本文原载于《中华结核和呼吸杂志》年第7期
特发性肺纤维化(idiopathicpulmonaryfibrosis，IPF)是一种原因不明的慢性进展性纤维化型间质性肺炎，是最常见的特发性间质性肺炎(idiopathicinterstitialpneumonia，IIP)，50岁以上多发，病变局限于肺，以进行性呼吸困难为主要表现，组织病理学和(或)影像学表现为普通型间质性肺炎(usualinterstitialpneumonia，UIP)，需要依据临床表现、肺功能、影像学甚至是病理等才能确诊[1]。IPF发病率高，美国IPF的年发病率为6.8～16.3/10万[2]，发病率同年龄呈正相关，65岁以上人群中IPF发病率为93.7/10万[3]。目前我国尚缺乏相应的流行病学调查资料，临床实践中发现IPF的患者数量呈明显上升趋势。IPF缺乏有效的治疗措施，国内尚无以IPF为适应证的药物。IPF患者预后差，确诊后的中位生存期仅为2～4年[4]，老年人预后更差[3]。随着我国人口老龄化的加剧，IPF的发病率会进一步增加，必定给社会带来沉重的经济与医疗负担。因此，探索IPF发病机制，早发现、早诊断、早评估、早干预具有重要的意义。
生物标志物是一类反映机体健康或疾病状态的特殊物质。临床上常根据其信息类型将其分为：(1)疾病易感性标志物；(2)诊断性生物标志物；(3)疾病活动性标志物；(4)药物疗效标志物；(5)预后性标志物。生物标志物在疾病发病机制中起重要的指示作用，故亦可依据疾病不同的发病机制将生物标志物进行分类。传统观点认为，IPF发病是不明致病因子引起的慢性炎症导致持续的肺损伤和肺纤维化，目前普遍认为，IPF发病始动于肺泡上皮损伤，导致上皮细胞修复异常、免疫功能失调和纤维增生/纤维化/基质重塑[5,6]，故可在肺泡上皮损伤、免疫功能失调和纤维增生/纤维化/基质重塑等3种发病机制下对IPF生物学标志物的特点进行归类和研究。IPF生物标志物一直是基础研究及临床研究的热点，可能弥补目前IPF诊断的不足。目前IPF的诊断依赖胸部高分辨率CT和(或)肺活检病理，但患者组织病理学和(或)影像学表现为UIP并不具有特异性，且只有2/3的患者在影像学上有典型的UIP表现，而肺活检存在潜在的手术风险[7]，增加了诊断的难度，临床上需要方便、安全、准确的生物标志物协助诊断。生物标志物测定方便，可通过对相关IPF生物标志物的动态监测，加强对IPF患者的临床管理，进行疾病高风险人群筛查、疾病活动性判和疾病预后判断，并且协助疾病治疗甚至优化肺移植治疗[8]。良好的IPF生物标志物有利于制定临床研究方案，评估疗效等[9]。因此，亟需探索简单、精确、重复性好且取材风险小的IPF生物标志物。现整理IPF有关生物标志物在临床应用的进展，依据其信息类型并结合在IPF发病机制中的作用进行综述。
一、IPF易感标志物疾病易感性标志物反映罹患某种疾病的风险，常与疾病相关的基因突变和基因多态性相关，亦可出现在诊断标志物中。在健康人群中，易感性标志物只是反映罹患某种疾病的风险增加，但在复杂性疾病中，其诊断价值尚不明确。
1．黏蛋白5B(mucin5B，MUC5B)MUC5B主要由黏膜下腺黏液细胞合成的一种分泌型蛋白，正常情况下主要分布在传导性支气管，在终末细支气管及肺泡并无分泌，而在肺间质病变特别是IPF时，由于肺泡上皮细胞被破坏或直接活化而导致正常肺组织被纤维瘢痕或囊腔替代，形成蜂窝样改变，同时伴有末端细支气管病变，导致MUC5B异常分泌。Plantier等[10]在一项包含了20例IPF患者、13例慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)患者、5例原发性肺动脉高压患者和6名正常肺组织的比较中，对IPF时细支气管末端气腔特征进行了从形态学到转录因子及信号转导系统相关性的一系列观察分析，发现了53.5%的IPF蜂窝样改变周围的末端细支气管有单层短柱状的黏液细胞，而所有对照组均不存在，相关述评一致认为这些在IPF细支气管末端蜂窝组织内的黏液细胞是一项惊人的发现，同时该黏液细胞高表达MUC5B。