涎液化糖链抗原- 6在间质性肺疾病诊疗中的价值

周惠琼，张奉春

1解放军总医院第一附属医院风湿科， 北京 100048 中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院 2风湿免疫科 3教育部重点实验室， 北京 100730

间质性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)是以弥漫性肺实质、肺泡炎症和间质纤维化为基本病理表现，以活动性呼吸困难、影像学提示弥漫性浸润阴影、限制性通气障碍、弥散功能降低和低氧血症为临床表现的不同种类疾病群构成的临床-病理实体的总称。近年来，随着医学各种检查技术的不断发展，尤其是肺部影像学如高分辨CT在临床中的广泛应用，提高了ILD患者早期诊断准确率，但ILD治疗并未取得实质性进展，部分患者的预后差，死亡率高。早期诊断和治疗可改善患者预后，故目前除临床已用于ILD诊断的肺CT、肺功能、血气分析、支气管镜及肺活检等手段外，与ILD疾病发展及转归有关的血清学检测亦成为研究热点[1]，其中涎液化糖链抗原- 6(Krebs von den Lungen- 6，KL- 6)被认为是比较有前景的血清学指标，目前较多研究认为KL- 6与ILD病变的发生、进展、药物疗效及预后均有明显相关性[2]。本文对KL- 6的结构、作用机制及其在ILD诊疗中的价值进行综述。

1 涎液化糖链抗原- 6的结构

1988年，Kohno等[3]首次使用人肺腺癌VMRC-LCR细胞系免疫BALB/c小鼠，提取出能识别KL- 6的单克隆抗体IgG1，从而使KL- 6相关研究得以进行。最初有关KL- 6的研究主要针对其与肿瘤发生发展的相关性，1994年国际第三届肺肿瘤与分化抗原研讨会正式将其归类为由muc1基因编码的黏蛋白1第9组分化抗原[4]。

KL- 6是一种跨膜高分子量黏蛋白，含有分子量约为200 KD的唾液酸化糖链,该糖链主要是由20个氨基酸残基组成的串联重复序列，具有被特异性抗体识别的空间结构表位。KL- 6在肺支气管上皮的膜表面二硫键处形成肺支气管上皮被覆液，主要表达于Ⅱ型肺泡细胞和支气管上皮细胞的细胞质和胞膜，部分表达于细支气管基底细胞和Clara细胞的细胞质及支气管腺体[5]，胰腺、胃及乳腺等器官组织的上皮细胞亦有部分表达。

2 涎液化糖链抗原- 6在间质性肺疾病中的作用机制

既往研究显示,高水平的KL- 6表达可能与肿瘤、部分新生儿肺部疾病、ILD及其恶化、急性肺损伤等疾病相关，但其生物学功能和致病机制尚未完全清楚。现有研究认为其参与肺部病变的机制可能包括以下几点：(1)机体正常表达的KL- 6对肺部组织具有保护作用，其糖基化侧链为保持支气管上皮的润滑提供了亲水环境，形成了以多肽为核心，糖侧链为分支的刷样结构，从而清除肺内异物及致病菌，并阻止一些有害降解酶对肺部组织的损害[6];(2)参与免疫应答，KL- 6抗体诱导的黏蛋白1能修复细胞表面蛋白，提高杀伤细胞的细胞毒性，从而增加效应细胞的趋化性，有助于杀死肿瘤细胞[7];(3)促进成纤维细胞的增殖和迁徙，抑制细胞凋亡，加重肺纤维化发展[8]。

尽管近年来大量研究发现，血清和支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中的KL- 6水平对于不同类型ILD的临床诊断、疗效评价和转归预测均具有重要参考价值，并明显优于目前常用的表面活性蛋白A(surfactant protein-A,SP-A)、SP-D等指标；且免疫组织化学研究提示，血清KL- 6水平可作为肺泡上皮细胞破坏和再生的指标[5],但其在ILD中的作用机制仍不明确。目前认为，KL- 6促进成纤维细胞增殖迁徙、抑制细胞凋亡及参与免疫应答均可能在ILD的发病中起作用。ILD患者Ⅱ型肺泡上皮细胞显著增生，导致肺泡表面的KL- 6表达增多，同时肺泡基底膜的损伤导致血管渗透性增加，使KL- 6进入到血液中从而可被检测到。目前用于检测KL- 6的最常用实验方法是ELISA法。

