引用本文： 陈小蓉, 曾惠清, 王洺辉, 余慧莲, 黄秋芬, 蔡芋晴, 李琪. 生物学标志物在渗出性胸腔积液诊断的研究进展. 中国呼吸与危重监护杂志, 2021, 20(2): 148-152. doi: 10.7507/1671-6205.201910099 复制
胸腔积液（PE）是呼吸系统的常见病和多发病，可分为漏出液和渗出液；最常见的渗出性 PE 病因为结核病、恶性肿瘤和肺炎，三种病因占所有病例的 55%[1]。进一步区分 PE 尤其是渗出性 PE 的病因是临床诊治的焦点和难题，常常需要通过其他有创性检查如胸膜活检或胸腔镜检查，但是其阳性率及并发症的发生率依赖于操作者的技术水平，且在病情危重者难以进行。随着研究的深入，越来越多的生物学标志物展现出对 PE 的诊断及鉴别诊断的潜在价值。本文总结常见的渗出性 PE 病因的生物学标志物的研究进展。
1 结核性胸腔积液
1.1 腺苷脱氨酶
腺苷脱氨酶（ADA）是一种广泛分布于机体各组织中的核苷酸氨基水解酶，其活性与淋巴细胞的增殖分化以及激活有关。结核性胸膜炎时由于胸膜局部的 T 淋巴细胞受到结核分枝杆菌抗原的刺激，使其增殖和分化，PE 中 ADA 活性明显升高[2]。最新荟萃分析发现，在 16 项研究共计 4 147 例患者中，ADA 诊断结核性胸腔积液（TPE）的敏感性为 93%，特异性为 92%，阳性似然比为 12，阴性似然比为 0.08，受试者工作特征（ROC）曲线下面积为 0.968[3]。也就是说，ADA 对 TPE 有较高的诊断价值，而 ADA 水平≥40 IU/L 是最广泛接受的 TPE 的诊断指标[4]，老年患者的 ADA 水平可能偏低，细菌性胸膜感染［尤其是并发的肺炎旁胸腔积液（PPE）和脓胸］和淋巴瘤的 ADA 水平可能升高[5]。ADA 临床诊断的准确阈值和准确性尚不清楚。Aggarwal 等[6]回顾了 ADA 在 TPE 中的诊断性能，结果表明常用的 40 IU/L 的 ADA 阈值具有较低的阴性似然比，可能更有助于排除 TPE 的诊断；而当 ADA 阈值高于 65 IU/L 时，其阳性似然比较高，并且 TPE 患病率的阳性预测值较高，这样的阈值可能更助于确认而排除 TP 的诊断效能较差。另外，有研究发现检测 PE 中的 ADA-2 水平（ADA-2 是 ADA 的主要同工酶）提高了 TPE 时总 ADA 诊断的特异性[7]。然而，由于目前可用的 ADA-2 测定方法没有标准化，而且它在大多数情况下对总 ADA 水平的影响很小，因此并未得到广泛应用。
1.2 白细胞介素-27
白细胞介素-27（IL-27）是 IL-12 家族的一员，主要由抗原提呈细胞产生，能促进 T 细胞增殖并向 T 辅助淋巴细胞（Thl）细胞方向分化和分泌 γ 干扰素（IFN-γ）。Ye 等[8]探讨 IL-27+CD4+ T 细胞进入胸膜间隙的机制时，发现 IL-27 可通过激活 STAT3 信号传导通路，显著促进胸膜间皮细胞的增殖，并且完全阻止由 IFN-γ 诱导的胸膜间皮细胞的凋亡，进而影响 TPE 的发展。截止到目前，有三项荟萃分析报告了 IL-27 对 TPE 的诊断意义[9-11]，其中最具代表性的一项研究共纳入了 1 157 例 PE 患者，结果显示 IL-27 诊断 TPE 的诊断阈值为 591.4 ng/L，敏感性和特异性分别为 93.8% 和 91.7%[11]，故其诊断效能是值得肯定的，可作为诊断 TPE 的生物标志物。但检测 PE 中 IL-27 成本较高，且其缺乏被公认的最佳诊断阈值，因此 IL-27 检测在 TPE 诊断中应用仍较少。
1.3 IFN-γ 和 IFN-γ 释放试验
