肺泡蛋白沉積癥的診治進展

王天真 曹孟淑, 2

肺泡蛋白沉積癥(Pulmonary alveolar proteinosis, PAP)是一種罕見的肺彌漫性疾病，發(fā)病率約為百萬分之七，其特征為肺泡巨噬細胞功能失調(diào)致表面活性蛋白和脂質(zhì)沉積于肺泡內(nèi)。PAP的臨床癥狀常無特異性，包括發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難等，甚至三分之一的PAP患者無任何癥狀，故常被誤診。1958年由Rosen等首次報道[1]，人們從未停止對PAP的探索。隨著對PAP發(fā)病機制的了解，人們對PAP的診斷、治療方面的認識逐步加深。為了提高臨床醫(yī)生對本病的認識，本文就PAP的診治進展作一綜述。

PAP的發(fā)病機制

PAP從發(fā)病機制上來說主要分為兩種——肺泡表面活性物質(zhì)的清除障礙或產(chǎn)生異常。表面活性物質(zhì)是由肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌的一種復雜的脂蛋白，主要由脂質(zhì)(90%)和蛋白質(zhì)(10%)組成。其具有降低肺泡表面張力并防止呼吸過程中肺泡塌陷的功能[2]。然而，多余的表面活性物質(zhì)會阻礙氧氣進入肺泡及二氧化碳排出體外。表面活性物質(zhì)的清除主要是通過肺泡Ⅱ型上皮細胞循環(huán)及分解代謝或者巨噬細胞的攝取來完成的。其中，巨噬細胞需要通過粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)在肺中成熟，從而承擔清除表面活性物質(zhì)的作用。

PAP主要分為三類-原發(fā)性PAP(自身免疫性PAP和遺傳性PAP)、繼發(fā)性PAP及先天性PAP，其中百分之九十為自身免疫性PAP。

一、原發(fā)性PAP

原發(fā)性PAP是由于GM-CSF信號通路中斷所致。自身免疫性PAP患者中存在較高滴度的GM-CSF抗體，通過特異性結(jié)合GM-CSF抗原表位，阻斷其與受體之間的作用來影響GM-CSF信號通路傳導。肺泡巨噬細胞依賴GM-CSF信號通路維持膽固醇流出，當GM-CSF信號傳導受損時，膽固醇被酯化并聚集在細胞內(nèi)脂滴中，從而導致泡沫巨噬細胞的形成。泡沫型巨噬細胞減少了表面活性物質(zhì)的吸收和清除，多余的表面活性物質(zhì)聚集在氣-液界面，阻礙氧氣的進入及二氧化碳的排出[3]。CSF2RA和CSF2RB為編碼GM-CSF受體的兩個亞單位。遺傳性PAP為CSF2RA和CSF2RB中常染色體隱性突變，導致GM-CSF受體蛋白表達異常的遺傳性疾病[4-5]。此外，Suzuki等人的研究表明，具有相同突變的家庭成員之間，疾病的嚴重程度也有差異[6]。可見遺傳性PAP疾病中，除了GM-CSF信號，其他可能因素也很重要。

二、繼發(fā)性PAP

繼發(fā)性PAP常繼發(fā)于血液系統(tǒng)疾病(尤其是骨髓增生異常綜合征、慢性粒細胞白血病)、慢性感染、有毒物質(zhì)的吸入、惡性腫瘤、免疫缺陷、慢性炎癥及影響單核吞噬細胞數(shù)量或功能的突變(如GATA2突變)[7-8]。繼發(fā)性PAP的致病機制尚不清楚，主要考慮為肺泡巨噬細胞數(shù)量或功能的改變，導致肺泡巨噬細胞清除表面活性物質(zhì)能力受損引起的。

三、先天性PAP

先天性PAP是由編碼表面活性物質(zhì)蛋白或參與表面活性物質(zhì)產(chǎn)生的蛋白的基因突變，導致表面活性物質(zhì)產(chǎn)生障礙引起的，多見于兒童[9]。SFTPB和SFTPC是存在于表面活性物質(zhì)磷脂層中的疏水鍵[10]。ABCA3是一種膜蛋白，參與脂質(zhì)運輸至Ⅱ型肺泡上皮細胞中，表面活性物質(zhì)復合體在這里被組裝、加工及儲存[11]。SFTPB、SFTPC及ABCA3的突變破壞了表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生及功能，導致呼吸系統(tǒng)疾病。SFTPB突變的純合子患兒出生不久后常出現(xiàn)呼吸窘迫，并導致死亡[12]。然而，SFTPB突變的雜合子的患者肺功能正常[13]。患有ABCA3功能缺失的純合子嬰兒在出生后不久就會死亡[14]，而若ABCA3突變與缺乏磷脂酰膽堿的表面活性物質(zhì)功能失調(diào)相關(guān)，患者常為青少年[15]。另外，轉(zhuǎn)錄因子TTF1和NKX2-1的突變也會導致表面活性物質(zhì)產(chǎn)生障礙[16]。

