肺泡蛋白沉积症的诊治进展

王天真 曹孟淑, 2

肺泡蛋白沉积症(Pulmonary alveolar proteinosis, PAP)是一种罕见的肺弥漫性疾病，发病率约为百万分之七，其特征为肺泡巨噬细胞功能失调致表面活性蛋白和脂质沉积于肺泡内。PAP的临床症状常无特异性，包括发热、咳嗽、呼吸困难等，甚至三分之一的PAP患者无任何症状，故常被误诊。1958年由Rosen等首次报道[1]，人们从未停止对PAP的探索。随着对PAP发病机制的了解，人们对PAP的诊断、治疗方面的认识逐步加深。为了提高临床医生对本病的认识，本文就PAP的诊治进展作一综述。

PAP的发病机制

PAP从发病机制上来说主要分为两种——肺泡表面活性物质的清除障碍或产生异常。表面活性物质是由肺泡Ⅱ型上皮细胞分泌的一种复杂的脂蛋白，主要由脂质(90%)和蛋白质(10%)组成。其具有降低肺泡表面张力并防止呼吸过程中肺泡塌陷的功能[2]。然而，多余的表面活性物质会阻碍氧气进入肺泡及二氧化碳排出体外。表面活性物质的清除主要是通过肺泡Ⅱ型上皮细胞循环及分解代谢或者巨噬细胞的摄取来完成的。其中，巨噬细胞需要通过粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)在肺中成熟，从而承担清除表面活性物质的作用。

PAP主要分为三类-原发性PAP(自身免疫性PAP和遗传性PAP)、继发性PAP及先天性PAP，其中百分之九十为自身免疫性PAP。

一、原发性PAP

原发性PAP是由于GM-CSF信号通路中断所致。自身免疫性PAP患者中存在较高滴度的GM-CSF抗体，通过特异性结合GM-CSF抗原表位，阻断其与受体之间的作用来影响GM-CSF信号通路传导。肺泡巨噬细胞依赖GM-CSF信号通路维持胆固醇流出，当GM-CSF信号传导受损时，胆固醇被酯化并聚集在细胞内脂滴中，从而导致泡沫巨噬细胞的形成。泡沫型巨噬细胞减少了表面活性物质的吸收和清除，多余的表面活性物质聚集在气-液界面，阻碍氧气的进入及二氧化碳的排出[3]。CSF2RA和CSF2RB为编码GM-CSF受体的两个亚单位。遗传性PAP为CSF2RA和CSF2RB中常染色体隐性突变，导致GM-CSF受体蛋白表达异常的遗传性疾病[4-5]。此外，Suzuki等人的研究表明，具有相同突变的家庭成员之间，疾病的严重程度也有差异[6]。可见遗传性PAP疾病中，除了GM-CSF信号，其他可能因素也很重要。

二、继发性PAP

继发性PAP常继发于血液系统疾病(尤其是骨髓增生异常综合征、慢性粒细胞白血病)、慢性感染、有毒物质的吸入、恶性肿瘤、免疫缺陷、慢性炎症及影响单核吞噬细胞数量或功能的突变(如GATA2突变)[7-8]。继发性PAP的致病机制尚不清楚，主要考虑为肺泡巨噬细胞数量或功能的改变，导致肺泡巨噬细胞清除表面活性物质能力受损引起的。

三、先天性PAP

先天性PAP是由编码表面活性物质蛋白或参与表面活性物质产生的蛋白的基因突变，导致表面活性物质产生障碍引起的，多见于儿童[9]。SFTPB和SFTPC是存在于表面活性物质磷脂层中的疏水键[10]。ABCA3是一种膜蛋白，参与脂质运输至Ⅱ型肺泡上皮细胞中，表面活性物质复合体在这里被组装、加工及储存[11]。SFTPB、SFTPC及ABCA3的突变破坏了表面活性物质的产生及功能，导致呼吸系统疾病。SFTPB突变的纯合子患儿出生不久后常出现呼吸窘迫，并导致死亡[12]。然而，SFTPB突变的杂合子的患者肺功能正常[13]。患有ABCA3功能缺失的纯合子婴儿在出生后不久就会死亡[14]，而若ABCA3突变与缺乏磷脂酰胆碱的表面活性物质功能失调相关，患者常为青少年[15]。另外，转录因子TTF1和NKX2-1的突变也会导致表面活性物质产生障碍[16]。