IFN-γ 是 CD4+ T 淋巴细胞释放的一种细胞因子。IFN-γ 能使巨噬细胞聚集，且增加巨噬细胞对结核杆菌的杀菌能力，进而消灭结核分枝杆菌控制感染播散，因此 IFN-γ 也被认为是诊断 TPE 的生物学标志物之一。一项纳入 22 项研究总计 2 883 例患者的荟萃分析报告了 IFN-γ 诊断 TPE 的敏感性为 89%，特异性为 97%[12]。同样地，因检测成本较高，缺乏相应的准确的临床诊断阈值，IFN-γ 检测在临床上的应用也受到限制。相反，IFN-γ 释放试验是一种体外免疫检测结核杆菌感染的新方法，结核感染 T 细胞酶联免疫斑点试验（T-SPOT.TB）是 IFN-γ 释放试验中的一种，通过酶联免疫斑点技术检测体内是否存在结核杆菌致敏的 T 淋巴细胞。目前临床上通常使用外周血 T-SPOT.TB 进行检测，但是诊断价值意义不大。Li 等[13]纳入了 9 项研究进行 Meta 分析，结果显示 PE 中的 T-SPOT.TB 对 TPE 的诊断的敏感性为 93%，特异性为 90%；认为 PE 中的 T-SPOT.TB 作为一种独立的诊断结核性胸膜炎的方法是足够准确的。另一些学者认为，PE 中检测 T-SPOT.TB 具有相当大的异质性，而且没有发现任何有显著影响的协变量，因此无论是对全血样本还是 PE 样本，对怀疑患有 TPE 的患者诊断准确性较差[14]。总之，PE 中的 T-SPOT.TB 对 TPE 的诊断价值仍存在很多争议。
2 恶性胸腔积液
2.1 癌胚抗原
癌胚抗原（CEA）是在结肠癌和胚胎组织中提取的一种肿瘤相关抗原，在恶性肿瘤患者体内存在于恶性肿瘤细胞的表面，在 PE、腹水等多种体液中均可检出[15]。在大部分肺腺癌患者中，血清和 PE 中 CEA 含量升高；另外，CEA 可促进肿瘤的发生和转移，并且 CEA 对转移性腺癌导致的恶性胸腔积液（MPE）的诊断敏感性为 61%～91%[16]。在初次诊断时，大约 15% 的肺癌患者就已经出现 PE，50% 的肺癌患者在疾病过程中会出现 PE，且 PE 中 CEA 水平与血清 CEA 水平呈正相关，常在 MPE 中检测出的 CEA 含量也相应升高[17]。有学者为证实 CEA 在 PE 中的诊断价值，通过检测 PE 中的 CEA 以及胰岛素样生长因子结合蛋白-2 的水平，发现当 CEA 临界值为 16.43 μg/L 时，敏感性为 63.2%，特异性为 100.0%[18]。Nguyen 等[19]回顾了 PE 中积液的多种肿瘤标志物在 MPE 中的诊断效能，当采用特异性最高的诊断阈值时，其敏感性只有 54.9%；这说明 CEA 具有较高的特异性，但其敏感性较低，限制了其诊断价值。Enz 等[15]发现检测 CEA 水平可提高 PE 细胞学阴性 MPE 患者的诊断敏感性，为肺结节楔形切除术的随访提供有价值的信息。因此，临床上建议联合检验血清中不同的肿瘤标志物，而单独使用某一种肿瘤标志物的准确性是不够的。研究发现联合多种肿瘤标志物对于 MPE 诊断的敏感性及特异性更高，如糖类抗原-211（CA211）/CEA 联合可溶性间皮素相关肽对恶性胸膜间皮瘤诊断的敏感性为 93.8%，特异性为 64.9%；巨噬细胞抑制细胞因子 1、CA211、CA125 和 CEA 联合对肺癌早期诊断的敏感性为 89.5%，均较单独检测意义大[20]；CA153 与 CA125 联合检测在恶性肿瘤中诊断价值比单独检测更高。所以，临床中需参考多项肿瘤标志物结果进行综合分析和判断。
目前有关 CEA 诊断 MPE 的研究仍有如下不足：（1）研究中设定的诊断阈值较高，但并不具有绝对的诊断特异性。而且为了让 PE 标志物能够起到帮助诊断的作用，则任何良性 PE 都不应超过设定的诊断阈值。（2）部分研究中存在良性 PE，良性 PE 与 MPE 较容易区分开，这使得 PE 标志物的诊断价值被高估。
2.2 血管内皮生长因子
血管内皮生长因子（VEGF）是一种高二聚体糖蛋白，具有广泛的生物学功能，包括刺激细胞分化迁移存活，以及调节血管通透性和血管生成[21]。由于 VEGF 在 MPE 形成过程中发挥重要作用，对 PE 中 VEGF 含量进行检测有助于明确 PE 的性质。Gu 等[22]发现 VEGF 临界值为 297.06 ng/L 时，VEGF 诊断 MPE 的敏感性为 80.0%，特异性为 96.7%，MPE 中 VEGF 含量明显高于良性组（P<0.01），且在恶性中表达程度比良性更高。陈先梦等[23]的荟萃分析发现 VEGF 诊断 MPE 具有较高的敏感性（72%）和特异性（80%），可作为 MPE 非侵入性诊断的辅助工具。Wu 等[24]尝试采用新的 PE 标志物联合诊断，发现当 VEGF 含量>214 pg/mL 且蛋白质含量>3.3 g/dL 时，对 MPE 的诊断敏感性为 92.6%，特异性为 78.6%。以上研究结果均表明 VEGF 除了对 MPE 有较高诊断敏感性和特异性外，与其他 PE 标志物联合检测可以提高其诊断价值。Mohajeri 等[25]发现 VEGF 在晚期非小细胞肺癌患者的 MPE 中高表达，并且 MPE 中的 VEGF 浓度越高，晚期非小细胞肺癌患者发生远处转移的风险就越高，说明 MPE 中 VEGF 水平可能是判断晚期非小细胞肺癌患者预后的重要指标之一。
