补体及免疫球蛋白在原发性IgA肾病中的研究进展

祁娇　赵建荣　许珊珊

010050　呼和浩特市，内蒙古医科大学2012级在读硕士研究生(祁娇)；内蒙古医科大学附属医院肾脏内科(赵建荣、许珊珊)



·综述与讲座·

补体及免疫球蛋白在原发性IgA肾病中的研究进展

祁娇赵建荣许珊珊

010050呼和浩特市，内蒙古医科大学2012级在读硕士研究生(祁娇)；内蒙古医科大学附属医院肾脏内科(赵建荣、许珊珊)

【摘要】IgA肾病是一种以肾小球系膜IgA或IgA沉积为主，常伴补体及免疫球蛋白沉积的原发性肾小球疾病。近年来研究表明IgA肾病是免疫介导的肾小球肾炎,补体、免疫球蛋白的激活及补体调节蛋白的功能异常是IgA肾病发病与发展的重要因素，许多临床和实验室资料表明，补体及免疫球蛋白在炎症性疾病发生、发展过程中起着重要的作用。

【关键词】肾小球肾炎；IgA；补体；免疫球蛋白

IgA肾病(IgAN)是法国学者Berger和Hinglais于四十余年前首次提出,又名Berger 病(Berger’s disease)[1]。既往认为IgAN预后良好，研究发现其发病率逐渐升高且呈现慢性进展，而非良性疾病，10～20年有20%～40%的患者进入终末期肾功能衰竭(end-stage renal disease,ESRD)[1]。然而IgAN的诊断、病因中免疫复合物沉积强度与肾小球的损伤程度的相关性及预后的评估大多要依赖有创性的肾穿刺活检，此时，寻找无创性的血尿免疫学指标并与患者的临床指标共同评估患者可能的病理类型、疾病的活动性、疾病的严重程度及预后是近年来临床工作最为迫切的需求[2]。因此，通过无创性血清中免疫学指标的检测来充分认识此病的发展规律与特征，并进行尽早有效的干预，来改善其预后，从而延缓肾病的进展已成为目前IgAN的研究重点。

1IgAN在免疫学发病中的作用

目前IgAN在免疫学发病机制中，主要认为：(1)与IgA的自身结构异常、IgA1的糖基化和清除异常及在肾小球系膜区沉积异常有关。由于IgA肾病患者IgA1糖基化不完全，造成IgA1容易自我聚集及对细胞外基质成分的亲和力增加，从而增加了系膜捕获和肾小球沉积，导致致病性IgA1增多，沉积在系膜区的PIgA1又可作为自身抗原而刺激机体产生相应的抗PIgA1的抗体，而这些免疫复合物沉积于系膜区，导致补体(complement)经典途径的激活。通过补体激活或作为抗IgA 自身免疫抗体IgG的靶点，又可诱导系膜基质的激活和增多，从而促成了肾小球的免疫应答及肾小球形态及功能的改变[3]。有研究表明，IgA重组类别的转换导致IgA1的过度产生也是疾病发生的重要原因，从而提出了TLR9(Toll-like receptor 9)-BAFF(B cell activation factor)-IgA CSR(class switching recombination)轴的假说来更好地解释IgAN的发病[4]。(2)骨髓异常。在IgAN患者骨髓中发现产生pIgA1是来源于黏膜部位的浆细胞后迁移至骨髓，病毒及细菌侵入人体后由于黏膜免疫细胞识别病原体的部位不同导致T、B细胞分化类型差异极大，造成迁移至骨髓中的浆细胞在骨髓中产生的是pIgA1而非mIgA1,此时，骨髓也就成了致病性IgA1记忆细胞的储存器，从而产生大量的pIgA1，继而沉积在系膜区激活补体三条途径引起一系列的免疫炎性反应而造成肾脏的损害。从上我们可得出，pIgA1的大量产生、清除异常及补体的激活可能是导致IgAN发生的最根本的原因。

