间质生物标志物KL-6和SP-D对肺纤维化合并肺气肿纤维化程度的诊断价值

摘要

肺纤维化合并肺气肿(CPFE)于1990年首次被报道，但一直被相对低估。虽然肺气肿和纤维化区域的诊断结果都可以通过胸部的高分辨率计算机断层扫描(HRCT)检测到，但随着肺气肿病变的增加，纤维化的进展程度很难评估。在本研究中，我们假设肺纤维化的生物标志物，表面活性蛋白D (SP-D)和KL-6可以作为CPFE纤维化病变的良好指标。我们招募了46例2003年4月至2008年3月在我院经CT扫描确诊为肺气肿和纤维化的患者。评价肺功能、综合生理指标(CPI)与血清SP-D、KL-6水平的相关性。我们发现KL-6与%VC、%TLC或CPI之间存在相关性，SP-D与%VC或CPI之间存在相关性。有趣的是，KL-6和SP-D的联合产物(KL-6xSP-D)与%VC和%TLC或CPI高度相关。这些结果表明，KL-6和SP-D，特别是SP-D和KL-6的产物，是CPFE患者肺纤维化病变存在的良好指标。

1.介绍

自从1990年Wiggins等人首次将肺纤维化和肺气肿合并报道为“隐源性纤维化肺泡炎和肺气肿合并”以来[1]，在1991年卫生部弥散性肺疾病组出版的《特发性间质性肺炎临床指南》第3版中将该病列为“特发性间质性肺炎的非典型表型”。日本政府的劳动和福利。然而，直到2005年，Cottin等人报道了一项对61例肺气肿和肺纤维化患者的回顾性研究，并全面描述了综合征[2]．诊断依据胸部高分辨率ct (HRCT)，结果显示上叶肺气肿和下叶肺纤维化。CPFE的特点是肺容量保存相对较好，一氧化碳转移严重受损，PaO显著降低₂肺动脉高压的高患病率导致预后不良[3.，4]．我们预计CPFE患者肺纤维化程度可能会影响预后，因为CPFE患者的预后比肺气肿患者差[5]．然而，很难评估CPFE患者的肺纤维化程度。肺气肿改变密切影响肺活量和DLco。Wells等人提出了综合生理指数(CPI)，由VC、DLco和FEV的个体预测值计算得出_1.0作为衡量肺纤维化程度的一项新指标，该指标在HRCT上显示为肺纤维化程度的表征，除肺气肿外[6]．

KL-6/ muc1 (KL-6)和表面活性蛋白D (SP-D)是诊断各种间质性肺病(ILD)的有用生物标志物，包括IPF [7]．KL-6是一种循环的高分子糖蛋白，归类为人muc1 [8，9]．KL-6表达于肺泡上皮细胞和细支气管上皮细胞的表面膜上。SP-D属于c型凝集素超家族的亚群。它由克拉拉细胞和肺泡上皮细胞分泌。据报道，这些生物标志物在IPF患者中升高，并与肺纤维化的严重程度相关[10]．在此背景下，我们预计KL-6和SP-D将被证明是评估CPFE患者肺纤维化程度的有用生物标志物。

2.患者和方法

２.１.病人检查

我们回顾性分析了46例CPFE患者HRCT图像上同时诊断为肺气肿和纤维化，以评估血清生物标志物(KL-6、SP-D)与CPFE患者肺功能指数CPI(代表肺纤维化)之间的相关性。接受检查的病人来自日本东北大学医院2003年4月至2008年3月记录的临床数据。排除标准包括存在其他间质性肺疾病，包括药物诱导的间质性肺疾病、过敏性肺炎、尘肺、结节病、肺组织细胞增多症、淋巴管平滑肌瘤病、嗜酸性肺炎或其他明显原因。

2．2.放射学评估

5名肺科医生(SC、HO、SH、SO和ME)独立审查胸部高分辨率ct (HRCT)扫描。情况下被认为接受包容如果下列条件得到满足:(1)上的肺气肿CT扫描定义为破坏的区域减少衰减与相邻相比正常的肺和特征很薄(1毫米)或没有利润,和/或多个印玺(1厘米)和较高的区域优势;(2) HRCT显示弥漫性肺实质病变伴明显肺纤维化，定义为网状阴影，周围和基底部占优势，呈蜂窝状，结构扭曲和/或牵引性支气管-细支气管扩张;局灶性毛玻璃混浊和/或肺泡凝结区可能存在，但不应很明显。没有病人有肺不张继发中央型肺癌在最初诊断时。