2.3 凝集素
凝集素（ITLN）是广泛存在于自然界的一大类非免疫来源、无酶活性的多价糖类结合蛋白，能使细胞发生凝集。人 ITLN-1 则在 2003 年由 Yang 等[26]发现，它是一种腹腔网膜脂肪组织特异性分泌的蛋白因子，可以结合乳铁蛋白，参与铁代谢。既往研究表明 ITLN-1 在糖尿病、心血管系统疾病、哮喘、骨骼运动系统疾病及恶性肿瘤等疾病中发挥作用。Wali 等[27]研究证实恶性胸膜间皮瘤（MPM）细胞中 ITLN-1 的表达高于正常细胞 139 倍以上。Tsuji 等[28]研究发现 MPM 患者 PE 中 ITLN-1 的水平明显升高，ITLN-1 在细胞的胞浆而非胞核中表达；双相型 MPM 患者的上皮样间皮瘤细胞表达 ITLN-1 而肉瘤样间皮瘤细胞则不表达 ITLN-1；绝大部分研究对象的 PE 比血浆中表达更多的 ITLN-1，血清与 PE 中 ITLN-1 的表达水平不相关；上皮样型 MPM 患者比肺癌、肺结核患者在 PE 中表达更高水平的 ITLN-1。该研究为今后以免疫组化技术鉴别诊断上皮样型 MPM 提供了新的可能。目前有关 ITLN 的实验主要都集中在动物模型及细胞水平，在人体中的作用机制研究尚少，其在 PE 中的诊断价值同样值得进一步的探索。
2.4 可溶性程序性死亡配体 1
程序性死亡受体（programmed death-1，PD-1）又称 CD279，是Ⅰ型跨膜糖蛋白，是重要的免疫抑制受体[29]。而程序性死亡配体（programmed death ligand 1，PD-L1）是其配体之一，两者结合可抑制 T 细胞的增殖以及 IL-2、IL-10、IFN-γ 等相关细胞因子的分泌[30]。多种肿瘤中均存在 PD-L1 的表达，通过与肿瘤微环境相互作用，PD-L1 发挥免疫抑制作用。因此，PD-1 和 PD-L1 可以作为诊断 MPE 的重要生物学标志物，但对送检标本中恶性肿瘤细胞数的要求较高，临床上更多用来作为恶性肿瘤治疗的靶点及监测疗效。近年来有研究表明，PD-L1 除能以膜性形式存在外，还可以在血液、PE 等体液中被检测到其可溶性成分，即可溶性程序性死亡配体 1（sPD-L1）[31]。Howitt 等[32]发现，同一患者 PE 中 sPD-L1 的表达高于外周血，且其对 MPE 诊断敏感性、特异性也明显提高。王鹏[33]也报道了 sPD-L1 在非小细胞肺癌患者血清中的表达高于良性肺部疾病患者。后来，冀玉珍等[34]对比了良恶性 PE 患者中 sPD-L1 的水平，结果显示 MPE 中 sPD-L1 水平明显高于良性 PE，当以 1.33 ng/mL 作为临床诊断阈值时，其诊断 MPE 的敏感性和特异性较高。因此，sPD-L1 是良恶性 PE 诊断与鉴别诊断有意义的生物学标志物之一。
3 PPE
3.1 C 反应蛋白
C 反应蛋白（CRP）是一种急性期炎性反应蛋白，主要调控炎症部位的应答反应并对抗创伤、感染部位释放的溶蛋白酶，其在多种感染性疾病的诊断和鉴别诊断价值有较多的报道。张雪漫等[35]研究结果显示 CRP 可以用来区分肺炎患者是否合并胸腔感染，以及区分是单纯性肺炎旁胸腔积液（UPPE）还是复杂性肺炎旁胸腔积液（CPPE），在后者 CRP 水平可升高。赵俊等[36]发现在感染性 PE 中，CRP 水平在 PPE 中明显高于 TPE，提示 CRP 在感染性 PE 中的鉴别诊断价值。有研究报道 PPE 中 CRP 含量明显高于 MPE，CRP<20 mg/L 在 MPE 中敏感性为 50%、特异性为 89%，CRP>45 mg/L 在良性 PE 中敏感性为 44%、特异性为 95%[37]。目前许多研究是多种标志物联合 CRP 对于感染性 PE 的诊断价值分析，对于 CRP 增高同时 PE 中性粒细胞增高的患者，诊断 CPPE 的特异性是比较高的。如果 CRP>100 mg/L，同时 pH<7.20 或血糖<3.33 mmol/L，诊断 CPPE 的特异性为 97%[38]。若联合检测 PE 中触珠蛋白对良、恶性 PE 的鉴别有良好价值[39]。
