结缔组织病相关肺间质病的生物标志物

钱克琛，唐琳

(重庆医科大学附属第二医院，重庆 400010)

0 引言

肺间质病变(interstitial lung disease，ILD)是以弥漫性肺部炎症及间质纤维化为基本病理改变的一类疾病的总称。其主要临床表现为活动性呼吸困难、肺部弥散功能减低、进行性加重的通气障碍等。ILD病因复杂多样，结缔组织病是引起ILD的主要病因之一，如系统性硬化症(systemic sclerosis，SSc)、炎性肌病(Idiopathic Inflammatory Myopathies，IIM)、类 风湿 关 节 炎(rheumatoid arthritis，RA)、干燥综合征(Primary Sjogren's Syndrome)等疾病均可合并ILD，这类疾病被称为结缔组织病肺间质病变(connective tissue disease associated interstitial lung disease，CTD-ILD)。目前诊断CTD-ILD主要依靠患者的临床表现、HRCT、肺功能检测、血气分析等检查，必要时也可通过组织病理学检查确诊。HRCT与组织病理学检查对于CTD-ILD的诊断特异性高，但HRCT费用相对较高，且具有放射性，而获取肺组织病理活检的方式如开胸肺活检、胸腔镜下肺活检、CT引导下经皮穿刺活检均为有创操作，患者接受度及配合度相对较差。肺功能检测较方便简洁，容易操作，但是其结果受患者的配合度影响严重，重复性较差。而大多数的CTD-ILD均进展迅速，能否在早期及时诊断治疗，患者的预后会有较大差异，因而目前急需寻找一系列简便、易行，且结果可靠的生物标志物协助临床CTDILD的诊治，本文收集汇总国内外有关CTD-ILD生物标志物研究进展，并作综述如下。

1 相关生物标志物

1.1 肺泡上皮细胞功能障碍

1.1.1 肺泡表面蛋白

肺泡表面蛋白(surfactant proteins，SPs)是由肺泡Ⅱ 型细胞合成并分泌的一种脂蛋白复合物，其作用主要为降低肺泡表面张力、参与主动防御等。现在共发现表面蛋白A (SP-A)、 表面蛋白B (SP-B)、表面蛋白C (SP-C)及表面蛋白D (SPD)四种蛋白。目前关于SP的研究大多在SSc中进行，在一项对42例SSc-ILD患者的研究中，研究者发现SSc-ILD患者的血清SP-D及SP-A水平明显高于单纯SSc组，且SP-D较SP-A敏感性更高，但特异性较低[3]。在一项40例SSc/MCTD相关ILD患者的研究中，研究者发现较高的血清SP-D水平是SSc/MCTD相关ILD中用力肺活量 (forced vital capacity，FVC)短期内下降的重要预测因子[4]。

1.1.2 涎液化糖链抗原

涎液化糖链抗原 (Krebs von den Lungen-6，KL-6)，属于分类为 Cluster9 的上皮性粘蛋白1 ，表达于Ⅱ型肺泡上皮细胞表面，KL-6水平能反映肺泡上皮和间质的损伤程度。韩国一项涉及549名CTD患者的研究发现CTD-ILD患者血清KL-6水平较无ILD患者明显升高，一氧化碳弥散量(DLCO)及用力肺活量(FVC)均与KL-6水平呈中度负相关[5]。在一项针对PM/DM患者的前瞻性研究中，研究者对 56例PM/DM-ILD的患者进行治疗并随访2个月，对44名未合并ILD的患者随访一年，研究发现PM/DM-ILD患者的血清KL-6水平高于单纯PM/DM患者，并且PM/DMILD患者治疗前后KL-6的表达水平与ILD的严重程度呈正相关，因此KL-6不仅可以用于预测PM/DM患者ILD的状态，也可用于评估患者的治疗效果[6]。另一项包含155例CTD患者的研究中，研究者将患者是否合并ILD分为CTD-ILD组和CTD组，并对32例接受环磷酰胺(CTX)冲击治疗的CTD-ILD患者在治疗前、治疗后3个月和治疗后6个月3个时间点的血清KL-6水平进行检测，结果显示CTD-ILD组血清KL-6水平明显高于CTD组，且CTD-ILD组血清KL-6水平与HRCT结果反应的疾病严重程度呈正相关。32例接受CTX冲击的患者，其中20例病灶在6个月内吸收，血清KL-6水平逐渐下降，这项研究进一步验证了KL-6可以用于CTD-ILD患者治疗效果的评估[7]。

