降低或稳定25%～61%BOS受者的肺功能下降，但其作用机制尚不清楚[4,39]。

2.3 阿奇霉素

阿奇霉素是目前研究最多、最成熟的治疗CLAD的药物，其对肺功能下降的改善价值已经被多个中心证实，30%～83%的受者对阿奇霉素治疗有反应，一些受者甚至可能会出现肺功能的完全逆转[40]。Vos等[41]针对阿奇霉素的预防价值进行了首个随机对照试验，该项目研究了阿奇霉素（250 mg，每周3次，连续2年）在83例肺移植受者中预防BOS的效果，结果发现接受阿奇霉素治疗的受者中只有12%出现BOS，远低于接受安慰剂治疗的受者。尽管阿奇霉素已成为CLAD受者临床用药的重要选择，但其具体机制仍不清楚，一些学者猜测阿奇霉素可能通过阻断丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路的细胞外信号调节激酶磷酸化和减少中性粒细胞的黏附，进而发挥免疫调节作用和抗炎作用。根据目前的专家共识，当受者出现肺功能下降的时候，应在早期积极开展阿奇霉素试验，以便在发病早期通过药物干预尽可能延缓CLAD进展。

2.4 孟鲁司特

部分CLAD受者在使用预防性阿奇霉素和增强免疫抑制方案后，FEV1依旧进展性下降，孟鲁司特也许可以被用作阿奇霉素和增强免疫抑制方案失败后的挽救性治疗方案[42]。孟鲁斯特具有广泛的抗炎特性，尤其是针对嗜酸性粒细胞、单核细胞和对糖皮质激素不敏感的中性粒细胞，并可减轻上皮和肺纤维化。早期研究在两组已经接受阿奇霉素治疗的BOS受者中进行了孟鲁司特干预，结果发现孟鲁司特组FEV1下降速度明显低于对照组。Vos等[43]根据最新的表型定义对153例受者进行了分型，发现使用孟鲁司特3个月和6个月后，CLAD受者FEV1的下降速度显著降低。值得注意的是，肺功能快速下降的受者和RAS表型的受者对孟鲁斯特应答的可能性较小。基于孟鲁斯特的抗炎特性，其在CLAD中是否与阿奇霉素作用类似或起协同作用，目前尚不清楚，但考虑到CLAD药物治疗的医疗需求，这些积极发现是极其重要的。

2.5 吡非尼酮

吡非尼酮是一种新的吡啶酮类化合物，体外和体内研究均表明其具有强大的抗纤维化作用，且能够抑制T淋巴细胞的增殖及活化，同时抑制树突状细胞的增殖和功能[44]。近年来，一些动物研究和个案报道表明吡非尼酮有望治疗CLAD[18,35,44]。Vos等[45]的研究显示，对 CLAD予以阿奇霉素等传统手段治疗无效者，服用3个月以上的吡非尼酮可以延缓受者肺功能FEV1的下降速度，且这种改善在RAS受者中更具优势。最近一项队列研究也指出，吡非尼酮对CLAD受者显示出了良好的安全性，显著延缓了FEV1的下降速度，且结果类似于既往报道的特发性肺纤维化[46]。吡非尼酮可能通过其抗纤维化、抗炎、抗氧化和免疫调节作用在肺移植术后CLAD的治疗中发挥作用，例如，吡非尼酮通过抑制TGF-β和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α的合成，进而防止纤维化和瘢痕的形成，而TGF-β诱导的Smad3、p38和蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）磷酸化可能是其机制研究的重点[46]。综上，吡非尼酮是有较大前景的治疗CLAD（尤其是RAS）的药物。

2.6 再次肺移植

对于不可逆呼吸功能受损的CLAD受者，再次肺移植也许是唯一能够挽救其生命的选择[47]。据报道，BOS受者再次肺移植术后1年生存率为60%～78%，5年生存率为44%～61%，如果在有经验的移植中心进行，该结果有望接近首次肺移植的结果[4]。然而，与再次肺移植的BOS受者相比，RAS表型的受者更有可能再发展成CLAD，且生存期更差[48]。目前再次肺移植通常是CLAD受者存活的唯一希望，建议将难治性BOS受者转诊给移植科医师进行再次肺移植评估。

3 展 望

CLAD相关研究一直是肺移植基础和临床研究领域最重要的课题之一，但依旧面临着许多棘手的问题。关于诊断方式，应加强无创性、定量性的生物标志物检测在临床中的应用，尽管目前所有生物标志物都无法特异性预测和诊断CIAD，但相关研究都具有极大潜力，也是深入研究CLAD发病机制的风向标。在CLAD的治疗方面，尽管目前没有任何药物可以完全逆转CLAD，但许多尝试性的干预措施可以延缓其进展。许多有潜力的治疗方式在CLAD的管理中也已经崭露头角，如外泌体、尼达尼布、间充质干细胞、西罗莫司和依维莫司等[41,49-50]。目前，CLAD的治疗方案仍是基于其他实体器官移植的经验，探索潜在的新药物、维持有效的免疫抑制方案并根据表型选择最佳用药组合，是降低肺功能下降速度和提高受者远期存活率的关键，也是未来CLAD相关研究的重点。