但是，目前IgAN的确切发病机制仍不明确。大多数学者通过大量的动物实验及临床观察发现本病为免疫复合物介导的肾小球疾病，系膜区免疫复合物的沉积及补体的活化在其发病机制中起着重要作用，且IgAN进展速度与严重程度与补体活化所导致的肾损伤密切相关。而大量研究也已证实抗细胞抑制剂及抗补体蛋白活性的单克隆抗体通过抑制补体活化等免疫炎性反应减少肾损害从而降低IgAN患者进入终末期肾脏病的风险[5]。补体C3介导的旁路途径及甘露糖结合凝集素途径参与IgAN发病[6]。而近年也有研究证实，补体C1q介导的补体经典途径的激活也参与IgAN的发病，且与更严重的肾损害密切相关[7]。而在病理活检免疫球蛋白的沉积方面，发现单纯IgA的沉积仅占7%～15%， 75%以上患者合并 IgG 和(或)IgM 和(或)两者都有,其沉积范围与IgA相同而荧光强度稍弱。而且临床研究中发现，前者对应的病理类型及疾病的严重程度较轻，而后者较重，IgM及IgG都具有较强的通过经典途径激活补体的能力[8，9]。而补体系统中，补体C1q、C4介导的补体经典途径的激活也与更严重的肾损伤呈正相关[7]，由此我们可以推断出，IgAN中肾小球系膜区有IgA+IgG/IgM/C1q或三者都有的共沉积者可能有补体经典途径的激活且此途径激活与更严重的肾损害相关。综上所述，IgAN是免疫介导的肾小球肾炎,补体系统及免疫球蛋白的激活及沉积在IgAN的发病中有重要作用,是否和系统性红斑狼疮性肾炎一样,疾病的组织学改变的严重程度和免疫学血清指标有关，目前仍不清楚。

2补体

2.1概述早在19世纪末Bordet就已经发现了补体，一般情况下，血浆中的大多数补体成分仅在被激活后才具有生物学功能。其中，补体系统有30余种组分，通过激活经典途径(classical pathway)、旁路途径(alternative pathway， 又称替代途径)及凝集素途径(alternative patnway,又称MBL途径)而发挥作用，多数微生物成分、抗原-抗体复合物及其他外源性或内源性物质可循此三条既独立又交叉的途径激活补体从而发挥介导炎症、调节免疫应答和清除免疫复合物等生物学功能。就日本一项关于510例IgAN患者肾移植时肾穿刺活检结果的研究显示,健康供肾者有16.1%存在着系膜区IgA分子沉积,不伴C3沉积的则无尿检异常,而伴有C3沉积的病例,则出现微量白蛋白尿,提示肾小球系膜区IgA的沉积并不一定发生IgAN,而补体的激活在IgAN发生中有着必不可少的作用[10]。

然而，补体的激活是一把双刃剑，机体在享有免受病原体攻击作用及清除免疫复合物的同时，其对自身组织也具有潜在的损害。但是机体对补体的激活有精密的调节系统，通过表达补体调节蛋白来防止补体对自身组织的损害。现就IgA肾病发病过程中参与三条途径激活的相关补体及补体调节蛋白介绍如下。

2.2C1qC1q是一个具有多重生物学功能的活性分子，其中最典型的功能是与IgG或IgM免疫复合体(immune complex，ic)结合而激活补体经典途径。

在IgAN中，目前研究证实可能存在由起始因子补体C1q介导发生的补体经典途径的激活，而此途径激活后导致患者血清补体C1q的变化无明确结论[11]。早期有研究证实，无论狼疮性肾炎还是IgAN都可通过固有免疫及获得性免疫缺陷所引起的补体C1q的缺陷而发病，得出血清C1q在IgAN中的重要作用[11]，而在狼疮肾炎的免疫学研究中发现作为对照组的IgAN患者血清补体C1q的降低率等同于正常人;丁冉冉等[12]发现IgAN患者血清C1q水平均高于正常健康对照组,IgAN患者Lee氏Ⅳ～Ⅴ级组的血液及尿液Clq均明显低于Lee氏Ⅰ～Ⅲ级组，但IgAN患者随病理分型的不同血清补体C1q的伴随变化关系仍无明确的结论。而在系膜区C1q的沉积研究中，早期大量学者认为，IgAN中系膜区C1q的阳性率维持在0～45%[13]，Suzuki等[14]报道在急性发病组和隐匿发病组经典途径激活的C1q和C4沉积分别为6.4%和16.3%；Lee等[7]报道的IgAN系膜区Clq的沉积率为8.1%；Nishiwaki等[15]研究发现IgAN患者切除扁桃体后1年内将有62.7%尿蛋白及潜血转为阴性，其中系膜区C1q阳性的患者中有41.7%可缓解，而阴性者竟然有68.6%可缓解，从而得出C1q沉积可能是影响切除扁桃体的IgAN患者恢复的独立危险因素，通过以上研究表明，C1q可能参与IgAN的发病过程且与更严重的肾损伤相关。因此，就如狼疮肾炎一样，我们可通过血清补体C1q的浓度、系膜区C1q的荧光强度及患者尿蛋白定量、尿红细胞数、血肌酐及血压等临床指标的测定为总体评估疾病发生的严重程度、治疗效果及预后等提供更多循证医学证据。