1.2 趋化因子/细胞因子

1.2.1 趋化因子

CCL18又称肺活化调节趋化因子(pulmonary and activation-regulated chemokine，PARC)，其在肺中高水平表达，CCL18通过招募炎症细胞参与机体的免疫和炎症过程，发挥免疫调控作用。Koderad等人的研究认为血清CCL18水平的升高与肺纤维化水平呈正相关，且对于SSc患者而言，CCL18比血清KL- 6或SP-D水平对于ILD的预测敏感性更高。血清CCL18水平可能是SSc-ILD预测的一个新的血清标志物[8]。另一项包含298例SSc患者的前瞻性研究验证了这个观点，即高CCL18可作为SSc-ILD的早期生物标志物[9]。但有一部分反对者认为CCL18水平与FVC下降率并无关联，CCL18在预测CTD-ILD方面的价值并不如KL-6[10]。目前关于CCL18作为CTD-ILD的生物标志物是否具有临床价值，仍尚无定论。

CXCL10即干扰素γ诱导蛋白 10 (Interferon gamma-induced protein 10，IP-10)，属于CXC趋化因子超家族的非ELR类，目前研究认为CXCL10参与多种疾病的免疫调控，各种自身免疫性疾病中，患者血清及组织表达的CXCL10均有明显增加，如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、干燥综合征、系统性硬化等。一项同时包含中国及美国两个RA患者队列的研究表明，在RA-ILD的患者中，无论轻度还是重度ILD，均可发现血清CXCL10水平升高，CXCL10可作为早期诊断RA-ILD的生物标志物[11]。另一项针对DM/PM-ILD患者血清38项细胞因子的研究中发现，在抗ARS-ILD和抗MDA5-ADM-ILD患者中，存活和非存活ADMILD患者的CXCL10水平有显著性差异，同时CXCL10可能是抗MDA5抗体阳性ILD病理生理机制中极其重要的环节[12]。

MCP-1即单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1)又称单核细胞趋化和激活因子，目前研究发现其在炎症状态下对单核/巨噬细胞具有特异性趋化激活作用，在类风湿关节炎、肾小球肾炎和深静脉血栓等疾病的发生发展中发挥重要作用，一项有关DM/PM-ILD的研究发现，DM/PM-ILD患者血清MCP-1水平较肺部感染组明显升高，且在治疗后降低，作者认为MCP-1可以用于ILD与肺部感染的鉴别，有助于DM/PM-ILD的早期预测和预后评估[13]。

CCL2即趋化因子2，有团队进行了一项针对SSc患者的双独立队列的研究，该团队分别检测了226名及171名早期SSc患者血浆中的11种细胞因子及趋化因子。在校正了年龄、性别、种族等因素后，该团队发现CCL2水平是SSc-ILD的重要预测因子，较高的CCL2预示着FVC的快速下降及较低的生存率，CCL2可以作为SSc-ILD早期预测的生物标志物[14]。

1.2.2 细胞因子

白介素-6(IL-6)是活化的T细胞和成纤维细胞产生的细胞因子。研究认为在SSc-ILD中，血清IL-6水平可以预测轻度ILD患者的早期疾病进展[15]，而NUMAJIRI等人测定了23例经静脉环磷酰胺治疗的活动性SSc-ILD患者和20例稳定的SSc-ILD患者的血清IL-6水平，发现患者血清IL-6水平与肺功能水平呈负相关，因此，在两次给药期间血清IL-6水平的快速下降可以预测CTX治疗SSc-ILD的疗效[16]。在一项针对DM及无肌病性皮肌炎(ADM)患者的研究中，出现急性/亚急性间质性肺炎(A/SIP)患者血清白细胞介素(IL)-6水平明显高于非A/SIP患者，IL-6可作为皮肌炎肺部病变的检测指标[17]。

白介素-18(IL-18)是一种Th1型细胞因子，在RA患者中，有ILD的RA患者血浆IL-18水平高于无ILD的RA患者，IL-18水平升高与RAILD的发生有关[18]。另外在DM及ADM的患者中，也发现IL-18的升高与急性/亚急性间质性肺炎的发生密切相关[17]。

