引用本文: 廖新, 況九龍. 血管內皮生長因子-D 對淋巴管平滑肌瘤病診治價值的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2019, 18(6): 603-605. doi: 10.7507/1671-6205.201808030 復制
淋巴管平滑肌瘤病(又稱淋巴管肌瘤病,lymphangioleiomyomatosis,LAM)是一種主要發生于育齡期女性的以肺部彌漫囊性病變為主的罕見多系統疾病,以非典型平滑肌樣細胞(LAM 細胞)在肺組織中過度增殖并出現多發囊腔結構為特征,分為散發的 LAM(S-LAM)和合并結節性硬化癥的 LAM(TSC-LAM)。臨床表現為逐漸加重的呼吸困難,病程中可反復發生氣胸和乳糜胸,常合并血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma,AML)等肺外表現。組織病理學是 LAM 診斷的金標準,兩個標志性病理學特征是肺囊性病變和 LAM 細胞,LAM 細胞的免疫組織化學特征為 α-平滑肌肌動蛋白和黑色素瘤相關抗原陽性。目前 FDA 已經批準雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制劑西羅莫司(也稱雷帕霉素,sirolimus)應用于 LAM,有適應證的患者可接受肺移植治療[1-6]。
近年來,研究發現過度增殖的 LAM 細胞會累及淋巴管導致淋巴管畸形,該表現與血清血管內皮生長因子-D(vascular endothelial growth factor-D,VEGF-D)等生長因子參與疾病的發生有關。VEGF-D 是 VEGF 家族的成員之一,它也是一種淋巴管生成相關的生長因子,其受體 VEGFR-3/Flt-4 在淋巴管內皮中高度表達,LAM 細胞分泌的 VEGF-D 激活 VEGFR-3 后,其誘導的 LAM 細胞增殖作用通過磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(Akt)/mTOR 信號通路轉導,這種 VEGF-D 通過淋巴管內皮自分泌的方式誘導 LAM 細胞的增殖可能成為 LAM 的新致病機制之一[7-9]。因此 VEGF-D 可能參與淋巴管內皮生長和(或)分化的調節并且指導 LAM 的淋巴管轉移。雖然對于診斷 LAM 的 VEGF-D 的臨界值尚未達成共識,但 2016 年 ATS/JRS 版 LAM 診療指南推薦將 VEGF-D≥800 pg/mL 作為 LAM 診斷的臨界值[4, 10]。本文旨在總結 VEGF-D 作為 LAM 具有高度特異性和敏感性的生物標志物,在 LAM 的診斷及鑒別、評估疾病嚴重程度和病情進展以及治療反應等方面的價值。
1 VEGF-D 作為 LAM 特異的非侵入性診斷方法
通過侵入性肺活檢獲取組織病理是 LAM 診斷的金標準。近年來在非侵入性診斷方法上取得的重要進展,給那些不宜或禁忌行肺活檢的擬診 LAM 患者的診斷帶來了希望。Seyama 等[11]首次提出了血清 VEGF-D 可能作為 LAM 的診斷標志物,并且其可用于評估 LAM 患者疾病嚴重程度。隨后,Young 等[12]發現,當 VEGF-D 臨界值為 574 pg/mL 時,LAM 檢測敏感性為 86%,特異性為 91%,陽性似然比為 9.6;當臨界值為 750 pg/mL 時,敏感性、特異性和陽性似然比分別為 76%、98% 和 41.7。MILES 試驗的事后分析也得出了相似的結論[13]。這進一步證實了血清 VEGF-D 對 LAM 的診斷具有高度特異性和較高的敏感性。徐凱峰等[14]發現,確診 LAM 組與健康對照組相比,前者血清 VEGF-D 顯著增加(中位數:3841.9 pg/mL 比 405.5 pg/mL,P<0.001),最佳臨界值為 850.7 pg/mL;在擬診 LAM 組中,大多數患者(92.9%)的血清 VEGF-D 水平超過 850.7 pg/mL,LAM 的敏感性和特異性分別為 96.0% 和 100.0%;單純肺囊性病變的 LAM 患者血清 VEGF-D 水平低于合并有 AML、乳糜瀉、淋巴瘤或 TSC 的患者,但高于健康對照組。因此,我們認為如果在 LAM 的診斷標準中加入 VEGF-D 血清試驗,超過 90% 的患者可能無需侵入性操作即可明確診斷,這將大大降低醫療成本并提高診斷率。此外,VEGF-D 還可用于篩查高危人群,監測 LAM 疾病嚴重程度和預測 LAM 患者的治療反應,并可能是 LAM 治療的潛在靶點。