PAP的临床特点

美国一项大型流行病学研究显示PAP的患病率约为百万分之七，且男女之间并无差异[17]。PAP发病隐匿，常无特征性表现。对于自身免疫性PAP来说，约有三分之二的患者有症状，其中最常见的为劳力性呼吸困难，还包括有慢性咳嗽、胸痛、咯血等。大多数患者体格检查无明显异常，但也可能会出现杵状指、裂痕、发绀等体征。

PAP常规实验室检查多正常，但血清乳酸脱氢酶、表面活性蛋白A、表面活性蛋白B、表面活性蛋白D及KL-6可升高，并与疾病的严重程度相关[8, 18]。PAP患者肺功能常无异常，只在疾病晚期表现为限制性通气功能障碍。患者运动时氧饱和度的降低及肺泡-动脉血氧分压差升高被证明可以很好的反应疾病的活动性，且与PAP治疗选择相关，故在较多试验中作为主要测量结果[8]。典型的PAP胸片可见双侧气腔高密度影，类似于肺气肿，但没有左心衰的征象。CT扫描多为肺部双侧实变和网状结构，偶可发现代表小叶间隔增厚的潜在线性异常。典型特征为“铺路石征”，由两侧磨玻璃影及小叶间隔增厚组成[19]。但“铺路石征”可发生于许多疾病——过敏性肺炎、淋巴管癌、急性肺损伤等，并不具有特异性。肺纤维化在PAP中并不常见，它发生于少数PAP患者中，常表示晚期或终末期。目前了解到全肺灌洗、给氧治疗及GM-CSF治疗会导致纤维化，但潜在的致病机制仍不清楚[20]。支气管镜检查可用于排除感染、清除分泌物及获取支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid，BALF)。BALF常呈乳白色，肺泡巨噬细胞细胞学检查可见充盈细胞胞浆内脂滴呈泡沫状。支气管肺泡灌洗可发现肺泡腔内PAS染色阳性的蛋白质样沉积物[8]。也可通过外科肺活检、支气管肺活检获取肺组织，肺泡及细支气管腔内充满大量颗粒状、块状嗜伊红蛋白样物质，PAS染色为阳性。

PAP的诊断

诊断PAP的金标准为肺活检——组织学检查发现肺泡及细支气管内有PAS染色阳性的蛋白质类沉积物[8, 21]，并通过HE染色等特殊染色及微生物培养排除其他能引起PAS染色阳性的疾病。由于开胸肺活检损伤较大，后部分患者通过支气管镜检查获取BALF来确诊——BALF中发现PAS染色阳性的蛋白质样沉积物[8]。尽管组织学检查可以明确PAP的存在，但无法确定致病机制或潜在疾病。并且有研究表明，在最终确诊为自身免疫性PAP的患者中，28%的患者进行肺活检后仍不能确定为PAP[22]。这是由于PAP在肺中呈斑片状分布，活检阳性率并不高。随着对PAP发病机制的了解，人们逐渐将目光从活检投向了血液学检查。

伴或不伴有咳嗽、疲劳的慢性进行性呼吸困难，且具有典型PAP胸部CT表现的患者，需考虑PAP。对于高度怀疑PAP的患者首先需进行GM-CSF自身抗体实验，其对自身免疫性PAP具有100%的敏感性及特异性[23]。然而，GM-CSF自身抗体的绝对水平与疾病严重程度之间没有相关性。有研究表明，在健康个体中也可发现较低的GM-CSF自身抗体水平，似乎自身免疫性PAP存在一个临界阈值，在该阈值下，抗体浓度会损害GM-CSF信号传导，从而导致疾病[24]。GM-CSF自身抗体实验诊断自身免疫性PAP的阈值为5g/mL[23]。

