硬皮病相關間質性肺疾病發(fā)病機制與治療的研究進展*

茍玉蕭 綜述 劉鋼 審校(四川大學華西醫(yī)院風濕免疫科，四川 成都 610041)

硬皮病(scleroderma)是一種以特異性的抗體產(chǎn)生、血管損傷及皮膚和器官纖維化為特征的自身免疫性疾病，可累及心臟、肺、腎臟、胃腸道等器官，其中肺部受累占硬皮病患者死亡原因的57.0%；在近20年，因心臟、肺的并發(fā)癥引起硬皮病患者死亡的人數(shù)逐漸升高[1]。目前，硬皮病相關間質性肺疾病的發(fā)病機制尚不明確，但隨著近幾年研究的深入，對其發(fā)病機制上有了一定了解，包括多種信號通路、細胞、免疫因素、遺傳因素等作用，其他可能機制有感染因素觸發(fā)、表觀遺傳學修飾等。目前，硬皮病相關間質性肺炎(Scleroderma interstitial lung disease， SSc-ILD)的治療以免疫抑制劑為主，生物制劑、免疫球蛋白等可能有一定的療效。

1 發(fā)病機制

1.1 相關信號通路

1.1.1 轉換生長因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)通路 SSc-ILD中研究最多的信號通路為TGF-β通路，TGF-β由損傷的肺細胞、纖維細胞、炎性細胞等釋放，可調節(jié)免疫，募集巨噬細胞至肺損傷部位，促進T細胞、B細胞發(fā)育、分化及增殖，并促進細胞因子釋放[2]。TGF-β通過細胞表面受體主要激活經(jīng)典Smad途徑，使Smad2/Smad3磷酸化，與Smad4結合后促進I型膠原、Ⅱ型膠原、α-平滑肌肌動蛋白、纖溶酶原激活物抑制物、 熱休克蛋白47、結締組織生長因子等表達[3-4]，引起肺泡上皮細胞增生，肌纖維細胞增多及細胞外基質(extracellular matrix，ECM)蛋白聚集，從而促進肺組織發(fā)生炎癥、損傷及纖維化[2]。TGF-β還可抑制作為核受體之一的轉錄因子過氧化物酶增殖活化受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPAR-γ)的表達，而PPAR-γ的激動劑IVA337目前已被發(fā)現(xiàn)具有抗纖維化作用[3,5]。孤兒核受體NR4A1是TGF-β信號的內(nèi)源性抑制劑，NR4A1的激動劑Cytosporone-B促進NR4A1的調節(jié)活性，抑制TGF-β信號通路，終止過度的組織效應，可抑制纖維化[6]。幾丁質酶1、E3泛素連接酶亦通過TGF-β途徑調節(jié)纖維化過程[7-8]。

1.1.2 凝血酶通路 凝血酶是血液凝固過程中的主要成分，在SSc-ILD患者及博來霉素誘導的ILD小鼠中，其在支氣管肺泡灌洗液中含量增多，具有高度活性[2]。凝血酶主要作用于蛋白酶活化受體1來調節(jié)組織重建，促進正常纖維細胞分化為肌纖維細胞，刺激上皮細胞黏附及增殖，促纖維化細胞因子如TGF-β、結締組織生長因子等表達；同時，凝血酶可通過CCAAT增強子結合蛋白同源蛋白(CCAAT enhancer-binding homologous protein，CHOP)的表達進而促進細胞凋亡；在肺泡上皮細胞(alveolar epithelial cell，AEC)中，凝血酶通過Ets-1依賴途徑引起CHOP表達增多；而在肺成纖維細胞中，則通過Myc依賴途徑引起CHOP表達減少。此外，凝血酶還可通過天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶3的作用促進AEC壞死[9]。

