原发性干燥综合征合并间质性肺疾病的生物标志物进展

魏风芹 杨晟楠 刘培培 代华平

1首都医科大学,北京 100069;2中日友好医院呼吸与危重症医学科 国家呼吸医学中心 国家呼吸临床研究中心 中国医学科学院呼吸病学硏究院,北京 100029

原发性干燥综合征(primary Sjogren′s syndrome,pSS)是一种累及多个器官以淋巴细胞浸润为特征的自身免疫性疾病,主要累及外分泌腺,也会出现多个腺外脏器的损害,其中肺部受累对患者生活质量影响较大,而间质性肺疾病被认为是pSS中最常见和最严重的肺部并发症,并导致病死率上升[1-3]。原发性干燥综合征合并间质性肺疾 病(primary Sjogren′s syndrome complicated with interstitial lung disease,pSS-ILD)的发病率国内外文献报道不一,主要与检测方法和选择的患者人群不同有关。在我国,最近研究通过高分辨率CT(high resolution computed tomography,HRCT)检查发现pSS-ILD 患病率为39.10%,HRCT 是诊断pSS-ILD 重要的方法,但辐射较大,无法对病变程度进行量化,不易作为常规的检查方法[4-5]。肺功能测试结果是诊断及评估病情的重要指标,但其应用也受到一定限制,有相对禁忌证,且一些无法配合和无法理解指示的患者会导致结果偏差[6],因此寻找一种无创检测方法来辅助HRCT 和肺功能测试,对于早期诊断、评估病情及治疗反应显得尤为重要。

随着生物技术及免疫学的发展,生物标志物作为一种人体细胞标志物,与人体的生理、病理的变化息息相关,在人体机能发生疾病时能做出相应的反应,可用于诊断、风险评估及预测药物治疗反应。尽管目前生物标志物在临床上不作为结缔组织病相关间质性肺疾病(connective tissue disease associated with interstitial lung disease,CTDILD)常规推荐的检测指标,但生物标志物相对无创、便捷、容易分析等特点可以弥补HRCT 和肺功能测试的缺陷,可作为疾病诊断、病情评估及治疗的一种辅助手段[7-8]。本文根据不同标志物特点阐述它们在pSS-ILD 中的作用。

一、生物标志物——糖类蛋白

(一)涎液化糖链抗原 (Krebs von den Lungen-6,KL-6)

KL-6是一种高分子量糖类蛋白,主要存在于Ⅱ型肺泡上皮细胞,并由细支气管上皮细胞表达和分泌。KL-6参与成纤维细胞的趋化性和抗凋亡作用,可以反映肺泡细胞的损伤和再生,在间质性肺疾病患者的血清中升高,例如过敏性肺炎和肺间质纤维化,是间质性肺疾病预后的生物标志物[9-11]。近10年来随着人们对pSS-ILD 认识的不断深入,发现KL-6也是pSS-ILD 有用的生物指标,不但能够预测pSS-ILD 预后,而且在pSS-ILD 诊断及鉴别诊断方面也具有重要作用。Kamiya等[12]对99例患者进行一项17年回顾性研究,单因素分析显示pSS-ILD 的预后与血清KL-6水平和FVC%pred之间存在显著相关性。胸部HRCT 与患者预后无关,KL-6水平升高和FVC%pred降低与不良预后显著相关。同时通过ROC 曲线分析,确定了最佳临界值KL-6＞800 U/ml与不良预后显著相关(HR=2.91,95%CI:1.04～8.10),血清KL-6水平升高(＞800 U/ml)的患者病死率高于无血清KL-6水平升高的患者(P=0.02),最后证实较高的血清KL-6 水平和较低的FVC%pred 是pSS-ILD 患者预后不良的指标。Ma等[13]纳入155例结缔组织病患者,分为CTD-ILD 组和结缔组织病组,其中17例为pSS-ILD 患者,同时纳入了肺部感染组和健康对照组,比较4组之间的KL-6水平,在 CTD-ILD 组 中,还 检 测 了 DLCO 和HRCT。CTD-ILD 组 的 血 清 KL-6 水 平(1 004.9 IU/ml)显著高于其他3 个组(χ2=72.29,P＜0.001)。在CTD-ILD 组中,血清KL-6水平与HRCT严重程度呈正相关(r=0.75,P＜0.001),而与DLCO 呈负相关(r=-0.50,P＜0.001)。血清KL-6水平可以作为CTD-ILD 的诊断指标。

