恶性胸腔积液（malignant pleural effusion, MPE）是指原发于胸膜的恶性肿瘤或其他部位的恶性肿瘤转移而累及胸膜引起的胸膜腔积液。几乎所有的恶性肿瘤均可侵犯胸膜而产生MPE，病理类型以腺癌最多见，在所有恶性肿瘤中，肺癌是最常见的病因之一，约占MPE的三分之一^[1]。患者出现MPE表明肿瘤播散或已进展至晚期，患者的生存期也将明显缩短。肺癌是目前全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌（non-small-cell lung cancer, NSCLC）占80%左右，且50%~60%在诊断时已为晚期^[2]。晚期初诊NSCLC患者约10%~15%伴有MPE，复治患者中MPE的比例更高，可达到50%以上^[3]。近年来研究发现，伴有胸腔积液的患者EGFR突变的发生率较没有胸腔积液患者更高^[4]。肺癌伴MPE的患者中位生存期仅6~8个月^[5]。MPE量增多会引起患者咳嗽、呼吸困难和乏力等症状，严重降低患者的生活质量。近年来，MPE发病机制的研究取得进展，但是临床依然缺乏有效地检测和治疗手段。目前对于MPE的治疗主要以缓解呼吸困难症状为主，但疗效欠佳，患者复发率较高，且有较多不良反应。此外，随着分子靶向治疗时代的到来，对于治疗晚期NSCLC患者有新的检测方式以及治疗手段。因此，探索MPE的发病机制和新的治疗方式，对改善MPE患者生活质量及延长生存具有重要意义。本文就胸腔积液产生机制、MPE的诊断、胸腔积液作为检测替代品以及诊治进展作一综述。

1 MPE产生机制

近10年来，对MPE的机制研究逐渐深入，MPE的形成机制由最初仅认为是淋巴回流阻塞单因素，转变成由多因素甚至是分子机制水平共同作用。胸膜微环境中存在多种细胞，包括宿主细胞（如胸膜间皮细胞和内皮细胞）以及髓源性、淋巴系统的细胞（如单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞）等，这些细胞与肿瘤细胞的相互作用，影响肿瘤的血管生成、血管通透性增高和炎性反应的发生等，最终导致MPE的形成^[6]。

1.1 肿瘤血管生成与血管通透性增高

肿瘤血管生成及血管通透性增高是MPE形成的关键机制。研究发现，与良性胸腔积液比较，MPE中血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）表达量更高^[7-8]。VEGF所引起的内皮细胞改变主要是由VEGFR-2所介导，通过破坏内皮细胞完整性、使其连接中断及细胞间隙增加而促进血管通透性增加^[9]。VEGF通过黏着斑激酶（focal adhesion kinase, FAK）酪氨酸磷酸化来维持内皮细胞的生存，FAK在VEGF的趋化反应中起着关键作用，同时也可以影响血管生成信号通路^[10]。肿瘤细胞分泌的血管生成素1/2（angiopoietin 1/2，Ang1/2）因子也具有促进血管通透性增高的作用^[11]。Ang1具有抗感染和抗渗出的作用，Ang2可以降低新生血管血管壁的完整性，增高血管渗透性。上述研究为MPE的治疗提供一定方向，基于血管生成和通透性增高的治疗如重组人血管内皮抑素和VEGF单克隆抗体贝伐珠单抗等在临床中也取得一定疗效。

