胸水標志物在診斷惡性與結核性胸水中的研究進展

解春林 黃韜 卜俊暉 李夢舟 張璟

昆明醫科大學第一附屬醫院胸外科（昆明650032）

惡性胸腔積液（malignant pleural effusion，MPE）與結核性胸腔積液（tuberculous pleural effusion，TPE）在滲出性胸腔積液中較為常見。MPE可導致患者出現呼吸困難、疼痛、惡病質和體力活動減少，可發生在幾乎所有惡性腫瘤疾病中，尤其是肺部惡性腫瘤，占臨床病例的1/3［1］。TPE是最主要的肺外結核癥狀，約占所有結核患者的3%～25%［3］。由于MPE與TPE的多種胸水標志物含量相似，在臨床工作中較難鑒別。但快速、準確診明病因，明確胸腔積液的性質又對胸腔積液的治療至關重要。有創的診斷方式例如CT引導下穿刺活檢，胸腔鏡檢查等，可以明確診斷大部分胸腔積液的性質，但由于有創檢查的局限性和部分患者不能接受或很好的耐受有創的診斷方式。因此大約20%的患者得不到確切的診斷。胸水標志物的發現能有效診斷胸腔積液，具有重要的價值。本文對近年來國內外用于鑒別診斷的胸水標志物研究進展作一綜述。

1 診斷MPE的胸水標志物

1.1 血管內皮生長因子VEGF是一種高二聚體糖蛋白，分子量在35～44 kDa之間，具有廣泛的生物學功能，包括刺激細胞分化、遷移、存活，以及調節血管通透性和血管生成［1］。VEGF可誘導產生胸膜間皮細胞，增加胸膜微血管的通透性，進而使臟層胸膜的通透性增加，有助于胸腔積液的形成。胸腔積液的形成過程通常涉及到細胞、血漿穿過胸膜毛細血管屏障和胸膜間皮細胞屏障從體循環向胸膜腔轉移［4］。在細胞、血漿穿過胸膜毛細血管屏障時，受到血管通透性的限制，而血管通透性本身也受到VEGF等一系列細胞因子較為嚴格的“管控”。在調節血管通透性方面，VEGF主要作用于血管內皮，一方面可以誘導血管內皮細胞的形態變化，如打開連接的內皮細胞來增加微血管的通透性；另一方面VEGF與其受體相互作用，激活絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）下游信號級聯，調節內皮細胞的增殖和遷移，從而促進腫瘤血管生成來提高通透性；此外，機體還可以根據VEGF含量的高低來調節血管的收縮與舒張，這樣也能夠使血管的通透性增加［1，5］。綜上，VEGF可以從兩個方面調節血管的通透性進而在MPE形成過程中發揮作用：（1）VEGF可調節血管本身的通透性（直接作用）；（2）促進血管生成和控制血管的收縮與舒張（間接作用）。

對胸腔積液中VEGF含量進行檢測，有助于明確胸腔積液的性質。GU等［2］發現VEGF臨界值為297.06 ng/L時，VEGF診斷MPE的敏感性為80.0%，特異性為96.7%，MPE中VEGF含量明顯高于良性組（P＜0.01），且在惡性中表達程度比良性更高。陳先夢等［6］的薈萃分析發現VEGF診斷MPE的匯總敏感性，漏診率分別為72%、28%；匯總特異性、誤診率分別為80%、20%，此結果顯示VEGF對MPE的診斷有較高的準確性，雖然敏感性75%不足以確定MPE的診斷，但為臨床篩選排除MPE提供了幫助。WU等［7］嘗試新的胸水標志物聯合診斷，發現當VEGF含量＞214 pg/mL且蛋白質含量＞3.35 g/dL時，MPE的診斷敏感性為92.6%，特異性為78.6%。以上研究的結果均表明VEGF對MPE有較高診斷敏感性和特異性，且與其他胸水標志物聯合檢測可以提高診斷價值。MOHAJERI等［8］發現VEGF在晚期非小細胞肺癌患者的MPE中高表達，并且MPE中的VEGF濃度越高，晚期非小細胞肺癌患者發生遠處轉移的風險就越高，說明MPE中VEGF水平可能是判斷晚期非小細胞肺癌患者預后的重要指標之一。