此外也有研究发现IL-8、IL-10可能也参与了PM/DM-ILD的发生发展[19]，其中IL-8与抗MDA5抗体阳性相关ILD的发生密切相关[20]。

1.3 自身抗体

近年来对于CTD-ILD的不断研究已经证明，自身抗体在CTD-ILD的发生发展过程中扮演了重要角色，不同类型的CTD-ILD有着不同的特异抗体，目前国内外研究发现与DM/PM-ILD相关性较高的自身抗体为抗MDA5抗体、抗ARS抗体；与SSc-ILD较密切的自身抗体有抗SCL-70抗体、抗着丝粒抗体；与RA-ILD有关的抗体为抗环瓜氨酸肽(CCP)及抗CarP抗体。

1.3.1 抗MDA5抗体

抗黑色素瘤分化相关蛋白5(MDA5)抗体是DM/ADM的特异性抗体，目前广泛认为其与快速进行性间质性肺病(RP-ILD)相关。目前发现在抗MDA5抗体阳性的RP-ILD患者中，治疗期间抗MDA5抗体水平与患者的临床病程平行，此外，治疗后的患者出现抗MDA5抗体的复阳或升高似乎与其疾病复发有关，因此抗MDA5抗体可以用于预测MDA5-ILD患者的复发情况[21]。但是也有文献报道，在抗MDA5抗体阳性的ILD中，抗MDA5抗体水平并不能反应治疗效果，其认为血清铁蛋白水平对于治疗效果的评估更具意义[22]。

1.3.2 抗ARS抗体

抗ARS抗体是PM/DM特异的自身抗体，目前已发现的抗ARS抗体包括抗Jo-1、抗PL-7、抗PL-12、 抗EJ、抗OJ、抗ZO、抗KS和抗Ha 8种。目前认为抗 Jo-1 对肌炎相关的ILD预测能力最强[23]，抗EJ阳性最常见的初始表现是ILD，此外CHEN等人的研究发现ARS-ILD的患者出现RPILD的几率低于抗MDA5阳性患者，且该类患者经过系统的治疗有良好的治疗效果和预后[24]。

1.3.3 抗环瓜氨酸多肽抗体

抗环瓜氨酸多肽抗体(抗CCP)是由RA患者B淋巴细胞自发分泌的，其对RA具有较高的特异性，故常用于RA的诊断。Correia等人的研究发现，与无ILD的RA患者相比，RA-ILD患者具有更高的平均抗CCP滴度，并且在排除了混杂因素后，他们首次发现抗CCP滴度升高与ILD患病率的增加相关，提示抗CCP可以作为RA-ILD的一项预测指标[25]。

1.3.4 抗氨甲酰化蛋白抗体

近年来抗氨甲酰化蛋白抗体(抗CarP)作为一个独立于ACPA和RF外的全新的与RA相关的自身抗体备受关注，近日Castellanos- Moreira的一项研究首次发现相较于普通RA患者而言，RAILD患者的抗CarP阳性率明显升高，其滴度最高甚至达到四倍于普通RA患者，其认为抗CarP可能与RA-ILD存在密切联系，但现在仍缺乏更多的证据，还需要继续研究[26]。

1.4 基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶 (matrix m etalloproteinases，MMPs)是一类结构高度同源的内肽酶的总称，因含有金属 (锌、钙)离子而得名。MMPs主要参与新生血管的形成及胚胎形成等，同时也参与关节炎、心血管疾病、肺纤维化等疾病的发生发展。Manetti等人的研究发现SSc-ILD患者MMP-12水平高于无ILD的SSc患者，且与肺功能限制程度相关，同时该研究完善SSc相关ILD患者肺组织活检发现MMP-12在增厚的肺泡毛细血管、肺泡巨噬细胞和成纤维细胞中表达较强，而正常肺组织中表达较弱，研究者认为MMP-12水平与SSc患者肺纤维化的严重程度呈正相关[27]。也有研究表明MMP-7在类风湿关节炎(RA)相关ILD患者的血清中，无论轻重症均有明显升高，MMP-7有用作RA-ILD生物标志物的价值，有助于RA-ILD的检测诊断[11]。另一项研究发现PM/DM-ILD患者血清MMP-7水平升高，该研究特别指出ARSILD患者血清MMP-7水平明显高于其他PM/DMILD患者，而抗MDA5阳性的PM/DM-ILD患者血清MMP-7水平＞5.08 ng/mL与入院后6个月内较高的死亡率相关，血清MMP-7水平升高可能预示MDA5-ILD患者肺纤维化的进展，从而预测不良预后[28]。

