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        補體及免疫球蛋白在原發(fā)性IgA腎病中的研究進展

        2016-03-09 12:53:15祁嬌趙建榮許珊珊
        河北醫(yī)藥 2016年6期
        關(guān)鍵詞:免疫球蛋白補體

        祁嬌 趙建榮 許珊珊

        010050 呼和浩特市,內(nèi)蒙古醫(yī)科大學2012級在讀碩士研究生(祁嬌);內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科(趙建榮、許珊珊)

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        ·綜述與講座·

        補體及免疫球蛋白在原發(fā)性IgA腎病中的研究進展

        祁嬌趙建榮許珊珊

        010050呼和浩特市,內(nèi)蒙古醫(yī)科大學2012級在讀碩士研究生(祁嬌);內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科(趙建榮、許珊珊)

        【摘要】IgA腎病是一種以腎小球系膜IgA或IgA沉積為主,常伴補體及免疫球蛋白沉積的原發(fā)性腎小球疾病。近年來研究表明IgA腎病是免疫介導的腎小球腎炎,補體、免疫球蛋白的激活及補體調(diào)節(jié)蛋白的功能異常是IgA腎病發(fā)病與發(fā)展的重要因素,許多臨床和實驗室資料表明,補體及免疫球蛋白在炎癥性疾病發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的作用。

        【關(guān)鍵詞】腎小球腎炎;IgA;補體;免疫球蛋白

        IgA腎病(IgAN)是法國學者Berger和Hinglais于四十余年前首次提出,又名Berger 病(Berger’s disease)[1]。既往認為IgAN預后良好,研究發(fā)現(xiàn)其發(fā)病率逐漸升高且呈現(xiàn)慢性進展,而非良性疾病,10~20年有20%~40%的患者進入終末期腎功能衰竭(end-stage renal disease,ESRD)[1]。然而IgAN的診斷、病因中免疫復合物沉積強度與腎小球的損傷程度的相關(guān)性及預后的評估大多要依賴有創(chuàng)性的腎穿刺活檢,此時,尋找無創(chuàng)性的血尿免疫學指標并與患者的臨床指標共同評估患者可能的病理類型、疾病的活動性、疾病的嚴重程度及預后是近年來臨床工作最為迫切的需求[2]。因此,通過無創(chuàng)性血清中免疫學指標的檢測來充分認識此病的發(fā)展規(guī)律與特征,并進行盡早有效的干預,來改善其預后,從而延緩腎病的進展已成為目前IgAN的研究重點。

        1IgAN在免疫學發(fā)病中的作用

        目前IgAN在免疫學發(fā)病機制中,主要認為:(1)與IgA的自身結(jié)構(gòu)異常、IgA1的糖基化和清除異常及在腎小球系膜區(qū)沉積異常有關(guān)。由于IgA腎病患者IgA1糖基化不完全,造成IgA1容易自我聚集及對細胞外基質(zhì)成分的親和力增加,從而增加了系膜捕獲和腎小球沉積,導致致病性IgA1增多,沉積在系膜區(qū)的PIgA1又可作為自身抗原而刺激機體產(chǎn)生相應的抗PIgA1的抗體,而這些免疫復合物沉積于系膜區(qū),導致補體(complement)經(jīng)典途徑的激活。通過補體激活或作為抗IgA 自身免疫抗體IgG的靶點,又可誘導系膜基質(zhì)的激活和增多,從而促成了腎小球的免疫應答及腎小球形態(tài)及功能的改變[3]。有研究表明,IgA重組類別的轉(zhuǎn)換導致IgA1的過度產(chǎn)生也是疾病發(fā)生的重要原因,從而提出了TLR9(Toll-like receptor 9)-BAFF(B cell activation factor)-IgA CSR(class switching recombination)軸的假說來更好地解釋IgAN的發(fā)病[4]。(2)骨髓異常。在IgAN患者骨髓中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生pIgA1是來源于黏膜部位的漿細胞后遷移至骨髓,病毒及細菌侵入人體后由于黏膜免疫細胞識別病原體的部位不同導致T、B細胞分化類型差異極大,造成遷移至骨髓中的漿細胞在骨髓中產(chǎn)生的是pIgA1而非mIgA1,此時,骨髓也就成了致病性IgA1記憶細胞的儲存器,從而產(chǎn)生大量的pIgA1,繼而沉積在系膜區(qū)激活補體三條途徑引起一系列的免疫炎性反應而造成腎臟的損害。從上我們可得出,pIgA1的大量產(chǎn)生、清除異常及補體的激活可能是導致IgAN發(fā)生的最根本的原因。