遗传性PAP患者GM-CSF受体蛋白表达异常，致血清GM-CSF清除减少。若抗体水平正常，且排除了继发性PAP可能的患者，应测量血清中GM-CSF水平来诊断。如果条件允许，也可以测量GM-CSF信号。GM-CSF信号可以通过STAT5磷酸化指数测试[6]或CD11b刺激指数试验[25]来测量。这些测试可以反映GM-CSF受体功能障碍水平。如有需要，也可以对遗传性PAP患者行进一步的基因确定。若患者GM-CSF自身抗体、GM-CSF水平均正常，且已排除继发性PAP可能，需检测是否有表面活性剂相关基因突变，也就是是否为先天性PAP。根据这个思路下来，排除了原发性PAP、继发性PAP及先天性PAP后无法分类的PAP患者，可以通过肺活检来获取肺组织诊断。

PAP的治疗

PAP的首选治疗仍为全肺灌洗，目前仍缺乏关于此操作的标准化指导，大家较普遍认为进行该操作的合理指征为氧合降低，肺功能下降及影像学恶化。常采用左右肺间隔治疗，在全身麻醉下使用双腔气管插管，一侧肺进行机械通气，另一侧肺灌注1～2L 37℃无菌生理盐水，有研究推荐注入盐水的最大高度约为患者腋窝中线上方100cm[26]，然后用虹吸的方法去除洗涤液，此操作通过物理方式清除肺中聚集的表面活性物质及沉淀物，重复此操作，直至流出的液体变清澈为止(生理盐水总量常为5～40L)，间隔1～2周后进行另一侧肺的灌洗。全肺灌洗可以改善患者症状、运动耐力和肺功能[26]。有研究表明，相较于没有进行全肺灌洗的患者，进行全肺灌洗的PAP患者5年生存率更高，并且大多数患者有较好的临床回馈[8]。全肺灌洗的副作用包括缺氧、气胸、胸水、感染及急性呼吸窘迫综合征，但发生率较低[26]。对于严重呼吸困难的患者，可以在进行体外膜肺氧合的基础上进行全肺灌洗。

药物治疗主要用于自身免疫性PAP患者，通过外源给予足够的GM-CSF来中和GM-CSF自身抗体，以达到治疗的目的。GM-CSF的给药方式主要有皮下注射及吸入两种。最近的一项皮下注射GM-CSF的研究纳入了55名原发性PAP患者，有24名患者进行了序贯的皮下注射GM-CSF。所有患者每日皮下注射一次GM-CSF 75μg，一个月后复查胸部CT，若胸部CT较前吸收好转，则继续GM-CSF 75μg qd持续两月，两月后改为75μg qod使用3月；若一月后胸部CT没有变化或较前加重，则皮下注射GM-CSF加量至150μg qd持续两月，两月后改为150μg qod使用3月。所有的患者都会随访12个月。有两例患者皮下注射部位出现轻度皮肤僵硬，更换注射部位两周后症状消失，余未见明显不良反应，完成整个研究的20名患者中1例治愈，16例好转，3例无效，且总体治疗费用明显低于其他治疗方案[27]。雾化吸入GM-CSF疗法被认为是全肺灌洗的强有力的替代方法。最新的关于GM-CSF雾化吸入治疗纳入了138名自身免疫性PAP患者，患者按1:1:1随机分配为三组，连续或隔周吸入GM-CSF 300μ/d或匹配安慰剂，24周结束后，连续使用GM-CSF的患者相较于安慰剂组，A-aDO2、相关生活质量、肺功能都有较大改善。除胸痛外，连续给药相较于间断给药及安慰剂组，不良事件发生率相似[28]。但对于GM-CSF治疗是否需要与全肺灌洗相结合还不清楚。有案例报道表明，对于重症PAP患者，序贯吸入GM-CSF可以提高全肺灌洗的疗效[29]。因此，GM-CSF治疗结合全肺灌洗可对部分患者会有更好地获益，不过这需要更多的研究来证明。

