KL-6在急性呼吸窘迫综合征诊疗中的价值

宋红转，周秀杰，陶家平，陈 飞

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是各种直接和间接致病因素引起肺毛细血管内皮细胞和上皮细胞损伤，造成弥漫性肺间质及肺泡水肿，引起的急性低氧性呼吸功能不全。ARDS是临床上导致急性呼吸衰竭的重要原因，病死率高达40%［1］。近年来随着对ARDS发病机制的深入研究，其诊断标准更加精细化，治疗方案也趋于精准化，但其病死率仍居高不下。究其原因，目前尚缺乏早期诊断ARDS的特异性生物标志物［2］，类似急性心肌梗死的肌钙蛋白Ⅰ。因此，积极寻找特异性的生物标志物可能对ARDS诊治和评估病情预后具有重要意义。在ARDS的发病机制中，肺泡上皮-毛细血管内皮细胞屏障的破坏是重要环节［3］。因此，有关肺内细胞损伤的生物标志物日益受到关注。涎液化糖链抗原-6（Krebs von den Lungen-6，KL-6），主要存在于Ⅱ型肺泡上皮细胞 （typeⅡalveolar epithelial cells，ATⅡ）表面，在增殖、再生或损伤的Ⅱ型细胞中表达明显升高［4］。系列研究指出，KL-6在诊断和判断ARDS预后方面具有一定的敏感性和特异性［5］，且其表达水平与患者氧合指数呈负相关［6］，但具体机制尚不清楚。该文就KL-6的特点及其在ARDS中的应用进行综述，以期为临床诊疗提供理论依据。

1 KL-6的简介

1.1 KL-6的发现 KL-6是 Kohno等［7］发现的一种肺腺癌相关抗原，它是一种相对分子量接近200KD的跨膜糖蛋白，主要是由20个氨基酸核心串联重复序列组成的大黏蛋白样结构域，具有被特异性抗体识别的空间结构表位。免疫组化和流式细胞术研究将KL-6归类为肺肿瘤和分化抗原的 “第9 组（MUC1）”糖蛋白［8］。 Hirasawa 等［9］研究发现，肺癌患者抗KL-6抗体水平明显低于正常人，并发现抗KL-6抗体水平高的患者生存率要高于水平低的患者。 也有研究发现［10，11］：在乳腺癌和胰腺癌患者中，KL-6/MUC1的表达与肿瘤的侵袭性及患者预后具有相关性，并推测天然的抗KL-6的自身抗体可能具有一定的抗肿瘤作用。早期有关它的研究主要针对其与肿瘤发生发展的关系，后来发现它在肺间质纤维化中假阳性率很高，此后开启了KL-6在间质性肺病中的研究。

1.2 KL-6作为间质性肺疾病标志物的相关研究间质性肺疾病 （interstitial lung disease，ILD）是一组主要累及肺泡腔和肺间质，导致肺泡-毛细血管功能受损的弥漫性肺疾病。在结缔组织疾病患者中，ILD是常见的肺部并发症，并影响这类患者的预后。为探讨KL-6与ILD的关系，早在1989年Kohno等［4］检测研究发现ILD患者血清KL-6水平明显升高。最近，Ma等［12］研究发现结缔组织疾病患者合并ILD组血清KL-6水平明显高于肺部感染组、单纯结缔组织组、健康受试组，且血清KL-6水平与肺高分辨率CT的疾病严重程度呈正相关。在接受治疗的ILD患者中，肺部病变在6个月内被吸收的患者血清KL-6水平逐渐降低，而其余患者不变。由此推测，血清KL-6水平可作为ILD患者早期筛查诊断，以及评估病情和治疗效果的生物标志物。Zhong等［13］通过meta分析表明血清KL-6对结缔组织病患者ILD与非ILD鉴别诊断价值要优于SP-D。另有研究发现KL-6还与结缔组织相关ILD的疾病活动性相关［14］。因此，临床上逐步将KL-6用于ILD的早期诊断、病情变化评估及预测转归。