关于MUC5B基因研究较多，Seibold等[11]在一项包括83例家族性间质性肺炎(familialpulmonaryfibrosis，FFP)、例散发IPF和例对照病例的研究中，应用全基因组连锁扫描技术检测了肺组织中MUC5B的表达水平，发现位于MUC5B转录起始点上游的rs单肽核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism，SNP)最小等位基因频率在FFP中占34%，在IPF中为38%，而在对照组中为9%，并在多项研究中验证[12,13]。Wang等[14]在一项包括例IPF、例间质性肺疾病(interstitiallungdiseases，ILD)及名对照的研究中发现，MUC5B转录起始点上游的rsSNP最小等位基因频率在IPF中为3.33%，ILD为2.22%，较健康对照组明显升高，其中IPF组和ILD组OR值分别为4.和2.(均P0.01)。尽管上述研究的结果在数值上有所不同，但表明了肺组织中MUC5B表达的紊乱很可能参与肺纤维化的发病，MUC5B基因可能为潜在的疾病易感性标志物。
2．端粒酶逆转录酶(telomerasereversetranscriptase，TERT)：端粒是真核细胞染色体末端的特有结构，随细胞分裂而缩短，其长度是决定细胞增殖能力和寿命的分子标志。端粒酶是一种核酸蛋白复合物，主要在于合成染色体端粒的重复序列以维持端粒长度的稳定性，与基因表达调控，细胞衰老，细胞永生化等有密切的关系。端粒酶逆转录酶是端粒酶的一种，在端粒合成中不可缺少[15]。Mushiroda等[16]在对例散发IPF患者和名对照组的推导队列以及83例散发病例和名对照组的重复队列研究中，采用全基因组关联研究(genome–wideassociation，GWA)的方法，通过基因分型发现TERT基因内含子2(rs)SNP与IPF明显相关，表明TERT基因的变异可能导致散发性IPF的发病风险增加。Cronkhite等[17]通过改良的Southern印迹杂交(Southerblot)、端粒酶限制性片段长度分析和定量聚合酶链反应(quantitativepolymerasechainreaction，qPCR)分析发现，在FFP和散发IPF患者中发现白细胞端粒缩短，表明血液中白细胞端粒的缩短可能是潜在的IPF的易感标志物。
3．Toll样作用蛋白(Toll–interactingprotein，TollIP)：TollIP是一种可与泛素相结合的衔接蛋白，可通过受体转换和受体降解来调节Toll样受体、IL–1及转化生长因子β(transforminggrowthfactorβ，TGFβ)的信号[18]。Noth等[19]在针对IPF患者的研究中，通过三级的GWA的研究方法，并采用病例对照研究及荟萃分析，发现TollIP的SNP(rs,rs,rs)同纯合子的等位基因相比有明显的不同的表达：rs最小等位基因的表达减少了20%，含有rs最小等位基因表达减少了40%，rs50的表达减少了50%，从而导致TollIP不同程度减少，得出了TollIP基因变异同IPF易感性密切相关的结论。
4．表面活性蛋白(surfactantprotein，SP)：SP是由肺泡Ⅱ型上皮细胞分泌的一种特殊蛋白，其主要成分是二棕榈酰卵磷脂，以单层分子垂直排列于肺泡液一气界面，有降低肺泡表面张力的作用。目前有多项研究表明，肺泡表面活性蛋白特别是SPA2和SPC，在IPF的发病中发挥着重要作用[20,21,22,23]，不过也有人通过研究散发的NSIP及IPF患者SPC相关DNA序列的变异后得出相反的结论[24]，SP作为IPF易感性生物标志物存在质疑。
其他与IPF发病有关的遗传变异的研究众多，目前至少还包括编码ELMOD2、NOD2/CARD15、IL–1、IL12p40、IL–8、IFN–1、CR–1、ENA–78、IP–10、VEGF、CD16b在内的众多基因，但上述潜在的IPF疾病易感性生物标志物的研究几乎都是病例对照研究，缺少在一般人群中进行的前瞻队列研究，其可靠性有待进一步证实[25]，但无论是IPF罕见的基因突变还是常见的基因多态性的发现，都明显提高了IPF患者家庭成员的筛查能力[25]。