1.2 免疫微环境

随着对微环境以及免疫的热点关注，MPE局部的免疫微环境也越来越受到重视，包括免疫细胞和细胞因子与肿瘤细胞相互作用，共同形成微环境促进MPE的产生。单核巨噬细胞是参与MPE形成的主要免疫炎性细胞，CD14+ CD163+巨噬细胞在MPE中特异性高表达，而且通过估计此细胞数量可以比细胞学的诊断早1周，因此可以作为MPE的免疫诊断标志物^[12]。巨噬细胞还会分泌细胞因子，如白细胞介素-6（interleukin- 6, IL-6）、CC类趋化因子配体2（chemokine CC motif ligand 2, CCL2）和骨桥蛋白(osteopontin，OPN/secreted phosphoprotein-1, SPP1)等，从而促进MPE的形成。而肿瘤细胞也会自分泌IL-6^[13]。Yeh等^[13]研究表明，自分泌的IL-6诱导Stat3通路活化，上调VEGF表达能促进胸腔积液的增加。因此IL-6通过Stat3通路促进VEGF的表达增加，使血管生成增加，从而促进MPE的产生。此外，与外周血比较，MPE中的Th1、Th17、Th9和Th22等细胞的数量均增多，这些细胞也通过分泌细胞因子在胸腔积液微环境中发挥作用^[14]。Lin等^[15]研究在小鼠模型中阐明γ-干扰素（interferon-Υ, IFN-Υ）和IL-17分别可以干预Th17细胞与Th1细胞的分化，从而在影响MPE形成以及小鼠的生存，IFN-Υ抑制Th17细胞分化，促进MPE形成和小鼠的死亡，而IL-17抑制Th1细胞分化而抑制MPE形成和改善小鼠预后。此外，趋化因子CC类趋化因子配体20（chemokine CC motif ligand 20, CCL20）和CCL22可以募集外周血的Th17细胞浸润到胸膜腔内^[15]。因此，免疫细胞的失衡，细胞因子和趋化因子与之的相互作用，导致血管生成与血管通透性增高，肿瘤转移和炎性反应的发生，最终导致MPE的形成。然而，胸膜腔是一个封闭的环境，目前对于胸膜腔转移是如何形成的尚未明确。此外，Park等^[16]研究通过蛋白组学分析发现，细胞微泡（外泌体、核外颗粒体和微粒）可以来源于各种不同肿瘤细胞，但在非小细胞肺癌的胸腔积液中的这些微泡与其他恶性肿瘤是明显不同的。在肿瘤转移到胸腔的过程中微环境是否发生变化、肺癌的胸腔转移与其他恶性肿瘤不同是否导致肺癌的MPE发生率更高、这些改变是否会促进胸腔转移和胸腔积液形成以及在将来是否可以作为一种生物标志物去区别良性胸腔积液和MPE以及来源，值得进一步研究。

2 MPE的诊断

对于胸腔积液患者，结合病史、体征以及进行积液常规检查，多数可以获得明确诊断，然而，随着人口老龄化的发展及心脑血管等疾病发生率的升高，胸腔积液的产生可为多种病因导致^[17]，因此更为重要的是准确检测胸腔积液中的肿瘤细胞，因为MPE的出现标志着疾病的晚期，同时还可指导临床治疗。目前，鉴别胸腔积液的良、恶性仍是当前一项难题。

2.1 细胞学

对于MPE的诊断金标准是胸腔积液细胞学发现癌细胞或胸膜活检发现癌细胞。若胸腔积液细胞学或胸膜活检未发现癌细胞需随访1个月，如果胸腔积液未复发才能诊断为良性胸腔积液，以上述标准为胸腔积液良、恶性的最终诊断标准，满足其中条件之一者均可诊断为MPE^[18]。细胞学检测作为一种传统的诊断手段，其敏感度有限，尤其是在肿瘤细胞不多的情况下^[19]，许多研究已经表明，胸腔积液细胞学的敏感度约为40%~87%，阳性率较低，且此项检查为有创性，患者及家属的依从性也较低。因此，目前准确且快速诊断MPE是需要解决的难题。

2.2 肿瘤标志物

肿瘤标志物是在恶性肿瘤发生和增殖过程中由于肿瘤细胞的相关基因的异常表达或瘤体反应所产生的一种不同于正常细胞分子特征的物质，如癌胚抗原（carcinoembryonic antigen, CEA）、糖类抗原、胰岛素样生长因子Ⅱ mRNA结合蛋白3（insulin-like growth factor Ⅱ mRNA-binding protein 3, IMP3），还如上文中提到的VEGF，虽然至今为止仍没有发现1个能可靠地确定MPE的高度精确的胸腔积液肿瘤标志物，但研究发现，5种肿瘤标志物CEA、糖类抗原153（carbohydrate antigen153, CA153）、CA199、人绒毛膜促性腺激素（β-human chorionic gonadotropin，β-HCG）和组织多肽抗原（tissue polypeptide antigen, TPA）的联合检测可提高MPE诊断的特异度^[20]。

2.3 分子检测

近年来，随着检测技术的兴起，也为MPE的诊断提供新方向^[21-23]。Benlloch等^[21]用基于甲基化的PCR方法分析87例患者的胸腔积液性质发现，在MPE中，4个基因的启动子甲基化检出率为58.5%，而在良性胸腔积液中为0%，敏感度高于细胞学诊断（39.1%，P=0.001）。对31例(其中恶性24例)胸腔积液进行甲基化检测的研究显示，DNA甲基化诊断MPE的敏感度为66.7%，特异度为100.0%^[22]。对胸腔积液良、恶性的鉴别需要更多前瞻性研究，进一步探索新的检测方法和标志物，为MPE的诊断提供新的准确快速的方法。

