李婷婷, 石 磊

(天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院/天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院, 天津 300000)

IgA腎病是世界上許多地區(qū)最常見(jiàn)的原發(fā)性腎小球腎炎，發(fā)病前常有上呼吸道和/或消化道感染存在[1]。發(fā)病時(shí)青少年常表現(xiàn)為無(wú)痛性肉眼血尿和蛋白尿；成人則表現(xiàn)為鏡下血尿、蛋白尿、高血壓和不同程度的慢性腎病。該疾病最典型的特征是腎小球系膜中含有完全屬于IgA1亞型的IgA免疫沉積物。經(jīng)過(guò)多年的研究，目前人們普遍認(rèn)為，IgA腎病由“多重打擊”進(jìn)展而來(lái)[2，3]。第一重打擊指鉸鏈區(qū)異常O-糖基化的循環(huán)IgA1水平升高。這些分子在鉸鏈區(qū)的一些O-聚糖中缺乏半乳糖(半乳糖缺乏型IgA1，Gd-IgA1)，因此暴露N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)作為末端聚糖；第二重打擊指聚糖特異性IgG或IgA1自身抗體的形成，其靶向作用位點(diǎn)為Gd-IgA1含有GalNAc的鉸鏈區(qū)末端；第三重打擊指含有Gd-IgA1和IgG自身抗體的循環(huán)免疫復(fù)合物形成；第四重打擊指一些循環(huán)免疫復(fù)合物通過(guò)腎小球毛細(xì)血管中的窗孔進(jìn)入系膜區(qū)，引起系膜細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞因子及趨化因子的過(guò)量產(chǎn)生，最終導(dǎo)致慢性腎小球損傷。本文我們重點(diǎn)關(guān)注T細(xì)胞及其細(xì)胞因子在其發(fā)病進(jìn)程中的作用。

1 Gd-IgA1的合成

IgA腎病發(fā)病機(jī)制的第一重打擊是在循環(huán)中出現(xiàn)半乳糖缺乏型IgA1，即Gd-IgA1。Gd-IgA1的出現(xiàn)是IgA1翻譯后修飾過(guò)程中半乳糖基化減少的結(jié)果[3]。有兩種原因可能導(dǎo)致半乳糖基化速率降低:①ST6 N-乙酰半乳糖胺α-2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶2(ST6GALNAC2)的過(guò)早唾液酸化，可阻止將半乳糖添加到GalNAc中；②核心1β1,3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶(C1GALT1)的活性降低，其活性依賴于C1GALT1特異性伴侶蛋白1(C1GALT1C1)，此蛋白之前被稱為特異性分子伴侶(COSMC)。事實(shí)上，IgA腎病患者產(chǎn)生Gd-IgA1的細(xì)胞反過(guò)來(lái)能夠升高ST6GALNAC2的表達(dá)，降低C1GALT1和C1GALT1C1的表達(dá)[4]。

T細(xì)胞及其細(xì)胞因子參與IgA1鉸鏈區(qū)的翻譯后修飾開(kāi)始于將GalNAc添加至位于鉸鏈區(qū)的絲氨酸或蘇氨酸。如圖1所示，生理上該過(guò)程由活性C1GALT1向GalNAc添加半乳糖維持。隨后通過(guò)ST6GALNAC2的唾液酸化可阻止GalNAc的進(jìn)一步半乳糖基化。在IgA腎病中，白細(xì)胞介素(IL)-4(Th2型白細(xì)胞介素)，IL-17(Th17型白細(xì)胞介素)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)的水平升高與C1GALT1及C1GALT1C1的表達(dá)降低有關(guān)。IL-6可升高ST6GALNAC2的表達(dá)并降低C1GALT1的表達(dá)。IL-21(Tfh型白細(xì)胞介素)能夠增強(qiáng)IgA1的產(chǎn)生，并參與刺激抗Gd-IgA1的產(chǎn)生。即所有提及到的細(xì)胞因子均對(duì)Gd-IgA1的產(chǎn)生發(fā)揮了刺激作用。

