细胞因子对渗出性胸腔积液的鉴别诊断价值

冯小红 张璐璐 王雪 薛庆亮

胸腔积液(pleural effusion,PE)是与多种良性和恶性疾病相关的临床常见并发症。根据Light标准[1]，胸腔积液可分为渗出性和漏出性，由充血性心力衰竭、肝硬化、肾病综合征等病因引起的积液常为漏出性，而渗出性积液常见于恶性肿瘤以及感染如结核导致的胸膜炎症。胸腔积液的病因学诊断是临床实践的常见问题，准确的早期诊断至关重要，以便于启动有效的管理方案，施行尽早干预。近年来，随着对机体免疫应答、炎症反应及肿瘤的深入研究，对免疫细胞的功能及调节有了较多认识。作为免疫细胞分泌的重要介质，细胞因子已显示出有望成为胸腔积液鉴别诊断的可靠生物标记物。本文总结了胸腔积液中多种细胞因子诊断性能的当前数据，其中包括多个系统回顾及荟萃分析结果，以评估其在良恶性渗出性胸腔积液的鉴别诊断价值。

细胞因子的诊断作用基础

结核性胸腔积液(tuberculous pleural effusion，TPE)和恶性胸腔积液(malignant pleural effusion，MPE)都是以淋巴细胞为主的渗出性积液，具有辅助/诱导表型的T淋巴细胞形成胸膜液中的主要淋巴细胞群，但在两种疾病中观察到不同的亚群，激活状态和随后的免疫反应[2]。研究发现胸膜病变的关键就在于激活的免疫细胞聚集在病变部位并释放细胞因子，发挥细胞免疫作用。TPE的淋巴细胞群主要是T辅助细胞，而细胞因子环境更倾向于Th1型免疫应答[3]，其激活及反馈机制涉及多种细胞因子。TPE被认为是针对结核分枝杆菌的迟发性超敏反应，是与包括白介素、干扰素和趋化因子在内的多种细胞因子增加相关的病理性免疫反应的结果[4]。MPE是由胸膜腔中的肿瘤细胞、内皮细胞、髓样细胞和淋巴样细胞相互作用诱导产生[5]，来自宿主或肿瘤细胞的多种效应分子参与MPE的发病机制中，这些效应分子可分为包括白介素、肿瘤坏死因子、干扰素在内的免疫调节效应分子，以及以VEGF为代表的诱导血管通透能力的调节介质[6]。导致淋巴细胞渗出性积液，液体积聚的分子机制复杂，可以预期的是，对在发病机制中起关键作用的细胞因子以及生物标志物组合的分析，可提高对于PE的鉴别诊断能力，并可能开发出一种具有良好临床实用性的高性能诊断方法。

细胞因子的诊断性能评估

一、γ-干扰素(interferon(IFN)-γ)

IFN-γ是一种重要的免疫调节因子，在T细胞分化和巨噬细胞活化中发挥关键作用，能够反映机体的细胞免疫状况。作为活化的淋巴细胞分泌的重要效应分子，IFN-γ介导并促进了针对肉芽肿形成和遏制结核分枝杆菌感染的Th1免疫应答。IFN-γ作为TPE诊断生物标志物已进行了大量的研究，早期的一项荟萃分析[7]显示IFN-γ诊断TPE合并的敏感性和特异性为0.96，另一项综合了22项研究的荟萃分析[8]结果显示IFN-γ诊断的敏感性和特异性分别为0.89和0.97，提示胸膜液IFN-γ水平可能是诊断TPE灵敏且特异的指标。最近，Aggarwal等人[9]汇总了67项研究数据的荟萃分析显示直接定量胸腔积液IFN-γ对TPE诊断的敏感性、特异性分别为0.93、0.96。我国的学者进行了一项胸膜液 T-SPOT和IFN-γ对TPE诊断的前瞻性研究[10]，两种检测方法均观察到了较高的准确性，而基于两者组合所建立的诊断模型则显示出更好的性能，其敏感性和特异性均超过95%。总结该领域IFN-γ的相关研究发现，其提供的信息可用于支持对临床实践中高度怀疑TPE的患者启动试验性抗结核治疗，尤其是在没有任何恶性肿瘤证据的情况下。

二、白介素-27 (interleukin(IL)-27)

IL-27是白介素12家族的新成员，它是由EB病毒诱导基因3和p28亚基组成的异源二聚体细胞因子。IL-27主要由抗原呈递细胞分泌，可通过对免疫应答的双重促炎和抗炎作用调节多种免疫疾病[11]。研究发现 TPE患者胸腔积液中IL-27的含量高于非TPE患者[12]，此后一系列的研究探索了IL-27作为新型诊断标志物的潜力。到目前为止，已经进行了四项荟萃分析[13-16]，汇总的敏感性及特异性均超过0.9，AUC大于0.95，显示出IL-27对TPE优异的诊断性能，但这些分析所纳入的研究大多是在我国这一全球结核高患病率背景下进行的，并且采用诊断标准也略有不同，可能对结果有所影响。其中，Wang等人[15]设计的包含两项前瞻性队列研究的荟萃分析，IL-27在北京队列的表现出的高诊断性能在武汉队列中得到验证，并在荟萃分析中进一步证实。作者总结得出IL-27可用于在结核高患病率环境中对TPE的诊断及所有患病率环境中一项排除指标。Roofchayee等人[17]研究发现IL-27与ADA的乘积对TPE诊断的特异性为98.28%，而敏感性可达到100%，且阴性预测值为0，可以这么解释，如果患者获得其数值的阴性结果，那么他患有结核性胸膜炎的几率可能为零，但该研究纳入的病例数较少，仍需进一步验证。IL-27联合其他指标可用于未经微生物确诊的TPE诊断，并有望在临床环境中实现高精度。

