结缔组织病相关间质性肺病部分生物标志物的研究进展

孙英梅　马瑞雪　闫慧明

【摘 要】 结缔组织病（CTD）是一种全身性自身免疫性疾病，间质性肺病（ILD）是最常见的关节外表现，其早期症状表现不明显，预后差，缺乏有效的诊断方法，易漏诊。近年来，相关文献提示，与异常纤维化和基质重塑、肺泡上皮细胞损伤和功能障碍、免疫功能障碍相关的生物标志物均可能与CTD-ILD的发生、发展密切相关。文章旨在对可能成为CTD-ILD早期诊治靶点的生物标志物进行综述，以期为CTD-ILD后续相关的临床及基础研究提供参考，从而为CTD-ILD的临床早期诊治提供更多可能。

【关键词】 结缔组织病；间质性肺病；生物标志物；靶点；研究进展；综述

近年来，结缔组织病（connective tissue disease，CTD）患者的整体预后有了显著改善，但与CTD相关的间质性肺病（interstitial lung disease，ILD）仍然是一种难治性疾病。CTD-ILD的发病机制仍不十分清晰，有研究显示，其发病可能与炎症细胞因子分泌增多有关，促使肺泡上皮细胞损伤并导致纤维化形成［1］。据报道，20%～60%的类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）患者会出现ILD，其中35%～45%的患者会出现CT异常的进展［2］。诊断CTD-ILD需要详细的病史、体格检查、靶向血清学检测，有时还需要肺活检，当前主要依靠高分辨率CT和肺活检，这种昂贵的费用及有创的检查使得大部分患者不能接受。在这种情况下，找到足够特异和敏感的肺纤维化生物标志物，将能够提供更便捷的诊断方法。

1 异常纤维化和基质重塑

1.1 基质金属蛋白酶（MMPs）及基质金属蛋白酶组织抑制因子（TIMPs） MMPs是一种高度同源、多结构域、含锌的金属蛋白酶，可降解细胞外基质（ECM）中的各种蛋白质成分。MMPs还可以影响细胞表面的生物活性分子，调节各种细胞和信号通路［3］。MMP-1有抗纤维化的作用，它可以裂解堆积的Ⅰ型和Ⅲ型纤维胶原分子，在RA合并急性弥漫性ILD患者中，MMP-1血清表达水平显著增加［4］。MMP-7是降解ECM及基底膜的主要成分，MMP-7在肺中的变化与黏蛋白5B（MUC5B）及骨桥蛋白（OPN）有密切联系。MMP-7先前已被证明可以预测特发性肺纤维化患者的死亡率［5］。BAUER等［6］一项研究首次证明，随着时间的推移，MMP-7水平的变化可以预测随后的疾病进展，从而识别出风险较高的患者。MMP-7有可能成为肺功能下降和疾病进展的可靠预测指标，但仍缺乏进一步的研究。

MMPs受内源性TIMPs的调节，而MMPs/TIMPs的比率通常决定了ECM蛋白的降解程度和对组织进行重塑修复的程度［3］。TIMPs的上调能够减少MMPs诱导的ECM的降解，使肺更易向纤维化进展。TIMP-1在人体纤维化发病过程中高度诱导，包括博莱霉素和百草枯诱导的肺纤维化和人类的纤维化疾病，这表明TIMP-1表达失调在纤维化的发展中起着重要作用。然而TIMP-1在纤维化中的作用，特别是在肺纤维化发展中的作用仍然不清楚［7］。我国科研人员［8］一项对RA-ILD的研究提示，血清MMP-9/TIMP-1比值的异常降低可以直接反映肺组织病理形态学变化的严重程度。TIMP-3是唯一已知的解整合素金属蛋白酶（ADAM）17的生理性抑制物。然而，ADAM17和TIMP-3的确切作用仍需通过适当的模型来研究，特别是了解与TIMP-3降低相关的炎症负担是否依赖于ADAM17、其他金属蛋白酶或非金属蛋白酶可能具有治疗意义。