首先，IL-4通過(guò)抑制C1GALT1及C1GALT1C1的表達(dá)而導(dǎo)致C1GALT1活性下調(diào)，從而促進(jìn)了IgA1的產(chǎn)生并改變了分泌型IgA1的末端糖基化。其還可通過(guò)促進(jìn)C1GALT1C1基因啟動(dòng)子中CpG島的高甲基化，下調(diào)C1GALT1C1 mRNA的表達(dá)，刺激B細(xì)胞中異常糖基化IgA1的更高分泌[5]。另一方面，IL-4誘導(dǎo)的C1GALT1C1 mRNA水平降低在IgA腎病B細(xì)胞中高于健康兒童和患有其他腎臟疾病兒童的淋巴細(xì)胞[5]，即來(lái)自IgA腎病患者的B細(xì)胞對(duì)IL-4更敏感。IL-17有著相似的作用機(jī)制，在IL-17刺激的B細(xì)胞系中，C1GALT1和C1GALT1C1 mRNA的表達(dá)顯著降低。同時(shí)發(fā)現(xiàn)5-氮雜胞苷逆轉(zhuǎn)了由IL-4或IL-17誘導(dǎo)的IgA1低糖基化[5]，也證明Th2和Th17衍生的白細(xì)胞介素通過(guò)表觀遺傳機(jī)制干擾IgA1的半乳糖基化。此外，用IL-6刺激IgA腎病患者的IgA1分泌細(xì)胞后，ST6GALNAC2活性增加，C1GALT1的活性降低，說(shuō)明IL-6促進(jìn)了IgA1的低半乳糖基化。

其次，Tfh通過(guò)IL-21參與IgA和Gd-IgA1的合成過(guò)程[6](圖2所示)。IL-21在成熟B細(xì)胞中上調(diào)活化誘導(dǎo)的胞苷脫氨酶(AID)、DNA編輯酶的表達(dá)，在活化B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞期間介導(dǎo)IgA類轉(zhuǎn)換[6]。IgA轉(zhuǎn)換的特異性T細(xì)胞依賴機(jī)制是通過(guò)CD40L介導(dǎo)的，這種膜結(jié)合細(xì)胞因子在除調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的所有Th亞群(Th1，Th2，Tfh，Th17)上激活后存在。除此之外，TGF-β是由許多細(xì)胞如γδT細(xì)胞和Tregs產(chǎn)生的細(xì)胞因子，通過(guò)刺激IgA腎病患者B細(xì)胞中T細(xì)胞依賴性IgA類轉(zhuǎn)換參與Gd-IgA1的合成過(guò)程。更重要的是，TGF-β顯著降低C1GALT1和C1GALT1C1的mRNA水平，從而有助于產(chǎn)生更高水平的Gd-IgA1。諸多研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，孟等在IgA腎病患者中發(fā)現(xiàn)血清TGF-β1濃度與總血清濃度和分泌型IgA與Gd-IgA1之間存在正相關(guān)聯(lián)系[7]。此外還發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者γδT細(xì)胞比例、產(chǎn)生IgA的B細(xì)胞比例和血清IgA水平呈正相關(guān)。除上述T細(xì)胞依賴性IgA類轉(zhuǎn)換外，非T細(xì)胞依賴性IgA轉(zhuǎn)換同樣參與了IgA腎病患者IgA和Gd-IgA1的產(chǎn)生過(guò)程。這種IgA轉(zhuǎn)換是通過(guò)分子如腫瘤壞死因子配體超家族成員13[8]和13b[9](分別稱為April和BAFF)介導(dǎo)的。而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者April和BAFF血清水平均升高，且April誘導(dǎo)了IgA腎病患者培養(yǎng)淋巴細(xì)胞中Gd-IgA1的過(guò)量產(chǎn)生[8]。

