辛昊洋 姜 楠 張 碩

天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,天津市 300250

肺動(dòng)脈高壓(Pulmonary arterial hypertension,PAH)是由于多種原因引起的肺血管結(jié)構(gòu)改變,肺血管阻力增大,肺動(dòng)脈壓力進(jìn)行性升高,逐漸進(jìn)展至右心室肥厚,最終出現(xiàn)右心衰竭的臨床綜合征。系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)、系統(tǒng)性硬化癥(SSc)、原發(fā)性干燥綜合征(pSS)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、皮肌炎均可發(fā)生CTD相關(guān)PAH(CTD-associated PAH,CTD-PAH)。根據(jù)歐洲心臟病學(xué)會(huì)(ESC)和歐洲呼吸學(xué)會(huì)(ESR)的最新指南[1],采用靜息狀態(tài)下右心導(dǎo)管術(shù)(Right heart catheterization,RHC)所測(cè)平均肺動(dòng)脈壓(Mean pulmonary artery pressure,mPAP)>20mmHg(1mmHg=0.133kPa)是確診PAH的金標(biāo)準(zhǔn),但它是一種有創(chuàng)性手術(shù),且大部分CTD合并PAH的患者癥狀較輕,很難在早期進(jìn)行診斷和治療。生物標(biāo)志物檢測(cè)方式相對(duì)簡(jiǎn)便易行,數(shù)據(jù)可靠,可能成為該病可重復(fù)的診斷指標(biāo)和臨床評(píng)價(jià)指標(biāo)。本綜述旨在通過(guò)對(duì)CTD-PAH復(fù)雜病理生理學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的生物標(biāo)志物進(jìn)行分類總結(jié),包括內(nèi)皮功能障礙和血管重塑、自身免疫、炎癥和心功能障礙等,為CTD-PAH的早期診斷、預(yù)后評(píng)估提供新思路、新工具。

1 內(nèi)皮功能障礙

內(nèi)皮功能障礙在CTD-PAH的發(fā)展中起關(guān)鍵作用,它源于血管擴(kuò)張劑的下調(diào)和血管收縮劑和增殖介質(zhì)的上調(diào),影響血管張力并促進(jìn)血管重塑且血小板活化會(huì)進(jìn)一步促成該過(guò)程。

1.1 血管活性介質(zhì)之間的不平衡

1.1.1 內(nèi)皮素-1(ET-1):ET-1是一種內(nèi)源性血管收縮肽,它通過(guò)ET受體A(ETAR)和B(ETBR)相互作用來(lái)發(fā)揮其生物活性。前者由血管平滑肌細(xì)胞表達(dá)并介導(dǎo)血管壁增厚、纖維化及血管收縮,在細(xì)胞增殖和肺動(dòng)脈免疫調(diào)控中發(fā)揮重要作用,后者主要通過(guò)釋放一氧化氮和前列腺素誘導(dǎo)ET-1清除和血管舒張以平衡血管收縮作用。Guo等[2]通過(guò)研究證明了ETAR自身抗體是SLE的生物標(biāo)志物,ETAR自身抗體可以促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖,破壞內(nèi)皮屏障,并上調(diào)PAH相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá),加重右心室肥厚和血管重塑。付強(qiáng)等[3]發(fā)現(xiàn)CTD-PAH患者抗ETAR抗體水平與肺動(dòng)脈收縮壓呈正相關(guān),與6min步行試驗(yàn)呈負(fù)相關(guān),認(rèn)為抗ETAR抗體可作為新的生物標(biāo)志物用于疾病診斷和心肺功能損害嚴(yán)重程度評(píng)估。

1.1.2 一氧化氮(NO)途徑:NO是一種有效的肺血管擴(kuò)張劑,它通過(guò)在內(nèi)皮細(xì)胞中產(chǎn)生的NO合酶(NOS)參加免疫應(yīng)答:這種酶有三種已知的亞型,即神經(jīng)元型NOS(nNOS)、內(nèi)皮型NOS(eNOS)和誘導(dǎo)型NOS(iNOS),非對(duì)稱二甲基精氨酸(ADMA)是eNOS的內(nèi)源性抑制劑,Thakkar等[4]發(fā)現(xiàn)ADMA水平與PAH顯著相關(guān),作為生物標(biāo)志物篩選SSc-PAH的作用值得進(jìn)一步評(píng)估。

