标题：肺泡蛋白沉着症
疾病分类
PAP分为先天性和获得性两种类型，其中获得性又分为继发性和原发性。
先天性PAP于新生儿发病，呈常染色体隐性遗传，1981年首次报道了一个家庭中4个兄妹发病。先天性PAP由编码肺泡表面活性物质B基因突变导致肺泡表面活性物质B缺乏，和继发性肺泡表面活性物质C合成障碍；或由GM-CSF受体β链的基因突变所致。
继发性PAP往往与下列因素有关。[1-3]
(1)感染：如分支杆菌、奴卡菌、隐球菌、毛霉菌、组织胞浆菌和卡氏肺孢子虫，以及人类免疫缺陷病毒感染等；(2)粉尘吸入，如硅、各种金属尘和化学物质；
(3)恶性肿瘤，特别是淋巴瘤和白血病；(4)基因遗传病：细胞溶解酶尿蛋白不耐受。原发性肺泡蛋白沉积症（primary PAP）也称为特发性肺泡蛋白沉积症，是指病因不明，除外各种继发因素者[4-6]。
流行病学
PAP是一类罕见的疾病，美国宾西法尼亚州报道年发病率为每百万人群0.2。90%PAP是原发性病例，男性患病约为女性的3倍，各年龄组均可发病，30～50岁是患病高峰。吸烟与PAP的发病密切相关，72%患者有吸烟史。
发病机制
近年来，有关原发性PAP发病机制的研究使我们对这组疾病的本质有了新的认识。
历史回顾从首次发现到发病机理澄清，对PAP的认识过程并不漫长。1953年7月美国麻省总医院的Castleman医生诊断了首例PAP，随后的四年里病例数累积至27例。这些病例共同的组织病理学特征是肺泡腔内填充着大量的无细胞形态的过碘酸雪夫（PAS）阳性物质，肺泡间隔正常，没有显著的细胞浸润。1958年Rosen等首次报道了这组病例，称为PAP。1965年Ramirez等首次为肺泡蛋白沉积症的患者实施了全肺灌洗。1965年Larson和Gordinier提出了PAP患者肺泡腔内的填充物是肺泡表面活性物质，可能是由于产生过量，清除障碍或肺泡表面活性物质异常所致。1980年Martin等利用肺段灌洗的方法特异性地诊断了PAP。1994年对PAP发病机理的认识有了突破性的进展，两组血液病学研究人员利用转基因技术分别对GM-CSF基因敲除小鼠进行研究，意外地发现GM-CSF缺乏并不影响小鼠基本的造血功能，却使小鼠肺泡内蛋白沉积，其组织病理学特征与人类PAP相似。5年后（1999年）Kitamura等在原发性PAP患者的血液和支气管肺泡灌洗液（BAL）中检测到了能够特异性地抑制GM-CSF生物活性的抗GM-CSF中和性抗体，2008年日本学者发现223例原发性PAP患者的血液中都可以检测出抗GM-CSF中和性抗体，而继发性PAP患者血液中自身抗体为阴性，从而证实了原发性PAP是一种自身免疫性疾病。2010年研究报道将不同剂量的PAP患者高纯化的抗GM-CSF抗体单次或多次注射到灵长类动物食蟹猴（Macaca fascicularis），维持其血清抗GM-CSF抗体水平大于40mg/ml至少11个月。健康的灵长类动物从分子、细胞和组织病理方面均出现了PAP的特征，进一步证明了抗GM-CSF抗体可以直接引起PAP[7-9]。
发病机制动物模型和人类资料显示，GM-CSF在原发性PAP的发病机制中起着重要作用。体外研究发现，GM-CSF对血液系统的中性粒细胞和单核/巨噬细胞的增殖和分化具有很强的刺激作用。外源性的重组GM-CSF能够刺激骨髓造血，使外周血中性粒细胞，单核细胞和嗜酸粒细胞增多。肺泡表面活性物质主要由Ⅱ型肺泡上皮细胞合成、储存和分泌，再由Ⅱ型肺泡上皮细胞和肺泡巨噬细胞摄取、降解和再利用，正常情况下这一过程保持动态平衡。其中GM-CSF是激活肺泡巨噬细胞清除肺泡表面活性物质所必需的。[10-11]