3.2 降钙素原
降钙素原（PCT）是一种无激素活性的降钙素前体物质，在细菌性肺炎时呈中到重度升高，而在病毒感染、肿瘤、结缔组织病等非感染性疾病时多不增高。有研究证实血清 PCT 水平对局限性肺部感染和全身感染的病因诊断、鉴别诊断和病原学诊断都有一定辅助价值[40]。国内研究也提示 PPE 和脓胸患者血清 PCT 水平均显著升高[41]，而对 PE 中 PCT 的研究报道较少。Lin 等[42]观察到 PE 中 PCT 浓度与血浆 PCT 浓度相关，不同疾病患者体液和血浆中的 PCT 浓度变化是一致的，局部炎症也会引起全身性的 PCT 浓度变化。PE 中的 PCT 对 PPE 的诊断价值存在争议。黄宇筠等[43]研究显示 PPE 中 PCT 水平明显高于 TPE 患者，有利于鉴别诊断；而邱跃灵等[44]认为，不能将 PCT 视作二者的鉴别指标，因为其在 TPE 及 PPE 患者中的敏感性和特异性均较低。有荟萃分析结果提示血清 PCT 的结果比 PE 中 PCT 的结果更具有诊断价值[45]。
3.3 乳酸脱氢酶
乳酸脱氢酶（LDH）是参与糖无氧酵解和糖异生的重要酶，当机体某部位的组织受到损伤时，LDH 就会从细胞内进入到血液或组织液中，从而检测值升高，是反映炎症反应的重要指标之一，但对病因诊断的特异性较差。在许多临床疾病中均发现血 LDH 升高，如肺梗死、恶性贫血、休克及肿瘤转移所致的胸腹水。以往的研究表明血清 LDH 升高可以用作败血症和癌症患者的诊断和不良预后标志物[46]。PE 中 LDH 是区分 CPPE 与 UPPE 的常用生物标志物，而 PE 的 LDH 水平升高可能具有特定的诊断意义，尤其是对脓胸[47]。PPE 早期为无菌浆液性渗出，PE 的 LDH 水平较低，随病情加重可表现为脓性渗出，LDH 水平进行性升高，典型脓胸的 LDH>1 000 IU/mL。PE 与血清的 LDH 比值可能为鉴别 PE 性质的重要补充手段，有研究发现在脓胸中 LDH 及其与血清比值很高，原因可能是化脓性胸膜炎的病灶直接在胸壁上，LDH 的释放无需经过血液循环而直接进入 PE 中[48]。
4 具备潜力的生物学标志物
新兴的生物学标志物涉及到基因组学（DNA）、转录组学（所有 RNA 类型）、蛋白质组学和代谢组学（小分子或代谢产物）。这些技术利用高通量方法探索大量潜在的未知生物标志物，但由于种种原因尚未在临床应用。下面是一些示例。
4.1 外泌体 miRNA
外泌体（exosomes）是细胞通过内吞–融合–外排等一系列生物学机制产生并通过主动分泌作用排出细胞外的囊性小泡，其本质是脂质双分子层，里面含有 miRNA 以及多种蛋白成分，参与调节细胞各项生理功能。Tamiya 等[49]通过实时定量逆转录聚合酶链式反应对患者 PE 中的外泌体 miRNA 进行检查，结果表明 MPE 组中的 miRNA-182 与 miRNA-210 表达水平明显高于良性 PE 组，其敏感性与特异性分别为 92.7%、73.3% 和 58.5%、93.3%。说明这两种 miRNA 是 MPE 潜在的诊断生物标志物。
4.2 小分子代谢产物
质子核磁共振谱（1H-NMR）可以无创地定量检测 PE 中小分子的代谢情况。通过 1H-NMR 检测不同类型 PE 中小分子代谢产物的变化，可以对疾病诊断和治疗提供一定的帮助[50]。Wang 等[51]采用 1H-NMR 对 58 例患者（其中 20 例为 TPE、20 例为 MPE、18 例为漏出性 PE）PE 中的小分子代谢产物的变化进行检测，结果发现 TPE 组中柠檬酸、乳酸、肌酸和醋酸的含量明显低于 MPE，且 TPE 中的脂质含量明显高于漏出性 PE 组，MPE 组也表现出氨基酸含量明显降低的趋势。这从另一方面说明了 1H-NMR 在不同类型的 PE 中识别小分子生物化学特征的可行性，具有良好的应用前景。
5 小结和展望