Kohno等[9]比较77例ILD患者、168例其他肺部疾病患者(包括肺泡肺炎、慢性支气管炎、肺气肿、肺结核等)和160名健康对照者的血清KL- 6水平，结果显示KL- 6在ILD患者中明显升高；该研究同时利用过氧化物酶标记抗KL- 6抗体，再次证实KL- 6主要存在于ILD患者的Ⅱ型肺泡上皮细胞表面，且在特发性间质性肺炎的组织切片中尤为明显。

Hirasawa等[8]采用KL- 6分别诱导肺成纤维细胞系和皮肤成纤维细胞系，发现KL- 6可促进成纤维细胞的增殖和迁徙，并呈剂量依赖性；Xu等[10]的体外研究亦显示，KL- 6可上调人胚纤维母细胞表达Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白，并呈剂量依赖性，但过量的KL- 6可抑制肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)的生成。Ohshimo等[11]的进一步研究发现，KL- 6可促进人肺成纤维细胞的增殖并阻止其凋亡，且KL- 6的促成纤维细胞增殖作用明显优于血小板衍生生长因子、碱性成纤维细胞生长因子及转化生长因子-β；抗KL- 6单克隆抗体可中和KL- 6针对人肺成纤维细胞的作用。该研究推测在肺上皮衬里表面液体中的KL- 6可能会促进ILD患者的纤维化。Xu等[12]的研究发现，抗KL- 6抗体可阻止博来霉素诱导的小鼠肺间质纤维化，在博来霉素诱导的小鼠肺间质纤维化模型中，出生后7～21 d给予抗KL- 6抗体处理，BALF中代表肺泡炎症反应的粒细胞计数明显降低，Ⅰ型胶原、转化生长因子-β表达下降，抗纤维化因子HGF表达上升，上皮细胞凋亡受到抑制，提示拮抗KL- 6可抑制纤维化发生。在活动性特发性肺间质纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)中，KL- 6升高可能和辅助T细胞1(helper T-cell 1,Th1)/Th2失衡有关，即“Th2优势”学说，使Th2型细胞因子IL- 4、IL- 5、IL- 10、IL- 13的表达增高，有助于细胞外基质的沉积和间质纤维化，但在结缔组织病相关的ILD(connec-tive tissue disease-associated ILD,CTD-ILD)患者中，血清KL- 6升高的患者却显示BALF中Th1比例升高，提示两个病种的发病机制有所不同[13]。

3 涎液化糖链抗原- 6在间质性肺疾病诊疗中的价值

ILD目前尚无有效的特异性治疗方案，一般预后差，而急性进展型ILD则预后更差，早期诊断和治疗将有可能改善此类患者预后。近年研究发现，KL- 6在ILD早期诊断及病变程度、疾病的预后评价中均有重要价值。研究证实KL- 6在多种ILD患者血清中均明显升高，包括IPF、CTD-ILD、过敏性肺炎、放射性肺炎、药物诱导性ILD、急性呼吸窘迫综合征、肺结节病及肺泡蛋白沉积症等[14]。

3.1 可早期诊断并提示病变程度

大部分ILD患者呈隐匿性发病，在出现明显的肺部表现前很长时间可能并无临床症状。确诊ILD的金标准是肺活检，但因其为有创操作，临床工作中很少采用，即使是高分辨CT和支气管镜检查，也因其高放射线和技术操作的复杂性而很少用于早期或亚临床ILD诊断。

Kohno等[9]研究表明，KL- 6水平在ILD患者血清中明显升高，可作为诊断ILD的血清学标志物。Ohnishi等[15]检测ILD患者血清KL - 6、SP-A、SP-D和单核细胞化学趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein- 1,MCP- 1 )，并对比分析所检测的4种标志物，结果显示在ILD患者中，4种血清标志物均明显高于对照组；利用受试者工作特征曲线评价4种血清标志物对ILD的诊断价值，KL- 6诊断ILD的敏感性、特异性、准确性、假阴性率分别为93.9 %、96.3 %、95.7 %和4.3 %；在细菌性肺炎对照组中，KL- 6的假阳性率为0。提示KL- 6在ILD诊断中准确率较高。

