岑澤凱 吳挺挺 鄧在春

間質性肺疾?。╥nterstitial lung disease，ILD）是一類主要累及肺間質和（或）肺泡為特征的異質性肺疾病總稱。其中特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是最常見的慢性進行性纖維化型ILD。其他多種ILD，包括特發(fā)性非特異性間質性肺炎（idiopathic nonspecific interstitial pneumonia，iNSIP）、結締組織相關性ILD（connective tissue disease-associated ILD，CTD-ILD）、職業(yè)環(huán)境暴露相關性ILD 等也可出現(xiàn)肺纖維化，如出現(xiàn)肺纖維化的進展，其不僅在病理生理特點上與IPF 相似，而且在疾病的不可逆進展、肺功能惡化和死亡風險等方面均與IPF 的臨床行為相似[1]。近年來，隨著對ILD 和肺纖維化研究的進展，醫(yī)學界提出一些描述ILD 纖維化進展的名詞或術語，如進行性纖維化ILD（progressive fibrosing ILD，PF-ILD）或進展性肺纖維化（progressive pulmonary fibrosis，PPF）。2022年5 月美國胸科學會/歐洲呼吸學會/日本呼吸學會/拉丁美洲胸科學會聯(lián)合發(fā)布的臨床指南中指出[2]，將除了IPF 以外的ILD 患者的肺纖維化進展定義為PPF，具體定義為過去一年內滿足以下3 個標準中的至少2個，且無其他已知原因可解釋：（1）呼吸癥狀惡化；（2）疾病進展的生理學證據(jù)；（3）疾病進展的放射影像學證據(jù)。既往研究表明，纖維化型ILD 中表現(xiàn)為纖維化進展表型的比例約為20%～40%，且這部分患者的預后情況較差[3]。但往往PPF 患者可能因診斷延遲、誤診、依從性差等原因錯過早期最佳治療時機，因此如何早期識別PPF 人群是目前臨床實踐中迫切需要解決的問題。

近年來，很多學者致力于探尋和研究與PPF 相關的生物學標志物來預測疾病進展、評估預后風險、判斷診治療效等，尤其是血液中獲取的生物標志物因其易獲取、創(chuàng)傷小、可連續(xù)檢測等優(yōu)點具有較大的潛力去反映疾病進展過程。雖然大多數(shù)血清生物標志物首先發(fā)現(xiàn)與IPF 相關，但這些標志物在纖維化型ILD群體中顯示出了預測潛能，因此，本文主要擬對與PPF相關的血清學生物標志物在預測疾病進展風險和預后風險方面的研究進展作一綜述，并根據(jù)生物標志物的主要機制進行分類闡述。

1 上皮細胞損傷和功能障礙

1.1 涎液化糖鏈抗原（krebs von den lungen-6，KL-6） KL-6 是一種最早于1985 年由日本學者發(fā)現(xiàn)的膜結合蛋白，由黏蛋白家族中的MUC1 基因編碼，主要表達于受損的肺泡Ⅱ型上皮細胞和細支氣管上皮細胞。當肺上皮細胞受損時，KL-6 會進入血液，其水平高低可反映多種肺部疾病活動度與嚴重程度[4]。其中包括多種ILD，如IPF、CTD-ILD 等，這可能與其參與促進肺成纖維細胞增殖、遷移，并抑制成纖維細胞凋亡有關。不同臨界值的KL-6 被證明在各種CTD-ILD，如系統(tǒng)性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）[5]、類風濕性關節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）[6]、多發(fā)性肌炎/皮肌炎（polymyositis/dermatomyositis，PM/DM）[7]、原發(fā)性干燥綜合征[8]等原發(fā)性疾病合并ILD 時，可以預測疾病的快速進展和不良預后風險。另有研究結果表明，KL-6 在過敏性肺炎（hypersensitivity pneumonitis，HP）患者中也可能是疾病進展的預測指標[9]。在最近發(fā)表的一項探索ILD 預后的薈萃分析中，研究者發(fā)現(xiàn)進展性ILD 的KL-6 水平比非進展性ILD 高325.98 U/mL，KL-6 水平升高可以預測ILD 進展（HR=1.98，95%CI：1.07～3.67，P＜0.01），且ILD 死亡患者的KL-6 水平比ILD 存活者高383.53 U/mL，KL-6 水平升高可以預測ILD 死亡率（HR= 2.05，95%CI：1.50～2.78，P＜0.01）[4]。另一項前瞻性研究中疾病進展定義為患者出現(xiàn)用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）相對下降≥10%、急性加重或隨訪期間死亡，該研究隨訪了199 例ILD 患者（IPF 43 例，非IPF 156 例，中位隨訪時間為11.1 個月），發(fā)現(xiàn)在隨訪期間經(jīng)歷疾病進展的患者的基線血清KL-6 水平更高，高基線血清KL-6 水平（≥800 U/mL）是ILD 疾病進展的獨立危險因素[10]。以上這些研究結果均表明，KL-6 可能是ILD患者疾病進展的可靠預后標志物。