1.2 血管重塑

1.2.1 內(nèi)皮到間充質(zhì)轉(zhuǎn)化:中小型肺動(dòng)脈的漸進(jìn)性重塑是PAH發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵,并且在很大程度上取決于肌成纖維細(xì)胞的激活。SSc-PAH血管重塑的發(fā)病機(jī)制涉及過(guò)渡性內(nèi)皮—間充質(zhì)細(xì)胞,而內(nèi)皮到間充質(zhì)的轉(zhuǎn)化似乎主要通過(guò)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)信號(hào)通路觸發(fā),該途徑激活了細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子。

生長(zhǎng)分化因子-15(GDF-15)是TGF-β家族的成員,最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),SSc患者的GDF-15水平高于健康對(duì)照組,SSc患者的GDF-15升高與PAH具有顯著相關(guān)性[5]。FSTL3是一種TGF-β調(diào)節(jié)蛋白,在彌漫性皮膚性系統(tǒng)性硬化(dcSSc)患者血清中含量較高。Midkine(MDK)是一種新型細(xì)胞因子,它通過(guò)激活其受體Notch57誘導(dǎo)肺部纖維增殖。Rice等[6]發(fā)現(xiàn),與沒(méi)有PAH的lcSSc患者相比,lcSSc-PAH患者血清中的FSTL3和MDK均上調(diào),證明了FSTL3和MDK可能是lcSSc-PAH患者的潛在生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。

Sanges等[7]對(duì)31名lcSSc患者的血清進(jìn)行了蛋白質(zhì)組分析,研究發(fā)現(xiàn),在lcSSc-PAH患者中,血清中的多效蛋白chemerin水平較高,該蛋白對(duì)平滑肌細(xì)胞具有多種作用,誘導(dǎo)其收縮和增殖,對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞具有調(diào)節(jié)新生血管生成、一氧化氮產(chǎn)生和細(xì)胞黏附的作用。另一項(xiàng)研究也對(duì)157例SSc患者的血清樣本進(jìn)行了類似的蛋白質(zhì)組學(xué)分析,Bauer等[8]從中發(fā)現(xiàn)了兩種參與肺血管重塑的蛋白質(zhì):糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE),它是一種跨膜蛋白,可通過(guò)BMP信號(hào)通路在體外調(diào)節(jié)SMC的增殖;基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)可參與細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜的分解。

1.2.2 血管生成受損:在SSc血管病變中,血流中內(nèi)皮祖細(xì)胞的濃度在病程中逐漸降低,導(dǎo)致血管生成受損和功能障礙。Adachi等[9]評(píng)估了107名PAH患者和33名健康者的血清血管生成和血管抑制因子水平,發(fā)現(xiàn)CTD-PAH患者的血清胎盤(pán)生長(zhǎng)因子(sPlGF)水平高于特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(IPAH)和健康對(duì)照組,血管抑制因子與6min步行距離、B型利鈉肽和肺血管阻力顯著相關(guān)。Bauer等[8]通過(guò)對(duì)77例SSc-PAH患者和80例無(wú)PAH的SSc患者的DETECT隊(duì)列蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn),神經(jīng)纖毛蛋白-1(neuropilin-1)是另一種與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子家族成員相互作用以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞血管生成的分子,有助于SSc-PAH的早期檢測(cè)。

2 自身免疫

大多數(shù)結(jié)締組織病的抗核抗體血清學(xué)陽(yáng)性,并且具有自身特異性抗體,每種疾病的自身特異性抗體譜不僅可以應(yīng)用于診斷,還可能與疾病的臨床表現(xiàn)和病理進(jìn)展相關(guān)。

2.1 系統(tǒng)性硬化癥 在SSc特異性抗體中,抗著絲點(diǎn)抗體(ACA)、抗核糖核蛋白抗體(nRNP)、抗Th/To 抗體、抗磷脂抗體(aPLA)均與SSc-PAH存在相關(guān)性。最近的一個(gè)多中心研究收集了134例ACA陽(yáng)性SSc-PAH患者的臨床數(shù)據(jù)和血清樣本,發(fā)現(xiàn)抗著絲點(diǎn)蛋白A(抗 CENP-A),又稱抗p4.2抗體,可在血管病變方面發(fā)揮預(yù)測(cè)作用[10]。SSc患者血清中存在抗血小板源性生長(zhǎng)因子受體抗體[11],該抗體在體外誘導(dǎo)人肺血管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移,可能參與了SSc-PAH的建立。

