结节病：疾病机制、诊断路径与治疗
摘要
结节病是一种影响全球人群的炎症性肉芽肿疾病，可累及几乎任何器官，但最常见于肺和胸内淋巴结。结节病的病因至今未明，但职业与环境暴露、遗传背景和种族差异可能是疾病发展的促成因素。近期的免疫学研究，包括单细胞RNA测序和空间转录组学，增进了我们对疾病发病机制的理解。由于缺乏诊断金标准以及临床表现的显著变异性，诊断结节病通常具有挑战性。因此，诊断需要符合的临床和放射学特征，同时具备非坏死性肉芽肿的组织病理学证据，并排除其他肉芽肿性疾病。结节病常可自发缓解，但它并非良性疾病。高达三分之一的患者会发展为慢性或进展性疾病，这增加了器官衰竭或死亡的风险。治疗并非总是必需，但对于进展性肺病、有症状的心脏或中枢神经系统受累以及生活质量严重受损的患者，则明确需要治疗。治疗目标是减轻症状负担并保护器官功能。数十年来，皮质类固醇一直被视为一线治疗，但其长期使用伴随显著的毒性。最近研究发现，对于肺结节病，甲氨蝶呤作为一线治疗与泼尼松疗效相当。对疾病发病机制中新通路的识别，提示JAK抑制剂和mTOR抑制剂可作为潜在疗法。我们迫切需要更有效、耐受性更好的疗法；然而，该疾病的罕见性、其异质性的临床病程以及缺乏预后生物标志物，使得设计和实施新疗法的临床试验困难重重。
1. 引言
结节病是一种系统性肉芽肿性疾病，被认为由一系列抗原触发，在其首次描述一个半世纪后，仍然是诊断上的挑战。结节病的诊断从未是确凿的，它基于符合的临床表现、受累器官中存在非坏死性肉芽肿以及排除肉芽肿性炎症的其他原因的组合。例如，结节病与常见变异型免疫缺陷病（CVID）的肉芽肿在组织学上的相似性可能导致将CVID误诊为结节病。因此，临床医生应意识到这些相似之处。鉴于结节病不可预测的病程，启动治疗的决定需要仔细考虑症状、功能损害、生活质量、治疗风险以及患者的偏好。考虑到这些注意事项，皮质类固醇几十年来一直被视为治疗的基石。由于皮质类固醇副作用常见且常具有累积性，节省和替代皮质类固醇的疗法在临床试验中日益得到应用和探索。结节病的免疫发病机制仍未完全明了，这使新治疗靶点的识别复杂化。
在本综述中，我们总结并批判性地讨论了当前关于结节病流行病学、遗传易感性、发病机制（重点强调自身免疫的作用及相关自身免疫疾病）、临床表现、治疗和结局的知识。此外，我们以CVID为例，讨论了区分结节病与其他肉芽肿性疾病的困难。
2. 发病机制
2.1. 流行病学
结节病的流行病学和临床表型因性别、年龄、种族和地理起源而有很大差异。总体而言，结节病的患病率和发病率分别为每10万人1至160例和每年每10万人0.5至11.5例。结节病发病率在斯堪的纳维亚国家和非西班牙裔黑人患者中最高（这些患者也更可能患有严重疾病），而在亚洲国家最低。结节病有轻微的女性好发倾向。平均发病年龄为40-55岁，男性的发病高峰年龄比女性年轻，黑人患者比白人患者年轻。结节病在儿童中极为罕见。
2.2. 遗传易感性
多项证据表明存在结节病的遗传易感性，包括疾病的家族聚集性、与人类白细胞抗原（HLA）和非HLA等位基因的关联，以及不同种族和民族患者间异质性的临床表现。一项针对706名患者和超过27,000名一级和二级亲属的病例对照研究显示，与匹配对照的亲属相比，结节病患者的一级和二级亲属患病风险更高，且白人患者亲属的风险显著高于黑人患者亲属（比值比[OR] 18.0 对 2.8）。已发现的遗传关联主要与HLA等位基因有关，但它们因研究人群的种族和民族构成而异。然而，HLA-DRB1 * 1101等位基因是黑人和白人美国人患结节病的主要易感因素，人群归因风险分别为16%和9%。除了赋予对结节病的易感性外，HLA II类等位基因也可能导致不同的疾病表型。