1.2 肺表面活性蛋白（surfactant proteins，SPs） SPs 主要是由肺泡Ⅱ型上皮細胞合成并分泌的一種脂蛋白復合物，包括SP-A、SP-B、SP-C 及SP-D 4 種亞型，具有降低肺泡表面張力、調節(jié)免疫防御等作用[11]。SP-A和SP-D 作為親水性蛋白，易在血清中檢測，當肺組織受損時會進入血液循環(huán)，因此其作為評估ILD 疾病進展的生物標志物越來越受到重視。有研究顯示，SP-A被認為是預測具有自身免疫特征的間質性肺炎（interstitial pneumonia with autoimmune features，IPAF）患者疾病進展的重要生物標志物[12]。在另一項回顧性研究中，91 例診斷為ILD 的患者均接受至少3 個月隨訪，研究者發(fā)現(xiàn)在ILD 患者處于肺纖維化進展早期階段時即可出現(xiàn)血清SP-A 表達升高[13]。另有研究指出，較高水平的SP-D 可能是iNSIP 和HP 患者的不良預后因子[14-15]，但有研究報道SP-D 不能作為反映SSc-ILD患者肺纖維化進展和監(jiān)測肺功能下降的預測生物標志物[16-17]。這說明SP-A、SP-D 在預測ILD 疾病進展中具有一定價值，但優(yōu)劣存在一定爭議，仍需要進一步探索。

1.3 腫瘤標志物

1.3.1 糖類抗原125（carbohydrate antigen 125，CA-125） CA-125 為一種糖蛋白性腫瘤相關抗原，最早于1981 年被識別為卵巢癌抗原，在多種生殖系統(tǒng)腫瘤和疾病中具有較高臨床價值[18]。CA-125 可反映上皮細胞的增殖和分泌，被認為可預測IPF 患者死亡風險。另外在一項隨訪時間長達2 年的研究中，多因素Cox回歸分析發(fā)現(xiàn)CA-125 水平升高與CTD-ILD（HR=2.69，95%CI：1.30～5.57，P＜0.01）、不可分類的ILD（unclassifiable ILD，U-ILD）（HR=3.74，95%CI：1.71～8.16，P＜0.01）患者生存率降低相關[19]。

1.3.2 糖類抗原153（carbohydrate antigen 153，CA-153）CA-153 是有抗原決定簇、糖和多肽組成的糖蛋白，與KL-6 類似，也衍生自MUC1 黏蛋白，可反映上皮細胞損傷和肺通透性。有研究認為CA-153 水平升高也與肺纖維化過程有關[20]。目前CA-153 在評估ILD 預后上的研究不多，Tseng 等[21]回顧性研究了55 例抗黑色素瘤分化相關基因5（melanoma differentiation-associated gene 5，MDA5）抗體陽性的特發(fā)性肌炎伴ILD 患者并隨訪12 個月時間，發(fā)現(xiàn)高水平CA-153 是其高死亡率的預后因素。