三、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor(TNF)-α)

TNF-α是一种对细胞的活化、募集、分化和凋亡具有多效作用的细胞因子，在结核分枝杆菌感染的免疫防御中也发挥重要作用，能增强巨噬细胞对病原菌的杀伤作用并有助于肉芽肿的形成，从而控制疾病进展[18]。研究发现结核引起的胸腔积液中可观察到该细胞因子水平的升高，2015年发表了TNF-α对TPE诊断的第一项荟萃分析[19]，其敏感性为0.89，特异性为0.82，2016年另一项荟萃分析[20]显示胸膜液TNF-α测定的总体敏感性和特异性分别为0.85、0.80，两项研究结果提示TNF-α可能是TPE的潜在诊断指标，虽然并未得到令人满意的总体准确性数据。Aggarwal等人[21]发表的最新荟萃分析，汇总估计的敏感性和特异性分别为0.79、0.82，与先前的荟萃分析结果不一致，其研究表明胸腔积液TNF-α对TPE的诊断准确性较差，特别是与肺炎旁胸腔积液鉴别。TNF-α作为TPE诊断生物标志物能否表现出足够的诊断性能，仍存在争议，有待于进一步评估。

四、γ-干扰素诱导蛋白10(interferon-inducible protein(IP)-10)

IP-10是趋化因子CXC亚家族成员，研究发现IP-10参与将单核细胞和活化的T淋巴细胞募集至结核炎症部位[22]，增强IFN-γ基因表达及Th1反应，还可以通过抑制血管生成来促进结核性肉芽肿坏死[23]。IP-10在结核性胸膜炎的具体作用机制虽尚未完全阐明，但其作为TPE的生物标志物已被广泛研究，并显示出与ADA和IFN-γ相当的诊断效用[24]。此外，有学者认为，由于IP-10是IFN-γ的放大信号，IP-10的分析测定可能会发现基于IFN-γ检测的假阴性病例，从而提高诊断的敏感性[25]。一项纳入了14项研究的荟萃分析[23]显示IP-10对TPE的诊断敏感性和特异性分别为0.84、0.90，AUC 为0.94。IP-10对TPE有重要的潜在诊断价值，需要更多证据来验证的IP-10作为独立生物标记物的诊断性能。

五、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)

VEGF被认为是肿瘤血管生成中最重要的调节因子之一，其通过刺激肿瘤血管生成，激活宿主血管内皮细胞，并促进恶性增殖而参与肿瘤生长的过程[6]。VEGF还能诱导胸膜间皮和脉管系统的通透性，在MPE的发病机制中起重要作用[26]。先前的研究已经报道了恶性起源的胸腔积液VEGF水平较高，根据Fafliora等人[27]的荟萃分析结果，与良性PE患者相比，MPE患者VEGF水平升高了1.93 ng/mL(95%CI：1.32-2.54，P <0.05)。Shen等人[28]发表的纳入10项研究的荟萃分析显示VEGF对MPE诊断的总体敏感性和特异性为0.75，AUC为0.82，尽管其数据并不理想，仍提供了有价值的信息。VEGF水平可作为对PE患者进行诊断评估的有用辅助手段，对于细胞学检查阴性的患者，高水平的VEGF可能有助于区分潜在的恶性肿瘤患者，而对于初始评估时低水平的患者则倾向选择保守的方式解决。

(表1)总结了IFN-γ、IL-27、TNF-α、IP-10、VEGF诊断准确性的荟萃分析数据。需要指出的是，由于荟萃分析中纳入的研究中存在截然不同的临界值，因此关于其阈值的选择需要更大范围的研究，为临床实践建立广泛接受的标准。值得注意的是，对这些细胞因子的诊断评估作用需进一步分析，研究的目的最终归于对临床决策的指导意义，使患者从中受益。

表1 细胞因子诊断性能的荟萃分析数据

总结与展望

尽管胸腔积液很常见，但关于其发展所涉及的炎症和免疫机制的调控信息却很少，特别是参与免疫过程的细胞及介质的确切作用机制尚不清楚。细胞因子作为关键效应分子，尽管单独的研究报道了其作用，仍需进一步研究了解与全身免疫反应相比，其在调节局部炎症中的累积作用以及在复杂的细胞因子免疫调节网络中的相互作用。今后的研究应着重于探讨细胞因子在胸膜疾病的免疫过程中的作用机制及调节通路，为良恶性渗出性胸腔积液的鉴别及治疗提供新的靶点和途径。