间质性肺病相关特异性血清标志物的分析

徐晓萍，徐 磊，秦 慧，赵旭霁， 李 敏

（1. 上海交通大学医学院附属仁济医院检验科，上海 200127；2. 上海交通大学医学院附属仁济医院呼吸科，上海 200127）

间质性肺病（interstitial lung disease，ILD）是一组主要累及肺间质、肺泡和/或细支气管的肺部弥漫性疾病，包括病因不明的特发性间质性肺炎、伴有自身免疫特征的间质性肺炎（interstitial pneumonia with autoimmune feature，IPAF）和病因明确的药物性肺炎、放射性肺炎等。ILD的诊断及鉴别诊断主要依据肺功能检查和高分辨率电子计算机断层扫描（computed tomography，CT）。ILD的病程发展差异很大，可长期稳定，也会急性恶化，目前还缺乏血清学诊断及预测指标，患者往往仅有炎症及部分风湿病指标可作为提示。为此，本研究选取临床已明确诊断为ILD和其他肺部疾病的患者，检测其血清涎液化糖链抗原6（Krebs Von den Lungen-6，KL-6）、基质金属蛋白酶-3（matrix metalloproteinase-3，MMP-3）、纤维连接蛋白（fibronectin，FN）、C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）的变化规律，以期能找到ILD相关特异性血清学标志物。

1 材料和方法

1.1 研究对象

选取2016年6月—2017年2月上海交通大学医学院附属仁济医院住院的肺部疾病患者251例，其中男121例、女130例，年龄22～88岁，包括临床确诊的ILD患者134例[男40例，女94例，年龄22～85岁，其中124例为结缔组织相关性间质性肺病（connective tissue disease interstitial lung disease，CTD-ILD）患者（男34例，女90例，年龄22～85岁）]、普通肺炎患者48例（男28例，女20例，年龄32～88岁）、慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）患者22例（男18例，女4例，年龄49～77岁）、肺癌患者38例（男30例，女8例，年龄36～74岁）、其他肺部疾病（结核、哮喘）患者9例（男5例，女4例，年龄49～73岁）。另选取同期上海交通大学医学院附属仁济医院体检健康者30名作为正常对照组，其中男15名、女15名，年龄23～68岁。

1.2 方法

抽取所有对象空腹静脉血4 mL，离心分离血清，-80 ℃冻存，统一检测，所有样本均复溶1次。采用乳胶凝集法检测KL-6、MMP-3，试剂盒及配套标准品、质控品由日本积水医疗株式会社提供。采用免疫比浊法检测FN，试剂盒由北京九强生物技术股份有限公司提供。采用免疫透射比浊法检测CRP，试剂盒由浙江东瓯诊断产品有限公司提供。检测仪器为HITACHI 7600全自动生化分析仪（日本日立公司）。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计分析。对计量资料进行正态性分布检验。呈正态分布的计量资料采用±s表示，组间比较采用Oneway ANOVA检验及q检验。呈非正态分布的计量资料采用中位数（M）[四分位数（P25～P75）]表示，组间比较采用非参数Kruskal-Wallis检验。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线评估血清KL-6诊断ILD的价值，同时依据临床对ILD诊断的高特异性要求确定最佳临界值。

2 结果

2.1 各组血清KL-6、FN、CRP水平的比较

与正常对照组比较，ILD组、肺癌组及普通肺炎组血清KL-6水平明显升高（P＜0.01、P＜0.05），其中ILD组KL-6水平最高。ILD组、普通肺炎组、COPD组及其他肺部疾病组血清FN水平均明显降低（P＜0.01）。肺部疾病各组CRP水平均明显升高（P＜0.01）。肺部疾病各组之间KL-6、FN水平差异均有统计学意义（P=0.000、P=0.038），两两比较显示ILD组血清KL-6水平最高（P＜0.01），肺癌组次之（P＜0.05），而普通肺炎组、COPD组及其他肺病组之间血清KL-6水平差异无统计学意义（P＞0.05）。肺癌组血清FN水平明显高于COPD组、ILD组、普通肺炎组及其他肺病组（P＜0.01、P＜0.05）。肺部疾病各组间CRP水平差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 KL-6诊断ILD的价值

ROC曲线分析显示，KL-6诊断ILD的曲线下面积[95%可信区间（confidence interval，CI）]为0.814（0.763～0.866），综合临床诊断的特异性要求，确定最佳临界值为430 U/mL，敏感性为59.4%，特异性为89.8%。见图1。

表1 各组血清KL-6、FN、CRP水平的比较

图1 KL-6诊断ILD的ROC曲线

2.3 ILD组血清MMP-3水平分析

ILD组血清MMP-3水平为155（84.5～290.5）ng/mL，范围为13～1 855 ng/mL，较试剂说明书提供的参考区间（男＜121 ng/mL，女＜60 ng/mL）升高了2～15倍。124例CTD-ILD患者血清MMP-3的阳性率为84.7%（105/124），男、女性阳性率分别为91.2%（31/34）和82.2%（74/90）。