        但是,目前IgAN的確切發(fā)病機制仍不明確。大多數(shù)學者通過大量的動物實驗及臨床觀察發(fā)現(xiàn)本病為免疫復合物介導的腎小球疾病,系膜區(qū)免疫復合物的沉積及補體的活化在其發(fā)病機制中起著重要作用,且IgAN進展速度與嚴重程度與補體活化所導致的腎損傷密切相關(guān)。而大量研究也已證實抗細胞抑制劑及抗補體蛋白活性的單克隆抗體通過抑制補體活化等免疫炎性反應減少腎損害從而降低IgAN患者進入終末期腎臟病的風險[5]。補體C3介導的旁路途徑及甘露糖結(jié)合凝集素途徑參與IgAN發(fā)病[6]。而近年也有研究證實,補體C1q介導的補體經(jīng)典途徑的激活也參與IgAN的發(fā)病,且與更嚴重的腎損害密切相關(guān)[7]。而在病理活檢免疫球蛋白的沉積方面,發(fā)現(xiàn)單純IgA的沉積僅占7%~15%, 75%以上患者合并 IgG 和(或)IgM 和(或)兩者都有,其沉積范圍與IgA相同而熒光強度稍弱。而且臨床研究中發(fā)現(xiàn),前者對應的病理類型及疾病的嚴重程度較輕,而后者較重,IgM及IgG都具有較強的通過經(jīng)典途徑激活補體的能力[8,9]。而補體系統(tǒng)中,補體C1q、C4介導的補體經(jīng)典途徑的激活也與更嚴重的腎損傷呈正相關(guān)[7],由此我們可以推斷出,IgAN中腎小球系膜區(qū)有IgA+IgG/IgM/C1q或三者都有的共沉積者可能有補體經(jīng)典途徑的激活且此途徑激活與更嚴重的腎損害相關(guān)。綜上所述,IgAN是免疫介導的腎小球腎炎,補體系統(tǒng)及免疫球蛋白的激活及沉積在IgAN的發(fā)病中有重要作用,是否和系統(tǒng)性紅斑狼瘡性腎炎一樣,疾病的組織學改變的嚴重程度和免疫學血清指標有關(guān),目前仍不清楚。

        2補體

        2.1概述早在19世紀末Bordet就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了補體,一般情況下,血漿中的大多數(shù)補體成分僅在被激活后才具有生物學功能。其中,補體系統(tǒng)有30余種組分,通過激活經(jīng)典途徑(classical pathway)、旁路途徑(alternative pathway, 又稱替代途徑)及凝集素途徑(alternative patnway,又稱MBL途徑)而發(fā)揮作用,多數(shù)微生物成分、抗原-抗體復合物及其他外源性或內(nèi)源性物質(zhì)可循此三條既獨立又交叉的途徑激活補體從而發(fā)揮介導炎癥、調(diào)節(jié)免疫應答和清除免疫復合物等生物學功能。就日本一項關(guān)于510例IgAN患者腎移植時腎穿刺活檢結(jié)果的研究顯示,健康供腎者有16.1%存在著系膜區(qū)IgA分子沉積,不伴C3沉積的則無尿檢異常,而伴有C3沉積的病例,則出現(xiàn)微量白蛋白尿,提示腎小球系膜區(qū)IgA的沉積并不一定發(fā)生IgAN,而補體的激活在IgAN發(fā)生中有著必不可少的作用[10]。

        然而,補體的激活是一把雙刃劍,機體在享有免受病原體攻擊作用及清除免疫復合物的同時,其對自身組織也具有潛在的損害。但是機體對補體的激活有精密的調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過表達補體調(diào)節(jié)蛋白來防止補體對自身組織的損害?,F(xiàn)就IgA腎病發(fā)病過程中參與三條途徑激活的相關(guān)補體及補體調(diào)節(jié)蛋白介紹如下。

        2.2C1qC1q是一個具有多重生物學功能的活性分子,其中最典型的功能是與IgG或IgM免疫復合體(immune complex,ic)結(jié)合而激活補體經(jīng)典途徑。