近年来，随着生物医学技术的进步，越来越多的生物学标志物被发现和运用，这将为临床工作提供更多、更好的选择，为基础医学研究带来新的认识；同时，更多无创的、更加便宜、快捷和高效的检查将使患者获益更多。
利益冲突：本文不涉及任何利益冲突。
胸腔积液（PE）是呼吸系统的常见病和多发病，可分为漏出液和渗出液；最常见的渗出性 PE 病因为结核病、恶性肿瘤和肺炎，三种病因占所有病例的 55%[1]。进一步区分 PE 尤其是渗出性 PE 的病因是临床诊治的焦点和难题，常常需要通过其他有创性检查如胸膜活检或胸腔镜检查，但是其阳性率及并发症的发生率依赖于操作者的技术水平，且在病情危重者难以进行。随着研究的深入，越来越多的生物学标志物展现出对 PE 的诊断及鉴别诊断的潜在价值。本文总结常见的渗出性 PE 病因的生物学标志物的研究进展。
1 结核性胸腔积液
1.1 腺苷脱氨酶
腺苷脱氨酶（ADA）是一种广泛分布于机体各组织中的核苷酸氨基水解酶，其活性与淋巴细胞的增殖分化以及激活有关。结核性胸膜炎时由于胸膜局部的 T 淋巴细胞受到结核分枝杆菌抗原的刺激，使其增殖和分化，PE 中 ADA 活性明显升高[2]。最新荟萃分析发现，在 16 项研究共计 4 147 例患者中，ADA 诊断结核性胸腔积液（TPE）的敏感性为 93%，特异性为 92%，阳性似然比为 12，阴性似然比为 0.08，受试者工作特征（ROC）曲线下面积为 0.968[3]。也就是说，ADA 对 TPE 有较高的诊断价值，而 ADA 水平≥40 IU/L 是最广泛接受的 TPE 的诊断指标[4]，老年患者的 ADA 水平可能偏低，细菌性胸膜感染［尤其是并发的肺炎旁胸腔积液（PPE）和脓胸］和淋巴瘤的 ADA 水平可能升高[5]。ADA 临床诊断的准确阈值和准确性尚不清楚。Aggarwal 等[6]回顾了 ADA 在 TPE 中的诊断性能，结果表明常用的 40 IU/L 的 ADA 阈值具有较低的阴性似然比，可能更有助于排除 TPE 的诊断；而当 ADA 阈值高于 65 IU/L 时，其阳性似然比较高，并且 TPE 患病率的阳性预测值较高，这样的阈值可能更助于确认而排除 TP 的诊断效能较差。另外，有研究发现检测 PE 中的 ADA-2 水平（ADA-2 是 ADA 的主要同工酶）提高了 TPE 时总 ADA 诊断的特异性[7]。然而，由于目前可用的 ADA-2 测定方法没有标准化，而且它在大多数情况下对总 ADA 水平的影响很小，因此并未得到广泛应用。
1.2 白细胞介素-27
白细胞介素-27（IL-27）是 IL-12 家族的一员，主要由抗原提呈细胞产生，能促进 T 细胞增殖并向 T 辅助淋巴细胞（Thl）细胞方向分化和分泌 γ 干扰素（IFN-γ）。Ye 等[8]探讨 IL-27+CD4+ T 细胞进入胸膜间隙的机制时，发现 IL-27 可通过激活 STAT3 信号传导通路，显著促进胸膜间皮细胞的增殖，并且完全阻止由 IFN-γ 诱导的胸膜间皮细胞的凋亡，进而影响 TPE 的发展。截止到目前，有三项荟萃分析报告了 IL-27 对 TPE 的诊断意义[9-11]，其中最具代表性的一项研究共纳入了 1 157 例 PE 患者，结果显示 IL-27 诊断 TPE 的诊断阈值为 591.4 ng/L，敏感性和特异性分别为 93.8% 和 91.7%[11]，故其诊断效能是值得肯定的，可作为诊断 TPE 的生物标志物。但检测 PE 中 IL-27 成本较高，且其缺乏被公认的最佳诊断阈值，因此 IL-27 检测在 TPE 诊断中应用仍较少。
1.3 IFN-γ 和 IFN-γ 释放试验
IFN-γ 是 CD4+ T 淋巴细胞释放的一种细胞因子。IFN-γ 能使巨噬细胞聚集，且增加巨噬细胞对结核杆菌的杀菌能力，进而消灭结核分枝杆菌控制感染播散，因此 IFN-γ 也被认为是诊断 TPE 的生物学标志物之一。一项纳入 22 项研究总计 2 883 例患者的荟萃分析报告了 IFN-γ 诊断 TPE 的敏感性为 89%，特异性为 97%[12]。同样地，因检测成本较高，缺乏相应的准确的临床诊断阈值，IFN-γ 检测在临床上的应用也受到限制。相反，IFN-γ 释放试验是一种体外免疫检测结核杆菌感染的新方法，结核感染 T 细胞酶联免疫斑点试验（T-SPOT.TB）是 IFN-γ 释放试验中的一种，通过酶联免疫斑点技术检测体内是否存在结核杆菌致敏的 T 淋巴细胞。