2．3.临床评估

回顾性分析医疗记录。提取的数据包括年龄、性别、吸烟史、实验室结果、肺功能检查、PaO₂,帕₂在休息的时候。日本东北大学医学院(Tohoku University School of Medicine)批准查看患者的医疗记录，并对患者保密。

２.４.测量

用市售ELISA试剂盒检测血清KL-6和SP-D水平。我们定义KL-6高值为超过500 U/mL, SP-D高值为超过110 ng/mL。综合生理指数(CPI)的计算方法如下[6]：

2．5．统计分析

采用Spearman秩相关系数比较变量间的单变量相关性。组间比较使用学生的未配对进行以及。所有试验均为双侧试验，显著性水平为0.05。所有数据均表示为平均值±SD。

3.结果

３．１．CPFE患者的影像学特征

CPFE的诊断主要通过HRCT表现为肺上区以肺气肿为主，肺下区以纤维化为主。蜂窝样、毛玻璃样和网状样的患病率特别高。这些CPFE患者的典型HRCT图像如图所示1．

３.２．CPFE的临床表现及肺功能检查

患者最初诊断时的临床状况和实验室检查结果见表1．5例患者组织学诊断为IPF/UIP。所有患者均有吸烟史，目前吸烟者20人(43.5%)，既往吸烟者26人(56.5%)。静息时动脉血氧分压和二氧化碳分压均在正常范围内。KL-6为1160±1104 U/mL, SP-D为186±107 ng/mL。8名患者(17.4%)在确诊后患上了肺癌，16名患者在确诊时就已经患有肺癌。鳞状细胞癌是最常见的类型(42%)，其次是腺癌(33%)。

肺功能测试(pft)如表所示2．尽管HRCT显示所有患者均有肺气肿和纤维化，但结果显示PFT参数中只有%DLco显著下降，这一发现与其他几项研究一致。

3．3.非肺癌与诊断肺癌CPFE患者的比较

为了分析肺癌对临床表现和肺功能检查的影响，我们将46例患者分为两组，一组为CPFE无肺癌(CPFE无CA)，另一组为CPFE伴肺癌(CPFE伴CA)。表中汇总了这些患者的临床情况、实验室检查结果、PFT和CPI3.．年龄和血清SP-D、%VC、%FVC、%FEV水平无显著差异_1.0, FEV_1.0/FVC(%)、%DLco、CPI;而CPFE无CA组的%FRC和%RV/TLC显著降低。另一方面，CPFE不加CA组血清KL-6水平显著升高。CPFE组吸烟史(包年)高于CA组，无统计学差异。

3．4．肺功能检查与KL-6、SP-D的相关性

在这些患者中，20%的患者KL-6值高，20%的患者SP-D值高，51%的患者两者均有。91%的患者肺纤维化的生物标志物值较高(图)2）.KL-6与%VC呈显著负相关(), % FRC (), %房车(), % TLC (), % RV / TLC ()和%DLco ()(表4）.

SP-D与%VC呈显著负相关()， SP-D与FEV显著相关_1.0/ FVC (%) (）.同样地，我们也检测了KL-6和SP-D的组合产物(KL-6xSP-D)。KL-6xSP-D与FEV呈显著相关_1.0/ FVC (%) ()， KL-6xSP-D与%VC呈显著负相关(), % FRC (), %房车(), % TLC ()，或%DLco (）.KL-6xSP-D与%RV/TLC呈负相关趋势()(表4）.我们使用CPI来评估CPFE患者肺纤维化的程度。CPI与KL-6呈显著相关(), SP-D ()和KL-6xSP-D ()(表5）.

4.讨论

在本研究中，我们证明了SP-D和KL-6这两个生物标志物的重要性，KL-6xSP-D的产物是估测CPFE纤维化程度的良好指标，这一结果与CPI密切相关。

我们检查了46例来我院就诊的CPFE患者的临床特征，并分析了他们的临床特征，以确定KL-6和SP-D是否像IPF一样是CPFE有用的生物标志物。本研究CPFE患者中肺癌的患病率相当高(52.2%)，其中鳞状细胞癌是最常见的组织学类型。Kitaguchi等人回顾性分析了47例CPFE患者的记录，发现其中22例(46.8%)为肺癌。鳞状细胞癌也是他们研究中最常见的组织学类型[4]．Usui等报道了CPFE在肺癌患者中的患病率，他们发现1143例肺癌患者中有101例CPFE (8.9%) [11]．CPFE患者均为吸烟或吸烟前患者，且以男性为主。在这些CPFE患者中，吸烟是导致肺癌高患病率的原因，但CPFE与肺癌的相关性可能与吸烟诱发的慢性炎症的遗传易感性有关。举一个例子，一项全基因组关联研究确定了端粒酶相关TERT基因的一种常见变体与IPF易感性之间的联系[12]．