朱晨等[16]检测4种类型弥漫性ILD(IPF、过敏性肺泡炎、CTD-ILD和结节病)患者血清及BALF中KL- 6水平，发现IPF组的KL- 6水平高于过敏性肺泡炎组和结节病组，与CTD-ILD组无差别；IPF组血清KL- 6水平与高分辨CT网格影及蜂窝影评分呈正相关(r=0.62，r=0.41，P<0.05)，提示其可能作为IPF临床诊断及病变程度的一项指标。

KL- 6的检测亦有利于药物相关性ILD的诊断，Sugaya等[17]报道了3例曲妥珠单抗治疗乳腺癌出现药物诱导性ILD的患者，3例均出现血清KL- 6水平升高，其认为联合肺功能检查、肺CT及血清KL- 6检测可早期发现药物诱导性ILD。甲氨蝶呤是治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的经典药物，少见副作用是可能诱发ILD；Miyata等[18]研究发现，甲氨蝶呤引起的ILD患者血清KL- 6水平增高，且与肺间质病变程度相关；使用甲氨蝶呤期间监测患者血清KL- 6水平可能有预测药物诱导性ILD的作用。

赵亚东等[19]检测IPF患者血清及BALF中KL- 6水平，并分析其与血气分析及肺功能的相关性，结果显示IPF组BALF中KL- 6水平与BALF中细胞总数、中性粒细胞数呈正相关，BALF、外周血KL- 6水平与其用力肺活量、第1秒用力呼气容积、闭合气量、肺CO弥散量呈负相关，IPF组BALF中KL- 6水平与PaO2呈负相关，外周血KL- 6水平与PaO2无相关性，提示检测血清或BALF的KL- 6水平可部分反映患者的肺部病变程度。

3.2 预测疾病转归

目前较多研究均发现KL- 6与ILD的病变程度具有一定相关性，并预示其与ILD疾病转归有关。Hamai等[20]同时检测ILD患者基质金属蛋白酶- 7 (matrix metalloproteinase- 7,MMP- 7)、趋化因子配体18、KL- 6、SP-A和SP-D，结果显示血清KL- 6和MMP- 7水平升高与ILD患者不良预后明显相关，且两者联合检测可提高对疾病预后的预测价值。Sokai等[21]的研究结果同样显示了KL- 6对ILD疾病转归的预测价值，该研究随诊76例ILD患者6个月血清KL- 6水平，KL- 6升高与患者血气分析中用力肺活量百分比及CO弥散量百分比显著相关，且其升高是患者死亡的独立预测因素。Yokoyama等[22]发现血清KL- 6≥1000 U/ml的IPF患者平均生存期明显低于KL- 6<1000 U/ml的IPF患者(分别为18个月和36个月)，提示KL- 6可作为预测IPF患者预后的血清标志物，KL- 6水平越高则预后越差。

IPF急性加重(acute exacerbation of IPF，AE-IPF)是IPF的严重状态，死亡率很高。在对77例IPF患者的前瞻性观察中，基线KL- 6升高是发生AE-IPF的独立危险因素，以1300 U/ml作为KL- 6的截点值，KL- 6预测AE-IPF的敏感度、特异度、准确率和似然比分别为92%、 61%、 66%和2.36[23]。一项有关AE-IPF危险因素的Meta分析显示，血清高KL- 6水平、不良肺功能指标、肺部外科有创操作及继发性肺动脉高压是IPF患者发生AE的危险因素[24]。

