肺泡蛋白沉积症诊治研究进展

1 病因与机制

肺 泡 蛋 白 沉 积 症（pulmonary alveolar proteinosis，PAP）包括原发性、继发性和先天性3 种类型。原发性PAP 临床上最多见，约占病例总数的90%，也称为获得性、自身免疫性、特发性或成人性PAP。该类型主要与患者体内高水平的抗粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（anti-GM-CSF）抗体有关［1-2］。GM-CSF 作为肺泡表面活性物质的重要组成成分，是肺泡终末细胞未分化的关键因子，也是中性粒细胞作用的重要调节因子，主要作用为促进肺泡巨噬细胞成熟，从而降解肺泡表面活性物质。大量anti-GM-CSF 与GM-CSF 表位特异性结合后，可阻断GM-CSF 与受体的正常结合，导致肺泡巨噬细胞大量破坏，使其清除肺泡表面活性物质的能力下降，进而使表面活性物质大量堆积于肺泡内而致病。

继发性PAP 占病例总数的10%以下，主要继发于恶性肿瘤患者，最常见于各种急、慢性髓性白血病。机体免疫功能严重低下和其他可改变患者免疫状态的疾病，以及接触某些吸入性化学物质或矿物质也与继发性PAP 有关。继发性PAP 发生可能与原发性疾病导致GM-CSF 信号传递不足，使肺泡巨噬细胞成熟度减小、功能异常或数量减少有关，临床特征个体差异性较大。

先天性PAP 非常少见，约占病例总数的2%，主要发生在婴幼儿。肺泡表面活性物质清除障碍部分由编码GM-CSF 或表面活性蛋白的基因突变引起。目前发现会发生突变的基因主要有CSF2ra、CSF2rb、SFTPB 等［3］。CSF2ra、CSF2rb为调控粒细胞、巨噬细胞产生和分化的细胞因子受体家族成员［4］，突变会导致肺泡巨噬细胞无法成熟、功能减弱，肺泡表面活性物质清除障碍，进而致病。因此，针对CSF2ra、CSF2rb、SFTPB 等的基因治疗为目前研究热点。

2 诊断方法

PAP 临床表现缺乏特异性，半数以上患者常起病隐匿，常见临床症状为咳嗽，主要为干咳，其次为疲劳、胸痛、体质量减轻和低热引起的进行性呼吸困难，少见咯血，常无肺内体征。PAP 患者胸部X 线片常见位于双侧肺中下部区域中央的对称性肺泡混浊，通常呈“蝙蝠状”分布；CT 常见肺小叶内结构和小叶间隔增厚，病变肺与周围正常肺组织界线清晰，无结构畸变，通常有多边形结构（也称“铺路石”征）。PAP 的X 线与CT 表现较为多样，主要为“铺路石”征、“地图样”分布、肺水肿样表现（X 线片，“蝶翼状影”似肺水肿）、肺实变样表现、间质纤维化样表现，后两者一般出现在晚期。目前PAP 的诊断金标准仍为肺活检病理检查发现肺泡内有过碘酸-雪夫（PAS）染色阳性蛋白样物质沉积，并通过阿利新蓝染色或苏木精-伊红（H-E）染色等排除其他能引起PAS 染色阳性的疾病。而经支气管镜肺活检或支气管肺泡灌洗液检查是临床最常用的PAP 诊断方法。

随着对PAP 基因层面发病机制的深入研究，其诊断方法也不断发展和完善。对于疑似PAP 而不宜行肺活检或肺泡灌洗液检查者，推荐行实验室检查，即血清GM-CSF 自身抗体检测。目前可通过ELISA 或检测抗体中和重组细胞因子GM-CSF对依赖GM-CSF 的人红系白血病细胞（TF1）成红细胞生长影响的能力来检测抗GM-CSF 抗体。血清中抗GM-CSF 抗体的浓度与疾病的严重程度、病程长短、肺功能及血清标志物［乳酸脱氢酶（LDH）、人肺表面活性物质相关蛋白A（SP-A）、人肺表面活性物质相关蛋白D（SP-D）、癌胚抗原（CEA）］等之间没有相关性。在健康者和PAP患者血清中均可发现该抗体，该抗体对诊断自身免疫性PAP 的灵敏度及特异度很高；目前其检测方法已标准化，＞5 µg/mL 即可诊断为自身免疫性PAP［5］。

对于抗GM-CSF 抗体水平正常，但疑似PAP且未发现继发性PAP 原因的患者，可进一步检测血清GM-CSF 水平，如果条件允许可进一步行GMCSF 信号转导轴检测。GM-CSF 信号转导过程包含STAT5 磷酸化及CD11b 表达，STAT5 磷酸化指数或CD11b 刺激指数可反映GM-CSF 受体功能情况［6］。而当GM-CSF 抗体浓度、GM-CSF 信号转导和血清GM-CSF 水平都正常时，如果继发性PAP 原因仍不明，可进一步检测与表面活性物质产生有关的基因，如SFTPB、SFTPC、ABCA3 及NKX2-1。