2 KL-6的生物活性功能及参与肺损伤疾病的可能机制

2.1 KL-6的生物活性功能 KL-6作为一种细胞表面跨膜糖蛋白，具有多种功能，从保护气道上皮免遭病原体感染到调节细胞信号传导和转录。可能的生物学功能为：（1）KL-6如所有黏蛋白一样，具有黏液层的功能：水化，润滑，防止酶破坏和抵抗病原体。正常表达的KL-6对机体肺组织具有一定保护作用，其糖基化侧链提供了亲水环境，维持气道上皮的水化和润滑。该糖蛋白以多肽为核心，糖侧链为分支形成的刷样结构，可结合大多数细菌、病毒和吸入颗粒，介导几乎所有吸入物质从呼吸道清除，阻止病原体黏附、损害肺组织。但是，在疾病状态下，气道黏蛋白的表达增加，与病原体不适当的结合，可能是构成气道病变的基础［15］。（2）正常状态下，KL-6可保护上皮层免受病原体侵害，参与细胞信号传导、免疫调节和转录调控，还参与修复细胞表面蛋白，增加效应细胞的趋化性，有助于杀死肿瘤细胞；而在疾病状态下，该黏蛋白的过表达会使肿瘤细胞逃脱免疫监视［16，17］，可能是与其他蛋白质或黏附调节分子相互作用的结果。（3）促进成纤维细胞增殖和抗凋亡作用，影响纤维化的发生和发展，还可能在异常伤口的修复和重塑中起新的作用［18，19］。

2.2 KL-6参与肺损伤疾病的可能机制 既往研究表明在各种以肺泡上皮细胞损伤为特征的间质性肺疾病中，血清KL-6水平升高［4］。当受到外界刺激时，ATⅡ增生，KL-6中S-S键裂解，KL-6扩散到肺上皮内衬液，肺泡表面 KL-6浓度增加，同时肺损伤导致肺间质基底膜的破坏，KL-6从肺泡间隙向循环渗漏，血清KL-6浓度进一步增加。由此看来，血清KL-6水平升高与肺损伤程度及肺泡-毛细血管通透性相关［20］。但其参与肺损伤的具体机制尚不清楚。Ishizaka等通过体外研究证实肺上皮细胞产生KL-6是对促炎细胞因子复合物的反应［21］，这表明在肺损伤期间，肺中积聚的炎性细胞因子可能诱导KL-6的产生。最近研究证实KL-6对人肺有很强的促增殖和抗凋亡作用，其增殖作用与碱性成纤维细胞生长因子和血小板衍生生长因子的活性相当，KL-6分子可能通过成纤维细胞的转移和积聚来促进肺纤维化［18，22］。

3 KL-6在ARDS中的应用

3.1 KL-6在诊断ARDS中的价值 ARDS的主要病理组织学特征是弥漫性肺泡损伤（diffuse alveolar damage，DAD），据此标准仅有一半临床诊断ARDS的患者经肺活检证实存在DAD，且存在DAD的ARDS患者氧合水平更低，肺动态顺应性更差，更多提示患者处于病程的相对后期［23，24］。 基于肺活检的病理学表现，ARDS的自然病程分为渗出期、增生期与纤维化期，但这三个阶段并非相互独立地先后出现。因肺活检属于有创性操作，也限制了其在临床的应用。因此，寻找特异性的ARDS生物标志物，早期识别及动态反映肺损伤情况，对临床诊疗可能更有意义。

在ARDS的早期阶段，肺上皮比内皮更能抵抗损伤，但一定程度的上皮损伤是ARDS的特征，其损伤程度也是ARDS严重程度的重要决定因素。与ATII相关的表面抗原（KL-6），在正常肺组织及终末细支气管上皮细胞只有极少量表达，在病变的ATII表达增强。因此，检测血清KL-6水平有助于早期识别肺损伤。既往研究已表明：KL-6同肺表面活性物质相关蛋白 （SP-A，SP-D）一样，在诊断ARDS具有一定的敏感性和特异性［5］。