例如，HLA-DRB1 * 0301和DQB1 * 0201等位基因与 Löfgren 综合征（LS）密切相关，这是一种急性和良性的结节病形式，通常出现在年轻患者中，表现为发热、双侧肺门淋巴结病、结节性红斑和踝关节周围炎症或关节炎。除HLA外，全基因组关联研究已发现与嗜乳脂蛋白样2（BTNL2）基因（B7细胞受体家族成员，通过抗原呈递细胞抑制T细胞活化）和膜联蛋白A11（ANXA11）存在显著关联。基因和环境在结节病病因学中都起着关键作用，但它们如何相互作用决定疾病发展尚需进一步探索。在基因表达研究方面，对活动性疾病患者和健康对照者肺组织进行的基因芯片分析发现两个基因网络过度表达，一个与辅助性T细胞（Th1）型反应相关，另一个包括肺损伤和/或重塑的介质（即MMP-12和ADAMDEC1）。Lockstone及其同事发现，与自限性疾病患者相比，进展性疾病患者肺中与宿主免疫激活、增殖和防御相关的基因集过度表达。另一项使用全基因组外周血基因表达的研究确定了一个20基因特征，可以区分结节病病例与健康对照，并预测复杂疾病的风险。
2.3. 推定抗原
结节病，根据定义，是一种病因不明的疾病。确立诊断需要进行彻底调查并排除表现相似的其它情况，包括感染、恶性肿瘤和先天免疫错误（IEI，以前称为原发性免疫缺陷），如CVID。与大多数已知原因的肉芽肿疾病相似，结节病是抗原驱动的。据推测，抗原蛋白被消化成片段，加载到抗原呈递细胞（APC）（如树突状细胞和巨噬细胞）表面的HLA II类分子的肽结合槽上，随后呈递给主要属于CD4+类的初始T淋巴细胞上的T细胞受体。
许多微生物被怀疑可触发结节病。几项研究基于结节病与分枝杆菌感染的组织学相似性，探讨了分枝杆菌的病因学作用。Song及其同事在5/9的结节病组织中鉴定出M. tuberculosis过氧化氢酶-过氧化物酶（mKatG），但在14个对照组织中均未发现。此外，与健康对照相比，结节病患者外周血单核细胞和支气管肺泡灌洗（BAL）液中反应性mKatG的T细胞水平升高。与对照标本相比，从结节病标本中分离出痤疮丙酸杆菌（现为Cutibacterium acnes）和颗粒丙酸杆菌的比例也显著更高。值得注意的是，一项包含58项研究和超过6000名患者的荟萃分析发现，不仅与分枝杆菌存在显著关联，还与伯氏疏螺旋体、人类疱疹病毒8型、瑞士立克次体、肺炎衣原体、 Epstein-Barr病毒和逆转录病毒存在显著关联。真菌也参与了结节病的发病机制。Greaves及其同事表明，患有 Löfgren 综合征（LS）（一种与HLA-DRB1 * 0301（DR3）等位基因相关的急性良性结节病）的患者，对源自构巢曲霉的NAD依赖性组蛋白去乙酰化酶hst4（NDPD）的肽产生抗原特异性免疫反应。此外，与健康对照相比，DR3+的LS患者显示出对构巢曲霉NDPD更高的IgG水平，进一步支持构巢曲霉在LS病因学中的作用。其他潜在触发因素包括与建筑、农业和制造业相关的各种暴露，如有机和无机粉尘、化学烟雾和烟雾。
2.4. 结节病肉芽肿性炎症的免疫发病机制
结节病的组织学标志是形态良好的非坏死性上皮样细胞肉芽肿。参与早期肉芽肿形成的先天免疫细胞包括单核细胞来源的和组织驻留的巨噬细胞，它们装备有模式识别受体（例如Toll样受体）。受刺激后，先天免疫细胞通过上调转录因子和促炎细胞因子来放大炎症级联反应，这些因子刺激额外免疫细胞的募集并塑造适应性免疫反应。巨噬细胞形成结节病肉芽肿的核心，在那里它们分化为上皮样细胞并融合成多核巨细胞。髓系细胞中参与肉芽肿形成的一个信号通路是雷帕霉素机制靶点（mTOR），它调节细胞代谢、分化和自噬。mTORC1通路的慢性激活诱导巨噬细胞M2极化，M2巨噬细胞易于聚集并形成多核巨细胞，尽管mTOR的激活程度与疾病严重程度或治疗需求无关。