4 涎液化糖链抗原- 6与结缔组织病相关间质性肺疾病

CTD-ILD是CTD患者的不良预后因素，CTD-ILD患者的肺部表现常呈隐匿性进展，且易被CTD原发病症状掩盖，当出现临床表现时往往肺部病变已比较严重，导致治疗效果欠佳，预后不良。目前有关KL- 6在CTD-ILD中的研究陆续被报道，研究最多的是系统性硬化症(systemic sclerosis，SSc)合并ILD，另外RA、混合性结缔组织病、多发性肌炎/皮肌炎(polymy-ositis/dermatomyositis, PM/DM)及系统性血管炎等CTD-ILD均有关于KL- 6研究的报道。KL- 6在CTD-ILD中的作用与原发ILD相似，且KL- 6的升高可早于肺部影像学的改变[25]。

Nakajima等[26]检测RA、SSc、PM/DM患者血清KL- 6水平，发现合并ILD的患者KL- 6水平明显高于未合并ILD的同组患者，提示KL- 6可作为筛查CTD患者是否合并ILD的有效方法。王冉冉等[27]的研究也得出类似结果，97例CTD-ILD患者的血清KL- 6水平明显高于未合并ILD的CTD患者和健康对照组，且与患者多个肺功能指标的恶化呈正相关，亦与肺高分辨CT中病变总面积及毛玻璃影面积呈正相关。

SSc是最常合并ILD的CTD疾病之一，肺部疾患的进展直接影响SSc患者的转归。多个有关检测SSc患者KL- 6水平的研究均显示高水平KL- 6可预测SSc患者发生ILD，且与ILD的病变程度及预后有关[28]。在随访173例SSc患者的研究中发现，高水平的血清KL- 6与肺功能恶化呈正相关，且疾病相关死亡的概率高于低水平KL- 6的SSc患者，该研究同时观察到经环磷酰胺治疗后患者血清KL- 6水平明显下降[29]。Kuwana等[30]对早期SSc-ILD患者的研究发现，基线时血清KL- 6水平升高的SSc-ILD患者更易在随访>10年[(173.5±64.7)个月]的时间中出现肺功能恶化，并进入终末期肺疾病状态。

PM/DM亦是比较常见合并ILD的CTD病种，最新研究发现高水平的血清KL- 6是PM/DM合并ILD患者死亡的独立危险因素[31]。同样，卢昕等[32]研究显示，血清KL- 6浓度是PM/DM合并ILD特异和敏感的血清学指标，可用来鉴别肺部感染和肺间质病变，高水平的血清KL- 6浓度可能提示患者预后不良。系列检测血清KL- 6还可预测PM/DM患者的药物疗效。Bandoh等[33]随访了16例PM/DM患者，其中8例合并ILD的患者均接受激素合并环磷酰胺治疗，结果显示5例肺部病变以磨玻璃影为主的患者病情改善，同时KL- 6水平明显下降，另外3例肺部病变以实变影为主，肺部病变进展的同时KL- 6水平也相应升高，提示环磷酰胺治疗PM/DM合并ILD患者的肺部病变的疗效与其病变类型有关，KL- 6水平能够反映PM/DM合并ILD患者的药物疗效及病变转归。Chen等[34]的前瞻性研究亦得出类似结论，KL- 6升高可预测PM/DM患者合并ILD,且与疗效有关。

肺部是抗中性粒细胞胞浆抗体(antineutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA)相关性血管炎最常累及的器官，常表现为ILD。Iwata等[35]的研究表明，ANCA相关性血管炎患者肺部出现ILD表现时，血清KL- 6表达水平也会升高。Lee等[36]的回顾性研究发现，高水平的血清KL- 6滴度与RA合并寻常型间质性肺炎患者的死亡率呈正相关。

5 小结

基于大量KL- 6与ILD相关性的研究，目前认为血清KL- 6升高可协助ILD早期诊断、反映病变的程度及转归；特别是对于CTD患者，血清KL- 6检测可用于鉴别是否合并ILD,因肺部细菌感染患者一般KL- 6并不高，故同时可以和肺部感染相鉴别[15,32]。虽然目前有关KL- 6在疾病中的作用机制尚不十分明确，且除ILD外，其升高还见于多种其他疾病，但由于KL- 6检测具有快速、简易经济、可重复性及无创等特点，优于高分辨肺CT、肺泡灌洗及肺活检等经典的方法，临床中血清及BALF的KL- 6水平检测将有望成为ILD的新型标志物。

参 考 文 献

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