Ishizaka等［21］通过支气管镜微取样方法，发现ARDS患者肺上皮衬液中KL-6水平高于正常对照组，同时检测到肺泡上皮通透性的变化，提示Kl-6与肺泡-毛细血管通透指数相关。Nathani等［25］收集30例ARDS的机械通气患者，12例具有ALI风险的机械通气患者和10名健康志愿者的血清和支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）标本。结果发现ARDS组血清KL-6水平显著高于其他两组，且血清KL-6水平与Murray肺损伤评分和BALF中KL-6水平相关。BALF中KL-6与BALF中的髓过氧化物酶活性、血管内皮生长因子等炎性指标有关。此外，该研究还发现肺部感染并不能影响BALF或血清中KL-6的水平。由此，推测KL-6可作为诊断ARDS的生物标志物，同时可以和肺部感染相鉴别。最近，罗臻等［26］采用ELISA法检测54例创伤性ARDS患者和50例同期体检者的血清KL-6水平，发现KL-6在创伤性ARDS患者中明显升高，且与肺损伤预测评分呈正相关，与PaO2/FiO2呈负相关。ROC曲线分析显示，当血清KL-6水平>426.4 U/ml时，预测创伤性ARDS的敏感度为62.9%，特异性为91.2%。因此，KL-6可能是创伤性ARDS的良好生物标志物，可以用于该疾病的早期诊断。

机械通气是治疗ARDS的主要手段，而不适当的通气策略可加重已有的肺损伤。Sato等检测28例ARDS机械通气患者、9例符合病情严重程度的机械通气对照者、10例健康对照者的血浆KL-6水平，结果发现ARDS组血浆KL-6水平高于符合病情严重程度的机械通气对照组和健康对照组。在ARDS机械通气患者中，KL-6水平与峰气道压、平均气道压、潮气量等通气参数呈显著相关。因此，推测血浆KL-6水平可作为诊断ARDS及机械通气相关肺损伤的有用标志物［27］。

3.2 KL-6在预测ARDS疾病程度及转归中的价值 先前的研究报道，ARDS患者血清和上皮衬液或支气管肺泡灌洗液中KL-6水平升高，且与患者预后不良有关。Sato等［27］研究发现与存活者比较，非存活ARDS患者血浆KL-6水平在早期和晚期均显著升高；提示KL-6对ARDS及机械通气相关ARDS的预后具有重要意义。

Kondo等［28］为进一步评价 KL-6在 ARDS预后中的意义，对32例ARDS患者的上皮衬液和血清中KL-6浓度进行了连续测定；结果显示：非存活者上皮衬液KL-6浓度在ARDS诊断后第0天、1天、3天均明显高于存活者。当检测每例患者上皮衬液和血清中KL-6的最高水平时，发现非存活者的KL-6水平均显著高于存活者。在预测死亡率方面，经ROC曲线分析，上皮衬液KL-6的最佳截点值为3453 U/ml，其敏感性、特异性和似然比分别为77.27%、90.0%和7.73；血清KL-6的最佳截点值为530 U/ml，敏感度、特异性和似然比分别为86.36%、60.0%和2.16；并发现上皮衬液里KL-6浓度>3453 U/ml或血清KL-6浓度>530 U/ml时，ARDS诊断后90 d存活率明显降低。提示KL-6是ARDS预后的一个重要指标，且上皮衬液中KL-6浓度是一个更敏感的肺泡上皮损伤指标，比血清中KL-6水平更能预测临床预后。

Bonella等［29］报道33例肺泡蛋白沉积症患者，发现血清KL-6水平升高并与肺功能指标（PaO2、A-aDO2、DLCO、VC 和 TLC 等） 相关；KL-6 水平越高，肺损伤越重，其肺功能越差；并建议当血清值>1526 U/ml时表明疾病处于活动期，当血清水平>2157 U/ml时，提示病情严重，需全肺灌洗治疗。最近，曾宪飞等［30］通过前瞻性研究发现血清KL-6水平变化对ARDS的诊断及预后具有重要意义。由此推测，血清或肺泡灌洗液中KL-6水平升高，在评价ARDS肺损伤程度及预后方面有重要意义，其具体机制有待进一步研究。

目前认为，KL-6水平升高可协助ARDS早期诊断、反映病变程度及转归。虽然有关KL-6在ARDS疾病中的作用机制尚不十分明确，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，在一定程度上优于高分辨CT或肺活检，且血清及BALF标本相对容易获取。因此，KL-6水平检测将有望成为ARDS的新型标志物，同时为临床寻求治疗ARDS干预靶点，提供一定的依据。