2.3C3C3是血清中含量最高的补体成分，三条途径最终都要通过激活补体C3及膜攻击复合物补体因子C5b-9,来诱导系膜细胞产生炎性因子,发挥免疫炎性反应。早期研究证实，IgAN的肾损伤是通过补体旁路途径及凝集素途径激活补体C3实现的，且Zwirner等[16]研究发现IgAN患者血肌酐的升高速度及肾功能的进展快慢与补体C3的激活密切相关，补体活化过程中产生的最主要的致炎裂解产物C3a同C3aR在肾组织的表达中与平均动脉压、24 h尿蛋白定量及血肌酐呈正相关，从而证实，补体C3的激活在肾损伤中起着重要作用。IgAN患者血清C3下降及C3在系膜区的沉积是IgAN疾病进展的独立危险因素。

2.4C4dC4d是C4裂解的小片段，借共价键与血管内皮或膜结合，是补体经典途径及MBL途径的一部分，有研究显示IgAN存在甘露糖结合凝集素(mannanbinding lectin pathway，MBL)途径的激活[17，18]，系膜区MBL/MASP-1阳性的IgAN患者比阴性者发病年龄小且病程短。有凝集素途径激活的IgAN具有明显的活动性病理损害，且疾病活动时的C4d系膜沉积阳性组 24 h 尿蛋白定量、血肌酐、 尿素氮均显著高于C4d阴性组，前者的高血压、肾小球硬化、肾小管纤维化等出现的时间都要早于后者，表明C4d沉积阳性(阳性率约为56.5%)的患者此时疾病处于活动期且疾病的预后较差[19]，Osman等[20]研究发现肾脏3年存活率阳性组为39%，而阴性组为66.7%，已经成为预测IgAN进展的关键性指标及诊断疾病的潜在工具。 由于系膜区C4d的沉积可能是补体经典途径和(或)凝集素途径激活所引起的，因此，我们可得出C4d沉积阳性的患者若有经典途径C1q的相应改变，此类IgAN患者的肾损伤可能是补体经典途径及凝集素途径的共同激活引起，且疾病处于活动期及预后较差，由此我们可推测出C4d可作为IgAN的诊断、评估疾病活动性及预后的指标之一。

3补体调节蛋白

H因子具有补体调节活性及作为粘附蛋白的作用，在肾脏病学领域H因子的缺陷可能导致继发性低补体C3血症，从而导致肾小球肾炎等疾病的发生，在IgAN中，研究[21]发现H因子及相关H因子蛋白CFHR3、CFHR1 的变异能影响补体激活，主要是补体C3的激活，从而可促进IgAN疾病进展。尿H因子浓度与IgAN中肾组织损伤的程度有重要关系，且发现肾组织损伤程度越重，尿中H因子浓度越高，同时在肾损伤程度越重的组织，H 因子在肾小球和肾小管沉积的也越多。Crry 补体调节蛋白，是通过抑制三条补体活化途径中C3转化酶的活性,阻断C3a、C5a的产生以及MAC的形成，从而发挥抑制补体激活作用[22]。IgAN中，Crry被抑制的肾脏病小鼠表现出更为严重的肾脏间质损害，而间质损害及炎性细胞浸润是导致疾病进展的重要因素，从而得出Crry与更为严重的IgAN的发生相关。CR1调节蛋白的表达对IgAN的发展具有重要影响，CR1在正常肾小球足细胞内高度表达，而在IgAN中表达明显下降，从而导致表达下降的CR1不能阻止MAC攻击肾小球内足细胞所致IgAN的发生。

4免疫球蛋白

免疫球蛋白(Immunoglobulin,简称Ig)是德国学者Behring和日本学者北里在1890年首次发现的。临床上常规检测的 Ig 主要为 IgG、IgA和 IgM。 IgAN可以出现免疫球蛋白的紊乱，且不同的免疫球蛋白变化可以预示疾病的严重程度不同，在疾病的治疗过程中观察免疫球蛋白的变化有助于及时观察病情变化，调整治疗方案[23]。

4.1IgAIgA占血清Ig总量的10%～20%，在IgAN的相关研究中发现，约1/3的IgAN患者会发生血清IgA水平增多[24]。IgAN肾穿刺活检结果发现肾小球系膜区中IgA及补体C3沉积的越多，血清IgA的水平就越高，而补体C3的水平却越低，肾小球系膜增生程度则越严重，由此我们可以推断出，血清IgA增多是疾病发生的重要原因。近日又有临床研究发现，在大多数切除扁桃体的IgAN患者中，血清IgA将会在4周之内减少接近10%[25]，而减少幅度大于10%的患者追踪发现其预后更好，从而我们可得出血清IgA在预测IgAN疾病进展程度及预后的重要作用，由此临床工作中可通过减少血清IgA水平的方法，例如：切除扁桃体减少IgA的产生，来减少肾小球的损害，从而改变IgAN患者的预后。现已有大量研究评估血清IgA及相关免疫复合物水平对IgAN的诊断价值，已有大量研究结果，如将无创性血清IgA及IgA/C3数值的大小作为临床资料已经高度怀疑IgAN的诊断指标[26]。综上所述，在临床IgAN的诊疗中，我们可常规检测分析肾小球系膜区IgA的荧光强度及血清IgA的水平，从而为评估疾病的严重程度及预后提供更多免疫学水平的客观资料。