在吞噬和降解假定的触发因子后，抗原被呈递在HLA II类分子上给初始CD4+辅助T细胞，随后这些细胞分化为效应Th亚群。结节病患者的BAL液中含有Th1偏向的细胞因子和下游的Th1趋化因子。在结节病淋巴结和肺中发现Th17.1细胞（通过同时表达Th17和Th1谱系趋化因子受体CCR6和CXCR3来定义）比例增加。Th17.1细胞可以产生干扰素γ（IFN-γ），因此能够传播和延续结节病炎症；事实上，BAL中高基线Th17.1水平与慢性疾病相关。此外，几项研究显示结节病中存在CD4+T细胞的异常激活以及调节性T细胞（Treg）反应受损。许多参与肉芽肿形成的T细胞细胞因子通过Janus激酶（JAK）-信号转导和转录激活因子（STAT）通路发出信号，外周血单核细胞microRNA和蛋白质编码基因表达分析显示，与健康对照相比，JAK-STAT在结节病中高度呈现，这为在结节病中使用JAK抑制剂提供了理论依据。
单细胞RNA测序（scRNA-seq）有助于提高我们对与结节病相关的细胞景观和转录谱的理解。通过使用scRNA-seq、空间转录组学和整合生物信息学，Krausgruber及其同事发现结节病肉芽肿中存在一种免疫刺激环境，该环境重新利用了与淋巴器官发育相关的转录程序。他们发现肉芽肿形成遵循特征性的空间模式，并涉及与细胞因子和趋化因子信号、免疫代谢以及细胞外基质重塑相关的基因。代谢重编程的巨噬细胞、产生细胞因子的Th17.1细胞和成纤维细胞成为肉芽肿形成的关键参与者。值得注意的是，该研究确定了两种类型的肉芽肿相关成纤维细胞：免疫相互作用的成纤维细胞，参与免疫细胞的吸引、激活和滞留；以及组织重塑的成纤维细胞，有助于肉芽肿的结构。这一观察表明，靶向肉芽肿相关成纤维细胞可能代表结节病的一种潜在治疗策略。使用类似的方法，Sati及其同事表明，结节病皮肤肉芽肿富含1型固有淋巴细胞（ILC1s）和B细胞，并表现出与成熟三级淋巴结构形成相关的分子程序，包括CXCL12/CXCR4轴的上调。值得注意的是，ILC1s在皮肤和血液中的积累是结节病患者特有的，在其他肉芽肿疾病中未观察到，表明ILC1s可作为结节病的诊断生物标志物。此外，在肺肉芽肿小鼠模型中，靶向CXCR4或总ILCs减弱了肉芽肿的形成，提示CXCR4可能代表结节病的一个潜在治疗靶点。最近，Moore及其同事描述了进展性和非进展性结节病患者及健康对照者BAL细胞的细胞组成、基因表达模式和细胞-细胞相互作用。他们确定了五个巨噬细胞群体：驻留型、高金属硫蛋白驻留型、募集型、促纤维化募集型和增殖型，每个亚群都显示出独特的基因表达谱。此外，驻留和募集的巨噬细胞显示出与疾病进展相关的基因表达变化。其他改变包括与对照组相比，结节病患者B细胞数量显著减少，T细胞群体在基因和通路水平上的特定转录改变，以及结节病患者与健康对照之间巨噬细胞和T细胞相互作用的差异。这些发现强调了免疫细胞参与结节病的复杂性。
尽管几种免疫学因素与慢性疾病相关，但导致疾病缓解、持续或进展的确切机制在很大程度上仍然未知。Vukmirovic及其同事对肺结节病患者的BAL样本进行了全基因组转录组分析，并对基因表达谱进行了监督和非监督分析，以识别与主要表型表现相关的基因特征。监督分析发现了与肺门淋巴结病（Th1和Th17通路）、肺实质受累（转化生长因子[TGF]-ß1和mTOR信号）和气道疾病（IL-7和IL-2）相关的基因表达模式。非监督分析将多个临床和环境因素与BAL转录组数据相结合，确定了基因模块，揭示了四个患者集群：伴有T细胞免疫反应增强的肺门淋巴结病；伴有PI3K激活通路的眼外器官受累；伴有免疫反应通路增加的慢性和多器官疾病（皮肤）；以及伴有IL-1和IL-18免疫和炎症反应增加的多器官受累。对按不同细胞因子轴和免疫学机制（内型）分层的结节病患者进行研究，将有助于识别特定的治疗靶点和预后生物标志物。