以上研究表明KL-6可能会成为pSS-ILD 判断预后、诊断及鉴别诊断的重要生物标志物,替代一些有创检查,减少HRCT 检查频次对人体的影响,动态监测一些无法配合肺功能检查患者的病情变化,但需要更多前瞻性研究来进一步证实KL-6在pSS-ILD 中的应用价值。

(二) 肿 瘤 标 志 物——糖 类 抗 原 153(carbohydrate antigen 153,CA153)

CA153是一种大分子的糖类蛋白抗原,最早作为乳腺癌最重要的特异性标志物,监测乳腺癌复发和评估乳腺癌转移后治疗的疗效。随着对CA153研究的不断深入,近年来国内外医学科研工作者开始关注CA153与CTD-ILD 发病之间的关系。Sargin等[14]发现在类风湿关节炎合并间质性肺疾病中CA153水平升高,且与类风湿关节炎无间质性肺疾病患者相比差异有统计学意义,从而推测CA153可作为类风湿关节炎相关间质性肺疾病的预测生物标志物。同理,根据以上研究不难推测出CA53可能也会与pSS-ILD 相关。随后国内研究也进一步证实CA153 在pSS-ILD 中的应用价值。Shi等[15]检测了168例pSS-ILD 患者血中CA153、CA125、CA19-9、癌胚抗原、神经元特异性烯醇化酶、β-人绒毛膜促性腺激素、甲胎蛋白等的水平,结果发现神经元特异性烯醇化酶、癌胚抗原、CA125和CA153 均有升高,统计学分析发现,CA153 的血清水平的比值比为4.521,95%CI:1.871～10.928,CA153是唯一一个受试者工作特征曲线下面积超过0.7的肿瘤标志物(曲线下面积为0.743,95%CI:0.70～0.79),从而表明pSSILD 患者血清中的肿瘤标志物增加。较高的CA153水平与pSS患者患间质性肺疾病的风险增加显著相关,并且可能直接参与pSS-ILD 的发病机制。CA153在未患恶性肿瘤的pSS-ILD 中具有诊断价值,通过以上研究推测CA153水平升高是pSS-ILD 患病高危因素,具体机制有待进—步深入硏究。

(三)血管生成素样蛋白2 (angiogenin-like protein 2,Angptl2)

Angptl2是一类分泌型蛋白质,结构上类似于血管生成素,Angptl2水平在各种慢性炎症性疾病中显著升高,通过上调核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)转录和增加转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)表 达,在组织重塑中发挥了一定作用,引起组织纤维化[16-18]。Angptl2在慢性非感染性炎症导致的纤维化中也发挥着重要的作用,从病理的角度来讲,组织纤维化与慢性炎症密切相关,近几年报道最多的是发现在肾纤维化、肝纤维化中Angptl2 水平升高,从而推测Angptl2 在其他器官纤维化中也有作用[19-21]。

Yang 等[22]纳 入 了24 只 野 生 型 雄 性 鼠(Angptl2+/+)和 16 只 Angptl2 敲 除 鼠(Angptl2-/-),随机分为5 组,实验组给予百草枯按30 mg/kg剂量腹腔内注射,对照组给予同等量生理盐水,14 d后观察2组肺组织中Angptl2水平。结果发现在百草枯诱导肺损伤小鼠中Angptl2水平明显升高,组织学分析显示Angptl2 敲除(Angptl2-/-)小鼠百草枯诱导的肺组织损伤减轻,进一步分析也发现通过转染pGMNF-κB-GFP细胞,NF-κB 磷酸化作用得到增强。加入抑制剂Bay11-7085或LY2409881使NF-κB失活,在百草枯诱导 Angptl2-/-小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中总细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的数量减少,同时BALF、血清及肺组织中炎症因子降低;另外在百草枯诱导Angptl2-/-小鼠中TGF-β1 表达降低后纤维化减轻,从而表明Angptl2在肺纤维化中的作用,上述研究结果证实Angptl2 能减轻百草枯诱导的肺损伤。