1.1.3 Wnt/β-連接素通路 Wnt/β-連接素通路中的各成分在SSc患者的皮膚樣本、特異性肺纖維化組織、博來霉素誘導的皮膚纖維化小鼠皮膚樣本中增多。Wnt蛋白是調脂過程產(chǎn)生的一種糖蛋白，作為配體結合細胞膜上由Frizzled受體與低密度脂蛋白相關蛋白受體5/6組成的共受體，通過抑制由結腸腺瘤性息肉病蛋白、糖原合成激酶3β、軸蛋白、β連接素和酪蛋白激酶Iα等共同組成的復合體的活性，使細胞漿中的β連接素增多，易位至細胞核后與T細胞特異性轉錄因子/淋巴增強連接因子轉錄因子共同作用促進WNT1-誘導信號蛋白1的表達，對細胞的增殖、生長、分化起重要作用[10]。SSc-ILD可能參與支氣管肺泡連接處的上皮細胞再生及上皮基質遷移過程，引起肺組織結構不可逆性重建[2]。 在體外實驗中，重組Wnt蛋白可活化成纖維細胞，并促進其分化為肌成纖維細胞，增加細胞外基質蛋白的分泌；在體內(nèi)試驗中，通過對皮下脂肪細胞轉基因使其高表達Wnt10b，3周后皮膚纖維化范圍可擴大，皮膚厚度增加，羥脯氨酸累積并且肌成纖維細胞數(shù)量可增加[10]。

1.1.4 Toll樣受體4(Toll-like receptors 4，TLR4) 信號通路 TLR4是TLR受體家族中的一種，存在于免疫細胞(淋巴細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等)及Ⅰ型/Ⅱ型肺泡上皮細胞表面[11]，為革蘭氏陰性細菌細胞壁上脂多糖的重要受體，可觸發(fā)免疫反應，引起炎癥及肺組織損傷。其主要內(nèi)源性配體有高遷移率族蛋白1、 纖維連接蛋白、粘蛋白C、表面活性蛋白A等[12]。TLR4活化髓樣分化因子88依賴和/或非依賴信號，激活核因子活化B細胞κ輕鏈增強子和炎性細胞因子；TLR4信號通路還可激活干擾素調節(jié)因子5 ，引起淋巴細胞、上皮細胞、纖維細胞中目標基因的表達，導致血管活化、炎癥及組織纖維化[13]。粘蛋白C通過TLR4可使博來霉素誘導的SSc-ILD小鼠模型的肺持續(xù)纖維化[12]。

1.1.5 其他 Rho/Rho激酶信號通路參與肌動蛋白骨架構建、細胞因子產(chǎn)生及細胞遷移。內(nèi)皮素受體1、尾加壓素Ⅱ、血管緊張素Ⅱ 可通過此通路在硬皮病血管病變及纖維化過程中發(fā)揮作用。RhoA、RhoC、ROCK1 及 ROCK2基因的多態(tài)性改變可能與SSc發(fā)病有關[14]。

1.2 相關細胞

肺泡上皮細胞(alveolar epithelial cells，AEC)在SSc-ILD發(fā)生發(fā)展中起重要作用，AEC在壞死與修復的過程中引起其細胞表面血管細胞黏附因子1、內(nèi)皮白細胞黏附因子1、細胞間黏附因子1等表達增多，進而促進炎癥細胞浸潤，引起細胞功能失調及壞死[2]。肺泡上皮細胞還可發(fā)生表型改變轉換為肌成纖維細胞，即發(fā)生內(nèi)皮基質遷移，在SSc-ILD患者及博來霉素誘導ILD動物模型的肺組織中均發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象[15]。

SSc-ILD中另一個重要的細胞成分為成纖維細胞，活化的肺成纖維細胞來源于肺常駐纖維細胞、循環(huán)祖細胞或由其他內(nèi)皮細胞、上皮細胞等分化而來。通過表達B細胞淋巴瘤2基因及黏著斑激酶、X連鎖凋亡抑制蛋白等調控細胞周期作用而逃避凋亡[2]，50%以上的SSc-ILD支氣管肺泡灌洗液中可檢測到成纖維細胞的前體細胞，即纖維細胞，其存在與疾病活動度有關。體內(nèi)體外試驗發(fā)現(xiàn)抑制纖維細胞的募集及阻斷原始細胞分化為纖維細胞均可能抑制肺纖維化[16-17]。