2.2 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 在組織病理學(xué)檢查中,SLE-PAH患者的肺血管顯示免疫復(fù)合物介導(dǎo)的肺血管炎伴輕度內(nèi)膜纖維化,免疫復(fù)合物的形成在此過(guò)程中起重要作用。一項(xiàng)在納入3 624例SLE患者的多中心研究顯示,抗RNP抗體與SLE-PAH關(guān)聯(lián)密切[12],骨形態(tài)蛋白(BMP)屬于TGF-β家族,BMP及其受體(BMPR)與PAH的發(fā)病機(jī)制廣泛相關(guān),BMPR2信號(hào)通路的遺傳缺陷是遺傳性PAH的最常見(jiàn)原因,Xing等[13]發(fā)現(xiàn)BMPR2信號(hào)傳導(dǎo)和促炎因子的缺乏共同促成了SLE-PAH的發(fā)展。

2.3 其他CTD 關(guān)于其他CTD-PAH的免疫生物標(biāo)志物的研究數(shù)據(jù)并不多,一項(xiàng)國(guó)內(nèi)的多中心研究將103例原發(fā)性pSS-PAH患者的臨床表現(xiàn)和血清學(xué)特征與526名無(wú)PAH的pSS患者進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)抗SSB(OR 4.095,95%CI:2.183～7.681)和抗U1RNP抗體(OR 29.518,95%CI:6.026～144.600)可確定為PAH的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,而抗SSA抗體和高丙種球蛋白血癥沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[14]。

3 炎癥

巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和肥大細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞及其分泌的多種細(xì)胞因子參與調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,影響其增殖與功能,促使血管舒張和收縮因子的失衡,該機(jī)制對(duì)CTD-PAH的發(fā)生發(fā)展尤為重要。

3.1 白細(xì)胞介素 白細(xì)胞介素(IL)是啟動(dòng)炎癥反應(yīng)的鑰匙,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞應(yīng)答,介導(dǎo)淋巴細(xì)胞活化、增殖與分化等過(guò)程中也起重要作用[15]。Simpson等[16]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),門(mén)靜脈高壓和CTD-PAH患者血清IL-6水平較其他病因PAH患者顯著升高,且IL-6水平與PAH患者生存時(shí)間密切相關(guān)。也有研究顯示,IL-6水平升高被確定為肺部受累的SSc患者死亡率的有力預(yù)測(cè)指標(biāo)[17]。

3.2 干擾素 干擾素家族是一組能夠維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)和宿主防御功能的分泌蛋白,作為細(xì)胞外信使參與抗病毒、抗增殖、免疫調(diào)節(jié)等應(yīng)答反應(yīng)。有文獻(xiàn)報(bào)道,接受β干擾素治療的SSc患者會(huì)誘發(fā)PAH,停用β干擾素后患者臨床癥狀改善、血流動(dòng)力學(xué)趨于正常,說(shuō)明PAH是β干擾素治療的一種罕見(jiàn)而嚴(yán)重的不良反應(yīng)[18]。Gairhe等[19]發(fā)現(xiàn)外源性干擾素可改變肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架,干擾素引發(fā)的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞表型功能異常,引起PAH的病理性血管重構(gòu)。綜上所述,干擾素的測(cè)定可能是監(jiān)控SSc-PAH的一個(gè)新方向。

3.3 趨化因子 趨化因子主要作用是通過(guò)與7個(gè)跨膜的G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合,誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而介導(dǎo)其趨化因子活性,實(shí)現(xiàn)對(duì)白細(xì)胞的激活和化學(xué)吸引,也可能在血管生成中發(fā)揮重要作用。Didriksen等[20]通過(guò)對(duì)大量患者的血清樣本進(jìn)行免疫組化測(cè)定以及蛋白質(zhì)陣列分析,發(fā)現(xiàn)了CC趨化因子配體21[chemokine(C-Cmotif)ligand,CCL21]在SSc-PAH患者上皮肺組織中的存在。Ikawa等[21]通過(guò)對(duì)67名SSc患者和20名健康受試者進(jìn)行了為期9年的橫斷面分析發(fā)現(xiàn),CCL20水平與SSc患者通過(guò)RHC測(cè)量的mPAP值、伴發(fā)無(wú)癥狀原發(fā)性膽汁性膽管炎呈正相關(guān)。這些都表明了趨化因子的生物標(biāo)志物潛力。