端粒缩短是IPF的一个危险因素，与COPD和肺癌相关[13- - - - - -15]．需要进一步的研究来阐明CPFE是否是肺癌的独立危险因素。与其他研究相似，在我们的研究中，肺功能参数中只有%DLco显著低。尽管HRCT有一定的发现，但CPFE患者的肺功能(DLco除外)得到了保留[2，4]．肺功能测试均受纤维化病变和肺气肿病变的影响。CPFE肺中肺气肿性病变的高度充气和高顺应性可能弥补了纤维化性病变的容量损失和低顺应性。相反，CPFE肺中的肺气肿和纤维化病灶均可进行性和协同性地减弱DLco。

其他研究表明KL-6作为肺癌的肿瘤标志物也会升高[16]．伴有CA的CPFE组可能具有较高的血清KL-6。然而，与预期相反，CPFE与CA组的血清KL-6显著降低。这说明在我们的研究中，肺癌并发症对KL-6的影响有限。与肺纤维化相比，肺癌更常在体检时通过胸部x光检查发现。因此，CPFE合并CA的患者可能在肺纤维化早期被发现。

CPFE患者血清KL-6水平与%VC、%FRC、%RV、%TLC、%RV/TLC、%DLco呈负相关，但均在正常范围内。KL-6是一种高分子量的粘蛋白样糖蛋白，由肺泡上皮和细支气管上皮细胞表达。据报道，在间质性肺病患者的肺切片中，KL-6在再生II型肺细胞中高表达[8]．上皮细胞的破坏可能导致KL-6渗漏到循环中，这种效果可以用市场上可买到的ELISA试剂盒来确定。血清KL-6在各种间质性肺病(包括IPF、非特异性间质性肺炎(NSIP)、胶原血管疾病相关间质性肺炎(CVD-IP)、药物诱导和辐射诱导的肺炎)中升高。在21例IPF患者和12例CVD-IP患者中，与健康对照组和细菌性肺炎患者相比，血清KL-6显著升高[7]．Satoh等人报道，当KL-6水平> 1000 U/mL时，包括IPF患者在内的IIPs患者的死亡率增加[17]．KL-6的升高也与NSIP有关。在纤维化性NSIP中，KL-6升高，并与HRCT纤维化程度相关[18]．

CPFE患者血清SP-D与%VC呈负相关。SP-D和表面活性蛋白A (SP-A)是c型病变超家族的水溶性成员，由肺泡上皮II型细胞产生。它们被认为是肺固有免疫的重要组成部分[10]．血清SP-D和SP-A水平在各种间质性肺疾病中升高，可能是由于II型肺细胞增生和上皮屏障紊乱。SP-D和SP-A在间质性肺病患者中是有用的生物标志物[19]．Takahashi等人的研究表明SP-D浓度与肺实质塌陷的程度和肺功能每年恶化的速度有关[20.]．

综合生理指数(CPI)与CT扫描的纤维化程度更密切相关，与死亡率的关系也比单个肺功能指数更好[21]．Wells等人构建了一个用于疾病形态严重程度的CPI，利用肺功能测试定量校准肺纤维化[6]．CPI来自106例临床和CT诊断为IPF的患者。CPI中包含并存肺气肿，对肺功能指标有较大的混杂影响。CPI也用于IFIGENIA研究的分析[22]．本分析显示CPI较低的患者预后较好。

KL-6和SP-D联合产物(KL-6xSP-D)与CPI的相关性比KL-6和SP-D单独存在更密切。KL-6和SP-D都是肺纤维化的生物标志物，但这些生物标志物的分离经常被观察到。我们最近发现，尽管各组SP-D水平升高，但有症状的IPF患者KL-6明显高于无症状IPF患者[23]．KL-6和SP-D在相对水平和分布模式上的差异可能是二者分离的原因。一般报道SP-D与肺泡炎(可逆变化)显著相关，KL-6与慢性纤维化(不可逆变化)显著相关[20.]．因此，KL-6xSP-D可能更能反映疾病的严重程度和肺功能的恶化。

综上所述，KL-6和SP-D都是CPFE患者肺纤维化程度的有用生物标志物。结果还显示KL-6xSP-D与CPI高度相关，它比KL-6或SP-D本身更能反映CPFE患者肺纤维化的进展情况。

承认

这项研究部分得到了日本厚生劳动省弥漫性肺病研究小组的资助。

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