1.3.3 糖類抗原199（carbohydrate antigen 199，CA-199） CA-199 是一種糖蛋白，屬于唾液酸化Lewis 血型抗原，主要在胰腺癌、肝膽和胃腸道疾病中升高。CA-199 不僅是胰腺癌的首選標志物，也可在ILD 中異常升高，這可能與其在支氣管和肺泡上皮細胞中分泌有關[22]。關于CA-199 與ILD 進展關聯(lián)的研究較少，一項單中心回顧性研究評估了101 例髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）-抗中性粒細胞胞漿抗體相關性血管炎（antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis，AAV）合并ILD 患者，發(fā)現(xiàn)血清CA-199 升高是ILD 患者全因死亡率升高的獨立危險因素[23]。

1.3.4 細胞角蛋白19 片段（cytokeratin 19 fragment，CYFRA 21-1） CYFRA 21-1 是屬于上皮細胞支架蛋白的角蛋白CK19 的可溶性片段，主要分布于富含上皮細胞的組織或器官，當細胞壞死或凋亡時，CYFRA 21-1 會被大量分泌釋放入血液進而被檢測到[24]。CYFRA 21-1 除用于鑒別非小細胞肺癌外，其水平升高也可見于多種ILD。一項納入339 例纖維化型ILD患者（132 例IPF，207 個CTD-ILD）的臨床研究中，發(fā)現(xiàn)較高水平的CYFRA 21-1 是患者死亡的獨立危險因素（HR=1.177，95%CI：1.053～1.316，P＜0.01）[25]。另有研究報道高水平CYFRA 21-1 與MPO-AAV-ILD、抗MDA5 抗體陽性DM-ILD 患者的低生存率相關[26]。

1.3.5 癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA） CEA是一種富含多糖的蛋白復合物，于1965 年從人類結直腸癌組織中分離提取，早期在胎兒發(fā)育時期合成，出生后在正常健康人血清中只能檢測出少量，可在多種腫瘤中表達，臨床上主要作為廣譜性腫瘤標志物[27]。盡管ILD 中血清CEA 升高機制不詳，CEA 升高可能與多種ILD 疾病活動度有關，且被認為與CTD-ILD 患者的預后情況有關[28]。研究證實高水平CEA 可用于識別快速進展的DM-ILD 患者以及與DM-ILD 死亡率相關[29-30]。另外一項納入294 例ILD 患者（121 例IPF 患者，173 例非IPF-ILD 患者）及882 名健康對照者的研究中，中位隨訪時間為34.4 個月，發(fā)現(xiàn)血清基線水平CEA 在亞組分析中被認為是非IPF-ILD 患者的預后因素（HR=3.938，95%CI：1.707～9.084，P＜0.01），但在IPF亞組卻未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計學差異[31]。在另一項納入IPF 患者和CTD-ILD 患者的研究中，發(fā)現(xiàn)CEA 升高是纖維化型ILD 預后的獨立危險因素（HR=1.059，95%CI：1.000～1.122，P＜0.05），但很可惜未進行亞組分析[25]。

綜上所述，多種血清腫瘤標志物在預測不同的ILD 預后風險上有著較高的靈敏度，但其特異度不強，且在ILD 中產(chǎn)生的具體機制尚不明確，仍需大規(guī)模、多中心的臨床數(shù)據(jù)支持評估其臨床價值。

2 異常纖維化和基質重塑

2.1 基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-7 MMP-7 是一種依賴鋅離子的內肽酶，是MMP 家族中分子量最小的一個成員之一，主要在肺泡巨噬細胞、肺泡上皮細胞中表達，可降解多種細胞外基質成分，在細胞外基質轉換調節(jié)的纖維化發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[32]。MMP-7 主要被認為與IPF 患者肺功能下降和死亡率增加有關，可以作為IPF 患者預后的預測因子。Nakatsuka 等[33]在一項52 例PM/DM-ILD 的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，血清MMP-7 水平升高可能和ILD 纖維化過程有關，且與抗MDA-5 抗體陽性的PM/DM-ILD 患者的生存率降低有關。另外，Alqalyoobi 等[19]隨訪2 年后發(fā)現(xiàn)，在98 例慢性過敏肺泡炎（chronic hypersensitivity pneumonitis，CHP）患者隊列中，MMP-7 水平升高與患者生存率降低有關（HR=2.84，95%CI：1.30～6.20，P＜0.01）；在159 例U-ILD 患者隊列中，MMP-7 水平升高也與患者生存率降低有關（HR=2.91，95%CI：1.54～5.51，P＜0.01）。目前關于MMP-7 與ILD 疾病進展之間的研究不多，后續(xù)有待進一步開展大樣本研究以證明其臨床價值。