3 讨论

ILD是以弥漫性肺泡炎和肺泡结构紊乱，最终导致肺间质纤维化为特征的一组疾病，临床常见的有特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）、CTD-ILD、IPAF等。目前，ILD发病率逐年上升，致残率、致死率均较高，诊断及鉴别诊断困难。KL-6于1985年被日本学者发现，属于上皮性黏蛋白1，由增殖的、受激发的或受损的Ⅱ型肺泡上皮细胞分泌，正常肺组织和终末细支气管上皮细胞只有极少量表达。若肺基底膜发生损伤，可导致血管通透性增加，使KL-6进入血液。因此，血清KL-6可敏感地反映肺泡上皮和间质的损伤程度、Ⅱ型肺泡细胞再生和多种间质性肺疾病的活动度，具有很高的特异性。KL-6 高水平表达可能与ILD、急性肺损伤、放射性肺炎、病毒性肺炎、药物相关性间质性肺炎、肿瘤等疾病有关，其作用可能是促进成纤维细胞增殖和迁徙，从而影响纤维化的发生和发展。有研究结果显示，血清KL-6水平与多项肺功能指标相关，KL-6水平越高，患者肺功能越差；KL-6水平与血氧饱和度呈负相关，提示其与疾病的严重程度密切相关；活动期的ILD患者KL-6水平明显升高[1-3]。本研究结果显示，ILD患者血清KL-6水平明显高于普通肺炎患者、COPD患者及正常对照者（P＜0.01），肺癌患者血清KL-6水平亦明显增高（P＜0.05）。综合临床诊断ILD的高特异性要求，依据ROC曲线得出KL-6诊断ILD的最佳临界值为430 U/mL，敏感性为59.4%，特异性为89.8%。

结缔组织病（connective tissue disease，CTD）是一组以自身结缔组织损伤为特点的自身免疫性疾病，包括系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、系统性硬化症、多发性肌炎和皮肌炎、混合结缔组织病、干燥综合症等。ILD是CTD常见的肺系统受损，以活动性呼吸困难、X线胸片弥漫性浸润阴影、限制性通气障碍、弥散功能降低和低氧血症为临床表现，也称为弥漫性实质性肺疾病。CTD-ILD以肺间质炎症和纤维化为特征，患者肺损伤的程度和活动性与其他器官受累的情况不平行，故诊断很困难。ILD患者是否有潜在CTD是决定ILD治疗方案和影响预后的关键。临床有部分ILD患者符合未分化结缔组织病（undifferentiated connective tissue disease，UCTD）的诊断，而UCTD恰恰是类风湿关节炎、干燥综合症、系统性红斑狼疮等疾病的早期表现。约有25%的UCTD在5年内会发展成为某种特定的CTD。ILD可以是CTD首发或唯一的表现，也可以是远期并发症。有研究结果显示， KL-6诊断系统性硬化症-ILD的敏感性可达85%、特异性＞90%，应用激素和免疫抑制剂治疗后 KL-6 水平可有一定程度的下降[4-5]。除KL-6外，肺泡Ⅱ型上皮细胞还分泌成纤维细胞的化学诱导剂，如FN、转化生长因子β和血小板衍生生长因子（plateletderived growth factor，PDGF）。在末梢肺组织，还有表皮生长因子、白细胞三烯B4等其他化学诱导剂，均对肺纤维化的形成起一定作用。KL-6的致纤维化作用可能是通过与细胞因子相互作用，促进成纤维细胞的增殖和迁移实现的[6]。OHSHIMO等[7]发现KL-6呈剂量依赖性的促进成纤维细胞的增殖和迁徙，从而参与肺纤维化的发生，而且其促增殖能力明显优于其他诱导成分。KL-6还可以提示肺结核患者肺纤维化的程度和范围[8]。ILD患者经治疗后其病情趋于稳定和改善，KL-6水平下降，与影像学检查结果吻合。有研究结果显示KL-6水平可以反映患者对治疗干预的应答[9]。

FN又称纤维黏连蛋白，存在于胶原纤维和许多结缔组织细胞周围，能与细胞、胶原、 肝素和纤维素等结合。FN不仅参与基质分子筛的构成，同时作为一种中介蛋白，通过连接和介导作用，影响细胞的附着和移动，参与调节细胞的生长和分化。ILD、普通肺炎、COPD及其他肺部疾病患者的血清FN水平均低于正常对照者（P＜0.01），其中COPD患者血清FN水平最低。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）是细胞外基质降解及重构的重要介质，属依赖锌离子的蛋白水解酶家族。MMP-3可降解非胶原性基质成分，一直作为类风湿关节炎患者关节组织破坏的酶标志物而受到临床关注。有研究结果显示，多种MMP与IPF有关，其中MMP-1、MMP-3、MMP-7、MMP-9等在肺纤维化患者中显著升高[10-12]。本研究结果显示，124例CTD-ILD患者血清MMP-3的阳性率达84.7%（105/124），水平较厂商提供的参考区间升高了2～15倍，最高达1 855 U/mL。

综上所述，KL-6水平能够提示肺泡和肺间质损伤，可作为ILD特异性诊断、监测和预后的标志物。部分CTD-ILD或UCTD-ILD患者除具有自身免疫特征的阳性改变之外，MMP-3水平是该类患者早期的敏感指标之一。由此可见，ILD的诊断与病情监测除高分辨CT外，可以增加相关特异的循环标志物，如KL-6、MMP-3、FN的检测。