PAP的臨床特點

美國一項大型流行病學研究顯示PAP的患病率約為百萬分之七，且男女之間并無差異[17]。PAP發(fā)病隱匿，常無特征性表現(xiàn)。對于自身免疫性PAP來說，約有三分之二的患者有癥狀，其中最常見的為勞力性呼吸困難，還包括有慢性咳嗽、胸痛、咯血等。大多數(shù)患者體格檢查無明顯異常，但也可能會出現(xiàn)杵狀指、裂痕、發(fā)紺等體征。

PAP常規(guī)實驗室檢查多正常，但血清乳酸脫氫酶、表面活性蛋白A、表面活性蛋白B、表面活性蛋白D及KL-6可升高，并與疾病的嚴重程度相關(guān)[8, 18]。PAP患者肺功能常無異常，只在疾病晚期表現(xiàn)為限制性通氣功能障礙。患者運動時氧飽和度的降低及肺泡-動脈血氧分壓差升高被證明可以很好的反應疾病的活動性，且與PAP治療選擇相關(guān)，故在較多試驗中作為主要測量結(jié)果[8]。典型的PAP胸片可見雙側(cè)氣腔高密度影，類似于肺氣腫，但沒有左心衰的征象。CT掃描多為肺部雙側(cè)實變和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，偶可發(fā)現(xiàn)代表小葉間隔增厚的潛在線性異常。典型特征為“鋪路石征”，由兩側(cè)磨玻璃影及小葉間隔增厚組成[19]。但“鋪路石征”可發(fā)生于許多疾病——過敏性肺炎、淋巴管癌、急性肺損傷等，并不具有特異性。肺纖維化在PAP中并不常見，它發(fā)生于少數(shù)PAP患者中，常表示晚期或終末期。目前了解到全肺灌洗、給氧治療及GM-CSF治療會導致纖維化，但潛在的致病機制仍不清楚[20]。支氣管鏡檢查可用于排除感染、清除分泌物及獲取支氣管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid，BALF)。BALF常呈乳白色，肺泡巨噬細胞細胞學檢查可見充盈細胞胞漿內(nèi)脂滴呈泡沫狀。支氣管肺泡灌洗可發(fā)現(xiàn)肺泡腔內(nèi)PAS染色陽性的蛋白質(zhì)樣沉積物[8]。也可通過外科肺活檢、支氣管肺活檢獲取肺組織，肺泡及細支氣管腔內(nèi)充滿大量顆粒狀、塊狀嗜伊紅蛋白樣物質(zhì)，PAS染色為陽性。

PAP的診斷

診斷PAP的金標準為肺活檢——組織學檢查發(fā)現(xiàn)肺泡及細支氣管內(nèi)有PAS染色陽性的蛋白質(zhì)類沉積物[8, 21]，并通過HE染色等特殊染色及微生物培養(yǎng)排除其他能引起PAS染色陽性的疾病。由于開胸肺活檢損傷較大，后部分患者通過支氣管鏡檢查獲取BALF來確診——BALF中發(fā)現(xiàn)PAS染色陽性的蛋白質(zhì)樣沉積物[8]。盡管組織學檢查可以明確PAP的存在，但無法確定致病機制或潛在疾病。并且有研究表明，在最終確診為自身免疫性PAP的患者中，28%的患者進行肺活檢后仍不能確定為PAP[22]。這是由于PAP在肺中呈斑片狀分布，活檢陽性率并不高。隨著對PAP發(fā)病機制的了解，人們逐漸將目光從活檢投向了血液學檢查。

伴或不伴有咳嗽、疲勞的慢性進行性呼吸困難，且具有典型PAP胸部CT表現(xiàn)的患者，需考慮PAP。對于高度懷疑PAP的患者首先需進行GM-CSF自身抗體實驗，其對自身免疫性PAP具有100%的敏感性及特異性[23]。然而，GM-CSF自身抗體的絕對水平與疾病嚴重程度之間沒有相關(guān)性。有研究表明，在健康個體中也可發(fā)現(xiàn)較低的GM-CSF自身抗體水平，似乎自身免疫性PAP存在一個臨界閾值，在該閾值下，抗體濃度會損害GM-CSF信號傳導，從而導致疾病[24]。GM-CSF自身抗體實驗診斷自身免疫性PAP的閾值為5g/mL[23]。