多項研究表明血清 VEGF-D 是淋巴受累的良好生物標志物,并且是 LAM 疾病的有效預測因子[15-16]。然而,部分散發性 LAM 患者的 VEGF-D 水平與健康對照組相比沒有明顯差異,因此 VEGF-D 水平正常時不能排除 LAM。這提示如果臨床上高度懷疑 LAM,而 VEGF-D 數值并不高,則仍然需要通過侵入性肺活檢進一步明確診斷。
2 VEGF-D 在 LAM 與非 LAM 囊性肺病鑒別診斷中的價值
Young 等[12]研究發現 LAM 患者血清 VEGF-D 水平較非 LAM 囊性肺病升高了約 30 倍,這表明血清 VEGF-D 檢測可能作為鑒別 LAM 和其他肺部囊性疾病的生物標志物。隨后的研究進一步驗證了血清 VEGF-D 的鑒別診斷價值[17-18]。Mou 等[19]研究顯示,與健康對照組和其他囊性肺病患者相比,LAM 患者血清 VEGF-D 水平顯著升高,并且當并發乳糜胸時,其水平進一步升高,因此作者認為血清 VEGF-D 是可以用于鑒別 LAM 與其他囊性肺病的具有高度特異性和敏感性的生物標志物。
3 VEGF-D 評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展
多項研究表明血清 VEGF-D 可以評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展[11, 14]。Glasgow 等[15]研究發現,具有較高血清 VEGF-D 水平的 LAM 患者病情更重、進展更快或合并癥更多,并且這類患者的彌散功能[肺一氧化碳彌散量(diffusing capacity of the lung for carbon monoxide,DLCO)]較差。這表明 VEGF-D 可能在 LAM 疾病嚴重程度和進展中起重要作用。同樣,MILES 試驗分析表明,需要氧療的 LAM 患者血清 VEGF-D 濃度顯著高于無需氧療患者(1.7 ng/mL[四分位距 0.99~3.36]比 0.84 ng/mL[四分位距 0.52~1.39],P<0.000 1),并且增加的 VEGF-D 水平與肺總量、殘氣量、圣喬治呼吸問卷評分呈正相關[13]。該研究還發現在給予西羅莫司治療的 LAM 患者中,血清 VEGF-D 水平隨時間的降低與肺功能[第 1 秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)和用力肺活量(forced vital capacity,FVC)]的改善相關。一項由 48 例 LAM 患者組成[27 例 S-LAM,9 例 S-LAM 合并淋巴管瘤(SLAM-LYM),12 例 TSC-LAM]的研究發現,SLAM-LYM 和 TSC-LAM 患者血清 VEGF-D 水平顯著高于單純的 S-LAM 患者;并且在 S-LAM 組中高 VEGF-D 水平與低 VEGF-D 水平患者比較,前者的 FVC、DLCO 更低,而肺總量和殘氣量更高[20]。同樣,Seyama 等[11]研究表明晚期 LAM 血清 VEGF-D 水平高于早期 LAM,其與 FEV1/FVC(P<0.05)和 DLCO/VA(P<0.001)呈負相關。然而,有研究發現 LAM 患者的血清 VEGF-D 與肺功能(FEV1、FVC、肺總量和 DLCO)無明顯相關性[14, 21-22]。因此,血清 VEGF-D 水平可能用于評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展,但尚需更多研究證實。