2.2 CC 趨 化 因 子 配 體18（CC chemokine ligand 18，CCL18） CCL18 之前又被稱為肺活化調節(jié)趨化因子，主要是由樹突狀細胞、巨噬細胞等抗原呈遞細胞分泌產(chǎn)生的一種趨化蛋白，被Th2 型細胞因子激活后表達升高，能促進肺成纖維細胞產(chǎn)生膠原纖維導致肺纖維化，而膠原纖維又能通過反饋作用刺激CCL18 產(chǎn)生，因此血清CCL18 水平高低可能與肺纖維化疾病有關[34]。除IPF 外，國內外學者對CCL18 與SSc-ILD 疾病進展之間的研究較多。在一項研究中，Tiev 等[35]對83例SSc-ILD 患者進行了4 年隨訪，發(fā)現(xiàn)血清CCL18 水平＞187 ng/mL 與SSc-ILD 患者出現(xiàn)疾病進展（肺功能FVC 降低＞10%或出現(xiàn)死亡）有關（HR=5.36，95%CI：2.44～11.75，P＜0.01）。另一項研究中，Schupp 等[36]對96 例SSc-ILD 患 者進行2 年隨訪，指出CCL18 水平＞140 ng/mL 可預測SSc-ILD 患者肺功能惡化和死亡率。此外，另有兩項大型隊列研究也分別報道血清CCL18水平＞53 ng/mL 可作為早期識別SSc 患者出現(xiàn)進展性ILD 的標志物以及CCL18 有助于識別基線時肺纖維化的SSc 患者出現(xiàn)惡化風險[37]。綜上所述，血清CCL18可能是個較為可靠的可以用來評估SSc-ILD 患者預后情況的生物標志物，可惜的是，CCL18 尚未在其他ILD預后情況中進行廣泛研究，其作用仍需通過更多臨床試驗進行驗證。

2.3 幾丁質酶3 樣蛋白1 幾丁質酶3 樣蛋白1 又名YKL-40，因其N 端起始氨基酸為酪氨酸（Y）、賴氨酸（K）和亮氨酸（L）及分子質量為40 ku 而得名，屬于幾丁質酶樣蛋白家族的成員。作為一種炎性糖蛋白，其主要由活化的巨噬細胞和中性粒細胞等多種上皮細胞分泌，可調節(jié)炎癥反應、細胞增殖遷移及組織重構等，因此YKL-40 可被認為是與炎癥、纖維化、組織重塑等疾病相關的標志物[38]。多項研究表明，高水平血清YKL-40 具有作為ILD 預后因子的潛力，如其與SSc-ILD、PM/DM-ILD 等CTD-ILD 的 不 良 預 后 相關[39-40]。此外，Bonella 等[41]隨訪了34 例肺泡蛋白沉積癥患者和50 名健康對照者，多因素分析顯示基線血清YKL-40 臨界值水平＞300 ng/mL 是疾病進展的預測指標（HR=7.875，95%CI：2.122～28.043，P＜0.01)，其疾病進展定義為患者出現(xiàn)癥狀加重、肺功能下降及胸部影像出現(xiàn)新病灶。Long 等[42]對72 例HP 患者平均隨訪38 個月，觀察到基線血清YKL-40 水平臨界值為119 ng/mL 可預測疾病進展（HR=6.567，95%CI：2.487～17.340，P＜0.01），臨界值為150 ng/mL 時與死亡率相關（HR=9.989，95%CI：3.187～31.312，P＜0.01）。但在另一項納入49 例HP 患者的橫斷面研究中，似乎沒有發(fā)現(xiàn)YKL-40 可以預測疾病進展[9]。綜上所述，血清YKL-40 可能在多種ILD 中是個頗為可靠的預后生物標志物。