采用基因定向技术使小鼠GM-CSF编码基因缺失（GM-/-）或GM-CSF受体缺乏（bc-/-），这些动物的造血功能没有异常，而肺泡巨噬细胞清除肺泡表面活性物质的功能发生障碍，导致小鼠肺泡蛋白沉积，其组织病理学特征类似人类PAP。通过转基因技术在呼吸上皮细胞重建GM-CSF的表达，能够使GM-/-小鼠肺泡内沉积的磷脂蛋白样物质消失。类似地，骨髓移植或雾化吸入GM-CSF也对GM-/-小鼠的肺泡蛋白沉积有治疗作用。
原发性PAP患者的血液和BAL中可以检测到高水平的抗GM-CSF中和性抗体，这些中和性抗体阻断了GM-CSF的生物活性，使内源性GM-CSF水平相对减低，致使巨噬细胞对肺泡表面活性物质的清除和再利用能力降低。吞噬了过量磷脂的巨噬细胞还表现出其它方面的功能障碍，如运动能力降低，吸附和化学趋化能力缺陷以及吞噬细菌的能力下降。由于存在肺泡巨噬细胞的功能缺陷，GM-/-小鼠或PAP患者容易并发感染[12-14]。
PAP患者巨噬细胞的胞浆呈泡沫样改变并充满脂质物，过氧化物酶增殖物激活受体（PPAR）g ，及其调节的ATP结合体脂质转运体（ABCG1）转录因子的表达显著降低。利妥昔单抗（美罗华）是嵌合小鼠的人类单克隆抗体，能够对抗B淋巴细胞特异性抗原CD20。利妥昔单抗通过刺激肺泡巨噬细胞ABCG1和溶酶体磷脂（LPL）A2的活性，能够增加脂肪的转运和表面活性物质的代谢[15-17]。
GM-CSF如何调节巨噬细胞的成熟和功能？最近的研究发现，GM-CSF通过诱导PU.1的表达来调节肺泡巨噬细胞终末期的分化，转录因子PU.1是ets家族的成员，具有调节骨髓单核细胞和B淋巴细胞的成熟和分化的作用。GM-/-小鼠PU.1转录因子的表达降低，相应地，巨噬细胞的成熟、分化以及肺泡表面活性物质的代谢也减低。当GM-CSF缺乏得到纠正后，PU.1的表达增强，PU.1依赖性标志物如CD32，甘露糖受体和巨噬细胞克隆刺激因子受体的水平也上调。类似地，PAP患者BALF中细胞PU.1 mRNA的表达比健康人显著地降低。外源性GM-CSF治疗后，PAP患者肺泡巨噬细胞PU.1基因水平显著上调。体外试验进一步证实，将PU.1基因转染到GM-/-小鼠的巨噬细胞后，巨噬细胞的异常包括肺泡表面活性物质的代谢异常能够得到有效的恢复[18-19]
疾病症状
起病隐匿，患者相对轻微的症状与严重的影像学表现或肺功能障碍往往不相符合。临床症状变异性大，通常是非特异性的，多数表现为渐进性劳力性呼吸困难（80%）和咳嗽（60%）。少数患者出现消瘦、乏力、胸痛和咯血（20%）。部分患者甚至没有症状。发热常提示合并感染。体格检查通常正常或肺部没有特异性的体征，25%的患者有紫绀，半数可闻及吸气性爆裂音，杵状指少见。
辅助检查
影像学表现典型的胸片表现是双肺对称的肺泡填充性阴影，肺门旁的浸润阴影延伸至外带，呈“蝴蝶状”分布，双肋膈角往往不受累及。可是多数的PAP病例报道PAP的胸片没有上述典型的特征，因此X线胸片的表现通常不具有特异性。
胸部HRCT能清晰地显示肺部受累的范围和特点。磨玻璃影与正常肺脏分界明显，呈“地图”样分布；小叶内和小叶间隔增厚，呈多角形，称为“铺路石征”；或者表现为大片的实变影伴支气管充气征，周围环绕着磨玻璃影（图1）。极少数病例有肺间质纤维化的表现，往往是疾病晚期。这些病变的程度和范围与肺功能以及肺脏气体交换障碍密切相关。
肺功能和血气分析限制性通气功能障碍和弥散障碍最为常见，没有显著的气流受限。病变早期，部分患者的肺功能正常。1/3的患者在静息状态下和超过半数患者在运动时，出现低氧血症和肺泡-动脉氧分压差增大，这主要是通气血流比例失调和肺内分流率增加所致。