肌成纖維細胞是SSc-ILD主要的效應細胞，其來源與固有成纖維細胞的活化及循環(huán)纖維細胞及骨髓來源祖細胞被募集至損傷部位有關，肌成纖維細胞可通過應力作用及合成ECM蛋白參與纖維化過程，體外實驗證實肌成纖維細胞通過周期鎖定機制及RhoA/Rho相關激酶及細胞內(nèi)鈣離子濃度介導的收縮力變化發(fā)揮作用[18]。循環(huán)祖細胞與SSc的病因有關，血清中早期內(nèi)皮祖細胞及成纖維細胞樣細胞水平與肺間質改變有關，但各種類型循環(huán)祖細胞在SSc中的具體作用未明[17]。

1.3 免疫異常

1.3.1 B細胞異常 在SSc患者中B細胞活化明顯，可產(chǎn)生白介素6、TGF-β等促纖維化細胞因子。B細胞通過細胞連接的作用，導致樹突狀細胞成熟進而促進Th2細胞分化及產(chǎn)生效應[19]。目前有研究發(fā)現(xiàn)肺纖維化的SSc患者調節(jié)性B細胞的比例較正常人明顯降低，其細胞功能受損，產(chǎn)生白介素10減少[20]。

85%～89%的硬皮病患者中出現(xiàn)自身抗體：一類是抗核抗體，抗scl-70抗體與肺間質疾病有相關性，抗著絲粒蛋白A抗體與肺動脈高壓有相關性；另一類稱為功能性抗體，如抗內(nèi)皮細胞抗體、抗成纖維細胞抗體、抗血管緊張素Ⅱ1型受體抗體及抗內(nèi)皮素-1受體抗體等。其可能通過結合成纖維細胞、肺泡上皮細胞等細胞膜及核膜上相應受體影響炎癥反應及其他信號通路，在組織炎癥、損傷、纖維化的過程中發(fā)揮重要作用?？箖?nèi)皮細胞抗體可促進促炎癥細胞因子、促纖維化細胞因子的表達。抗血管緊張素Ⅱ1型受體抗體及抗內(nèi)皮素A型受體抗體可促進產(chǎn)生TGF-β、血管細胞黏附因子-1, 白介素-8 、白介素-6等，并增加鈣離子在細胞內(nèi)集聚，使內(nèi)皮細胞退化，并募集中性粒細胞至損傷組織中，發(fā)生炎癥及纖維化[19,21]。

1.3.2 T細胞異常 初始CD4陽性T細胞與SSc病因有一定關系，1型輔助性T細胞/2型輔助性T細胞比值下降引起細胞因子產(chǎn)生異常，在SSc的炎癥及纖維化中發(fā)揮重要作用；17型輔助性T細胞在SSc患者的血清、受損皮膚及肺組織中存在，可分泌白介素17。在博來霉素誘導的SSc動物模型中，白介素17可誘導內(nèi)皮細胞向間質遷移及通過TGF-β通路促進肺泡上皮細胞產(chǎn)生膠原。但在人SSc中，其作用存在差異[22]；調節(jié)性T細胞可調控17型輔助性T細胞，且研究發(fā)現(xiàn)SSc-ILD患者調節(jié)性T細胞分泌的白介素35含量較正常人高，但其機制暫不清楚；9型輔助性T細胞分泌白介素9，而血清白介素9水平與SSc肺纖維化的嚴重程度呈負相關性，其抑制肺纖維化的作用不明；22型輔助性T細胞可參與炎癥反應，目前有研究發(fā)現(xiàn)升高的22型輔助性T細胞與SSc-ILD之間有較大關系。濾泡輔助性T細胞與許多自身免疫疾病的發(fā)病有關，但至今尚無研究發(fā)現(xiàn)其與SSc的關系[22]。自身拓撲異構酶1反應性CD4陽性T細胞在SSc患者外周血中可被檢測出，其促炎癥效應與17型輔助性T細胞有關，可精確預測SSc-ILD的發(fā)生[23]。

效應CD8陽性T細胞在SSc-ILD中也有作用，CD8陽性T細胞表面表達CD226增多與SSc-ILD密切相關，可能促進促纖維化細胞因子的產(chǎn)生及導致內(nèi)皮細胞損傷[24]。

SSc伴有肺纖維化者較無肺纖維化者，其外周血2型固有淋巴細胞水平較高，該細胞具有淋巴細胞的形態(tài)特征，但缺乏特異性抗原受體，可分泌白介素5、白介素13等，它對SSc的作用尚需進一步研究[25]。