1.2 OPN OPN是由多种细胞分泌的一种促炎性细胞因子［9］。OPN的产生原因与多种机体病理状况异常有关，包括自身免疫性疾病（如狼疮性肾炎、多发性硬化症和RA）和癌症［10］。一项博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型研究揭示了與纤维化相关肺泡Ⅱ型细胞分泌刺猬蛋白通路配体Sonic Hedgehog（Shh），并且肺泡Ⅱ型细胞衍生的Shh通过OPN介导的巨噬细胞替代激活促进肺纤维化的发展。从机制上讲，Shh通过Shh/Gli信号级联促进巨噬细胞中OPN的分泌。分泌的OPN以自分泌或旁分泌方式作用于周围的单核巨噬细胞，通过激活JAK2/STAT3信号通路诱导巨噬细胞交替激活［11］。系统性硬化症（systemic sclerosis，SSc）肺组织中OPN表达升高富含巨噬细胞，与趋化因子CC配体-18（CCL18）表达部分重叠，患有ILD的SSc患者血清OPN升高，预示着SSc队列中未来的肺功能恶化［12］。

1.3 ADAMs ADAM17为ADAM家族的成员。该蛋白酶还在许多其他底物的加工中发挥作用，包括细胞黏附蛋白、细胞因子和生长因子受体以及表皮生长因子受体配体，在Notch信号通路中发挥一定作用。ADAM17作为ILD的生物标记物，对此研究较少。NISHIMI等［13］研究显示，ADAM17在炎性肌病尤其是ILD中表达，用酶联免疫法分别测量炎症性肌病血清及对照组血清中ADAM17的水平，结果表明，ADAM17在肺纤维化中起重要作用，可能是ILD炎性肌病的潜在新靶点。GE等［14］回顾性研究发现，SSc-ILD患者的血清ADAM17水平最高，ADAM17表达水平与图像分级相关，但与图像分类无关。ADAM17的表达不仅与原发CTD的具体类型有关，还与影像分级有关，可以在一定程度上反映CTD-ILD患者的进展情况。此外，ADAM17可能通过介导白细胞Axl受体酪氨酸激酶的裂解促进SLE发病［15］。

1.4 胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBPs） IGFBPs是具有胰岛素样作用活性的免疫多肽，分为IGF-1和IGF-2。IGF-1促进纤维化的机制可能是通过活化ERK信号通路，使得肺泡细胞MMP-2和MMP-9的表达上调，从而导致肺泡基底膜被破坏，促进肺纤维化形成［16］。先前的研究发现，IGFBPs也与特发性肺纤维化明显相关，是SSc-ILD新的潜在生物标志物。最近，GUIOT等［17］一项研究首次证明，血清IGFBP-2高于105 ng·mL-1可能是肺泡毛细血管功能障碍的预后因素。

2 肺泡上皮细胞功能障碍相关生物标记物

2.1 MUC5B MUC5B在维持支气管肺泡上皮功能和免疫调节中发挥重要作用［18］。许多研究人员推测，持续的细支气管上皮损伤和气道祖细胞过度产生MUC5B导致蜂窝囊和肺纤维化的发展［19］。在受金葡菌感染小鼠体内发现，MUC5B可诱导已活化巨噬细胞及中性粒细胞聚集，释放大量炎症介质诱导炎症反应［20］。大量临床数据显示，在一些慢性气道疾病中黏蛋白的过度表达往往会加重疾病状态［21］。JUGE等［22］在620例RA-ILD患者、614例无ILD的RA患者和5448例未受影响的对照中测试了MUC5B启动子变体rs35705950的关联，结果发现，MUC5B启动子变异与RA-ILD相关，更具体地说与影像学上常见的ILD的证据相关。另外有研究显示，在SSc-ILD随机对照试验的背景下，MUC5B变异体的存在并不能预测疾病严重程度，也不影响对环磷酰胺和霉酚酸酯的治疗反应［23］。

2.2 黏液化糖链抗原-6（KL-6）和表面活性蛋白-D（SP-D） KL-6是一种黏蛋白样糖蛋白，分类单位为MUC1，主要表达于人体Ⅱ型肺泡细胞，对肺成纤维细胞具有促进组织纤维化和抗组织凋亡作用。SP-D是一种脂蛋白多糖复合体，由人类Ⅱ型肺泡细胞和Club细胞分泌，以降低气液界面的表面张力。KL-6和SP-D均能反映肺泡上皮细胞损伤［24］。ELHAI等［25］的一项研究显示，血清KL-6在CTD-ILD中升高，且KL-6对疾病严重程度的分级能力较好，与肺功能测试和HRCT具有中等到高度的相关性。SP-D在多种CTD-ILD患者的血清中存在，GROSICKA等［26］的一項研究显示，SSc-ILD患者血清SP-D浓度明显高于无SSc-ILD患者，SP-D诊断SSc-ILD病变的灵敏度为81.5%，特异度为75%。血清KL-6和SP-D在鉴定CTD-ILD方面的证据是有力的，尽管如此，还需要更多的试验来验证血清KL-6和SP-D在区分CTD-ILD亚型中的作用［27］。