4.2IgGIgG(immunoglobulin G，IgG)约占血清中免疫球蛋白总含量的75%。正常人的IgG包括IgG1～4四个亚型。IgG可单独或与其他免疫球蛋白或补体共同沉积于肾小球系膜区、毛细血管袢周,从而导致肾小球疾病的发生。研究表明，40%的IgAN患者系膜区可同时伴有IgG的沉积(主要是IgG1和IgG3)[27]，一般认为是抗IgA的IgG抗体，且IgG抗体的荧光强度与严重的肾小球损伤密切相关。同样的血清IgG升高程度的大小与疾病的严重程度也明显相关[25，26,28]，从而推断出Lee分级越高的患者血清IgA越高继而引起抗IgA的IgG越高，导致免疫复合物IgA-IgG的形成及沉积增加，从而导致更为严重的IgA肾小球损伤的发生，但有相关研究发现，IgAN疾病的严重程度与IgA-IgG系膜区沉积的荧光强度密切相关，而与血清IgA-IgG无明显关系[29]，但没有大量研究证实。

4.3IgMIgM在Ig中分子量最大。体内黏膜免疫屏障的主要抗体多聚IgA在肠黏膜屏障受损时进入体内,可刺激IgM大量产生并伴随黏膜产生的IgA进入体循环,进而沉积于肾组织而表现为伴IgM沉积为主的IgAN。由于IgM是通过补体经典途径激活补体而发挥作用的，所以，此类IgAN患者肾组织局部补体系统既被沉积的IgA通过旁路途径激活,又被沉积的多种抗体形成的免疫复合物经补体经典途径激活。研究发现，IgA肾病患者中,伴有IgM或C1q沉积的37例患者以儿童多见,仅见IgM 痕迹者约50%有大量蛋白尿,而IgM在痕迹以上者则93%有大量蛋白尿，可见，伴有IgM沉积的患者表现出更严重的临床表现，原因可能与上述的激活补体经典途径有关[30]。因此，肾小球IgM的荧光强度可作为评估个体IgAN的发生有无补体经典途径的参与及评估疾病严重程度及预后的关键性指标[30]。

综上所述,IgAN中合并IgG和(或)IgM沉积者,造成的肾组织损伤相应较重，且有临床研究表明，IgAN伴有肾小球内IgG沉积者易出现血尿,而伴单纯肾小球IgM 沉积者则大量蛋白尿多见，而血清免疫球蛋白与临床指标及疾病预后的相关性目前仍无明确的研究结果[30]。Maeda等[31]研究所提出利用四个临床参数值区别IgAN和非IgAN以及判断IgAN预后性质:(1)尿沉渣红细胞>5个/HP;(2)持续尿蛋白>0.3 g/d;(3)血IgA>315 mg/d1;(4)血清IgA/C3值>3.01,符合以上三项或四项指标的患者易诊断为IgAN,并且在预后良好与预后相对较好的患者两者之间比较以上临床参数值有明显的区别。由上得出,IgAN患者无创性血清中及有创性肾小球中免疫球蛋白及补体的种类及大小的检测在疾病的诊断及评估疾病发病机制、临床表现及预后上均有不同的意义,有必要进一步进行深入研究，尤其是对无创性血清免疫学指标的研究，可为判断IgAN和非IgAN以及IgAN预后增加新的诊断指标。

补体系统及免疫球蛋白在IgAN的发病中发挥着重要的作用，补体成分、补体活化产物、补体调节蛋白及激活补体的免疫球蛋白的基因及蛋白水平的变异均可能与IgAN发病有关，且目前研究论证IgAN患者血液中补体三条途径均有异动,拓展了IgAN补体活化的理论,为进一步明确病因奠定基础。另外，目前已建立了多种针对补体系统的相关治疗方法，原理是在补体激活的各个位点进行抑制性阻断，已经有了很多的成果。而目前血清中C1q、C4d以及免疫球蛋白是否可以作为一个判断IgAN患者长期预后的可靠指标，经典途径是否参与了IgAN的肾损伤,是否可通过阻断补体经典途径的激活位点来延缓IgAN进展，尚需进一步扩大样本量,从血清学和病理学的角度进一步验证，总之，现对IgAN的临床表现与病理损害的认识,不应仅仅局限于补体替代途径与凝集素途径的活化,经典途径补体活化是否参与更严重的病损值得进一步研究。

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(收稿日期：2015-10-28)

【中图分类号】R 692

【文献标识码】A

【文章编号】1002-7386(2016)06-0927-05

通讯作者：赵建荣，010050呼和浩特市，内蒙古医科大学附属医院肾脏内科；

E-mail：jrzhao3@sohu.com