目前临床上通常使用外周血 T-SPOT.TB 进行检测，但是诊断价值意义不大。Li 等[13]纳入了 9 项研究进行 Meta 分析，结果显示 PE 中的 T-SPOT.TB 对 TPE 的诊断的敏感性为 93%，特异性为 90%；认为 PE 中的 T-SPOT.TB 作为一种独立的诊断结核性胸膜炎的方法是足够准确的。另一些学者认为，PE 中检测 T-SPOT.TB 具有相当大的异质性，而且没有发现任何有显著影响的协变量，因此无论是对全血样本还是 PE 样本，对怀疑患有 TPE 的患者诊断准确性较差[14]。总之，PE 中的 T-SPOT.TB 对 TPE 的诊断价值仍存在很多争议。
2 恶性胸腔积液
2.1 癌胚抗原
癌胚抗原（CEA）是在结肠癌和胚胎组织中提取的一种肿瘤相关抗原，在恶性肿瘤患者体内存在于恶性肿瘤细胞的表面，在 PE、腹水等多种体液中均可检出[15]。在大部分肺腺癌患者中，血清和 PE 中 CEA 含量升高；另外，CEA 可促进肿瘤的发生和转移，并且 CEA 对转移性腺癌导致的恶性胸腔积液（MPE）的诊断敏感性为 61%～91%[16]。在初次诊断时，大约 15% 的肺癌患者就已经出现 PE，50% 的肺癌患者在疾病过程中会出现 PE，且 PE 中 CEA 水平与血清 CEA 水平呈正相关，常在 MPE 中检测出的 CEA 含量也相应升高[17]。有学者为证实 CEA 在 PE 中的诊断价值，通过检测 PE 中的 CEA 以及胰岛素样生长因子结合蛋白-2 的水平，发现当 CEA 临界值为 16.43 μg/L 时，敏感性为 63.2%，特异性为 100.0%[18]。Nguyen 等[19]回顾了 PE 中积液的多种肿瘤标志物在 MPE 中的诊断效能，当采用特异性最高的诊断阈值时，其敏感性只有 54.9%；这说明 CEA 具有较高的特异性，但其敏感性较低，限制了其诊断价值。Enz 等[15]发现检测 CEA 水平可提高 PE 细胞学阴性 MPE 患者的诊断敏感性，为肺结节楔形切除术的随访提供有价值的信息。因此，临床上建议联合检验血清中不同的肿瘤标志物，而单独使用某一种肿瘤标志物的准确性是不够的。研究发现联合多种肿瘤标志物对于 MPE 诊断的敏感性及特异性更高，如糖类抗原-211（CA211）/CEA 联合可溶性间皮素相关肽对恶性胸膜间皮瘤诊断的敏感性为 93.8%，特异性为 64.9%；巨噬细胞抑制细胞因子 1、CA211、CA125 和 CEA 联合对肺癌早期诊断的敏感性为 89.5%，均较单独检测意义大[20]；CA153 与 CA125 联合检测在恶性肿瘤中诊断价值比单独检测更高。所以，临床中需参考多项肿瘤标志物结果进行综合分析和判断。
目前有关 CEA 诊断 MPE 的研究仍有如下不足：（1）研究中设定的诊断阈值较高，但并不具有绝对的诊断特异性。而且为了让 PE 标志物能够起到帮助诊断的作用，则任何良性 PE 都不应超过设定的诊断阈值。（2）部分研究中存在良性 PE，良性 PE 与 MPE 较容易区分开，这使得 PE 标志物的诊断价值被高估。
2.2 血管内皮生长因子
血管内皮生长因子（VEGF）是一种高二聚体糖蛋白，具有广泛的生物学功能，包括刺激细胞分化迁移存活，以及调节血管通透性和血管生成[21]。由于 VEGF 在 MPE 形成过程中发挥重要作用，对 PE 中 VEGF 含量进行检测有助于明确 PE 的性质。Gu 等[22]发现 VEGF 临界值为 297.06 ng/L 时，VEGF 诊断 MPE 的敏感性为 80.0%，特异性为 96.7%，MPE 中 VEGF 含量明显高于良性组（P<0.01），且在恶性中表达程度比良性更高。陈先梦等[23]的荟萃分析发现 VEGF 诊断 MPE 具有较高的敏感性（72%）和特异性（80%），可作为 MPE 非侵入性诊断的辅助工具。Wu 等[24]尝试采用新的 PE 标志物联合诊断，发现当 VEGF 含量>214 pg/mL 且蛋白质含量>3.3 g/dL 时，对 MPE 的诊断敏感性为 92.6%，特异性为 78.6%。以上研究结果均表明 VEGF 除了对 MPE 有较高诊断敏感性和特异性外，与其他 PE 标志物联合检测可以提高其诊断价值。Mohajeri 等[25]发现 VEGF 在晚期非小细胞肺癌患者的 MPE 中高表达，并且 MPE 中的 VEGF 浓度越高，晚期非小细胞肺癌患者发生远处转移的风险就越高，说明 MPE 中 VEGF 水平可能是判断晚期非小细胞肺癌患者预后的重要指标之一。