        在IgAN中,目前研究證實可能存在由起始因子補體C1q介導發(fā)生的補體經(jīng)典途徑的激活,而此途徑激活后導致患者血清補體C1q的變化無明確結(jié)論[11]。早期有研究證實,無論狼瘡性腎炎還是IgAN都可通過固有免疫及獲得性免疫缺陷所引起的補體C1q的缺陷而發(fā)病,得出血清C1q在IgAN中的重要作用[11],而在狼瘡腎炎的免疫學研究中發(fā)現(xiàn)作為對照組的IgAN患者血清補體C1q的降低率等同于正常人;丁冉冉等[12]發(fā)現(xiàn)IgAN患者血清C1q水平均高于正常健康對照組,IgAN患者Lee氏Ⅳ~Ⅴ級組的血液及尿液Clq均明顯低于Lee氏Ⅰ~Ⅲ級組,但IgAN患者隨病理分型的不同血清補體C1q的伴隨變化關(guān)系仍無明確的結(jié)論。而在系膜區(qū)C1q的沉積研究中,早期大量學者認為,IgAN中系膜區(qū)C1q的陽性率維持在0~45%[13],Suzuki等[14]報道在急性發(fā)病組和隱匿發(fā)病組經(jīng)典途徑激活的C1q和C4沉積分別為6.4%和16.3%;Lee等[7]報道的IgAN系膜區(qū)Clq的沉積率為8.1%;Nishiwaki等[15]研究發(fā)現(xiàn)IgAN患者切除扁桃體后1年內(nèi)將有62.7%尿蛋白及潛血轉(zhuǎn)為陰性,其中系膜區(qū)C1q陽性的患者中有41.7%可緩解,而陰性者竟然有68.6%可緩解,從而得出C1q沉積可能是影響切除扁桃體的IgAN患者恢復的獨立危險因素,通過以上研究表明,C1q可能參與IgAN的發(fā)病過程且與更嚴重的腎損傷相關(guān)。因此,就如狼瘡腎炎一樣,我們可通過血清補體C1q的濃度、系膜區(qū)C1q的熒光強度及患者尿蛋白定量、尿紅細胞數(shù)、血肌酐及血壓等臨床指標的測定為總體評估疾病發(fā)生的嚴重程度、治療效果及預后等提供更多循證醫(yī)學證據(jù)。

        2.3C3C3是血清中含量最高的補體成分,三條途徑最終都要通過激活補體C3及膜攻擊復合物補體因子C5b-9,來誘導系膜細胞產(chǎn)生炎性因子,發(fā)揮免疫炎性反應。早期研究證實,IgAN的腎損傷是通過補體旁路途徑及凝集素途徑激活補體C3實現(xiàn)的,且Zwirner等[16]研究發(fā)現(xiàn)IgAN患者血肌酐的升高速度及腎功能的進展快慢與補體C3的激活密切相關(guān),補體活化過程中產(chǎn)生的最主要的致炎裂解產(chǎn)物C3a同C3aR在腎組織的表達中與平均動脈壓、24 h尿蛋白定量及血肌酐呈正相關(guān),從而證實,補體C3的激活在腎損傷中起著重要作用。IgAN患者血清C3下降及C3在系膜區(qū)的沉積是IgAN疾病進展的獨立危險因素。

        2.4C4dC4d是C4裂解的小片段,借共價鍵與血管內(nèi)皮或膜結(jié)合,是補體經(jīng)典途徑及MBL途徑的一部分,有研究顯示IgAN存在甘露糖結(jié)合凝集素(mannanbinding lectin pathway,MBL)途徑的激活[17,18],系膜區(qū)MBL/MASP-1陽性的IgAN患者比陰性者發(fā)病年齡小且病程短。有凝集素途徑激活的IgAN具有明顯的活動性病理損害,且疾病活動時的C4d系膜沉積陽性組 24 h 尿蛋白定量、血肌酐、 尿素氮均顯著高于C4d陰性組,前者的高血壓、腎小球硬化、腎小管纖維化等出現(xiàn)的時間都要早于后者,表明C4d沉積陽性(陽性率約為56.5%)的患者此時疾病處于活動期且疾病的預后較差[19],Osman等[20]研究發(fā)現(xiàn)腎臟3年存活率陽性組為39%,而陰性組為66.7%,已經(jīng)成為預測IgAN進展的關(guān)鍵性指標及診斷疾病的潛在工具。 由于系膜區(qū)C4d的沉積可能是補體經(jīng)典途徑和(或)凝集素途徑激活所引起的,因此,我們可得出C4d沉積陽性的患者若有經(jīng)典途徑C1q的相應改變,此類IgAN患者的腎損傷可能是補體經(jīng)典途徑及凝集素途徑的共同激活引起,且疾病處于活動期及預后較差,由此我們可推測出C4d可作為IgAN的診斷、評估疾病活動性及預后的指標之一。

