結締組織病相關間質性肺病部分生物標志物的研究進展

孫英梅　馬瑞雪　閆慧明

【摘 要】 結締組織病（CTD）是一種全身性自身免疫性疾病，間質性肺病（ILD）是最常見的關節外表現，其早期癥狀表現不明顯，預后差，缺乏有效的診斷方法，易漏診。近年來，相關文獻提示，與異常纖維化和基質重塑、肺泡上皮細胞損傷和功能障礙、免疫功能障礙相關的生物標志物均可能與CTD-ILD的發生、發展密切相關。文章旨在對可能成為CTD-ILD早期診治靶點的生物標志物進行綜述，以期為CTD-ILD后續相關的臨床及基礎研究提供參考，從而為CTD-ILD的臨床早期診治提供更多可能。

【關鍵詞】 結締組織病；間質性肺病；生物標志物；靶點；研究進展；綜述

近年來，結締組織病（connective tissue disease，CTD）患者的整體預后有了顯著改善，但與CTD相關的間質性肺病（interstitial lung disease，ILD）仍然是一種難治性疾病。CTD-ILD的發病機制仍不十分清晰，有研究顯示，其發病可能與炎癥細胞因子分泌增多有關，促使肺泡上皮細胞損傷并導致纖維化形成［1］。據報道，20%～60%的類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）患者會出現ILD，其中35%～45%的患者會出現CT異常的進展［2］。診斷CTD-ILD需要詳細的病史、體格檢查、靶向血清學檢測，有時還需要肺活檢，當前主要依靠高分辨率CT和肺活檢，這種昂貴的費用及有創的檢查使得大部分患者不能接受。在這種情況下，找到足夠特異和敏感的肺纖維化生物標志物，將能夠提供更便捷的診斷方法。

1 異常纖維化和基質重塑

1.1 基質金屬蛋白酶（MMPs）及基質金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMPs） MMPs是一種高度同源、多結構域、含鋅的金屬蛋白酶，可降解細胞外基質（ECM）中的各種蛋白質成分。MMPs還可以影響細胞表面的生物活性分子，調節各種細胞和信號通路［3］。MMP-1有抗纖維化的作用，它可以裂解堆積的Ⅰ型和Ⅲ型纖維膠原分子，在RA合并急性彌漫性ILD患者中，MMP-1血清表達水平顯著增加［4］。MMP-7是降解ECM及基底膜的主要成分，MMP-7在肺中的變化與黏蛋白5B（MUC5B）及骨橋蛋白（OPN）有密切聯系。MMP-7先前已被證明可以預測特發性肺纖維化患者的死亡率［5］。BAUER等［6］一項研究首次證明，隨著時間的推移，MMP-7水平的變化可以預測隨后的疾病進展，從而識別出風險較高的患者。MMP-7有可能成為肺功能下降和疾病進展的可靠預測指標，但仍缺乏進一步的研究。

MMPs受內源性TIMPs的調節，而MMPs/TIMPs的比率通常決定了ECM蛋白的降解程度和對組織進行重塑修復的程度［3］。TIMPs的上調能夠減少MMPs誘導的ECM的降解，使肺更易向纖維化進展。TIMP-1在人體纖維化發病過程中高度誘導，包括博萊霉素和百草枯誘導的肺纖維化和人類的纖維化疾病，這表明TIMP-1表達失調在纖維化的發展中起著重要作用。然而TIMP-1在纖維化中的作用，特別是在肺纖維化發展中的作用仍然不清楚［7］。我國科研人員［8］一項對RA-ILD的研究提示，血清MMP-9/TIMP-1比值的異常降低可以直接反映肺組織病理形態學變化的嚴重程度。TIMP-3是唯一已知的解整合素金屬蛋白酶（ADAM）17的生理性抑制物。然而，ADAM17和TIMP-3的確切作用仍需通過適當的模型來研究，特別是了解與TIMP-3降低相關的炎癥負擔是否依賴于ADAM17、其他金屬蛋白酶或非金屬蛋白酶可能具有治療意義。