支气管肺泡灌洗液支气管肺泡灌洗液具有特征性的表现。外观呈乳状浑浊液体，静置后沉淀分层。光镜下可见非细胞性的圆形小体，姬姆萨染色呈嗜碱性，PAS染色阳性；背景显得“很脏”， 可见大量的细胞碎屑，PAS染色阳性；巨噬细胞呈泡沫样改变，胞浆内可见PAS阳性包涵体。淋巴细胞和浆细胞比例增高。电镜下可见特征性的髓样多层状结构和层状小体，其成分是磷脂。
生物学标志物80%PAP患者血清和支气管肺泡灌洗液乳酸脱氢酶水平轻度增高，全肺灌洗或自发性缓解后，乳酸脱氢酶水平能够恢复正常。血清乳酸脱氢酶水平与PaO2或肺泡-动脉氧分压差成显著地正相关，可以作为衡量疾病严重程度的指标。肺泡上皮细胞产生的其他蛋白产物，如癌胚抗原，细胞角蛋白19，KL-6以及肺泡表面活性物质A，B，D的血清水平也增高。PAP患者BAL中天冬氨酸肽酶A和组织蛋白酶H的水平和活性也显著增高，这些指标的意义还有待进一步研究[20]。
抗GM-CSF抗体原发性PAP患者血液和BAL中都能检测到抗GM-CSF抗体，而先天性或继发性PAP患者中不能检测到抗GM-CSF抗体，健康人群中只有0.3%（4/1258）呈阳性。血液和BAL中抗GM-CSF抗体阳性对诊断PAP具有高度的敏感性（92%～100%）和特异性（98%～100%），可以作为诊断原发性PAP的重要依据。处于疾病活动期需要治疗的患者，血清或BAL抗GM-CSF抗体滴度显著地高于自发缓解的患者，抗GM-CSF抗体也可以作为监测疾病活动性的指标。BAL中抗GM-CSF抗体的水平与血清乳酸脱氢酶，PaO2，肺泡-动脉氧分压差，肺脏一氧化碳弥散量，胸片或胸部HRCT评分等显示疾病严重程度的指标密切相关，可以反映疾病的严重程度，对是否采取全肺灌洗治疗有重要的提示作用。
组织病理学光镜下可见肺泡腔和终末细支气管内几乎完全填充着无细胞形态的PAS染色阳性物质，肺泡和间质结构多数正常，有时肺泡间隔增宽伴有淋巴细胞浸润，少数伴纤维化形成。电镜下肺泡腔内可见髓样多层状结构，巨噬细胞胞浆内也有类似的包涵体。原发性PAP肺泡腔和远端气道PAS阳性物质较为均匀一致，而继发性PAP往往呈灶状或分布不均匀[21-22]。
临床诊断
外科肺活检获得的组织病理学结果仍然是确定诊断的“金标准”，近年来一些病例是经支气管肺活检获得组织来诊断的。随着胸部HRCT的应用，多数患者（75%）可以根据病史，特征性的影像学表现，和支气管肺泡灌洗液检查确立诊断，无需经支气管肺活检或外科肺活检。诊断原发性病例需要除外环境暴露史和其他可能的病因[23-24]。
疾病治疗
全肺灌洗全肺灌洗能够安全、有效地清除肺泡内蛋白样沉积物，目前仍然是治疗PAP的标准治疗方法。自从Ramirez发明了全肺灌洗的方法，40年来这项技术被不断改进，成功地治疗了许多PAP患者。Seymour等回顾性地总结了146例接受全肺灌洗的PAP患者，一次全肺灌洗后，84%患者症状、血气分析、影像学和肺功能改善，一般在灌洗后6周改善最为明显。经过全肺灌洗后多数患者病情缓解，5年生存率明显高于未全肺灌洗者（94%比85%，P=0.04）。一次全肺灌洗后20%患者持续缓解超过3年，其他患者在6～24个月后仍需要反复灌洗，临床改善的中位时间为15个月。何时采取全肺灌洗没有统一的标准，不同的研究有不同的入选标准，包括限制患者日常活动的呼吸困难，PaO2小于60 mmHg和分流率大于10%～12%。一般认为，只有当患者的呼吸道症状影响生活质量或出现低氧血症、肺功能恶化时才需要治疗[25]。