1.5 其他

1.5.1 NLR及PLR

NLR即中性粒细胞/淋巴细胞比值。近年来，不少研究表明中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)是慢性炎症性疾病、心血管疾病或恶性肿瘤患者疾病活动和预后的新指标。研究指出患者血液NLR水平与系统性红斑狼疮、DM、RA等疾病的疾病活动度和预后密切相关。一项针对SSc-ILD患者的研究发现，SSc-ILD组的NLR值显著高于单纯SSc患者，且与肺一氧化碳转移系数(KCO)呈负相关，NLR水平可作为SSc-ILD患者肺受累的标志物[29]。同样也有研究表明NLR对于DM患者肺部病变和疾病活动性的预测方面均显示出良好的效果[30]。Ha等人的研究也证实PM/DM-ILD患者的NLR值显著升高[31]。除了SSc及DM/PM外，在RA-ILD患者中的研究发现RA-ILD组患者的NLR水平高于RA组及对照组，其可以作为RAILD的生物标志物应用[32]。

除了NLR外，近来研究表明血小板/淋巴细胞比值(PLR)可作为预测和诊断RA-ILD，评估DM-ILD肺部病变及疾病活动度的一种新的生物标志物[30,32]。

1.5.2 BAFF

B细胞激活因子(BAFF)在最近的研究中被证实与DM患者的疾病活动度相关，日本一项研究发现血清BAFF水平升高的DM患者更易发生ILD，而尤其在亚洲人群中，抗ARS抗体的DM患者和抗MDA5抗体的DM患者的血清BAFF水平明显更高，在纵向研究中，抗MDA5阳性的DM患者的血清BAFF水平在治疗后降低，同时血清抗MDA5-Ab和铁蛋白水平也降低，铁蛋白是疾病活动的生物标志物。提示BAFF在抗ARS和抗MDA5阳性的DM患者ILD发病中起重要作用，而且血清BAFF水平与MDA5-DM患者的疾病活动性有关[33,34]。

1.5.3 维生素D

维生素D在近几年的研究中也被认为与CTD-ILD有关，研究表明血清维生素D缺乏与CTD-ILD相关，是CTD-ILD的危险因素[35]，另一项研究进一步发现CTD-ILD患者维生素D水平较低，预后不良。维生素D的持续水平可能是判断预后的重要血清生物标志物[36,39]。

1.5.4 CD4+CXCR4+T细胞

Wang等人针对特发性炎性肌病(idiopathic cinflammatory myopathies，IIM)相关ILD患者的研究发现，IIM-ILD患者循环CD4+CXCR4+T细胞百分率与肺部HRCT评分密切相关，与肺功能损害(FVC和DLCO/SB)中度相关，以及与抗MDA5抗体的存在有关，更重要的是CD4+CXCR4+T细胞的外周比例与患者短期生存率平行。作者认为CD4+CXCR4+T细胞在与ILD的相关性和生存预测方面的整体表现明显优于现有的生物标记物[37]。

1.5.5 CD206

CD206是M2型巨噬细胞标志物，具有高度特异性，一项针对MDA5-ADM/DM-ILD患者的研究发现，患者血清可溶性CD206(sCD206)水平明显高于对照组，且死亡病例的sCD206水平更高，分析得出sCD206是MDA5-CADM/DM-ILD的独立预后因素，且病理活检验证了死亡病例肺组织中CD206阳性巨噬细胞数量明显增多。sCD206可以作为预测MDA5-ADM/DM-ILD严重程度的潜在生物标志物[38]。

2 总结与展望

总的来说，近年来对于CTD-ILD相关生物标志物的研究不断进展，已经发现了不少的生物标志物，但目前相关研究大多集中于SSc、DM/PM、RA相关的ILD上，且多为小样本和单中心的研究，其他类型的CTD-ILD的生物标志物更是鲜有报道。此外目前大多生物标志物还处于实验室验证阶段，难以应用于临床。因此目前生物标志物用于CTD-ILD的诊断、活动性评估、疾病进展预测、预后、治疗效果评估等仍待多中心、大样本研究的验证，而一些类似NLR、PLR一类能快速应用于临床且具有一定指导意义的指标更需要加速研究进展，帮助临床更有效、更快速的诊治CTD-ILD。