3 MPE作为标本替代品

目前，肺癌的治疗已进入精准治疗的时代，靶向药物成为基因突变晚期患者的一线治疗方案，使得晚期患者的生存期延长，生活质量得到改善^[24]，驱动基因检测是治疗的基础。在亚裔人群中突变率最高的驱动基因是表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）、间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase, ALK）和c-ROS1原癌基因1（c-ros oncogene 1，ROS1）等。肿瘤组织标本是驱动基因检测的金标准，但由于活检的局限性，可能导致标本获取不足或患者拒绝活检，因此寻找创伤性小、有效替代组织检测标本以及在治疗过程中可以动态监测耐药情况是临床中热点的问题。已有多项研究探索胸腔积液作为标本替代品进行驱动基因检测的可行性。

3.1 EGFR检测

Chen等^[25]用3种检测方法（直接测序法、突变体富集PCR和RT-PCR）对133例伴有MPE的患者检测EGFR突变和ALK突变情况，结果显示，直接测序法检测出56.4%的患者有EGFR 19缺失和21L858R突变，PCR法有63.2%，RT-PCR为65.4%，因此认为基于RNA测序的敏感度最高，当RNA质量不佳时可选用基于DNA测序的富集PCR法。而且对于富集PCR法其不足之处在于只能对已知突变位点设计对应的特异性引物进行检测，存在一定的假阴性。Yeo等^[26]用组织标本、细胞蜡块、胸腔积液及血清标本对37例伴有MPE的NSCLC患者进行EGFR突变检测，采用实时荧光定量PCR和直接测序法，表明与组织标本和细胞蜡块比较，实时荧光定量PCR检测胸腔积液的敏感度为89%，特异度为100%，阳性预测值为100%，阴性预测值为95%，而直接测序法敏感度为67%，特异度为90%，阳性预测值为75%和阴性预测值为86%。上述研究表明，基于PCR方法检测胸腔积液中EGFR突变情况更适用，当组织标本无法获取时可作为一种替代的标本。

3.2 ALK检测

Wang等^[27]利用Ventana D5F3方法检测313例胸腔积液细胞蜡块中ALK基因融合的阳性率，再用荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH）法来进一步验证，结果显示Ventana检测ALK阳性率为8.6%（27/313），FISH验证结果为23例ALK融合（85.2%，23/27）; 同时随访11例Ventana-ALK阳性且服用克唑替尼治疗的疗效，2例完全缓解（complete remission, CR），5例部分缓解（partial remission, PR），3例病情稳定（stable disease, SD），仅1例疾病进展（progressive disease, PD）; 与FISH法比较，免疫组织化学（immunohistochemistry, IHC）法对于细胞含量＜10%的胸腔积液细胞蜡块仍有一定的检出率。Liu等^[28]也在66例胸腔积液样本中比较FISH、IHC和RT-PCR方法在胸腔积液中检测ALK融合的情况，RT-PCR和IHC法检测ALK阳性均为4.5%（3/66），FISH检测阳性为3.0%（2/66），同时将RT-PCR作为金标准比较，FISH的敏感度仅为75%，特异度达100%。因此，对于RT-PCR对于胸腔积液检测ALK具有更高的敏感度，IHC由于费用低廉和敏感度尚可，可能可以作为替代组织标本的一种检测方法，但仍需前瞻性大样本的研究进一步证实。而对于FISH，目前的技术并不推荐用于胸腔积液中检测ALK基因，将来可能需要进一步优化其检测方法。

3.3 多基因检测

随着检测技术的不断日新月异，多基因测序和二代测序（next generation sequencing, NGS）方法检测胸腔积液中基因突变情况与组织标本的差异也是研究的热点。

Lin等^[29]同时采集63例患者的胸腔积液和血浆标本，分别从胸腔积液上清液和细胞沉淀中提取游离DNA（cell-free DNA, cfDNA）和沉淀DNA（sediment DNA, sDNA），并且提取相应的血浆cfDNA。所有样本均接受416个癌症相关基因的NGS。结果显示，在具有匹配肿瘤组织的队列1中，93.1%（27/29）的组织测定的驱动基因突变在胸腔积液(pleural effusion，PE）-cfDNA中被检测到，包括ALK、BRAF、EGFR、ERBB2、KRAS、NF1、PIK3CA和RET的改变，而血浆cfDNA中仅检测到62.1%。在整个队列中，PE-cfDNA对EGFR突变的检出率最高（PE-cfDNA、sDNA和血浆cfDNA分别为71%、68%和59%）。在出血或细胞学阴性的PE样本中，PE-cfDNA比sDNA和血浆cfDNA具有更高的突变检测敏感度，提示这是一种更可靠的检测方法。

在检测过程中发现，对于一些肿瘤含量较少的胸腔积液标本可能无法用目前的检测技术去发现其基因突变情况，存在一定的假阴性。未来可以探寻通过检测胸腔积液中的循环肿瘤细胞（circulating tumor cell, CTC）和外泌体等对疾病作基因分析。此外不同测序技术平台的敏感度和特异度不同，仍然需要临床的研究和标准化统一等，这都是将来值得去深入研究的方向。