GM-CSF由于GM-CSF在原发性PAP发病机制中起着重要作用，外源性重组人类GM-CSF有可能替代全肺灌洗治疗原发性PAP，或作为全肺灌洗的补充治疗。GM-CSF皮下注射处于临床试验阶段，从前期的报道看，对部分患者有效。1995至1998年间14名患者接受皮下注射GM-CSF（每日5 mg/kg）6～12周，其中5名患者治疗有效，肺泡-动脉氧分压差平均改善23 mmHg，4名患者经高剂量GM-CSF（每日20 mg/kg）治疗有效。1998年起的后续研究中，4名患者接受了为期12周的GM-CSF治疗，其中3名患者症状、影像学、血气分析和肺功能明显改善。2006年Venkateshiahd等报道了迄今最大样本共25名中度原发性PAP患者接受了GM-CSF治疗，该组患者表现为呼吸困难、咳嗽等症状，安静状态下吸氧≤6 L/min，PaO2 >55 mmHg，胸片呈弥漫性肺部浸润。皮下注射GM-CSF，初始剂量为每日250 mg，第2个月逐渐加量至每日5 mg/kg，第3个月加量至每日9 mg/kg，并维持该剂量至3～12个月。12名患者（12/25，48%）临床症状、氧合和生存质量明显改善，患者对GM-CSF治疗耐受良好，毒副作用多数比较轻微，包括注射部位的水肿，红斑和全身不适等，没有骨髓抑制或肺脏毒性。
2006年Mayo医院报道12名原发性PAP患者隔周雾化吸入GM-CSF 250mg，每日两次，共吸入12周，其中11名患者有效，PaO2平均改善17 mmHg，FVC占预计值百分比平均改善14%。停药后2名患者分别随访1年和2年，病情完全缓解。4名患者对初治和停药后的再次治疗均有良好的反应。1名患者加大剂量（500mg 每日两次，隔周雾化吸入12周）后病情完全缓解。全部患者对雾化吸入GM-CSF耐受良好，随访30个月没有发现严重的毒副作用。2010年日本组织了多中心自身对照吸入GM-CSF治疗PAP的II期临床试验。PAP患者分为高剂量治疗组，即第1-8天GM-CSF 250mg/d，第9-14天停药 &acute; 6个周期，共12周；和低剂量治疗组，即第1-4天GM-CSF 125mg/d，第5-14天停药 &acute; 6个周期，共12周。停药后随访52周。共35名PAP患者完成临床试验，其中24名病情改善，总有效率为62%，A-aDO2较基线降低12.3 mmHg（95%CI 8.4-16.2，P<0.001）。治疗和随访过程中，吸入GM-CSF没有发现严重的毒副作用，血清抗GM-CSF抗体水平无明显变化。随访52周，83%的PAP患者（29/35名）病情稳定。吸入GM-CSF是安全、有效的治疗方法，具有持续的治疗效果[26]。
CD20单克隆抗体美罗华治疗PAP的II期临床试验9名患者完成了随访，其中7名患者氧合和A-aDO2较前改善，肺功能指标和胸部HRCT表现也有所好转。治疗后6个月，8名患者BAL中GM-CSF抗体水平降低，但是全部9名患者血清的抗体水平均无变化。研究初步显示PAP患者对美罗华耐受良好， 美罗华能够有效地缓解PAP患者的病情[27-28]。
血浆置换血浆置换是治疗自身免疫性疾病，去除循环中各种免疫球蛋白、自身抗体和冷球蛋白的一项技术。血浆置换有助于清除血液循环中高水平的抗GM-CSF中和性抗体，可能是治疗原发性PAP的一种选择。目前血浆置换治疗原发性PAP仅限于个案报道，全肺灌洗和GM-CSF治疗失败的1例PAP患者，血浆置换后氧合迅速改善[29]。
疾病转归
PAP临床过程变异性大，既可以自然缓解，也可能死于肺炎或呼吸衰竭。可以将PAP患者分为三类，稳定型、进展型和自然缓解型，其中自然缓解病例不足10%。PAP患者2年、5年和10年生存率分别为79%、75%和68%。PAP患者容易并发感染，特别是机会性病原菌（如奴卡菌）感染，提示宿主的免疫功能缺陷[30-32]。