1.2 癌胚抗原CEA是在結腸癌和胚胎組織中提取的一種腫瘤相關抗原，是一種與細胞黏附有關的糖蛋白，在胎兒發育過程中的胃腸道組織中產生，在惡性腫瘤患者體內存在于惡性腫瘤細胞的表面，在胸水、腹水等多種體液中均可檢出CEA［9］。在大部分肺腺癌患者中，血清和胸水中CEA含量升高，CEA可促進腫瘤的發生和轉移，并且CEA對轉移性腺癌導致的MPE的診斷靈敏性為61%～91%［10］。在初次診斷時，大約15%的肺癌患者就已經出現胸腔積液，50%的肺癌患者在疾病過程中會出現胸腔積液，且胸腔積液中CEA水平與血清CEA水平呈正相關，常在MPE中檢測出的CEA含量也相應升高［11］。

周曉明等［12］通過檢測胸腔積液中的CEA以及胰島素樣生長因子結合蛋白2（IGFBP-2）的水平，發現當CEA臨界值為16.43 μg/L時，敏感性為63.2%，特異性為100.0%，診斷特異性很高，但敏感性偏低。NGUYEN等［13］的CEA診斷MPE相關的研究顯示CEA在診斷MPE中的敏感性和特異性分別為54.9%和96.2%。CEA雖然是目前所檢測胸水生物標志物中最可靠的，但是在診斷MPE中的敏感性較低，限制了CEA的臨床應用價值。但FENG等［14］在CEA診斷與肺腺癌導致的MPE的研究中，得出89.95%的敏感性和96.88%的特異性的結果，證明CEA對肺腺癌導致的MPE診斷，有更高的敏感性。ENZ等［15］發現早期肺癌患者的胸水細胞學陰性，血清和胸腔積液中CA199水平正常，但是胸水中CEA水平升高215倍，血清CEA水平升高30倍。隨后進行手術治療，術后病理結果顯示中等分化的腺癌，無胸膜轉移，在術后的2個月隨訪中，血清和胸腔積液中CEA逐漸下降，結果說明CEA水平可提高胸水細胞學陰性MPE患者的診斷敏感性，為肺結節楔形切除術的隨訪提供有價值的信息。但目前有關診斷MPE的胸水標志物的研究仍有如下不足：（1）研究中設定的截斷值較高，但并不具有絕對的診斷特異性。而且，為了讓胸水標志物能夠起到幫助診斷的作用，則任何良性胸腔積液都不應超過設定的截斷值。（2）部分研究中存在良性胸腔積液，良性胸腔積液與惡性胸腔積液較容易區分開，這使得胸水標志物的診斷價值被高估。

2 診斷TPE的胸水標志物

2.1 腺苷脫氨酶目前診斷TPE的金標準包括胸水或胸膜活檢組織中檢測到或培養出抗酸桿菌，活檢的有創性以及培養物的低產量和培養出陽性結果的時間較長。目前在胸水標志物中最被廣泛認可的便是腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）。人體的大多數細胞中都存在ADA，結核性胸膜炎時，免疫反應增強使淋巴細胞顯著增加，進而ADA在胸腔積液中的含量明顯增加。目前公認的胸水ADA診斷截斷值＞35 U/L，ADA對TPE與MPE的鑒別診斷的研究是臨床研究的熱點。PALMA等［16］有關胸水ADA診斷TPE的研究表明胸水ADA對TPE診斷的敏感性和特異性分別為93%、92%。

2.2 白細胞介素-27白細胞介素-27（interleukin 27，IL-27）是一種主要由抗原遞呈細胞，如巨噬細胞和樹突細胞所分泌的異二聚體，是IL-6/IL-12家族中的細胞因子之一。機體感染結核分枝桿菌時，結核分枝桿菌被機體的非特異性免疫反應所識別，識別后IL-27被誘導產生，誘導產生的IL-27一方面調控以巨噬細胞為主的免疫反應來限制結核病發展。同時IL-27與IL-12協同作用來促進干擾素-γ，腫瘤壞死因子，IL-18的分泌來限制結核病的發展。胸膜腔中存在的結核分枝桿菌抗原引起免疫反應，該過程由巨噬細胞和中性粒細胞引發，免疫反應過程被Th1細胞調節，而IL-27被鑒定為Th1分化的早期啟動子，調節Th1細胞分化和增值，進而導致胸膜腔中出現以淋巴細胞為主的滲出物，這些滲出物可以限制結核病的發展。YE等［17］在探討IL-27CD4+T細胞進入胸膜腔的機制時發現，IL-27通過激活信號傳導及轉錄激活因子3（STAT3）信號通路傳導，顯著的促進了胸膜間皮細胞的增殖，并且完全阻止了由IFN-γ誘導的胸膜間皮細胞的凋亡，進而影響TPE的發展。在惡性腫瘤發病過程中，IL-27可以通過激活細胞毒性CD8+T細胞，NK細胞，和抗血管生成因子來增強抗腫瘤免疫應答。