圖1 T細(xì)胞及其細(xì)胞因子參與IgA1鉸鏈區(qū)的翻譯后修飾

2 抗Gd-IgA1自身抗體的產(chǎn)生

IgA腎病發(fā)病機(jī)制的第二重打擊是抗Gd-IgA1自身抗體的產(chǎn)生，這些自身抗體主要存在于IgG2亞類中。異常糖基化的IgA1是一種自身抗原，針對(duì)它的免疫反應(yīng)導(dǎo)致抗IgA1抗體的產(chǎn)生[10]。抗Gd-IgA1自身抗體來(lái)自于產(chǎn)生抗Gd-IgA1細(xì)胞中VH基因區(qū)段的體細(xì)胞超突變(SHM)，而IL-21通過(guò)增加IgA腎病患者B細(xì)胞中AID的表達(dá)促進(jìn)了SHM。

此外有研究發(fā)現(xiàn)，與上呼吸道感染有關(guān)的病毒和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌表面具有含GalNAc的結(jié)構(gòu)，可以模擬Gd-IgA1鉸鏈區(qū)的GalNAc[10](圖2所示)。因此，這種感染刺激了與Gd-IgA1交叉親和抗體的產(chǎn)生，隨后導(dǎo)致病理性免疫復(fù)合物形成。

圖2 T細(xì)胞及其白介素參與抗Gd-IgA1自身抗體的產(chǎn)生

3 病理性循環(huán)免疫復(fù)合物形成

IgA腎病發(fā)病機(jī)制的第三重打擊是含有Gd-IgA1和IgG自身抗體的循環(huán)免疫復(fù)合物形成。目前認(rèn)為腎小球系膜細(xì)胞上的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(CD71)在與含Gd-IgA1免疫復(fù)合物的結(jié)合和系膜細(xì)胞的活化中起重要作用[3]。CD71是一種多配體受體，已被證明可與多聚IgA1結(jié)合。而且CD71在IgA腎病患者腎小球系膜細(xì)胞表面過(guò)表達(dá)，其定位與IgA沉積部位相關(guān)。另一方面，免疫復(fù)合物的大小和組成決定了其生物活性。根據(jù)大小，IgA腎病患者含有IgA1的循環(huán)免疫復(fù)合物可分為兩組:高分子量(>800kDa)的免疫復(fù)合物和低分子量(≤800kDa)的免疫復(fù)合物。高分子量復(fù)合物能夠激活培養(yǎng)的人腎小球系膜細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子(如IL-6和TGF-β)和細(xì)胞外基質(zhì)成分的過(guò)量產(chǎn)生，而低分子量復(fù)合物則表現(xiàn)出抑制作用。組成方面，在培養(yǎng)的人腎小球系膜細(xì)胞模型中發(fā)現(xiàn)，IgA腎病患者的含Gd-IgA1的免疫復(fù)合物結(jié)合細(xì)胞的效率高于未復(fù)合的IgA1或來(lái)自健康對(duì)照的免疫復(fù)合物。具有較高Gd-IgA1含量的循環(huán)免疫復(fù)合物具有增強(qiáng)誘導(dǎo)腎小球系膜細(xì)胞增殖的能力，而不含Gd-IgA1的復(fù)合物或單獨(dú)的Gd-IgA1不具有增殖作用，體外形成的免疫復(fù)合物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。但T細(xì)胞及其細(xì)胞因子是否參與了受體與Gd-IgA1免疫復(fù)合物的結(jié)合過(guò)程、是否對(duì)免疫復(fù)合物的大小和組成產(chǎn)生影響目前尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

4 腎小球損傷

IgA腎病發(fā)病機(jī)制的第四重打擊指一些循環(huán)免疫復(fù)合物進(jìn)入系膜區(qū)，最終導(dǎo)致腎小球損傷。IgA腎病腎活檢的免疫組織化學(xué)染色表明腎臟主要由αβT細(xì)胞浸潤(rùn)，進(jìn)展期則主要由γδT細(xì)胞浸潤(rùn)。多變量分析顯示腎小管間質(zhì)T細(xì)胞浸潤(rùn)與IgA腎病的進(jìn)展獨(dú)立相關(guān)，這表明T細(xì)胞參與IgA腎病的腎損傷過(guò)程[11]。