遺傳性PAP患者GM-CSF受體蛋白表達異常，致血清GM-CSF清除減少。若抗體水平正常，且排除了繼發(fā)性PAP可能的患者，應測量血清中GM-CSF水平來診斷。如果條件允許，也可以測量GM-CSF信號。GM-CSF信號可以通過STAT5磷酸化指數(shù)測試[6]或CD11b刺激指數(shù)試驗[25]來測量。這些測試可以反映GM-CSF受體功能障礙水平。如有需要，也可以對遺傳性PAP患者行進一步的基因確定。若患者GM-CSF自身抗體、GM-CSF水平均正常，且已排除繼發(fā)性PAP可能，需檢測是否有表面活性劑相關(guān)基因突變，也就是是否為先天性PAP。根據(jù)這個思路下來，排除了原發(fā)性PAP、繼發(fā)性PAP及先天性PAP后無法分類的PAP患者，可以通過肺活檢來獲取肺組織診斷。

PAP的治療

PAP的首選治療仍為全肺灌洗，目前仍缺乏關(guān)于此操作的標準化指導，大家較普遍認為進行該操作的合理指征為氧合降低，肺功能下降及影像學惡化。常采用左右肺間隔治療，在全身麻醉下使用雙腔氣管插管，一側(cè)肺進行機械通氣，另一側(cè)肺灌注1～2L 37℃無菌生理鹽水，有研究推薦注入鹽水的最大高度約為患者腋窩中線上方100cm[26]，然后用虹吸的方法去除洗滌液，此操作通過物理方式清除肺中聚集的表面活性物質(zhì)及沉淀物，重復此操作，直至流出的液體變清澈為止(生理鹽水總量常為5～40L)，間隔1～2周后進行另一側(cè)肺的灌洗。全肺灌洗可以改善患者癥狀、運動耐力和肺功能[26]。有研究表明，相較于沒有進行全肺灌洗的患者，進行全肺灌洗的PAP患者5年生存率更高，并且大多數(shù)患者有較好的臨床回饋[8]。全肺灌洗的副作用包括缺氧、氣胸、胸水、感染及急性呼吸窘迫綜合征，但發(fā)生率較低[26]。對于嚴重呼吸困難的患者，可以在進行體外膜肺氧合的基礎(chǔ)上進行全肺灌洗。

藥物治療主要用于自身免疫性PAP患者，通過外源給予足夠的GM-CSF來中和GM-CSF自身抗體，以達到治療的目的。GM-CSF的給藥方式主要有皮下注射及吸入兩種。最近的一項皮下注射GM-CSF的研究納入了55名原發(fā)性PAP患者，有24名患者進行了序貫的皮下注射GM-CSF。所有患者每日皮下注射一次GM-CSF 75μg，一個月后復查胸部CT，若胸部CT較前吸收好轉(zhuǎn)，則繼續(xù)GM-CSF 75μg qd持續(xù)兩月，兩月后改為75μg qod使用3月；若一月后胸部CT沒有變化或較前加重，則皮下注射GM-CSF加量至150μg qd持續(xù)兩月，兩月后改為150μg qod使用3月。所有的患者都會隨訪12個月。有兩例患者皮下注射部位出現(xiàn)輕度皮膚僵硬，更換注射部位兩周后癥狀消失，余未見明顯不良反應，完成整個研究的20名患者中1例治愈，16例好轉(zhuǎn)，3例無效，且總體治療費用明顯低于其他治療方案[27]。霧化吸入GM-CSF療法被認為是全肺灌洗的強有力的替代方法。最新的關(guān)于GM-CSF霧化吸入治療納入了138名自身免疫性PAP患者，患者按1:1:1隨機分配為三組，連續(xù)或隔周吸入GM-CSF 300μ/d或匹配安慰劑，24周結(jié)束后，連續(xù)使用GM-CSF的患者相較于安慰劑組，A-aDO2、相關(guān)生活質(zhì)量、肺功能都有較大改善。除胸痛外，連續(xù)給藥相較于間斷給藥及安慰劑組，不良事件發(fā)生率相似[28]。但對于GM-CSF治療是否需要與全肺灌洗相結(jié)合還不清楚。有案例報道表明，對于重癥PAP患者，序貫吸入GM-CSF可以提高全肺灌洗的療效[29]。因此，GM-CSF治療結(jié)合全肺灌洗可對部分患者會有更好地獲益，不過這需要更多的研究來證明。