3 治疗方法

对于PAP 的治疗，目前主要为全肺灌洗，而对于不能耐受该治疗方法或存在全肺灌洗禁忌证的患者治疗选择目前研究不足。PAP 患者中有10%～50%会自行缓解［7］。对于轻症且无明显临床症状的PAP 患者，可予以对症支持治疗，如雾化吸入乙酰半胱氨酸等祛痰药、退热，同时患者增强营养、注意保暖、预防感染、戒烟限酒；而对于重症或临床症状明显患者，除全肺灌洗外，可以给予GM-CSF（吸入或皮下注射）、利妥昔单抗、吡格列酮、他汀类药物、基因治疗、血浆置换，肺移植等。

3.1 全肺灌洗 全肺灌洗在中度及中重度PAP 患者应用最普遍且最有效。目前支气管肺泡灌洗多在全身麻醉下进行，采用选择性双腔插管，一侧肺通气，另一侧肺注入大量生理盐水(最多50 L)，反复注入、洗涤、回收，直到灌洗液清澈。通常用第1 次灌洗液进行常规细菌和寄生虫等分析。进行全肺灌洗须满足以下条件：有明确的组织学诊断；满足静息PaO2＜65 mmHg（海平面），肺泡动脉血氧分压差（吸空气）≥40 mmHg，静动血分流率＞10%，休息、运动时出现严重呼吸困难或低氧血症中任一项［7］。

关于全肺灌洗的疗效，一项纳入368 例PAP 患者的全球调查［8］示：1 次灌洗后80%的患者病情可达到长时间（6 个月～1 年）稳定，10%～15%的患者须多次灌洗，患者的平均灌洗治疗次数为（2.5±1.5）次。后续肺泡灌洗治疗的间隔时间根据患者的症状、肺功能和胸X 线片决定。全肺灌洗会导致感染、发热、惊厥、气胸、胸腔积液、低氧血症甚至死亡等。目前灌洗过程缺乏相关指南，同时适应证及操作方法也缺乏共识，如不同程度病变注入的灌洗液量、灌洗的疗效评价。

3.2 吸入/皮下注射GM-CSF 对于不能进行全肺灌洗，或重症PAP 患者进行全肺灌洗后无明显改善的患者，可将补充外源性GM-CSF 作为首选方案。GM-CSF 作用机制为通过中和患者体内抗GM-CSF抗体，降低GM-CSF 的生物利用度，减少其损耗，从而起到治疗作用［9］。

有研究［9］在GM-CSF 缺陷小鼠模型中证明，外源性GM-CSF 对受损GM-CSF 通路的纠正有效。该实验给予GM-CSF 缺陷小鼠吸入或腹腔注射GM-CSF 4～5 周后发现，小鼠肺表面活性蛋白B 和磷脂酰胆碱水平下降，且每周雾化吸入较每天腹腔注射更有效。目前临床常用外源性GM-CSF代表药有沙格司亭、莫拉司亭等［10］。Tazawa 等［11］进行的目前唯一一项临床随机对照研究对64 例患者进行为期 24 周莫拉司亭（125 μg/次，2 次/d）

治疗后，与安慰剂相比，莫拉司亭组疾病症状改善明显，肺泡 -动脉梯度基线（4.5 mmHg vs 0.17 mmHg, P=0.02）更大、CT 示肺衰减改善；雾化吸入较皮下注射GM-CSF 起效更快、不良反应更少、复发率低。吸入性GM-CSF 可直接作用于肺部，而皮下给药需要经过循环系统运输才能作用于肺部，且雾化吸入给药剂量小，可重复给药［9］。上述研究表明，补充外源性GM-CSF 治疗效果佳，吸入给药疗效优于注射给药。

3.3 利妥昔单抗 利妥昔单抗是一种针对B 淋巴细胞CD20 抗原的单克隆抗体，通常被用于治疗多发性硬化症和血液系统恶性肿瘤等多种自身免疫性疾病。有研究［12］显示，利妥昔单抗可用于治疗PAP，主要机制为：其作为血浆细胞耗竭剂可以减少自身免疫性疾病患者血浆中B 淋巴细胞数量，进而可减少抗体分泌，包括抗GM-CSF 抗体。一项纳入10 例自身免疫性PAP 患者的开放性Ⅰ期研究［13］对患者采用利妥昔单抗间隔 15 d 给药1 000 mg，共 2 次治疗，结果显示，7 例患者的主要疗效指标（如动脉氧分压）及次要疗效指标（如肺功能或影像学指标）均改善，且治疗过程中血液CD19＋细胞和支气管肺泡灌洗中GM-CSF 自身抗体6 个月持续下降。另有研究［14］指出激素及其他免疫抑制剂对PAP 无作用，其中糖皮质激素对PAP不仅无效反而可加重病情。因此，使用利妥昔单抗治疗PAP 时注意避免使用糖皮质激素。

