肺泡上皮来源的血清标志物对肺纤维化的诊断价值

李欢欢，高宏生 综述 魏路清 审校

肺泡上皮来源的血清标志物对肺纤维化的诊断价值

李欢欢1,2，高宏生3综述 魏路清1审校

肺纤维化；肺泡上皮；生物标志物

间质性肺疾病(interstitial lung diseases, ILD)是一大类疾病的总称。肺纤维化是ILD发展的最后阶段，是一种慢性、进行性纤维化疾病，预后很差，目前尚无有效的治疗措施[1]。在我国，特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)、慢性肺疾病性纤维化及矽肺纤维化人数呈逐年上升趋势。肺纤维化是一种进行性、致残致死性疾病，由于该病的病因多种多样，其发病机制和特异性症状尚不明确，与某些其他临床病理特征较难鉴别，而且不同患者的病程变化存在很大差异[2]，这无疑给该病的诊断和治疗增加了很多困难。目前对肺纤维化的诊断主要依靠高分辨率CT(high resolution CT，HRCT)，X线片、支气管肺泡灌洗液(bronchoalve-olar lavage fluid,BALF)、肺功能以及相应的临床表现等，尚无理想的血清学指标[3]。该类疾病诊断困难且一经诊断即处于晚期阶段，不可逆转，中位生存期只有2～3年[4]。因此，对肺纤维化患者进行早期诊断显得尤为重要，寻找诊断肺纤维化的生物标志物已成为亟待解决的问题。笔者对肺泡上皮细胞来源的几种蛋白KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D在肺纤维化诊断方面的研究进展进行综述。

1 KL-6

KL-6(Krebs.von den Lungen-6)是一种高分子量糖蛋白，属于黏液素黏蛋白家族。它主要表达于Ⅱ型肺泡上皮细胞(AECs)，尤其是在增殖、再生和受损的Ⅱ型AECs中出现高表达。KL-6最初作为肿瘤的血清生物标志物，但随后的研究发现它也是ILD的生物标志物，而且KL-6升高的程度与ILD的病变范围密切相关[5，6]，这提示我们可以通过检测KL-6的水平来揭示ILD的病变程度[7]。

当肺受到损伤后，成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，后者会促使肺泡上皮细胞损伤或凋亡，使肺泡上皮细胞持续受损并抑制上皮再生。KL-6能够促进肺成纤维细胞增殖并抑制其凋亡。一项研究表明，KL-6与肺损伤具有直接的关系[8],其作用机制是肺损伤时，再生的Ⅱ型肺泡上皮细胞分泌KL-6，使肺泡液中KL-6的水平明显增加，随后从肺泡渗透进入血液，血清的 KL-6水平随之升高，且肺纤维化越严重，KL-6水平越高。徐伯赢等[9]通过测定染矽小鼠血液及BALF中KL-6的含量，也发现KL-6水平与肺纤维化程度呈正相关。在另一项研究中，与对照组相比，间质性肺炎患者血清和BALF中KL-6的水平升高[10]。韩文铭等[11]发现慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺间质纤维化( pulmonary interstitial fibrosis，PIF)患者血清中的KL-6水平与单纯COPD患者及健康对照组相比明显升高，而单纯COPD患者血清中KL-6水平与健康对照组相比无统计学差异，这说明KL-6与COPD没有直接的关系，而是肺纤维化特异性地产生了KL-6。Nobuhisa等[12]研究发现在多种ILD中，70%～100%的患者血清中KL-6的表达升高。肝细胞生长因子(HGF)可以促进肺泡上皮细胞增生，阻止其发生细胞凋亡并抑制上皮细胞向肌成纤维细胞转化，在肺泡内稳态方面起到关键作用[13]。Xu等[14]研究结果表明，损伤的肺泡上皮细胞会释放KL-6，从而促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，同时促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原表达增加，并抑制HGF的产生。说明了KL-6在上皮-间充质相互作用中的关键作用，提示KL-6会促进ILD发生纤维化，但是KL-6对成纤维细胞的作用机制仍需进一步研究。近期一项研究用ELISA法对IPF患者血清中KL-6的水平进行了检测，发现发生急性加重的患者KL-6基线血清水平与稳定IPF患者相比明显升高[15]。以1300 U/ml作为界限值，KL-6预测急性加重的敏感性、特异性、准确性和似然比分别是92%、61%、 66%和2.36；在经过调整年龄、性别、吸烟史和肺活量因素的多变量分析后，发现基线血清KL-6水平是急性加重的独立预测因素[15]。综上所述，KL-6在诊断肺纤维化方面具有独特的优势，有望成为诊断肺纤维化的简便、灵敏、特异的生物标志物。