Shi等[23]纳入158例pSS患者,其中71例为pSS-ILD 患者,健康对照组25名,测定2组血清Angptl2和TGF-β1 的水平,研究表明Ro52、血清Angptl2及DLCO 与pSS-ILD 患者相关,其校正优势比 和95%CI为2.06(1.14～7.65)、4.13(1.25～15.89)和9.51(2.10～37.74),提示血清Angptl2可能作为pSS-ILD 的潜在生物标志物。

(四)几丁质酶3 样蛋白 (chitinase 3-like protein,YKL-40)

YKL-40是由巨噬细胞产生的一种几丁质酶样蛋白,属于高度保守的家族成员,作为结缔组织的生长因子,在具有炎症、组织重塑或纤维化特征的疾病患者血清中升高,可调节细胞增殖和存活,参与组织重塑[24-25]。

Tong等[26]通过Pub Med、Embase、中国知网及万方数据库等进行了系统搜索及meta分析,结果发现在特发性肺纤维化、CTD-ILD、结节病、隐源性组织肺炎、石棉肺、特发性非特异性间质性肺炎患者血清中YKL-40水平高于对照组。研究还发现不同类型间质性肺疾病患者血清YKL-40水平存在一定差异,不同间质性肺疾病患者的血清YKL-40 水平与肺功能之间存在相关性,表明YKL-40可作为诊断和预测间质性肺疾病严重程度的生物标志物,从而推测YKL-40 也可作为pSSILD 的生物标志物。

Chen等[27]研究58例pSS患者和30名健康对照者,测定YKL-40、IL-6和肿瘤坏死因子α的水平。通过欧洲抗风湿病联盟SS疾病活动性指数评估了pSS患者的疾病活动,并根据Tarpley评分评估局部严重程度。结果发现血清YKL-40水平与年龄(r=0.405,P=0.002)、中性粒细胞计数(r=0.399,P=0.002)及中性粒细胞与淋巴细胞比率(r=0.401,P=0.002)显著相关,合并肺肾受累或贫血的患者的YKL-40水平显著升高(P＜0.05)。说明肺受累会引起YKL-40水平升高,从而推测YKL-40 可能与pSS-ILD 有关,并且可能反映疾病的活动,但需要相关的试验硏究来证实YKL-40可能会成为pSS-ILD 潜在的生物标志物。

二、细胞趋化因子——CC 基序配体-18 (CC chemokine ligand 18,CCL18)

CCL18是一种细胞趋化因子,除了参与T 细胞趋化,还可能在炎症细胞的趋化中发挥作用,通过直接激活诱导免疫细胞调节表型和功能,并在纤维化过程(尤其是在肺部)中起主要作用[28]。针对CCL18国内外研究多集中在类风湿性关节炎和系统性硬化症的诊断、严重程度及预后评估,而在pSS-ILD 方面的报道比较少见。He 等[29]收集了pSS-ILD 组、类风湿关节炎相关性间质性肺疾病、皮肌炎相关性间质性肺疾病患者BALF,对照组为无间质性肺疾病的患者,通过酶联免疫吸附法测定所有患者BALF中CCL18的水平,结果表明类风湿关节炎相关性间质性肺疾病、皮肌炎相关性间质性肺疾病和pSS-ILD 3 组好转出院患者的CCL18水平均明显高于对照组[2.54(1.26,3.66)μg/L,P＜0.05],其 中pSS-ILD 组 患 者 的CCL18 水 平为5.25(2.68,8.21)μg/L,同时也发现pSS-ILD患者中的CCL18水平与BALF 中淋巴细胞计数显著相关(r=0.394,P=0.019),而与HRCT 评分无显著相关性。从而表明pSS-ILD 患者的BALF中CCL18 水平升高,可能与疾病预后有关,而pSS-ILD 患者中淋巴细胞计数升高也间接反映CCL18水平升高与患间质性肺疾病相关。因此,推测CCL18可能会成为pSS-ILD 鉴别诊断及预后的生物标志物。