3.4 调节肺泡巨噬细胞脂质稳态的药物 过氧化物酶体增殖物激活受体γ (PPARγ)是一种参与脂质和葡萄糖代谢通路调节的核受体，在各种疾病模型中发挥抗炎和抗增殖作用［15］，目前被用于治疗各种类型的高脂血症和2 型糖尿病。PAP 患者肺泡巨噬细胞PPARγ 表达明显减少，经外源性GMCSF 治疗后恢复［16］；也可使用 PPARγ 激活剂（吡格列酮）恢复其活性，作用机制为激活的PPARγ能促进跨膜蛋白三磷酸腺苷结合盒转运体G1 抗体（ABCG1）上调，而后者负责各种类型细胞（包括肺泡巨噬细胞）的胆固醇磷脂酸流出。将吡格列酮作用于CSF2rb 基因突变小鼠的肺泡巨噬细胞，6 周后小鼠肺泡巨噬细胞中的ABCG1 表达增加，支气管肺泡灌洗液浊度和胆固醇水平降低，表明治疗有效［17］。目前一项包含3 例PAP 患者吡格列酮临床研究［18］正在进行。

他汀类药物通过竞争抑制内源性胆固醇合成限速酶HMG-CoA 合成酶，阻断细胞内羟甲戊酸代谢途径，使细胞内胆固醇合成减少，因此常应用于治疗高胆固醇血症患者。近期研究［19］发现，为期6 周的他汀类药物治疗可降低PAP 小鼠模型支气管肺泡灌洗液浊度，及支气管肺泡灌洗液和肺泡巨噬细胞中胆固醇水平。McCarthy 等［17］发现，全肺灌洗反应不佳的特发性PAP（IPAP）患者接受数月他汀类药物治疗后，呼吸症状、气体交换和肺影像学表现明显改善，与对照组相比，其肺泡巨噬细胞胆固醇含量降低、ABCG1 表达增加。这些研究表明，他汀类药物对于改善肺泡巨噬细胞胆固醇流出、维持胆固醇稳态有积极作用。

3.5 基因治疗 对于先天性和继发性PAP 患者，基因和干细胞移植治疗可仍作为一种治疗选择。最早在因CSF2ra 表达不足而使用GM-CSF 无效的PAP 小鼠模型中发现，由腺病毒介导的PPARγ或ABCG1 基因治疗有效，气管内给药1 周后，肺泡灌洗中GM-CSF、巨噬细胞数量增加，SP-B 减少；同时该方法对GM-CSF 基因敲除的PAP 小鼠有类似效果［20］。该研究还发现，这些CSF2ra 表达不足或基因敲除的小鼠肺泡巨噬细胞胆固醇流出增加，而维持巨噬细胞胆固醇稳态对PAP 患者治疗有重要作用。此外，目前用慢病毒基因治疗纠正CSF2ra 基因缺陷的肺巨噬细胞移植，对于肺巨噬细胞CSF2ra 基因不足的小鼠模型有效且安全，能使肺泡表面活性物质代谢恢复正常，巨噬细胞功能恢复［21］。

人类诱导多能干细胞来源的巨噬细胞基因治疗方法可用于多能干细胞CSF2ra 基因缺陷的先天性PAP 患者；而这些多能干细胞可分化为正常肺泡巨噬细胞，可以改善小鼠的PAP 表型［22］。目前研究显示，基因治疗对于PAP 小鼠有效，但相关临床试验处于停滞阶段，仍需要进一步研究。

3.6 血浆置换和肺移植 血浆置换可通过减少血液循环中抗GM-CSF 抗体，减少肺泡表面活性物质分泌，同时通过恢复肺泡巨噬细胞的分解代谢来恢复其清除功能，进而改善PAP 症状。然而，目前通过血浆置换术治疗PAP 患者案例在全球很少且效果有限。但血浆置换方案仍为PAP 治疗的思路之一，具有一定研究价值。

肺移植为肺部多种疾病的终末治疗方案，然而关于PAP 患者接受肺移植的病例报道鲜见，原因可能为PAP 临床症状可耐受，以及全肺灌洗和相关药物能使PAP 得到控制。而且，肺移植后存在复发可能。因此，鉴于该方案风险较高、治疗效果不确定、造成的经济负担较大等因素，不推荐应用于PAP 患者。

4 小 结

PAP 作为罕见病，临床表现无特异性，且治疗方案较少，目前临床上广泛应用全肺灌洗，但是缺乏公认的全肺灌洗操作指南及疗效评价体系，待通过多中心积累病例深入研究后制订。近年来，GMCSF 吸入或皮下注射用药、利妥昔单抗、他汀类药物、血浆置换、基因和干细胞治疗等治疗方案的研究取得了较好进展，为PAP 患者提供了更多选择，但这些治疗的具体方法及效果多无定论，且部分处于临床试验阶段，其安全性及可行性尚待深入研究。

利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。