4 VEGF-D 預測 LAM 對 mTOR 抑制劑治療的反應
mTOR 通路的過度激活是 LAM 發生的重要機制,西羅莫司和依維莫司(everolimus)作為 mTOR 復合物抑制劑,可以阻斷 mTOR 介導的下游激酶的活化,進而抑制 LAM 細胞的異常增殖,改善患者呼吸功能,是目前 LAM 治療的主要藥物[23]。MILES 試驗發現 LAM 患者使用西羅莫司治療后血清 VEGF-D 水平明顯降低,并且與癥狀減輕、肺功能和生活質量改善相關;另外,還發現 VEGF-D 水平較高的患者對藥物反應更佳[13, 21]。這表明血清 VEGF-D 水平檢測可以為 LAM 患者的西羅莫司治療風險–效益分析提供可靠依據。類似的,Goldberg 等[24]研究發現 LAM 患者使用依維莫司治療與血清 VEGF-D 水平降低以及肺功能(FEV1、FVC)和運動能力(6 分鐘步行試驗)改善有關。Mou 等[19]研究中 LAM 患者用西羅莫司治療 12 個月后,血清 VEGF-D 水平從(3 135.0±909.4)pg/mL 降至(1 731.8±621.2)pg/mL,癥狀得到明顯改善。最近一項研究表明 LAM 患者在多年西羅莫司治療中可以保持肺功能的穩定,同時持續降低 VEGF-D 水平,但 VEGF-D 下降的程度與西羅莫司對肺功能的改善之間沒有明顯關聯[22]。因此,血清 VEGF-D 具有作為預測 LAM 對 mTOR 抑制劑治療反應的有價值的生物標志物的潛力。
5 小結
綜上所述,VEGF-D 作為一種簡單易獲取的血清學標志物,具有高度特異性和較高敏感性,它不僅可以降低 LAM 患者的肺活檢率,而且可以降低漏診率和誤診率。另外,VEGF-D 在評估 LAM 疾病嚴重程度、病情進展以及治療反應中也具有重要價值。根據 VEGF-D 在 LAM 發病機制中的作用,推測它可能是 LAM 治療的潛在靶點。未來還需要進行更多前瞻性、大規模的臨床和基礎研究,以明確 VEGF-D 在 LAM 中的作用和意義,進而指導 LAM 患者的精準化診治。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。
淋巴管平滑肌瘤病(又稱淋巴管肌瘤病,lymphangioleiomyomatosis,LAM)是一種主要發生于育齡期女性的以肺部彌漫囊性病變為主的罕見多系統疾病,以非典型平滑肌樣細胞(LAM 細胞)在肺組織中過度增殖并出現多發囊腔結構為特征,分為散發的 LAM(S-LAM)和合并結節性硬化癥的 LAM(TSC-LAM)。臨床表現為逐漸加重的呼吸困難,病程中可反復發生氣胸和乳糜胸,常合并血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma,AML)等肺外表現。組織病理學是 LAM 診斷的金標準,兩個標志性病理學特征是肺囊性病變和 LAM 細胞,LAM 細胞的免疫組織化學特征為 α-平滑肌肌動蛋白和黑色素瘤相關抗原陽性。目前 FDA 已經批準雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制劑西羅莫司(也稱雷帕霉素,sirolimus)應用于 LAM,有適應證的患者可接受肺移植治療[1-6]。
近年來,研究發現過度增殖的 LAM 細胞會累及淋巴管導致淋巴管畸形,該表現與血清血管內皮生長因子-D(vascular endothelial growth factor-D,VEGF-D)等生長因子參與疾病的發生有關。VEGF-D 是 VEGF 家族的成員之一,它也是一種淋巴管生成相關的生長因子,其受體 VEGFR-3/Flt-4 在淋巴管內皮中高度表達,LAM 細胞分泌的 VEGF-D 激活 VEGFR-3 后,其誘導的 LAM 細胞增殖作用通過磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(Akt)/mTOR 信號通路轉導,這種 VEGF-D 通過淋巴管內皮自分泌的方式誘導 LAM 細胞的增殖可能成為 LAM 的新致病機制之一[7-9]。