2 YKL-40

YKL-40(shell enzyme 3 analogue protein1)是新近发现的壳质酶类似物蛋白,参与多种疾病的炎性反应、组织结构重塑等病理过程。YKL-40是存在于哺乳动物的一种壳酶类似物蛋白，被认为是该蛋白在哺乳动物的一种表型，在小鼠被称为BRP-39(breast regression protein 39)，在人的同系物则称为YKL-40。许多种类的炎性细胞如中性粒细胞、巨噬细胞和分化中的单核细胞都会内源性表达YKL-40，它是由人类骨肉瘤细胞株MG63大量分泌而发现的，而BRP-39是在小鼠乳腺癌细胞中发现的[16]。Du等[17]发现在博来霉素诱发的肺纤维化大鼠的肺组织中，BRP-39 表达的越多，肺组织中的胶原蛋白就越多，纤维化就越明显，BRP-39的改变可以影响博来霉素诱发肺纤维化的进程，BRP-39蛋白水平增高以及气管内给予博来霉素建立肺纤维化模型时会加重肺纤维化。Western blot 的结果显示BRP-39和转化生长因子β1(TGF-β1)在不同组中的表达具有相同的变化趋势，伴随着BRP-39蛋白水平的增高，肺组织中TGF-β1的表达水平也会增高，因此BRP-39的作用机制可能是通过TGF-β1的调节而实现的。一项研究发现，IPF患者血清和BALF中YKL-40的水平与健康对照组相比明显升高，血清中YKL-40的水平与KL-6的水平显著相关[18]，提示可以通过检测YKL-40的表达来监测肺纤维化的发生发展。

3 SP-A和SP-D

SP-A(pulmonary surfactant protein A)和SP-D(pulmonary surfactant protein D)都是水溶性肺特异性蛋白，是肺表面活性物质重要的蛋白成分。它们是C型凝集素家族的一个亚群，称为胶原凝集素。它们主要由肺的Ⅱ型肺泡上皮和克拉拉细胞产生，具有主动防御和调节肺免疫功能的作用。当发生肺纤维化时，Ⅱ型肺泡上皮细胞大量再生，导致SP-A和SP-D合成增加。由于肺泡损伤，通透性增加，SP-A和SP-D便由损伤的肺部进入血液循环，从而成为肺损伤的血清生物标志物。

Samukawa等[19]研究发现，与对照组和肺癌患者相比，IPF患者血清中SP-A和SP-D的水平明显升高，充分证明了SP-A和SP-D在诊断肺纤维化方面的意义。某研究发现血液中SP-A的水平在预测IPF死亡率和疾病进展方面具有很好的价值[20]。SP-A水平高的患者1年存活率比SP-A水平较低的明显下降。Zhang等[21]对暴露于二氧化硅大鼠肺组织和BALF中SP-D水平的动态变化进行了研究，发现在暴露后的第7、14和21天，BALF中SP-D的含量与对照组相比都明显升高，且随着暴露时间的延长，SP-D水平先升高再降低。因此，SP-A和SP-D可以作为肺纤维化的生物标志物，监测肺纤维化的发生发展。

综上所述, KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D在诊断肺纤维化方面具有各自重要的作用,但都有其各自的局限性，如KL-6诊断ILDs的特异性和灵敏性最好，而SP-A在对IPF和其他ILD鉴别方面具有优势，因此需要将这三种标志物进行联合检测，从而达到诊断肺纤维化的最佳效果。陈淑云等[22]通过对其他几种肿瘤标志物进行联合应用，从而提高了诊断非小细胞肺癌的敏感性和特异性。而有研究发现KL-6与非小细胞肺癌也有一定的关联。Woenckhaus等[23]通过检测KL-6在非小细胞肺癌中的表达，证实了KL-6的异常与肺癌患者的预后不良有关，从而提出KL-6可以作为非小细胞肺癌患者预后的标志物。Them等[24]发现治疗前血清YKL-40水平较高的非小细胞肺癌患者中位生存期缩短，经过多因素分析表明，治疗前血清中YKL-40水平是非小细胞肺癌的独立预后因素。总之，KL-6和YKL-40虽然在肿瘤方面也具有重要的作用，但一般都是作为预后因素，而它们在诊断肺纤维化方面的意义则非常重要。但KL-6、YKL-40、SP-A和SP-D并非肺纤维化的特异性标志物，这需要我们进一步研究它们在肺纤维化发生发展中的机制，从而能被更好地运用于临床。

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(2014-12-25收稿 2015-03-09修回)

(责任编辑 武建虎)

国家自然基金面上项目(81273048)，天津市应用基础面上项目(11JCYBJC12600)，武警后勤学院重点实验室基金(WHK201203)

李欢欢，硕士研究生，E-mail: qihangweimeng@126.com

300162 天津, 武警后勤学院：1.附属医院呼吸与重症医学科，3.救援医学系部队卫生学教研室；2.121000 锦州,辽宁医学院研究生院

魏路清，E-mail:luqing-wei@163.com

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