LIU等［18］的IL-27診斷價值的研究顯示IL-27測定診斷TPE的匯總敏感性為93%，匯總特異性為97%，表明IL-27對于TPE的診斷價值較高。但檢測胸水中IL-27的成本較高以及缺乏被公認的最佳截斷值，因此IL-27診斷TPE的方法未能得到普及。

2.3 干擾素-γ在機體感染結核分枝桿菌后，細胞免疫被激活，致敏的CD4+T細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）可以分泌細胞因子干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ），且Th1細胞產生淋巴因子中主要是IFN-γ。IFN-γ能使巨噬細胞聚集，且增加巨噬細胞對結核桿菌的殺菌能力，進而消滅結核分枝桿菌控制感染播散［19］。因此IFN-γ也是有效診斷TPE的胸水標志物。

IFN-γ釋放試驗（IGRAs）是一種體外免疫檢測結核桿菌感染的新方法，簡單、無創并且可以更快的診斷TPE，但其最佳的截斷值仍未確定。ASHUTOSH等［20］對文獻分析得出IFN-γ診斷TPE的匯總敏感性和匯總特異性分別為72%和78%，表明IFN-γ釋放實驗無論是在全血或胸腔積液中，對疑似TPE患者的診斷準確率都不高。

3 未來研究中具有潛力的胸水標志物

3.1 外泌體microRNA外泌體microRNA的發現為診斷MPE提供了新的方向，TAMIYA等［21］通過實時定量逆轉錄聚合酶鏈式反應（RT-PCR）對患者胸腔積液中的外泌體microRNA進行檢測，結果發現MPE組中microRNA-182與microRNA-210表達量明顯高于良性胸腔積液組，敏感性與特異性分別92.7%、73.3%和58.5%、93.3%，表明這兩種microRNA是MPE潛在的診斷生物標志物。外泌體microRNA在胸水中穩定性較高，且對MPE具有一定的診斷準確性，由此可見，外泌體microRNA可能會成為更好的診斷MPE的生物標志物。

3.2 胸水中的小分子代謝產物質子核磁共振譜（proton nuclear magnetic resonance spectroscopy，1H-NMR）可以無創的定量檢測胸水中小分子的代謝情況。通過1H-NMR檢測不同類型的胸水中小分子代謝產物的變化，可以對疾病的診斷和治療提供一定的幫助，并可以揭示疾病發生發展中的代謝機制［22］。WANG等［23］通過1H-NMR對TPE、MPE與滲出性胸腔積液中小分子代謝產物的變化進行檢測，發現TPE中檸檬酸、乳酸、肌酸、以及醋酸的含量明顯低于MPE，且TPE中的脂質含量明顯高于滲出性胸腔積液組，MPE組也表現出氨基酸含量明顯降低的趨勢。因此通過1H-NMR檢測胸水小分子代謝產物的變化，在鑒別TPE、MPE方面有很好的應用前景，但目前對于胸水中小分子代謝紊亂的機制尚不清楚。

4 展望

MPE與TPE診斷是一個重要的臨床問題，胸水中的生物標志物檢測可以為臨床醫生提供一些參考依據，單個胸水指標對于鑒別診斷TPE與MPE仍有一定的限制，無法做到快速準確的明確胸水的性質。隨著胸水標志物在胸水診斷方面的研究越來越多，發現VEGF、癌胚抗原、CEA等均對明確胸腔積液的性質有一定的幫助，多種胸腔積液的標志物聯合檢測可以提高其對確定胸腔積液性質上的準確性，降低漏診率和誤診率。因此，應該嘗試探索不同胸水標志物組合在鑒別診斷胸水性質中的診斷特異性和敏感性，來提高胸水標志物的鑒別診斷價值。