2.3 凝集素
凝集素（ITLN）是广泛存在于自然界的一大类非免疫来源、无酶活性的多价糖类结合蛋白，能使细胞发生凝集。人 ITLN-1 则在 2003 年由 Yang 等[26]发现，它是一种腹腔网膜脂肪组织特异性分泌的蛋白因子，可以结合乳铁蛋白，参与铁代谢。既往研究表明 ITLN-1 在糖尿病、心血管系统疾病、哮喘、骨骼运动系统疾病及恶性肿瘤等疾病中发挥作用。Wali 等[27]研究证实恶性胸膜间皮瘤（MPM）细胞中 ITLN-1 的表达高于正常细胞 139 倍以上。Tsuji 等[28]研究发现 MPM 患者 PE 中 ITLN-1 的水平明显升高，ITLN-1 在细胞的胞浆而非胞核中表达；双相型 MPM 患者的上皮样间皮瘤细胞表达 ITLN-1 而肉瘤样间皮瘤细胞则不表达 ITLN-1；绝大部分研究对象的 PE 比血浆中表达更多的 ITLN-1，血清与 PE 中 ITLN-1 的表达水平不相关；上皮样型 MPM 患者比肺癌、肺结核患者在 PE 中表达更高水平的 ITLN-1。该研究为今后以免疫组化技术鉴别诊断上皮样型 MPM 提供了新的可能。目前有关 ITLN 的实验主要都集中在动物模型及细胞水平，在人体中的作用机制研究尚少，其在 PE 中的诊断价值同样值得进一步的探索。
2.4 可溶性程序性死亡配体 1
程序性死亡受体（programmed death-1，PD-1）又称 CD279，是Ⅰ型跨膜糖蛋白，是重要的免疫抑制受体[29]。而程序性死亡配体（programmed death ligand 1，PD-L1）是其配体之一，两者结合可抑制 T 细胞的增殖以及 IL-2、IL-10、IFN-γ 等相关细胞因子的分泌[30]。多种肿瘤中均存在 PD-L1 的表达，通过与肿瘤微环境相互作用，PD-L1 发挥免疫抑制作用。因此，PD-1 和 PD-L1 可以作为诊断 MPE 的重要生物学标志物，但对送检标本中恶性肿瘤细胞数的要求较高，临床上更多用来作为恶性肿瘤治疗的靶点及监测疗效。近年来有研究表明，PD-L1 除能以膜性形式存在外，还可以在血液、PE 等体液中被检测到其可溶性成分，即可溶性程序性死亡配体 1（sPD-L1）[31]。Howitt 等[32]发现，同一患者 PE 中 sPD-L1 的表达高于外周血，且其对 MPE 诊断敏感性、特异性也明显提高。王鹏[33]也报道了 sPD-L1 在非小细胞肺癌患者血清中的表达高于良性肺部疾病患者。后来，冀玉珍等[34]对比了良恶性 PE 患者中 sPD-L1 的水平，结果显示 MPE 中 sPD-L1 水平明显高于良性 PE，当以 1.33 ng/mL 作为临床诊断阈值时，其诊断 MPE 的敏感性和特异性较高。因此，sPD-L1 是良恶性 PE 诊断与鉴别诊断有意义的生物学标志物之一。
3 PPE
3.1 C 反应蛋白
C 反应蛋白（CRP）是一种急性期炎性反应蛋白，主要调控炎症部位的应答反应并对抗创伤、感染部位释放的溶蛋白酶，其在多种感染性疾病的诊断和鉴别诊断价值有较多的报道。张雪漫等[35]研究结果显示 CRP 可以用来区分肺炎患者是否合并胸腔感染，以及区分是单纯性肺炎旁胸腔积液（UPPE）还是复杂性肺炎旁胸腔积液（CPPE），在后者 CRP 水平可升高。赵俊等[36]发现在感染性 PE 中，CRP 水平在 PPE 中明显高于 TPE，提示 CRP 在感染性 PE 中的鉴别诊断价值。有研究报道 PPE 中 CRP 含量明显高于 MPE，CRP<20 mg/L 在 MPE 中敏感性为 50%、特异性为 89%，CRP>45 mg/L 在良性 PE 中敏感性为 44%、特异性为 95%[37]。目前许多研究是多种标志物联合 CRP 对于感染性 PE 的诊断价值分析，对于 CRP 增高同时 PE 中性粒细胞增高的患者，诊断 CPPE 的特异性是比较高的。如果 CRP>100 mg/L，同时 pH<7.20 或血糖<3.33 mmol/L，诊断 CPPE 的特异性为 97%[38]。若联合检测 PE 中触珠蛋白对良、恶性 PE 的鉴别有良好价值[39]。