3 免疫失調/內皮受損

3.1 B 淋巴細胞趨化因子13（C-X-C motif chemokine 13，CXCL13） CXCL13 主要通過表達于成熟B 細胞、濾泡輔助T 細胞亞群上的同源受體C-X-C 趨化因子受體5 型從而發(fā)揮介導B 淋巴細胞向炎癥灶遷移的作用，參與許多自身免疫性疾病的發(fā)病過程[43]。有學者發(fā)現(xiàn)CXCL13 可能參與IPF 的發(fā)病機制，并與IPF 患者預后相關[43]。同時在一項回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，高水平CXCL13 與CTD-ILD、CHP、U-ILD 等疾病的死亡率有關[19]。目前關于CXCL13 與ILD 預后之間的研究較少，其靈敏度和特異度仍需進一步研究。

3.2 血管細胞黏附因子-1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1） VCAM-1 又名為CD106，主要是表達于內皮細胞的一種90 kDa 糖蛋白，通過與其主要配體α4β1 整合素相互作用來調節(jié)白細胞黏附和遷移過程，目前認為其與調節(jié)炎癥反應、免疫應答等密切相關[44]。同時也有研究表明VCAM-1 與肺損傷、ILD 進展等有關[45]。在Alqalyoobi 等[19]開展的一項研究中，其主要結局終點定義為2 年內出現(xiàn)死亡、肺移植或FVC 相對下降≥10%，該研究結果表明高水平血清VCAM-1 與CTD-ILD、CHP 患者生存率降低有關。目前關于VCAM-1 在ILD 這一領域的研究相對較少，需要更多數(shù)據(jù)支持。

4 基因相關標志物

4.1 黏蛋白5B（mucin-5 subtype B，MUC5B） MUC5B是支氣管分泌的凝膠形成型黏蛋白，是呼吸道黏液的主要成分，其主要作用是保護氣道上皮細胞和氣道黏液免疫防御[46]。近年來一些基因組學研究表明，MUC5B 基因啟動子單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）與IPF 具有顯著關聯(lián)，同時在其他ILD 中，MUC5B 基因啟動子變異體rs35705950 也被認為與多種ILD 出現(xiàn)肺纖維化有關[47-48]。Newton 等[49]將250 例IPAF 患者和248 例CTD-ILD，與499 例IPF 例患者進行對照研究，發(fā)現(xiàn)IPAF 中MUC5B SNP rs35705950的次要等位基因頻率與IPAF 患者生存率有關，但MUC5B 基因與CTD-ILD 患者生存率無關。Juge 等[50]研究發(fā)現(xiàn)MUC5B 基因啟動子變異體rs35705950 不影響RA-ILD 患者肺功能下降和生存率。Volkmann 等[51]研究發(fā)現(xiàn)MUC5B 啟動子變異體rs35705950 不能預測SSc-ILD 疾病進展。因此，MUC5B 基因多態(tài)性與部分ILD 的發(fā)生具有一定關聯(lián)性，但對于預測ILD 尤其是CTD-ILD 疾病進展仍缺乏臨床數(shù)據(jù)支持。