1.2 OPN OPN是由多種細胞分泌的一種促炎性細胞因子［9］。OPN的產生原因與多種機體病理狀況異常有關，包括自身免疫性疾病（如狼瘡性腎炎、多發性硬化癥和RA）和癌癥［10］。一項博萊霉素誘導的小鼠肺纖維化模型研究揭示了與纖維化相關肺泡Ⅱ型細胞分泌刺猬蛋白通路配體Sonic Hedgehog（Shh），并且肺泡Ⅱ型細胞衍生的Shh通過OPN介導的巨噬細胞替代激活促進肺纖維化的發展。從機制上講，Shh通過Shh/Gli信號級聯促進巨噬細胞中OPN的分泌。分泌的OPN以自分泌或旁分泌方式作用于周圍的單核巨噬細胞，通過激活JAK2/STAT3信號通路誘導巨噬細胞交替激活［11］。系統性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）肺組織中OPN表達升高富含巨噬細胞，與趨化因子CC配體-18（CCL18）表達部分重疊，患有ILD的SSc患者血清OPN升高，預示著SSc隊列中未來的肺功能惡化［12］。

1.3 ADAMs ADAM17為ADAM家族的成員。該蛋白酶還在許多其他底物的加工中發揮作用，包括細胞黏附蛋白、細胞因子和生長因子受體以及表皮生長因子受體配體，在Notch信號通路中發揮一定作用。ADAM17作為ILD的生物標記物，對此研究較少。NISHIMI等［13］研究顯示，ADAM17在炎性肌病尤其是ILD中表達，用酶聯免疫法分別測量炎癥性肌病血清及對照組血清中ADAM17的水平，結果表明，ADAM17在肺纖維化中起重要作用，可能是ILD炎性肌病的潛在新靶點。GE等［14］回顧性研究發現，SSc-ILD患者的血清ADAM17水平最高，ADAM17表達水平與圖像分級相關，但與圖像分類無關。ADAM17的表達不僅與原發CTD的具體類型有關，還與影像分級有關，可以在一定程度上反映CTD-ILD患者的進展情況。此外，ADAM17可能通過介導白細胞Axl受體酪氨酸激酶的裂解促進SLE發病［15］。

1.4 胰島素樣生長因子結合蛋白（IGFBPs） IGFBPs是具有胰島素樣作用活性的免疫多肽，分為IGF-1和IGF-2。IGF-1促進纖維化的機制可能是通過活化ERK信號通路，使得肺泡細胞MMP-2和MMP-9的表達上調，從而導致肺泡基底膜被破壞，促進肺纖維化形成［16］。先前的研究發現，IGFBPs也與特發性肺纖維化明顯相關，是SSc-ILD新的潛在生物標志物。最近，GUIOT等［17］一項研究首次證明，血清IGFBP-2高于105 ng·mL-1可能是肺泡毛細血管功能障礙的預后因素。

2 肺泡上皮細胞功能障礙相關生物標記物

2.1 MUC5B MUC5B在維持支氣管肺泡上皮功能和免疫調節中發揮重要作用［18］。許多研究人員推測，持續的細支氣管上皮損傷和氣道祖細胞過度產生MUC5B導致蜂窩囊和肺纖維化的發展［19］。在受金葡菌感染小鼠體內發現，MUC5B可誘導已活化巨噬細胞及中性粒細胞聚集，釋放大量炎癥介質誘導炎癥反應［20］。大量臨床數據顯示，在一些慢性氣道疾病中黏蛋白的過度表達往往會加重疾病狀態［21］。JUGE等［22］在620例RA-ILD患者、614例無ILD的RA患者和5448例未受影響的對照中測試了MUC5B啟動子變體rs35705950的關聯，結果發現，MUC5B啟動子變異與RA-ILD相關，更具體地說與影像學上常見的ILD的證據相關。另外有研究顯示，在SSc-ILD隨機對照試驗的背景下，MUC5B變異體的存在并不能預測疾病嚴重程度，也不影響對環磷酰胺和霉酚酸酯的治療反應［23］。

2.2 黏液化糖鏈抗原-6（KL-6）和表面活性蛋白-D（SP-D） KL-6是一種黏蛋白樣糖蛋白，分類單位為MUC1，主要表達于人體Ⅱ型肺泡細胞，對肺成纖維細胞具有促進組織纖維化和抗組織凋亡作用。SP-D是一種脂蛋白多糖復合體，由人類Ⅱ型肺泡細胞和Club細胞分泌，以降低氣液界面的表面張力。KL-6和SP-D均能反映肺泡上皮細胞損傷［24］。ELHAI等［25］的一項研究顯示，血清KL-6在CTD-ILD中升高，且KL-6對疾病嚴重程度的分級能力較好，與肺功能測試和HRCT具有中等到高度的相關性。SP-D在多種CTD-ILD患者的血清中存在，GROSICKA等［26］的一項研究顯示，SSc-ILD患者血清SP-D濃度明顯高于無SSc-ILD患者，SP-D診斷SSc-ILD病變的靈敏度為81.5%，特異度為75%。血清KL-6和SP-D在鑒定CTD-ILD方面的證據是有力的，盡管如此，還需要更多的試驗來驗證血清KL-6和SP-D在區分CTD-ILD亞型中的作用［27］。