因此 VEGF-D 可能參與淋巴管內皮生長和(或)分化的調節并且指導 LAM 的淋巴管轉移。雖然對于診斷 LAM 的 VEGF-D 的臨界值尚未達成共識,但 2016 年 ATS/JRS 版 LAM 診療指南推薦將 VEGF-D≥800 pg/mL 作為 LAM 診斷的臨界值[4, 10]。本文旨在總結 VEGF-D 作為 LAM 具有高度特異性和敏感性的生物標志物,在 LAM 的診斷及鑒別、評估疾病嚴重程度和病情進展以及治療反應等方面的價值。
1 VEGF-D 作為 LAM 特異的非侵入性診斷方法
通過侵入性肺活檢獲取組織病理是 LAM 診斷的金標準。近年來在非侵入性診斷方法上取得的重要進展,給那些不宜或禁忌行肺活檢的擬診 LAM 患者的診斷帶來了希望。Seyama 等[11]首次提出了血清 VEGF-D 可能作為 LAM 的診斷標志物,并且其可用于評估 LAM 患者疾病嚴重程度。隨后,Young 等[12]發現,當 VEGF-D 臨界值為 574 pg/mL 時,LAM 檢測敏感性為 86%,特異性為 91%,陽性似然比為 9.6;當臨界值為 750 pg/mL 時,敏感性、特異性和陽性似然比分別為 76%、98% 和 41.7。MILES 試驗的事后分析也得出了相似的結論[13]。這進一步證實了血清 VEGF-D 對 LAM 的診斷具有高度特異性和較高的敏感性。徐凱峰等[14]發現,確診 LAM 組與健康對照組相比,前者血清 VEGF-D 顯著增加(中位數:3841.9 pg/mL 比 405.5 pg/mL,P<0.001),最佳臨界值為 850.7 pg/mL;在擬診 LAM 組中,大多數患者(92.9%)的血清 VEGF-D 水平超過 850.7 pg/mL,LAM 的敏感性和特異性分別為 96.0% 和 100.0%;單純肺囊性病變的 LAM 患者血清 VEGF-D 水平低于合并有 AML、乳糜瀉、淋巴瘤或 TSC 的患者,但高于健康對照組。因此,我們認為如果在 LAM 的診斷標準中加入 VEGF-D 血清試驗,超過 90% 的患者可能無需侵入性操作即可明確診斷,這將大大降低醫療成本并提高診斷率。此外,VEGF-D 還可用于篩查高危人群,監測 LAM 疾病嚴重程度和預測 LAM 患者的治療反應,并可能是 LAM 治療的潛在靶點。
多項研究表明血清 VEGF-D 是淋巴受累的良好生物標志物,并且是 LAM 疾病的有效預測因子[15-16]。然而,部分散發性 LAM 患者的 VEGF-D 水平與健康對照組相比沒有明顯差異,因此 VEGF-D 水平正常時不能排除 LAM。這提示如果臨床上高度懷疑 LAM,而 VEGF-D 數值并不高,則仍然需要通過侵入性肺活檢進一步明確診斷。
2 VEGF-D 在 LAM 與非 LAM 囊性肺病鑒別診斷中的價值
Young 等[12]研究發現 LAM 患者血清 VEGF-D 水平較非 LAM 囊性肺病升高了約 30 倍,這表明血清 VEGF-D 檢測可能作為鑒別 LAM 和其他肺部囊性疾病的生物標志物。隨后的研究進一步驗證了血清 VEGF-D 的鑒別診斷價值[17-18]。Mou 等[19]研究顯示,與健康對照組和其他囊性肺病患者相比,LAM 患者血清 VEGF-D 水平顯著升高,并且當并發乳糜胸時,其水平進一步升高,因此作者認為血清 VEGF-D 是可以用于鑒別 LAM 與其他囊性肺病的具有高度特異性和敏感性的生物標志物。
3 VEGF-D 評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展