核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族pyrin结构域包含3（NLRP3）炎症小体是结节病中激活的另一个炎症通路。NLRP3募集并激活caspase-1，后者蛋白水解切割并激活pro-IL-1ß和IL-18。NLRP3炎症小体通路在结节病中强烈上调，表现为在肺肉芽肿中表达活化的NLRP3炎症小体组分cleaved caspase-1和IL-1β，并且与健康对照相比，结节病患者BAL细胞的IL-1β释放增加。此外，结节病患者的肺泡巨噬细胞显示miR-223（一种下调NLRP3的micro-RNA）水平降低，NLRP3 mRNA水平升高。而且，与野生型小鼠相比，NLRP3基因敲除小鼠和miR-223基因敲除小鼠分别显示减少和增加的肉芽肿形成。NLRP3通路和IL-1β的药理学抑制也减少了肉芽肿的形成，表明NLRP3炎症小体和IL-1β是有前景的治疗靶点。NLRP3也可能作为预后生物标志物，因为其激活与慢性病程相关。
3. 自身免疫与结节病
3.1. 结节病发病机制中的自身免疫
结节病通常被称为一种抗原驱动的疾病；然而，除了外来抗原，自身免疫在疾病发病机制中也可能很重要。Eberhardt及其同事使用质谱法鉴定了Kveim试剂（Kv）（一种过去用于结节病体内诊断皮肤试验的结节病脾组织悬液）中的蛋白质，并表征了结节病和结核病患者以及健康对照的外周血单核细胞（PBMCs）在受到Kv和选定的Kv特异性蛋白刺激时的离体反应。对生成的蛋白质组数据库进行比较分析，确定了三种仅在结节病组织中发现的蛋白质（波形蛋白、微管蛋白和α-辅肌动蛋白-4）。免疫组织化学染色显示，与健康脾脏相比，波形蛋白在结节病脾脏中的丰度增加，尤其是在组织肉芽肿内。值得注意的是，波形蛋白刺激结节病（而非结核病，尽管波形蛋白在结核肉芽肿内大量积累）或健康对照者的PBMCs，引发了强烈且特异性的TNF-α和IFN-γ分泌，类似于用Kv本身观察到的情况。波形蛋白是III型中间丝的成员，对细胞运动和粘附以及维持细胞形状很重要，并且已在结节病肉芽肿的Schaumann小体和星状小体中被检测到。Wahlstrom及其同事通过对结节病患者BAL细胞的HLA-DR分子（HLA-DRB1 * 0301）进行亲和纯化后，通过质谱测序鉴定出许多波形蛋白肽，表明波形蛋白可能在结节病肺中发挥抗原特性。此外，同一研究组发现，在HLA-DRB1 * 03阳性肺结节病患者的肺中，存在T细胞和B细胞对波形蛋白的原位识别，以及对波形蛋白C末端的选择性体液免疫反应。波形蛋白抗体的浓度在BAL中显著高于血清，表明其在肺内局部产生。有趣的是，波形蛋白的瓜氨酸化形式能够在类风湿关节炎中诱导免疫反应，但这种波形蛋白触发免疫反应的机制尚不清楚。
结节病患者倾向于产生几种自身免疫疾病的典型自身抗体，而不表现出相应疾病的临床特征。自身抗体是结节病典型的免疫失调和非特异性体液激活的次要现象，还是它们在发病机制中起作用，目前尚不清楚。或者，自身抗体可能源于分子模拟，即当外来肽和自身肽之间的相似性促进自身反应性T或B细胞活化时发生的现象。
3.2. 与结节病相关的自身免疫疾病
一些病例报告和临床系列提示结节病与自身免疫疾病之间存在关联。与结节病同时发生的自身免疫疾病的例子包括类风湿关节炎、干燥综合征、系统性硬化症、强直性脊柱炎、桥本甲状腺炎和格雷夫斯病。由于结节病和几种自身免疫疾病都罕见，建立关联具有挑战性。