1.4 相關遺傳學及表觀遺傳學 因為地域及種族差異引起的SSc的發(fā)病率不同，為7～700例/100萬[26]，有SSc家族史的人群發(fā)生SSc概率為1.5%～1.7%，遺傳學相關因素可能引起SSc的結局差異。HLA-DPB1、HLA-DPB2與韓國及中國人群罹患SSc有關，HLA-DPB1*1301、HLA-DRB1*15可使韓國及南非SSc患者易于發(fā)生肺纖維化，而亞洲SSc患者攜帶HLA-B*62、及HLA-Cw*602者易發(fā)生肺纖維化，法國女性、西班牙及意大利SSc患者攜帶HLA-DRB1*11/07單倍型者易發(fā)生纖維化[27]。在SSc中均存在DNA甲基化、組蛋白修飾、微小RNA等作用，可引起相關基因異常表達，從而調節(jié)信號通路，使內(nèi)皮細胞功能異常，并激活成纖維細胞及免疫系統(tǒng)[28]。

1.5 其他 部分皰疹病毒可通過固有免疫系統(tǒng)誘發(fā)及加重SSc。如EB病毒在裂解性感染期可攻擊固有免疫系統(tǒng)，表達TGF-β逃脫固有免疫效應而加強病毒復制，通過某種方式感染成纖維細胞，導致炎癥及促纖維化效應。人巨細胞病毒感染可通過抗巨細胞病毒抗體對成纖維細胞及內(nèi)皮細胞表面蛋白產(chǎn)生交叉效應引起SSc的血管病變[29-30]。

研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)突起生長導向因子1在小鼠SSc-ILD CD14陽性單核細胞中表達增多，且其缺乏可改善博萊霉素引起的肺纖維化及成纖維細胞聚集。由此發(fā)現(xiàn)神經(jīng)突起生長導向因子1在SSc-ILD纖維化過程發(fā)揮作用[31]。

腫瘤相關抗原(tumour-associated antigen，TAA)如糖類抗原153、糖類抗原199、癌胚抗原等在較大部分的SSc-ILD患者血清樣本中含量升高，TAA可能作為細胞黏附因子參與炎癥反應，ILD患者中含有一個及以上TAA者其肺部病變更嚴重[32]。糖類抗原153可能是SSc-ILD的標志物之一，以提示肺纖維化進展及預后[33]。肺組織中的巨噬細胞與其他肝外細胞釋放的血清淀粉樣蛋白A與SSc的肺損傷有關，可調節(jié)TGF-β 表達，可引起白介素-6、白介素-8分泌增多[34]。有食管擴張表現(xiàn)的SSc患者，其肺功能更差，肺部影像學改變更明顯[35]。研究發(fā)現(xiàn)SSc-ILD可能是一種年齡老化性疾病，隨著年齡增長，SSc患者死亡率增加。年齡因素可影響免疫調節(jié)異常、表觀遺傳修飾、細胞衰老、自噬功能損傷等方面，進而影響SSc的血管病變、炎癥及纖維化過程[36]。

2 治療

SSc-ILD的治療方案備受爭議，隨機臨床試驗證明環(huán)磷酰胺可改善肺功能，但其效應短暫。因此，有理由在使用環(huán)磷酰胺后進行免疫抑制的維持治療,但對于后續(xù)的維持治療方案存在較大差異。

環(huán)磷酰胺是治療SSc-ILD的一線用藥，口服或靜脈用藥均可使SSc-ILD的肺功能得到一定程度的改善[37]。一項納入26例分別隨訪第4年、第7年的回顧性研究提示靜脈使用環(huán)磷酰胺(600 mg/m2每月，至少6周期)可減緩肺總量的下降程度，但效果不能持續(xù)，總量大于6 g的劑量對SSc-ILD無明顯額外作用[38]。