多項研究表明血清 VEGF-D 可以評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展[11, 14]。Glasgow 等[15]研究發現,具有較高血清 VEGF-D 水平的 LAM 患者病情更重、進展更快或合并癥更多,并且這類患者的彌散功能[肺一氧化碳彌散量(diffusing capacity of the lung for carbon monoxide,DLCO)]較差。這表明 VEGF-D 可能在 LAM 疾病嚴重程度和進展中起重要作用。同樣,MILES 試驗分析表明,需要氧療的 LAM 患者血清 VEGF-D 濃度顯著高于無需氧療患者(1.7 ng/mL[四分位距 0.99~3.36]比 0.84 ng/mL[四分位距 0.52~1.39],P<0.000 1),并且增加的 VEGF-D 水平與肺總量、殘氣量、圣喬治呼吸問卷評分呈正相關[13]。該研究還發現在給予西羅莫司治療的 LAM 患者中,血清 VEGF-D 水平隨時間的降低與肺功能[第 1 秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)和用力肺活量(forced vital capacity,FVC)]的改善相關。一項由 48 例 LAM 患者組成[27 例 S-LAM,9 例 S-LAM 合并淋巴管瘤(SLAM-LYM),12 例 TSC-LAM]的研究發現,SLAM-LYM 和 TSC-LAM 患者血清 VEGF-D 水平顯著高于單純的 S-LAM 患者;并且在 S-LAM 組中高 VEGF-D 水平與低 VEGF-D 水平患者比較,前者的 FVC、DLCO 更低,而肺總量和殘氣量更高[20]。同樣,Seyama 等[11]研究表明晚期 LAM 血清 VEGF-D 水平高于早期 LAM,其與 FEV1/FVC(P<0.05)和 DLCO/VA(P<0.001)呈負相關。然而,有研究發現 LAM 患者的血清 VEGF-D 與肺功能(FEV1、FVC、肺總量和 DLCO)無明顯相關性[14, 21-22]。因此,血清 VEGF-D 水平可能用于評估 LAM 疾病嚴重程度和病情進展,但尚需更多研究證實。
4 VEGF-D 預測 LAM 對 mTOR 抑制劑治療的反應
mTOR 通路的過度激活是 LAM 發生的重要機制,西羅莫司和依維莫司(everolimus)作為 mTOR 復合物抑制劑,可以阻斷 mTOR 介導的下游激酶的活化,進而抑制 LAM 細胞的異常增殖,改善患者呼吸功能,是目前 LAM 治療的主要藥物[23]。MILES 試驗發現 LAM 患者使用西羅莫司治療后血清 VEGF-D 水平明顯降低,并且與癥狀減輕、肺功能和生活質量改善相關;另外,還發現 VEGF-D 水平較高的患者對藥物反應更佳[13, 21]。這表明血清 VEGF-D 水平檢測可以為 LAM 患者的西羅莫司治療風險–效益分析提供可靠依據。類似的,Goldberg 等[24]研究發現 LAM 患者使用依維莫司治療與血清 VEGF-D 水平降低以及肺功能(FEV1、FVC)和運動能力(6 分鐘步行試驗)改善有關。Mou 等[19]研究中 LAM 患者用西羅莫司治療 12 個月后,血清 VEGF-D 水平從(3 135.0±909.4)pg/mL 降至(1 731.8±621.2)pg/mL,癥狀得到明顯改善。最近一項研究表明 LAM 患者在多年西羅莫司治療中可以保持肺功能的穩定,同時持續降低 VEGF-D 水平,但 VEGF-D 下降的程度與西羅莫司對肺功能的改善之間沒有明顯關聯[22]。因此,血清 VEGF-D 具有作為預測 LAM 對 mTOR 抑制劑治療反應的有價值的生物標志物的潛力。
5 小結
綜上所述,VEGF-D 作為一種簡單易獲取的血清學標志物,具有高度特異性和較高敏感性,它不僅可以降低 LAM 患者的肺活檢率,而且可以降低漏診率和誤診率。另外,VEGF-D 在評估 LAM 疾病嚴重程度、病情進展以及治療反應中也具有重要價值。根據 VEGF-D 在 LAM 發病機制中的作用,推測它可能是 LAM 治療的潛在靶點。未來還需要進行更多前瞻性、大規模的臨床和基礎研究,以明確 VEGF-D 在 LAM 中的作用和意義,進而指導 LAM 患者的精準化診治。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。