        3補體調(diào)節(jié)蛋白

        H因子具有補體調(diào)節(jié)活性及作為粘附蛋白的作用,在腎臟病學領域H因子的缺陷可能導致繼發(fā)性低補體C3血癥,從而導致腎小球腎炎等疾病的發(fā)生,在IgAN中,研究[21]發(fā)現(xiàn)H因子及相關(guān)H因子蛋白CFHR3、CFHR1 的變異能影響補體激活,主要是補體C3的激活,從而可促進IgAN疾病進展。尿H因子濃度與IgAN中腎組織損傷的程度有重要關(guān)系,且發(fā)現(xiàn)腎組織損傷程度越重,尿中H因子濃度越高,同時在腎損傷程度越重的組織,H 因子在腎小球和腎小管沉積的也越多。Crry 補體調(diào)節(jié)蛋白,是通過抑制三條補體活化途徑中C3轉(zhuǎn)化酶的活性,阻斷C3a、C5a的產(chǎn)生以及MAC的形成,從而發(fā)揮抑制補體激活作用[22]。IgAN中,Crry被抑制的腎臟病小鼠表現(xiàn)出更為嚴重的腎臟間質(zhì)損害,而間質(zhì)損害及炎性細胞浸潤是導致疾病進展的重要因素,從而得出Crry與更為嚴重的IgAN的發(fā)生相關(guān)。CR1調(diào)節(jié)蛋白的表達對IgAN的發(fā)展具有重要影響,CR1在正常腎小球足細胞內(nèi)高度表達,而在IgAN中表達明顯下降,從而導致表達下降的CR1不能阻止MAC攻擊腎小球內(nèi)足細胞所致IgAN的發(fā)生。

        4免疫球蛋白

        免疫球蛋白(Immunoglobulin,簡稱Ig)是德國學者Behring和日本學者北里在1890年首次發(fā)現(xiàn)的。臨床上常規(guī)檢測的 Ig 主要為 IgG、IgA和 IgM。 IgAN可以出現(xiàn)免疫球蛋白的紊亂,且不同的免疫球蛋白變化可以預示疾病的嚴重程度不同,在疾病的治療過程中觀察免疫球蛋白的變化有助于及時觀察病情變化,調(diào)整治療方案[23]。

        4.1IgAIgA占血清Ig總量的10%~20%,在IgAN的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),約1/3的IgAN患者會發(fā)生血清IgA水平增多[24]。IgAN腎穿刺活檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎小球系膜區(qū)中IgA及補體C3沉積的越多,血清IgA的水平就越高,而補體C3的水平卻越低,腎小球系膜增生程度則越嚴重,由此我們可以推斷出,血清IgA增多是疾病發(fā)生的重要原因。近日又有臨床研究發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)切除扁桃體的IgAN患者中,血清IgA將會在4周之內(nèi)減少接近10%[25],而減少幅度大于10%的患者追蹤發(fā)現(xiàn)其預后更好,從而我們可得出血清IgA在預測IgAN疾病進展程度及預后的重要作用,由此臨床工作中可通過減少血清IgA水平的方法,例如:切除扁桃體減少IgA的產(chǎn)生,來減少腎小球的損害,從而改變IgAN患者的預后?,F(xiàn)已有大量研究評估血清IgA及相關(guān)免疫復合物水平對IgAN的診斷價值,已有大量研究結(jié)果,如將無創(chuàng)性血清IgA及IgA/C3數(shù)值的大小作為臨床資料已經(jīng)高度懷疑IgAN的診斷指標[26]。綜上所述,在臨床IgAN的診療中,我們可常規(guī)檢測分析腎小球系膜區(qū)IgA的熒光強度及血清IgA的水平,從而為評估疾病的嚴重程度及預后提供更多免疫學水平的客觀資料。

        4.2IgGIgG(immunoglobulin G,IgG)約占血清中免疫球蛋白總含量的75%。正常人的IgG包括IgG1~4四個亞型。IgG可單獨或與其他免疫球蛋白或補體共同沉積于腎小球系膜區(qū)、毛細血管袢周,從而導致腎小球疾病的發(fā)生。研究表明,40%的IgAN患者系膜區(qū)可同時伴有IgG的沉積(主要是IgG1和IgG3)[27],一般認為是抗IgA的IgG抗體,且IgG抗體的熒光強度與嚴重的腎小球損傷密切相關(guān)。同樣的血清IgG升高程度的大小與疾病的嚴重程度也明顯相關(guān)[25,26,28],從而推斷出Lee分級越高的患者血清IgA越高繼而引起抗IgA的IgG越高,導致免疫復合物IgA-IgG的形成及沉積增加,從而導致更為嚴重的IgA腎小球損傷的發(fā)生,但有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),IgAN疾病的嚴重程度與IgA-IgG系膜區(qū)沉積的熒光強度密切相關(guān),而與血清IgA-IgG無明顯關(guān)系[29],但沒有大量研究證實。