二、诊断性标志物1．金属基质蛋白酶(matrixmetalloproteinases，MMPs)：MMPs是的一类含锌金属肽酶，具有降解多种细胞外基质，激活或降解多种细胞介质以及促进细胞迁移等作用[26]。Rosas等[27]通过分析74例IPF患者以及53例对照患者的49种蛋白的血浆浓度，发现由5种蛋白(MMP–7、MMP1、MMP8、IGFBP1和TNFRSF1A)组成的标记，区分IPF患者和对照组的敏感性是98.6%(95%可信区间92.7%～%)，特异性为98.1%(95%可信区间89.9%～%)。他们同时比较了IPF患者与慢阻肺或结节病患者，发现IPF患者血浆MMP–1和MMP–7浓度均明显升高，并且通过它们可以将亚急性(或慢性)过敏性肺炎与IPF鉴别开来，其敏感度为96.3%(95%可信区间81.0%～%)，特异度为87.2%(95%可信区间72.6%～95.7%)。他们在由IPF、FFP、亚临床ILD以及对照组成的验证队列中也得到了相类似的结果，并发现同对照组相比，亚临床ILD中MMP–7水平升高，通过该实验证明了MMP–7可以作为IPF潜在的早期诊断标志物。
2．S蛋白A9(SA9)：SA9是一种在粒细胞、单核细胞、巨噬细胞的初始分化阶段表达，也可以在炎症状态下的角质细胞和上皮细胞中表达的蛋白[28]。Hara等[29]用ELISA方法，分别检测28例IPF，15例非特异性间质性肺炎(non–specificinterstitialpneumonia，NSIP)，20例隐原性机化性肺炎(cryptogenicorganizingpneumonia，COP)，35例胶原血管疾病(collagenvasculardisease，CVD)及23名对照的血浆和BALFSA9水平，发现同非IPF组比较，IPF组中BALF中SA9明显升高，并且受试者工作曲线(ROCcurve)分析显示IPF患者具有足够的敏感度及特异度来鉴别IPF，提示SA9为潜在的IPF诊断生物标志物。
3．细胞角蛋白18片段(cleavedcytokeratin–18，CCK–18)：CCK–18是一种细胞骨架蛋白，存在于包含肺泡上皮细胞在内的多种细胞，可通过凋亡蛋白酶分解成片段而形成CCK–18。Cha等[30]在一项包括84例IPF、24例过敏性肺炎(hypersensitivitypneumonia，HP)、22例NSIP、33例对照研究中，发现IPF患者的血浆CCK–18的水平较非IPF组明显升高(ROC曲线下面积0.76)，提示CCK–18可作为潜在的诊断性生物标志物。
4．其他：关于IPF诊断标志物的研究众多，研究证明包括Ⅱ型肺泡细胞表面抗原(krebsYondenlungen–6，KL–6)、SP(如SPA、SPD)、YKL–40，骨桥蛋白(osteopontin，OPN)，天冬氨酸蛋白酶A(napsinA),软骨低聚基质蛋白(cartilageoligomericmatrixprotein，COMP),磷脂酸(lysophosphatidicacid，LPA)等在内的多种生物活性物质具有潜在的诊断价值，但是关于这些标志物的研究大多仅简单比照IPF患者和对照组，它们大多不包含重复组，并且部分物质在许多非IPF相关的肺部疾病中的水平常常也是升高的，因此其诊断的特异性尚存质疑[31,32,33,34,35,36]。
三、疾病活动性标志物疾病活动性标志物主要用于反映疾病的活动、进展或恶化。尽管活动性标志物常同诊断、预后标志物共存于患者机体中，但其常会在疾病的发生发展时发生特征性的变化。目前还没有关于IPF疾病活动性的明确定义。IPF急性加重(acuteexaeerbationsofIPF，AEIPF)指IPF患者1个月出现的呼吸困难的明显加重，加重原因不明，并非感染、肺栓塞或心力衰竭所致[37]。AEIPF可在IPF慢性过程中随时出现，病死率高，预后极差，临床上亟需针对AEIPF的特异性生物标志物的研究和发展。
1．黏蛋白–1(Mucin1，MUC1)：
也称KL–6，是黏蛋白家族中的一种大分子糖蛋白，在Ⅱ型肺泡细胞、呼吸性细支气管上皮细胞以及其他的腺上皮细胞如胰腺、乳腺等均有表达。MUC1起初作为腺癌的肿瘤标志物来研究，后发现血清MUC1升高可反映肺泡损伤、Ⅱ型肺泡细胞再生以及多种间质性肺疾病的活动性[32]。Collard等[38]在一项包括47例AEIPF患者、20例稳定期IPF(stableIPF，S–IPF)和20例急性肺损伤(acutelunginjury，ALI)患者的研究中发现AEIPF血液中MUC1水平明显高于其他两组，说明AEIPF与血液中MUC1的增加相关联，支持Ⅱ型肺泡上皮细胞在IPF急性加重过程中起核心作用的假设。