4 心功能不全

PAH會(huì)增加肺血管阻力,最終導(dǎo)致右心功能衰竭。心肌損傷和重塑的血清生物標(biāo)志物,包括利鈉肽家族、心肌肌鈣蛋白(cTn)、D-二聚體,它們具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、易于采集且結(jié)果可靠的特點(diǎn),然而其在許多其他涉及心臟功能障礙的疾病中也較為常見(jiàn),所以作為CTD-PAH的特異性指標(biāo)還需要大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床研究佐證。

4.1 利鈉肽家族 心房利鈉肽(ANP)和腦利鈉肽(BNP)是利鈉肽家族的主要成員,是公認(rèn)的右心室功能障礙標(biāo)志物。主要由心肌分泌,以響應(yīng)右心室后負(fù)荷的增加,利尿和血管舒張作用在血容量的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。ANP由心房心肌細(xì)胞釋放,雖然檢測(cè)方法復(fù)雜,但N末端心鈉肽前體(NT-pro-ANP)作為ANP的非活性形式,在循環(huán)中更穩(wěn)定,壽命更長(zhǎng)。Miller等[22]通過(guò)一項(xiàng)對(duì)432例加拿大SSc患者的回顧性研究,首次發(fā)現(xiàn)SSc患者早期PAH與中部前心鈉肽(MR-pro-ANP)水平增加有關(guān)。與BNP相比,N末端腦鈉肽前體(NT-pro-BNP)具有更長(zhǎng)的半衰期,更穩(wěn)定且更易于測(cè)量,但其受腎功能影響較大,因此其可靠性很大程度取決于腎功能。根據(jù)最新指南,BNP和NT-proBNP均已納入PAH患者的風(fēng)險(xiǎn)分層指標(biāo)中,Cavagna等[23]在PAH篩查中發(fā)現(xiàn),BNP和NT-proBNP都與mPAP相關(guān),且BNP是SSc-PAH的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

4.2 心肌肌鈣蛋白 心肌肌鈣蛋白(cTn)是檢測(cè)心肌損傷和診斷心肌梗死的首選生物標(biāo)志物。Avouac等[24]在沒(méi)有相關(guān)心血管危險(xiǎn)因素的SSc患者中發(fā)現(xiàn)HS-cTnT水平與PAH獨(dú)立相關(guān)。最新的一項(xiàng)研究納入了675名SSc患者,發(fā)現(xiàn)hs-cTnT對(duì)死亡和PAH具有獨(dú)立的預(yù)測(cè)價(jià)值[25]。

4.3 血清D-二聚體 CTD-PAH引起肺小動(dòng)脈收縮,肺血管阻力增加以及肺小動(dòng)脈管壁增厚而出現(xiàn)肺小動(dòng)脈栓塞,最終導(dǎo)致部分肺梗死,這個(gè)病理過(guò)程引起D-二聚體濃度升高。崔曉陽(yáng)等[26]通過(guò)對(duì)95例CTD-PAH患者進(jìn)行回顧性分析,發(fā)現(xiàn)血清D-二聚體與結(jié)締組織病患者并發(fā)PAH密切相關(guān),但在不同種類的CTD疾病患者中的臨床診斷意義存在差異。

5 小結(jié)

CTD-PAH最終會(huì)導(dǎo)致右心功能障礙和衰竭,死亡率高,改進(jìn)早期發(fā)現(xiàn)CTD-PAH的篩查手段至關(guān)重要。除了自身免疫外,炎癥和血管重塑也被探索為該病的兩個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)機(jī)制,因此,自身抗體、炎癥分子、血管活性介質(zhì)已被提出作為CTD-PAH早期疾病診斷的潛在生物標(biāo)志物。近年來(lái)雖然對(duì)生物標(biāo)志物的研究不斷深入,但仍需要更大規(guī)模的前瞻性研究來(lái)確定其作為日常臨床實(shí)踐中潛在篩查工具的價(jià)值,以改善CTD-PAH患者的早期診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層,并且可能為PAH的靶向與精準(zhǔn)治療提供新思路。