为了评估临床和亚临床甲状腺疾病的患病率，将111名未接受过治疗的意大利结节病患者与333名性别和年龄匹配的对照进行了比较。作者发现，与女性对照组相比，女性患者中出现更多的临床和亚临床甲状腺功能减退症，以及甲状腺自身免疫性增加，表现为抗甲状腺过氧化物酶抗体阳性率显著升高（34%对19%）。在研究疾病之间的关联时，基于登记册的病例对照研究允许采用系统方法并增加统计效力。使用英国超过30年的住院数据库，识别了1510名结节病患者，并与因常见（轻微）疾病住院的606,709名患者进行了比较。发现结节病组的住院与慢性免疫介导或慢性炎症疾病的住院之间存在显著关联，包括系统性红斑狼疮、自身免疫性肝炎、多发性硬化症和乳糜泻。美国的一项病例对照研究比较了1408例结节病病例和5632名匹配对照，发现结节病患者患共存自身免疫疾病的风险更高，超过40%的患者至少患有一种。相关的自身免疫疾病涉及多个器官系统，包括皮肤、内分泌和肌肉骨骼疾病，提示存在共同的潜在免疫发病机制或遗传易感性（或两者兼有）。这一关联与在瑞典进行的最大的病例对照研究一致，该研究使用国家患者登记册和ICD编码的结节病和免疫介导疾病（IMD）住院及门诊就诊数据。与来自一般人群的匹配对照（n= 118,478）相比，结节病患者（n= 14,146）的共存IMD患病率更高（7.7%对4.7%），并且患共存干燥综合征、免疫性肌病、血管炎或免疫介导的血细胞减少症的几率至少高出三倍，提示存在强关联。
尽管结节病与自身免疫疾病共存可能是偶然的，但一个人患上两种罕见疾病在统计上是不太可能的。病例对照研究为结节病与自身免疫疾病之间的关联提供了令人信服的证据，但其机制仍不清楚。在自身免疫疾病患者活检中发现的肉芽肿可能不代表结节病，而可能是自身免疫疾病本身的继发表现。此外，在治疗自身免疫疾病时可能会发生药物诱导的结节样反应（DISRs）。“真正”结节病与自身免疫疾病的共存可能通过共享的遗传风险变异和免疫发病机制的重叠来解释。
4. 临床表现与诊断方法
结节病的临床表现多种多样。任何器官都可能受累，疾病严重程度从无症状和自限性到威胁器官或生命不等。结节病的大多数表现与肉芽肿在各种器官中的沉积以及随之而来的纤维化有关。肺是最常受累的器官，在大多数系列中频率约为90%。因此，呼吸道症状（咳嗽、喘息、呼吸困难）以及胸部影像学和肺功能异常是该病最常见的表现。然而，在10-25%的肺病患者中，肉芽肿性炎症的程度不足以引起显著症状或肺功能障碍。眼和皮肤受累也很常见（20-30%），可能导致视觉障碍和各种皮肤病变。尽管心脏和神经系统受累的患病率远低于其他器官，但如果肉芽肿形成于心脏传导系统或重要神经通路的脆弱部分，则可能引起危及生命的疾病。
结节病也可能通过肉芽肿沉积以外的机制导致严重损害，这些机制被称为“副结节病综合征”。它们被认为是由炎症介质的全身释放引起的。副结节病综合征的例子包括结节性红斑皮肤病变、小纤维神经病、疲劳、疼痛、认知能力下降和维生素D调节异常。
结节病的诊断没有标准化，它基于三个标准：符合的临床表现、至少一份组织样本中存在非坏死性肉芽肿性炎症的证据（尽管这并非总是必需）以及排除肉芽肿性疾病的其他原因。由于没有既定的方法来确保满足这三个标准，结节病的诊断从未是确凿的。然而，某些临床表现对结节病如此特异，以至于可以仅根据临床标准确立诊断，而无需支持性活检。这些表现包括 Löfgren 综合征（急性表现，主要为女性出现结节性红斑，或主要为男性出现踝关节周围炎症，双侧肺门淋巴结病，有时发热，通常见于北欧裔患者）、冻疮样狼疮（头颈部紫红色病变或闪亮结节，主要位于鼻子、脸颊和耳朵）和 Heerfordt 综合征（表现为面神经麻痹、腮腺肿大、发热和葡萄膜炎）。尽管有些人建议将多系统疾病的证据（例如，证明疾病