4.2 端粒 端粒是與多種蛋白質相關的TTAGGG 串聯(lián)重復DNA 序列，位于真核細胞染色體末端，可保護末端不被降解。端粒每次隨細胞分裂而縮短，但基因編碼的端粒酶可通過催化端粒重復序列的合成來部分抵消端粒的逐漸喪失。當端粒嚴重縮短時會激活DNA 損傷反應，導致細胞凋亡、衰老或死亡，因此，端粒長度決定了細胞的增殖能力和壽命[52]。目前端粒異常與肺纖維化之間相關的致病機制尚不完全清楚，且在肺成纖維細胞中的作用也知之甚少。國外學者首先發(fā)現(xiàn)外周血端?？s短與IPF 患者相關，且短端粒與IPF 患者較短生存率相關，后續(xù)在多項研究中也觀察到端粒在其他多種ILD 中縮短[53-54]。短外周血白細胞端粒長度與CHP 患者生存率降低的聯(lián)系在Ley 等[55]開展的一項CHP 隊列研究中得到驗證（HR=0.18，95%CI：0.06～0.51，P＜0.01）。同時Ley 等[56]在另一項大型研究中也證實了短外周血白細胞端粒長度可以預測CHP患者的不良預后。另有研究報道，短端粒長度可能是SSc-ILD[57]、U-ILD[58]患者的潛在預后生物標志物。一項納入250 例IPAF 患 者和248 例CTD-ILD 患者的觀察型研究結果顯示，在IPAF 組中較短的白細胞端粒長度與較差的無移植生存率有關（HR=2.97，95%CI：1.70～5.20，P＜0.01）；而在CTD-ILD 組中短白細胞端粒長度與患者生存率之間未發(fā)現(xiàn)關聯(lián)性[49]。而Stuart 等[54]開展的一項納入了149 例IPF 患者和221 例其他ILD 患者的研究中，卻發(fā)現(xiàn)短端粒長度僅與IPF 患者的無移植生存時間獨立相關，但對于診斷為IPF 以外的ILD 患者無統(tǒng)計學差異。以上研究結果表明，端粒長度在預測ILD 預后方面優(yōu)劣不一，需要更多數(shù)據(jù)去證明其作為預后因子的潛力。

5 小結

綜上所述，鑒于PPF 這一概念的出現(xiàn)，國內外學者對與非IPF-ILD 相關的血清生物標志物已取得不少進展，這說明血清生物標志物對于預測纖維化型ILD 疾病進展風險和預后風險能起到一定指導作用。KL-6是目前較為理想的預后血清生物標志物，其水平升高具有一定臨床價值，但其基線截斷值仍需進一步定義。同時血清YKL-40 在評估非IPF-ILD 預后方面也具有一定潛力。除上述生物標志物外，另有CEA、MMP-7、CXCL13 等生物標志物在非IPF-ILD 中的預后研究中受到許多學者關注，但相關研究甚少，其臨床價值尚未得到證實。

6 不足和展望

盡管國內外許多研究報道了纖維化型ILD 和血清生物標志物之間的關聯(lián)，但在臨床工作中多數(shù)生物標志物僅少數(shù)研究機構可以檢測，尚未常規(guī)應用于患者病情評估上，與臨床應用之間存在較大差距和困難。其次，多數(shù)生物標志物是基于先前IPF 相關研究提出，其靈敏度尚可但特異度較差。最后，多數(shù)研究都是以單中心回顧性方式進行，且研究樣本量較小，沒有對這些潛在生物標志物進行多中心、大樣本、前瞻性隊列研究或試驗進行重復驗證。

新定義的PPF 是對IPF 以外的慢性進行性纖維化型ILD 的統(tǒng)稱，其不僅在病理生理特點與IPF 相似，而且在疾病的不可逆進展、肺功能惡化和死亡風險等方面均與IPF 的臨床行為相似，因此在發(fā)生進展之前預測并開始適當?shù)闹委熑匀皇穷A防不可逆肺纖維化發(fā)展的最好機會。從目前來看，關于生物標志物的研究和前景是令人鼓舞的，除外周血外，支氣管肺泡灌洗、基因組學、轉錄組學、蛋白質組學來源的生物標志物正在涌現(xiàn)，未來可能會出現(xiàn)更多新穎且可靠的ILD 生物標志物。同時，將生物標志物聯(lián)合使用或與肺功能、胸部影像學結合開發(fā)新的臨床預測模型以提高靈敏度、特異度也是極具前景的。在未來，希望研究團隊之間加強合作與共享，持續(xù)開展更多大型多中心、前瞻性的臨床研究，并進行重復驗證，進而將具有臨床價值的生物標志物應用于臨床實踐，促進診斷水平提升，為臨床決策提供依據(jù)，從而改善PPF 患者生存質量及預后。