3 免疫功能相关的生物标记物

3.1 CCL18 CCL18是一种由肺泡巨噬细胞产生的趋化因子，它揭示了一种交替激活的表型，可能是肺成纤维细胞持续纤维化过程中正反馈循环的一部分［24］。大量研究提示，CCL18可作为CTD-ILD严重程度和预后的指标。HE等［28］联合开展的一项研究结果表明，CTD-ILD患者支气管肺泡灌洗液中CCL18水平升高，可能与住院期间病情严重程度及预后相关，CCL18可作为CTD-ILD严重程度和预后的指标。HOFFMANN-VOLD等［29］一项前瞻性队列研究的结果强化了这样一种观点，即高CCL18可作为早期识别SSc中进行性ILD的标志物。但有研究表明，CCL18刺激的T淋巴细胞浸润对健康肺有轻微促纤维化作用，而对炎性纤维化的肺组织有抑制作用［30］。

3.2 几丁质酶3样蛋白1（YKL-40） YKL-40在T辅助细胞2型炎症反应和IL-13诱导的炎症中发挥作用，调节炎症细胞凋亡、树突状细胞积累和M2巨噬细胞分化。作为结缔组织细胞的生长因子，可能在组织重塑、细胞响应和应对环境变化的能力中发挥作用。YKL-40的血清学水平升高已被报道在包括肺在内的各种器官的慢性炎症性和纤维化疾病的患者中。TONG等［31］对YKL-40能否作为ILD的生物标志物进行系统综述和Meta分析，包括特发性肺纤维化、结缔组织相关性ILD，研究表明，YKL-40可能是ILD诊断和预后的有用生物标志物。JIANG等［32］研究结果提示，YKL-40与抗MDA5抗体阳性皮肌炎患者ILD的严重程度和预后不良相关，并建议对显示高水平YKL-40，尤其是水平 > 80 ng·mL-1的抗MDA5抗体阳性皮肌炎患者进行密切监测和强化治疗。

3.3 其他趋化因子 CXCL13是一种B细胞、滤泡T细胞、辅助性T细胞和调节性T细胞的趋化因子，据报道与SSc的发生有关，反映了免疫系统的异常激活。TANIGUCHI等［33］一项对57例SSc患者CXCL13水平的临床相关性研究显示，血清CXCL13水平升高与各种纤维化和血管症状以及血清免疫球蛋白水平升高有关，因此，CXCL13可能参与了SSc的3个主要病理特征，包括免疫异常、血管病变和组织纤维化，尤其是ILD和指端溃疡的发生。CX3CL1具有调节炎症、免疫细胞-内皮细胞相互作用和炎症反应的特性，其主要由内皮细胞合成，在巨噬细胞中表达。Ractalkine是炎性内皮细胞诱导表达的另一种趋化因子，据报道，Ractalkine/CX3CL1在炎症性肌病中过度表达，并与疾病活动性相关，参与了炎症细胞对受累肌肉和肺的渗透［34］。但CX3CL1参与肺纤维化的具体分子作用机制仍有待后续研究。

4 小 结

到目前为止，预测CTD-ILD的严重程度、治疗反应性和进展的生物标记物仅有几种，虽然一些文献已经提及它们的实用价值，但在指南中不建议常规使用此类生物标志物作为疾病的诊断标准，或在临床实践中常规使用。目前，仍需大量研究讨论这些血清标记物与CTD-ILD的关系，以期为CTD-ILD的抗纤维化治疗提供依据。

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收稿日期：2023-04-15；修回日期：2023-05-26

作者單位：1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014040；2.包头医学院第二附属医院，内蒙古 包头 014030；3.乌海市人民医院，内蒙古 乌海 016000；4.包头医学院第一附属医院，内蒙古 包头 014010

通信作者：闫慧明 内蒙古自治区包头市青山区呼得木林大街30号，15848649068@126.com