三、新兴标志物——miRNA

miRNA 是最小的RNA,广泛分布于动物中,与m RNA 结合降解或阻碍其翻译,在基因表达转录过程中发挥作用,与人类多种疾病相关,尤其是一些肿瘤性疾病和自身免疫性疾病,是近年来人们研究的热点[30-33]。Yu等[34]研究发现hsa-miR-7在特发性炎症性肌病合并间质性肺疾病的曲线下面积为0.897 8,95%CI为0.796 1～0.999 5,是一种潜在的生物标志物,可作为特发性炎症性肌病患者的诊断指标,用于区分特发性炎症性肌病/间质性肺疾病患者与无间质性肺疾病的特发性炎症性肌病。Sugiyama等[35]也提出在多发性肌炎/皮肌炎相关间质性肺疾病中miR-1水平与健康对照组相比明显升高,且随着病情好转其水平下降,可作为预测多发性肌炎/皮肌炎相关间质性肺疾病病情有前途的新型生物标志物。Li等[36]研究也发现miR-320a是系统性硬化症合并间质性肺疾病纤维化过程中的重要调节因子,可能会为系统性硬化症相关间质性肺疾病提供新的治疗策略。miR-200c也被发现与pSS-ILD 相关,miR-200c属于miR-200家族中的一员,miR-200c上调可降低间充质细胞标志物α平滑肌肌动蛋白、波形蛋白的表达,减轻TGF-β1 诱导的间充质细胞损伤,同时也可降低ZEB1和ZEB2的表达水平,ZEB1和ZEB2调控肺泡上皮细胞的上皮间质转化,维持肺泡上皮细胞的上皮细胞表型,故在纤维化发生发展的过程中起着抗纤维化的作用[37-38]。miR-200c对器官纤维化的调节作用与TGF-β介导的上皮间质转化有关。血清中miR-200c的异常水平可能是早期诊断肺纤维化的基础[39]。Jiang等[40]纳入了218例结缔组织病患者,其中包括30例pSS患者、23例系统性硬化症患者、29例皮肌炎/多发性肌炎患者、47例类风湿关节炎患者和23名健康对照者,对所有入组人员均进行了肺功能和HRCT 检查,并采集外周血单核细胞通过定量逆转录聚合酶链反应检测miR-200c的表达水平。比较不同疾病组miR-200c的水平,其中包括CTD-ILD 组和未患有间质性肺疾病的结缔组织病组,并将CTD-ILD 分成轻度和重度进行亚组分析,研究结果显示pSS组的miR-200c水平显著高于类风湿关节炎组,CTD-ILD 组miR-200c水平显著高于未患有间质性肺疾病的结缔组织病组,其在重度间质性肺疾病组的水平高于轻度间质性肺疾病组,从而推断miR-200c在鉴别诊断及预测病情严重程度上可能会成为pSS-ILD 有前途的生物标志物。

四、小结

pSS-ILD 在诊断和治疗方面已经取得显著进步,但在评估患者治疗和预后及监测病情活动等方面还缺乏有效的手段。目前应用于临床研究的CCL18、YKL-40、Angptl2、CA153 及miRNA,在评估pSS-ILD 预后、病情严重程度及鉴别诊断上发挥着不同的作用。多项研究表明KL-6不但可以作为pSS-ILD 预测预后的重要生物标志物,在诊断及鉴别诊断方面也有一定的作用。CA153 是临床上常用的肿瘤标志物,其水平升高提示pSS合并间质性肺疾病的风险,可能会成为鉴别pSS是否合并间质性肺疾病的生物标志物,也可能警示这些标志物升高的人群未来发生恶性肿瘤的风险要高于CA153正常的人群。miRNA 和CCL18可能会成为评估疾病严重程度的潜在标志物,而YKL-40可作为监测疾病活动的重要指标。但无论是哪种生物标志物,在预后、病情评估、诊断及治疗方面都存在一定局限性,探讨这些生物标志物的联合检测是未来的发展趋势,可能会更全面、准确评估pSS-ILD 的病情、治疗及预后。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突