隨著PAP發(fā)病機制的探索，人們逐漸將治療自身免疫性PAP的目光投向GM-CSF自身抗體——通過不同措施降低自身免疫性PAP患者血清中自身抗體水平來達到治療目的。包括通過血漿置換去除GM-CSF抗體或使用利妥昔單抗耗竭B淋巴細胞。最近的一項關(guān)于利妥昔單抗治療的真實世界隊列研究納入了11個中心的13例患者，其中12例患者在第0天、第14天接受了1000mg利妥昔單抗的注射，3例患者分別在第6、9和12個月接受了第三次注射，1例患者僅接受了一次利妥昔單抗注射(1000mg)。然后，從整體來看，患者病情并沒有得到顯著改善。但單獨分析來說，有1例患者肺功能好轉(zhuǎn)、2例患者CT較前好轉(zhuǎn)。整個實驗中并未發(fā)生嚴重的不良反應，僅有少許患者出現(xiàn)皮疹或瘙癢或睡眠欠佳，1名患者出現(xiàn)深靜脈血栓[30]。血漿置換的使用多為重癥PAP患者的病例報道，最新病例報道中一名自身免疫性PAP患者在10天內(nèi)進行5次血漿置換，后5周每周進行一次血漿置換，共進行10次，但患者臨床癥狀并沒有得到較好的改善。由于患者為重癥PAP患者，不良反應的討論并沒有意義[31]。關(guān)于血漿置換及利妥昔單抗的使用仍需進一步的研究。

最近研究表明[32]，膽固醇清除率減低導致巨噬細胞出現(xiàn)泡沫，致使表面活性物質(zhì)清除減低。原發(fā)性PAP患者由于GM-CSF信號通路中斷致使巨噬細胞中過氧化物酶體增殖物激活受體γ基因表達減少。使膽固醇清除率降低，最終使表面活性物質(zhì)堆積。人們嘗試利用已知藥物靶向這一途徑來治療PAP。吡格列酮為過氧化物酶體增殖物激活受體γ激動劑。有小鼠研究表明，激動劑吡格列酮顯著的增加了膽固醇的轉(zhuǎn)運并改善了PAP[32]。目前首例關(guān)于吡格列酮的臨床經(jīng)驗分享了一名自身免疫性PAP患者，在使用GM-SCF、利妥昔單抗等無效的情況下，嘗試每日使用一次30mg的吡格列酮，在使用6個月后，患者胸部CT的磨玻璃影及“鋪路石征”較前明顯好轉(zhuǎn)，并且這種效果在第一年評估時得到了維持。[33]目前關(guān)于吡格列酮的首次臨床試驗顯示已經(jīng)完成，預計不久會取得成果[34]。與其同時，有研究表明[35]，他汀類藥物可以通過增加肺泡巨噬細胞膽固醇流出來改善PAP。最新的關(guān)于他汀的病例報道分享了一名可能為無法分類的PAP患者，患者前2周每天使用20mg他汀，后4周每天使用30mg他汀，6周后每天使用40mg他汀，18個月后患者復查胸部CT磨玻璃影較前明顯吸收，呼吸困難、肺功能較前好轉(zhuǎn)[36]。但對于吡格列酮、他汀等潛在藥物的療效，還需要設(shè)計良好的臨床試驗來研究。

對于繼發(fā)性PAP來說，主要的治療策略是治療原發(fā)病。大多數(shù)繼發(fā)性PAP是由于血液疾病引起的，有病例報道表明通過骨髓移植治療原發(fā)病的同時治療了繼發(fā)性PAP[37]。對于遺傳性PAP患者來說，移植人誘導多能干細胞來源巨噬細胞是一個可能的方案。有小鼠實驗表明，誘導多能干細胞衍生巨噬細胞植入人源化PAP小鼠模型中。2月后，抑制細胞表現(xiàn)出人肺泡巨噬細胞的形態(tài)及功能，肺泡表面活性物質(zhì)明顯減少[38]。有關(guān)于造血干細胞治療遺傳性PAP成功的病例報道，不過造血干細胞或巨噬細胞對于遺傳性PAP的治療，還需要進一步人體臨床實驗進行。

綜上所述，PAP是一種肺泡表面物質(zhì)異常沉積及肺泡巨噬細胞功能障礙為特點的罕見病。根據(jù)發(fā)病機制，主要分為三類——原發(fā)性PAP(自身免疫性PAP及遺傳性PAP)、繼發(fā)性PAP和先天性PAP。近年隨著對PAP發(fā)病機制的逐步了解，診斷及治療方面有了較多的發(fā)展，但仍有許多問題待解決，這些問題將進一步推動未來關(guān)于PAP的治療及管理。