3.2 降钙素原
降钙素原（PCT）是一种无激素活性的降钙素前体物质，在细菌性肺炎时呈中到重度升高，而在病毒感染、肿瘤、结缔组织病等非感染性疾病时多不增高。有研究证实血清 PCT 水平对局限性肺部感染和全身感染的病因诊断、鉴别诊断和病原学诊断都有一定辅助价值[40]。国内研究也提示 PPE 和脓胸患者血清 PCT 水平均显著升高[41]，而对 PE 中 PCT 的研究报道较少。Lin 等[42]观察到 PE 中 PCT 浓度与血浆 PCT 浓度相关，不同疾病患者体液和血浆中的 PCT 浓度变化是一致的，局部炎症也会引起全身性的 PCT 浓度变化。PE 中的 PCT 对 PPE 的诊断价值存在争议。黄宇筠等[43]研究显示 PPE 中 PCT 水平明显高于 TPE 患者，有利于鉴别诊断；而邱跃灵等[44]认为，不能将 PCT 视作二者的鉴别指标，因为其在 TPE 及 PPE 患者中的敏感性和特异性均较低。有荟萃分析结果提示血清 PCT 的结果比 PE 中 PCT 的结果更具有诊断价值[45]。
3.3 乳酸脱氢酶
乳酸脱氢酶（LDH）是参与糖无氧酵解和糖异生的重要酶，当机体某部位的组织受到损伤时，LDH 就会从细胞内进入到血液或组织液中，从而检测值升高，是反映炎症反应的重要指标之一，但对病因诊断的特异性较差。在许多临床疾病中均发现血 LDH 升高，如肺梗死、恶性贫血、休克及肿瘤转移所致的胸腹水。以往的研究表明血清 LDH 升高可以用作败血症和癌症患者的诊断和不良预后标志物[46]。PE 中 LDH 是区分 CPPE 与 UPPE 的常用生物标志物，而 PE 的 LDH 水平升高可能具有特定的诊断意义，尤其是对脓胸[47]。PPE 早期为无菌浆液性渗出，PE 的 LDH 水平较低，随病情加重可表现为脓性渗出，LDH 水平进行性升高，典型脓胸的 LDH>1 000 IU/mL。PE 与血清的 LDH 比值可能为鉴别 PE 性质的重要补充手段，有研究发现在脓胸中 LDH 及其与血清比值很高，原因可能是化脓性胸膜炎的病灶直接在胸壁上，LDH 的释放无需经过血液循环而直接进入 PE 中[48]。
4 具备潜力的生物学标志物
新兴的生物学标志物涉及到基因组学（DNA）、转录组学（所有 RNA 类型）、蛋白质组学和代谢组学（小分子或代谢产物）。这些技术利用高通量方法探索大量潜在的未知生物标志物，但由于种种原因尚未在临床应用。下面是一些示例。
4.1 外泌体 miRNA
外泌体（exosomes）是细胞通过内吞–融合–外排等一系列生物学机制产生并通过主动分泌作用排出细胞外的囊性小泡，其本质是脂质双分子层，里面含有 miRNA 以及多种蛋白成分，参与调节细胞各项生理功能。Tamiya 等[49]通过实时定量逆转录聚合酶链式反应对患者 PE 中的外泌体 miRNA 进行检查，结果表明 MPE 组中的 miRNA-182 与 miRNA-210 表达水平明显高于良性 PE 组，其敏感性与特异性分别为 92.7%、73.3% 和 58.5%、93.3%。说明这两种 miRNA 是 MPE 潜在的诊断生物标志物。
4.2 小分子代谢产物
质子核磁共振谱（1H-NMR）可以无创地定量检测 PE 中小分子的代谢情况。通过 1H-NMR 检测不同类型 PE 中小分子代谢产物的变化，可以对疾病诊断和治疗提供一定的帮助[50]。Wang 等[51]采用 1H-NMR 对 58 例患者（其中 20 例为 TPE、20 例为 MPE、18 例为漏出性 PE）PE 中的小分子代谢产物的变化进行检测，结果发现 TPE 组中柠檬酸、乳酸、肌酸和醋酸的含量明显低于 MPE，且 TPE 中的脂质含量明显高于漏出性 PE 组，MPE 组也表现出氨基酸含量明显降低的趋势。这从另一方面说明了 1H-NMR 在不同类型的 PE 中识别小分子生物化学特征的可行性，具有良好的应用前景。
5 小结和展望
近年来，随着生物医学技术的进步，越来越多的生物学标志物被发现和运用，这将为临床工作提供更多、更好的选择，为基础医学研究带来新的认识；同时，更多无创的、更加便宜、快捷和高效的检查将使患者获益更多。
利益冲突：本文不涉及任何利益冲突。