3 免疫功能相關的生物標記物

3.1 CCL18 CCL18是一種由肺泡巨噬細胞產生的趨化因子，它揭示了一種交替激活的表型，可能是肺成纖維細胞持續纖維化過程中正反饋循環的一部分［24］。大量研究提示，CCL18可作為CTD-ILD嚴重程度和預后的指標。HE等［28］聯合開展的一項研究結果表明，CTD-ILD患者支氣管肺泡灌洗液中CCL18水平升高，可能與住院期間病情嚴重程度及預后相關，CCL18可作為CTD-ILD嚴重程度和預后的指標。HOFFMANN-VOLD等［29］一項前瞻性隊列研究的結果強化了這樣一種觀點，即高CCL18可作為早期識別SSc中進行性ILD的標志物。但有研究表明，CCL18刺激的T淋巴細胞浸潤對健康肺有輕微促纖維化作用，而對炎性纖維化的肺組織有抑制作用［30］。

3.2 幾丁質酶3樣蛋白1（YKL-40） YKL-40在T輔助細胞2型炎癥反應和IL-13誘導的炎癥中發揮作用，調節炎癥細胞凋亡、樹突狀細胞積累和M2巨噬細胞分化。作為結締組織細胞的生長因子，可能在組織重塑、細胞響應和應對環境變化的能力中發揮作用。YKL-40的血清學水平升高已被報道在包括肺在內的各種器官的慢性炎癥性和纖維化疾病的患者中。TONG等［31］對YKL-40能否作為ILD的生物標志物進行系統綜述和Meta分析，包括特發性肺纖維化、結締組織相關性ILD，研究表明，YKL-40可能是ILD診斷和預后的有用生物標志物。JIANG等［32］研究結果提示，YKL-40與抗MDA5抗體陽性皮肌炎患者ILD的嚴重程度和預后不良相關，并建議對顯示高水平YKL-40，尤其是水平 > 80 ng·mL-1的抗MDA5抗體陽性皮肌炎患者進行密切監測和強化治療。

3.3 其他趨化因子 CXCL13是一種B細胞、濾泡T細胞、輔助性T細胞和調節性T細胞的趨化因子，據報道與SSc的發生有關，反映了免疫系統的異常激活。TANIGUCHI等［33］一項對57例SSc患者CXCL13水平的臨床相關性研究顯示，血清CXCL13水平升高與各種纖維化和血管癥狀以及血清免疫球蛋白水平升高有關，因此，CXCL13可能參與了SSc的3個主要病理特征，包括免疫異常、血管病變和組織纖維化，尤其是ILD和指端潰瘍的發生。CX3CL1具有調節炎癥、免疫細胞-內皮細胞相互作用和炎癥反應的特性，其主要由內皮細胞合成，在巨噬細胞中表達。Ractalkine是炎性內皮細胞誘導表達的另一種趨化因子，據報道，Ractalkine/CX3CL1在炎癥性肌病中過度表達，并與疾病活動性相關，參與了炎癥細胞對受累肌肉和肺的滲透［34］。但CX3CL1參與肺纖維化的具體分子作用機制仍有待后續研究。

4 小 結

到目前為止，預測CTD-ILD的嚴重程度、治療反應性和進展的生物標記物僅有幾種，雖然一些文獻已經提及它們的實用價值，但在指南中不建議常規使用此類生物標志物作為疾病的診斷標準，或在臨床實踐中常規使用。目前，仍需大量研究討論這些血清標記物與CTD-ILD的關系，以期為CTD-ILD的抗纖維化治療提供依據。

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收稿日期：2023-04-15；修回日期：2023-05-26

作者單位：1.內蒙古科技大學包頭醫學院，內蒙古 包頭 014040；2.包頭醫學院第二附屬醫院，內蒙古 包頭 014030；3.烏海市人民醫院，內蒙古 烏海 016000；4.包頭醫學院第一附屬醫院，內蒙古 包頭 014010

通信作者：閆慧明 內蒙古自治區包頭市青山區呼得木林大街30號，15848649068@126.com