        4.3IgMIgM在Ig中分子量最大。體內(nèi)黏膜免疫屏障的主要抗體多聚IgA在腸黏膜屏障受損時進入體內(nèi),可刺激IgM大量產(chǎn)生并伴隨黏膜產(chǎn)生的IgA進入體循環(huán),進而沉積于腎組織而表現(xiàn)為伴IgM沉積為主的IgAN。由于IgM是通過補體經(jīng)典途徑激活補體而發(fā)揮作用的,所以,此類IgAN患者腎組織局部補體系統(tǒng)既被沉積的IgA通過旁路途徑激活,又被沉積的多種抗體形成的免疫復合物經(jīng)補體經(jīng)典途徑激活。研究發(fā)現(xiàn),IgA腎病患者中,伴有IgM或C1q沉積的37例患者以兒童多見,僅見IgM 痕跡者約50%有大量蛋白尿,而IgM在痕跡以上者則93%有大量蛋白尿,可見,伴有IgM沉積的患者表現(xiàn)出更嚴重的臨床表現(xiàn),原因可能與上述的激活補體經(jīng)典途徑有關(guān)[30]。因此,腎小球IgM的熒光強度可作為評估個體IgAN的發(fā)生有無補體經(jīng)典途徑的參與及評估疾病嚴重程度及預后的關(guān)鍵性指標[30]。

        綜上所述,IgAN中合并IgG和(或)IgM沉積者,造成的腎組織損傷相應較重,且有臨床研究表明,IgAN伴有腎小球內(nèi)IgG沉積者易出現(xiàn)血尿,而伴單純腎小球IgM 沉積者則大量蛋白尿多見,而血清免疫球蛋白與臨床指標及疾病預后的相關(guān)性目前仍無明確的研究結(jié)果[30]。Maeda等[31]研究所提出利用四個臨床參數(shù)值區(qū)別IgAN和非IgAN以及判斷IgAN預后性質(zhì):(1)尿沉渣紅細胞>5個/HP;(2)持續(xù)尿蛋白>0.3 g/d;(3)血IgA>315 mg/d1;(4)血清IgA/C3值>3.01,符合以上三項或四項指標的患者易診斷為IgAN,并且在預后良好與預后相對較好的患者兩者之間比較以上臨床參數(shù)值有明顯的區(qū)別。由上得出,IgAN患者無創(chuàng)性血清中及有創(chuàng)性腎小球中免疫球蛋白及補體的種類及大小的檢測在疾病的診斷及評估疾病發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)及預后上均有不同的意義,有必要進一步進行深入研究,尤其是對無創(chuàng)性血清免疫學指標的研究,可為判斷IgAN和非IgAN以及IgAN預后增加新的診斷指標。

        補體系統(tǒng)及免疫球蛋白在IgAN的發(fā)病中發(fā)揮著重要的作用,補體成分、補體活化產(chǎn)物、補體調(diào)節(jié)蛋白及激活補體的免疫球蛋白的基因及蛋白水平的變異均可能與IgAN發(fā)病有關(guān),且目前研究論證IgAN患者血液中補體三條途徑均有異動,拓展了IgAN補體活化的理論,為進一步明確病因奠定基礎。另外,目前已建立了多種針對補體系統(tǒng)的相關(guān)治療方法,原理是在補體激活的各個位點進行抑制性阻斷,已經(jīng)有了很多的成果。而目前血清中C1q、C4d以及免疫球蛋白是否可以作為一個判斷IgAN患者長期預后的可靠指標,經(jīng)典途徑是否參與了IgAN的腎損傷,是否可通過阻斷補體經(jīng)典途徑的激活位點來延緩IgAN進展,尚需進一步擴大樣本量,從血清學和病理學的角度進一步驗證,總之,現(xiàn)對IgAN的臨床表現(xiàn)與病理損害的認識,不應僅僅局限于補體替代途徑與凝集素途徑的活化,經(jīng)典途徑補體活化是否參與更嚴重的病損值得進一步研究。

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        (收稿日期:2015-10-28)

        【中圖分類號】R 692

        【文獻標識碼】A

        【文章編號】1002-7386(2016)06-0927-05

        通訊作者:趙建榮,010050呼和浩特市,內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科;

        E-mail:jrzhao3@sohu.com

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