随着PAP发病机制的探索，人们逐渐将治疗自身免疫性PAP的目光投向GM-CSF自身抗体——通过不同措施降低自身免疫性PAP患者血清中自身抗体水平来达到治疗目的。包括通过血浆置换去除GM-CSF抗体或使用利妥昔单抗耗竭B淋巴细胞。最近的一项关于利妥昔单抗治疗的真实世界队列研究纳入了11个中心的13例患者，其中12例患者在第0天、第14天接受了1000mg利妥昔单抗的注射，3例患者分别在第6、9和12个月接受了第三次注射，1例患者仅接受了一次利妥昔单抗注射(1000mg)。然后，从整体来看，患者病情并没有得到显著改善。但单独分析来说，有1例患者肺功能好转、2例患者CT较前好转。整个实验中并未发生严重的不良反应，仅有少许患者出现皮疹或瘙痒或睡眠欠佳，1名患者出现深静脉血栓[30]。血浆置换的使用多为重症PAP患者的病例报道，最新病例报道中一名自身免疫性PAP患者在10天内进行5次血浆置换，后5周每周进行一次血浆置换，共进行10次，但患者临床症状并没有得到较好的改善。由于患者为重症PAP患者，不良反应的讨论并没有意义[31]。关于血浆置换及利妥昔单抗的使用仍需进一步的研究。

最近研究表明[32]，胆固醇清除率减低导致巨噬细胞出现泡沫，致使表面活性物质清除减低。原发性PAP患者由于GM-CSF信号通路中断致使巨噬细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ基因表达减少。使胆固醇清除率降低，最终使表面活性物质堆积。人们尝试利用已知药物靶向这一途径来治疗PAP。吡格列酮为过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂。有小鼠研究表明，激动剂吡格列酮显著的增加了胆固醇的转运并改善了PAP[32]。目前首例关于吡格列酮的临床经验分享了一名自身免疫性PAP患者，在使用GM-SCF、利妥昔单抗等无效的情况下，尝试每日使用一次30mg的吡格列酮，在使用6个月后，患者胸部CT的磨玻璃影及“铺路石征”较前明显好转，并且这种效果在第一年评估时得到了维持。[33]目前关于吡格列酮的首次临床试验显示已经完成，预计不久会取得成果[34]。与其同时，有研究表明[35]，他汀类药物可以通过增加肺泡巨噬细胞胆固醇流出来改善PAP。最新的关于他汀的病例报道分享了一名可能为无法分类的PAP患者，患者前2周每天使用20mg他汀，后4周每天使用30mg他汀，6周后每天使用40mg他汀，18个月后患者复查胸部CT磨玻璃影较前明显吸收，呼吸困难、肺功能较前好转[36]。但对于吡格列酮、他汀等潜在药物的疗效，还需要设计良好的临床试验来研究。

对于继发性PAP来说，主要的治疗策略是治疗原发病。大多数继发性PAP是由于血液疾病引起的，有病例报道表明通过骨髓移植治疗原发病的同时治疗了继发性PAP[37]。对于遗传性PAP患者来说，移植人诱导多能干细胞来源巨噬细胞是一个可能的方案。有小鼠实验表明，诱导多能干细胞衍生巨噬细胞植入人源化PAP小鼠模型中。2月后，抑制细胞表现出人肺泡巨噬细胞的形态及功能，肺泡表面活性物质明显减少[38]。有关于造血干细胞治疗遗传性PAP成功的病例报道，不过造血干细胞或巨噬细胞对于遗传性PAP的治疗，还需要进一步人体临床实验进行。

综上所述，PAP是一种肺泡表面物质异常沉积及肺泡巨噬细胞功能障碍为特点的罕见病。根据发病机制，主要分为三类——原发性PAP(自身免疫性PAP及遗传性PAP)、继发性PAP和先天性PAP。近年随着对PAP发病机制的逐步了解，诊断及治疗方面有了较多的发展，但仍有许多问题待解决，这些问题将进一步推动未来关于PAP的治疗及管理。