圖3 腎小球損傷的形成

一方面，Gd-IgA1通過(guò)刺激系膜細(xì)胞使其產(chǎn)生Th17(CCL20)和Th22細(xì)胞(CCL20，CCL22和CCL27)的趨化因子[12]。患者外周血中Th22細(xì)胞水平升高與腎臟組織學(xué)的較差表現(xiàn)相關(guān)，Th22細(xì)胞百分比與腎臟MEST評(píng)分呈正相關(guān)。而研究發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者的CCL20、CCL22和CCL27在腎臟中的表達(dá)較高，尤其是伴有扁桃體炎的患者更為明顯。由此可見(jiàn)，扁桃體炎通過(guò)誘導(dǎo)Th22淋巴細(xì)胞增多、Th22促進(jìn)腎纖維化加重了IgA腎病的腎損傷[13]。此外，Th2的極化增強(qiáng)了腎小球細(xì)胞對(duì)IgA免疫復(fù)合物的反應(yīng)，并直接和間接降低腎小球?yàn)V過(guò)率(Glomerular filtration rate，GFR)。

另一方面，在IgA腎病的動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，患者的Tregs不能有效抑制系膜區(qū)IgA的沉積、系膜基質(zhì)擴(kuò)張，以及腎小球系膜細(xì)胞的廣泛增殖，即IgA腎病中Tregs的免疫抑制功能降低。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因可能有:①I(mǎi)gA腎病患者外周血單核細(xì)胞(PBMC)中miR-155缺乏、miR-133a和miR-133b表達(dá)升高抑制了Treg細(xì)胞的成熟和分化[14]。②慢性扁桃體炎的影響。2010年黃等發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者扁桃體Tregs比率下降，扁桃體切除術(shù)后血液中Treg細(xì)胞數(shù)量有所增加，但仍低于健康受試者[15]。③CTLA-4(一種膜結(jié)合蛋白)的表達(dá)下降。Jacob等發(fā)現(xiàn)由CTLA-4基因表達(dá)下降導(dǎo)致的多態(tài)性與IgA腎病患者的高蛋白尿有關(guān)[16]。IgA腎病患者腎活檢的組織學(xué)嚴(yán)重程度往往更差，并且與血液Tregs水平的降低同時(shí)發(fā)生。因此，Treg群體不能有效抑制IgA腎病的腎損傷是導(dǎo)致?lián)p傷加重的另一原因。

5 小 結(jié)

T細(xì)胞尤其是Th2，Th17，Tfh和Th22亞群的過(guò)度激活，在IgA腎病發(fā)病機(jī)制中起重要作用。Th2、Th17和Tfh型白介素有助于Gd-IgA1的合成升高，并且Tfh細(xì)胞可通過(guò)IL-21刺激抗Gd-IgA1自身抗體的產(chǎn)生。同時(shí)Th2、Th17、Th22和Treg細(xì)胞以不同作用形式加重了腎小球的損傷。T細(xì)胞及其亞群在IgA腎病發(fā)病機(jī)制中作用的闡明有助于IgA腎病早期生物標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)。但是目前使用的用于治療IgA腎病的免疫抑制藥物靶向所有的T細(xì)胞群，是非特異性的。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平或抑制細(xì)胞因子受體來(lái)降低特定T細(xì)胞亞群的活性，同時(shí)改善Treg細(xì)胞的功能減輕腎損傷可能是IgA腎病的最佳免疫療法。除此之外，增加體內(nèi)異常IgA1的清除途徑、改變關(guān)鍵遺傳易感點(diǎn)、平衡體內(nèi)糖基化轉(zhuǎn)移酶、抑制免疫復(fù)合物形成等對(duì)發(fā)病過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)采取針對(duì)性治療措施也是未來(lái)疾病靶向療法的發(fā)展方向。