4 恶性胸腔积液的处理及治疗进展

一般来说，对于无症状的MPE患者不建议进行治疗性的胸膜干预，对于有症状的患者也应首先确定其症状是否与MPE有关，并评估其肺膨胀的情况^[30]。目前，MPE的治疗包括治疗性胸膜腔穿刺术、化学性胸膜固定术、胸腔镜下胸膜固定术、长期置管引流术、胸膜切除术以及胸腔-腹腔分流术。胸膜固定术及胸腔置管引流术是临床上较为常用的2种方法。此外，EGFR-酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor, TKI）作为EGFR突变患者一线治疗方案的标准，伴有MPE的EGFR突变患者接受TKI治疗和腔内治疗联合TKI的疗效是否有差异也是值得探索的问题。

4.1 胸膜固定术及长期置管引流术

胸膜固定术主要在于硬化剂的选择，包括化疗药物、生物免疫治疗药物、滑石粉、碘伏、硝酸银、中药制剂和自体血等。其中，滑石粉是使用最广泛的胸膜固定剂。Meta分析表明滑石粉是最有效的胸膜固定剂^[31]。但是目前国内无医用滑石粉的来源，在我国不适用滑石粉控制胸腔积液。

置管引流术可作为胸膜固定术的替代。通常在超声定位下进行置管引流，以减少医源性气胸和血胸等并发症的发生。

4.2 抗血管药物

近年来，腔内生物治疗是MPE治疗的研究热点。国内研究证实，重组人血管内皮抑素联合化疗腔内给药可以控制恶性浆膜腔积液，控制率约为60%^[32]，提示抗血管生成药物在恶性胸腹腔积液治疗中的应用前景，且联合其他胸腔药物（顺铂等）较单药有效率提升。贝伐珠单抗是一种重组的人源化单克隆抗体，可与VEGF结合，从而阻止新生血管生成。Du等^[33]报道72例MPE患者随机分配到腔内贝伐珠单抗联合顺铂组和顺铂单药组，联合组较单药组有效率提高（83.3% vs 50.0%, P＜0.05），可延长无进展生存时间（progression-free survival, PFS）（5.3个月vs 4.5个月，P＜0.05），总生存时间（overall survival, OS）虽有延长的趋势，但差异无统计学意义（10.3个月vs 10.1个月，P > 0.05)。也有探究贝伐珠单抗联合化疗静脉用于伴有MPE的晚期肺癌患者，Tao等^[34]研究显示，21例伴有MPE的晚期肺腺癌患者接受贝伐珠单抗联合化疗治疗（化疗方案包括紫杉醇联合铂类、吉西他滨联合铂类以及培美曲塞单药），中位PFS和中位OS分别为7.8个月和25.8个月，且中位胸腔积液无进展生存期（pleural progression-free survival, PPFS)长于中位PFS（22.2个月vs 7.8个月，P=0.044），胸腔积液缓解率为81.0%，胸腔积液控制率在第6、12、24、48和96周分别为95.2%、90.0%、89.5%、73.7%和43.8%。因此贝伐珠单抗无论腔内给药还是静脉给药均提示可能较单纯化疗更有效控制MPE，但如何选择腔内或是静脉给药还需进一步研究来探索并寻找评价疗效的因素以及生物标志物。

4.3 EGFR-TKI靶向药物

目前，多项研究已经奠定EGFR-TKI在EGFR突变患者中是首选治疗的地位。那么，对于伴有MPE的EGFR突变患者，是否给予腔内药物能更好控制胸腔积液，抑或是接受单药TKI治疗控制胸腔积液，同时可以避免腔内药物引起的不良反应如发热、骨髓抑制和胸痛等，这些是值得思考的。Verma等^[35]分析EGFR-TKI联合滑石粉治疗有MPE肺腺癌患者的疗效，其中34例接受TKI作为一线治疗，联合滑石粉组（n=14）较TKI单药组（n=20）的胸腔积液复发时间并没有延长（9.9个月vs 11.7个月，P=0.59），提示对于EGFR突变的伴有MPE患者而言，一线接受TKI靶向治疗可以有效控制胸腔积液，联合腔内药物治疗如化疗或生物制剂可能并不能提高胸腔积液控制率反而增加药物带来的不良反应，这值得进一步临床去探索。

5 结语

目前，MPE的治疗仍是临床上难点之一。虽然治疗MPE的方法及药物有很多，但都存在一定的局限性以及不良反应，且其控制情况不尽如人意。因此，需要更多的研究去探究在不同情况的患者如EGFR突变和EGFR野生型患者治疗模式区别，或者胸腔积液中VEGF表达的高低，去寻找效果更佳且不良反应更小的药物或方法来更好控制MPE。