2．热休克蛋白47(heatshockprotein47，HSP47)：
HSP47是具有胶原蛋白特性的分子伴侣，在胶原的合成和分泌中非常重要。在Kakugawa等[39]的一项包含20例AEIPF患者和33例S–IPF患者的研究中通过检测患者血浆中HSP47、KL–6、SPA、SPD、乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase，LDH)的水平，发现HSP47在AEIPF患者中的血浆浓度明显高于S–IPF组，而KL–6、SPA和SPD变化却不明显，且HSP47ROC曲线能更好地区别AEIPF及S–IPF，提示了稳定期和急性加重期的IPF纤维化的机制是不同的，并且HSP47可作为一个潜在的提示IPF急性加重的生物标志物。
3．血循环中纤维细胞计数：
纤维细胞被认为是能产生细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)的间叶组织母细胞，可分化成成纤维细胞和肌成纤维细胞[40]。Moeller等[41]在一项含51例S–IPF，7例AEIPF和10例急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS)患者的一项研究中，应用流式细胞仪检测血细胞发现IPF患者血循环中纤维细胞数明显升高，而AEIPF较S–IPF患者升高更明显，其中有3例患者在AEIPF恢复至稳定期后，血循环中纤维细胞计数也恢复到了加重前水平，该研究初步表明，血循环中纤维细胞数为IPF潜在活动性的预测指标，可能作为疾病进展的生物标志物。
4．其他：
IPF疾病活动性标志物是现在研究的热点之一，许多生物分子如CC–趋化因子配体18(CCchemokineligand18，CCL–18)、SPA、MMP–7、α–防御素等有研究发现其可作为潜在的疾病活动标志物，但需要大样本、可重复性的研究予以证实，至今还没有发现能反映IPF进程的并且可应用于临床的诊断标志物。因此，有关IPF疾病活动性标志物的研究仍需不断完善。
四、预后标志物预后标志物可以协助判断疾病的结局，预测疾病的转归。而IPF总体预后差，有效生存期短，可靠的预后标志物也备受期待。
1．MMP–7：MMP–7是MMP家族中重要的一员，目前已有许多研究证实MMP–7能对IPF患者进行预后。Richards等[42]在一项研究中，通过筛查IPF患者潜在的生物标志物，发现无论在推导队列(n＝)还是验证队列(n＝)，IPF的死亡率与患者的MMP–7的血浆浓度都是明显相关的。Song等[43]在一项包含有例IPF患者，平均随访时间为2年的回顾性的研究中，运用多变量Cox回归分析，发现MMP–7(≥12.1ng/ml)和SPA(≥80.3ng/ml)血浆浓度均升高的患者预后差(1年生存率仅为59%)，通过多元变量分析发现将MMP–7、SPA、KL–6同时纳入到预后评测模型中可明显提高预后判断，证实MMP7为一种潜在的良好的预后标志物。
2．黏蛋白5B(Mucin5B，MUC5B)：MUC5B启动子的多态性不仅可作为IPF易感性的指标，也可以反映IPF的预后。Peljto等[44]设计了两项独立的IPF队列(一项为包含例患者的临床实践，另一项包含例IPF患者的临床实验)，证明了同野生型的SNP相比，MUC5B的基因多态性与病死率明显相关；同时同年龄、FVC、DLCO等临床预后变量一样，其在预测IPF病死率的模型中，能提高IPF病死率的预测(ROC曲线下面积可从0.68～0.69提高到0.71～0.73)。
3．红细胞分布宽度(theredcelldistributionwidth，RDW)：Nathan等[45]通过分析例IPF患者的全血细胞计数(北京治疗白癜风哪里医院疗效最好北京有治疗白癜风专科医院吗
转载请注明地址:http://www.qwhcm.com/zcmbyy/1844.html