糖皮質激素的使用受到爭議。一項日本的回顧性研究提示14例患者單用糖皮質激素[0.5～1.0 mg/(kg.d)潑尼松起始，并規(guī)律減量]中有9例患者的用力肺活量得到改善，但文中未與另外7例使用環(huán)磷酰胺的患者的療效相比較[39]；一項納入23例患者的單盲試驗提示13例患者聯(lián)合使用環(huán)磷酰胺(1000 mg/m2每月，共12月)及糖皮質激素[60 mg/(kg.d)]潑尼松使用4周后規(guī)律減量至10 mg維持〕與10例患者聯(lián)合使用環(huán)磷酰胺(1000 mg/m2每月，共12月)及小劑量糖皮質激素(10 mg/d潑尼松)的療效相當，表明使糖皮質激素的用量可能對SSc-ILD的作用不大，對于糖皮質激素的使用尚需大樣本研究[40]。

霉酚酸酯可抑制淋巴細胞增殖，具有抗炎作用。一項納入57例患者的回顧性研究提示，霉酚酸酯(初始量500 mg/d，逐步增加至最大耐受劑量或3 g/d)與環(huán)磷酰胺(靜脈給藥600 mg/m2每月，至少6周期)誘導治療ILD的作用無明顯差異，且霉酚酸酯毒性相對較小，可用于SSc-ILD的治療[41]。

吡非尼酮是一種具有抗炎及抗纖維化的藥物，可抑制促炎細胞因子的產(chǎn)生及抑制炎性細胞的增殖，已被歐洲及美國批準用于特發(fā)性肺間質纖維化。在一些個案報道中提到吡非尼酮可穩(wěn)定SSc-ILD患者的肺纖維化[37]。一項檢測吡非尼酮安全性的Ⅱ期臨床開放性研究中，96.8%(共63例)的患者發(fā)生了治療相關副作用，但其副作用可逐步得到耐受。4周后劑量加量至2403 mg/d較2周即加量至該值者，患者對藥物的耐受性相對較好。該研究為期16周，未發(fā)現(xiàn)肺功能指標較基線水平有差異[42]。

靜脈使用免疫球蛋白治療SSc-ILD的效果不確定。一些個案報道提示靜脈使用免疫球蛋白可改善皮膚纖維化，而有些隨機雙盲安慰劑對照試驗表明靜脈使用免疫球蛋白12月后，其用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)及一氧化碳彌散量(carbon monoxide diffusing capacity，DLCO)無明顯變化[43]。

造血干細胞移植是最近研究的熱點，與使用環(huán)磷酰胺相比，SSc的肺總量(total lung capacity，TLC)及FVC均升高，但其發(fā)生治療相關的死亡風險高，因此在對SSc-ILD的使用時應當慎重[44]。

生物制劑也是近年研究熱點，可針對不同靶點抑制細胞因子功能、抑制細胞活化及炎性基因轉錄。腫瘤壞死因子α拮抗劑是否可抑制纖維化受到爭議[37]；針對B細胞CD20的利妥昔單抗，在一項納入20例患者的自身對照研究發(fā)現(xiàn)使用其治療，1年后患者TLC及FVC均有所升高，DLCO保持不變[45]。一項關于CD19單抗MEDI-551的安全性研究中，治療85天前后的FVC、DLCO無明顯差異[46]。一項納入87例患者的隨機雙盲對照試驗提示，使用托珠單抗較使用安慰劑組可能引起較少的FVC下降[47]。

酪氨酸激酶抑制劑如伊馬替尼亦可用于治療ILD及肺動脈高壓。一項納入26例患者的Ⅱ期臨床研究發(fā)現(xiàn)口服伊馬替尼(200 mg/d，連續(xù)使用6月)后，4名患者FVC或DLCO升高大于15%，其后6個月的隨訪中，12名患者肺功能得到改善或者保持不變[48]。肺移植可用于SSc-ILD終末期，但SSc并發(fā)癥較多，移植風險高，生存率存在較大差異[37,49]。

3 小結

目前，對SSc-ILD發(fā)病機制的研究，已取得一定的成果，但其病因及發(fā)病機制極為復雜，涉及到遺傳學異常、多種細胞、細胞因子、自身免疫等問題，仍有很多疑問有待解決。其治療上雖然有不少可供使用藥物，但藥物的療效以及維持治療的免疫抑制藥物選擇及終末期肺移植等仍需要進行大樣本的隨機雙盲對照試驗進行驗證。因此，對于SSc-ILD的關鍵發(fā)病機制及相關治療藥物的研究仍然任重道遠。

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