肌炎特异性抗体与皮肌炎/多肌炎相关性的研究进展

皮肌炎(dermatomyositis,DM)和多发性肌炎(polymyositis,PM)是一类系统性自身免疫性疾病,主要累及皮肤、骨骼肌、肺等多个器官。其发病机制目前尚不明确,研究发现许多自身抗体与疾病的临床特征具有明显相关性,这些自身抗体包括肌炎特异性抗体 (myositis specific autoantibodies,MSAs)、肌炎相关性抗体(myositis associated autoantibodies,MAAs)以及组织特异性自身抗体。MSAs包括抗氨酰tRNA合成酶(ARS)抗体、抗Mi-2抗体、抗SRP抗体等;MAAs包括抗PM-Scl抗体、抗U1RNP抗体、抗Ro52抗体及抗Ro60抗体等;组织特异性自身抗体包括针对肌组织抗原的抗体、针对内皮细胞抗原的抗体等。近年来还新发现许多肌炎特异性抗体,包括抗黑素瘤分化相关基因5抗体(MDA5), 抗转录中介因子1-γ抗体 (TIF1-γ), 抗核基质蛋白2抗体(NXP2),抗小泛素样修饰激活酶抗体(SAE)。这些抗体可以帮助临床医生将肌炎病人进一步区分为更加精确的亚型,从而指导治疗以及评估预后。自身抗体作为重要的生物标志物已成为DM/PM病人诊断和治疗的有力工具,本文主要阐述MSAs与DM/PM病人的相关性。

1 传统肌炎特异性抗体

1.1 抗ARS抗体 抗ARS抗体在特发性炎症性肌病(IIM)病人血清中的阳性率约为25%～42%[1],主要包括抗Jo-1、抗PL7、抗PL12、抗EJ、 抗OJ以及抗KS 抗体,他们相对应的抗原分别为组氨酰、苏氨酰、丙氨酰、甘氨酰、异亮氨酰和天冬胺酰tRNA合成酶,这些酶主要通过ATP依赖的方式参与体内相对应mRNA的转运过程。除少数特例外，每位病人只存在一种抗ARS抗体。由于临床上常优先筛选抗Jo-1抗体,故其余抗ARS抗体阳性病人的诊断常常被延误。有研究发现除抗Jo-1抗体外其余抗ARS抗体阳性病人由于诊断的延迟其存活率明显降低[2]。Nakashima等[1]基于此研究出了一种重组抗原复合物ELISA法,该检测方法可同时检测多个抗ARS抗体,这项研究明显提高了抗ARS抗体的检出率。

既往报道提出该类抗体与肺间质纤维化(interstitial lung disease,ILD)、关节炎、技工手样皮疹、发热以及雷诺现象等特殊临床表现紧密相关,此类症状统称为抗合成酶综合征。大量文献提出不论种族及地域的区别，各类抗ARS抗体在人群中的阳性率及临床表现基本一致。新近的研究进一步探讨了各抗体之间存在的差异。抗PL12抗体阳性病人常表现为特发性肺间质纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF),且易引起肺血管内皮的损伤从而导致肺动脉高压的发生[3]。抗PL7抗体是PM/DM合并系统性硬化症病人血清中阳性率最高的抗ARS抗体,该类病人肌肉受累通常较轻,而关节炎症状往往较重[4]。Hamaguchi等[6]比较了不同抗ARS抗体阳性的病人,发现PM/DM病人常出现抗Jo-1、 抗EJ和抗PL-7抗体,而临床无肌病性皮肌炎(clinical amyopathic dermatomyositis,CADM)病人常表达抗PL12抗体,IPF病人则常出现抗PL12、抗KS及抗OJ抗体。总之,抗ARS抗体阳性病人大都具有相似的临床表现,但抗PL12、抗KS及抗OJ抗体阳性病人常表现为更早出现、更为严重的ILD,多提示疾病预后不良。

1.2 抗Mi-2抗体 抗Mi-2抗体于1967年首次在一名女性PM病人血清中被发现,其对应的抗原Mi蛋白位于细胞核内，其相对分子质量为34×103～240×103kD。其主要的免疫活性成分为240×103kD的蛋白质复合物,由第12号染色体编码,是解螺旋酶家族中的一员,该复合物主要通过参与染色体重组调控细胞增殖过程。Mi-2抗原包括Mi-2α和Mi-2β两种亚型,二者都含有一个ATP酶解螺旋酶区、两个染色质区和两个锌指状结构域。Mi-2蛋白C-末端可以和一些转录抑制因子结合从而发挥转录抑制作用[6]。抗Mi-2抗体在成人PM/DM病人血清中的阳性率约为11%～59%,在青少年皮肌炎(juvenile dermatomyositis,JDM)病人血清中的阳性率约为4%～10%[7]。研究认为抗Mi-2抗体与DM特征性的皮肤损伤相关,此类病人常具有Gottron丘疹、天疱疹、V形征样皮疹、披肩征样皮疹以及皮肤过角质化等特征性的皮肤表现,但肌炎症状通常较轻,肌酸激酶(creatine kinase CK)升高不明显,且并发ILD及恶性肿瘤的比例也低于抗体阴性病人[8]。抗Mi-2抗体阳性病人通常对免疫抑制治疗答应率较高。Oddis等[9]使用利妥昔单抗治疗PM/DM病人,结果发现抗Mi-2抗体阳性的病人的治疗效果明显优于抗体阴性病人。此外有研究发现长期暴露于紫外线(UV)下的角质形成细胞中Mi-2蛋白的表达明显上调,这意味着UV可能是导致PM/DM病理过程潜在的环境因素。抗Mi抗体与HLA-DR7单倍型密切相关,故UV等环境因素及遗传因素可能共同参与诱发了抗Mi-2抗体的出现[10]。

1.3 抗SRP抗体 抗SRP抗体首次发现于DM病人血清中,其相对应的抗原为7SLRNA和几种蛋白质(质量分别为72、68、 54、 19、 14、9 kD)的复合物,其中54 kD蛋白质携带有抗原决定簇和膜蛋白的信号序列,主要参与调控蛋白质进入内质网的过程。Targoff等[11]首次针对该抗体进行了大样本研究,发现4%的PM/DM病人抗SRP抗体阳性,该类病人肌无力症状通常较重且病情进展迅速,而ILD、关节炎及雷诺现象的发生率则相对较低。病人肌肉活检的特点为存在大量坏死性肌纤维。Suzuki[12]等发现在100名抗SRP抗体阳性DM/PM病人中,84%的病人皮肤活检表现为坏死性肌炎。随后针对抗SNP抗体与坏死性肌病的敏感性进行了一系列研究,证明抗SRP抗体是坏死性肌病病人出现频率最高的抗体[13-14]。总之抗SRP抗体阳性的PM/DM病人多表现为急性发病且病情较重,对药物敏感性差,死亡率高,多提示预后不良。

2 新近发现的肌炎特异性抗体

2.1 抗MDA5抗体 Sato等[15]首次在一些CADM病人血清中发现一类能识别相对分子质量为140 kD的多肽,进一步研究发现该抗体所识别的自身抗原为黑素瘤分化相关基因5(MDA5),故将该抗体命名为“抗MDA5抗体”。MDA5是一种胞质RNA解旋酶,属于维甲酸诱导基因-Ⅰ(RIG-Ⅰ)家族成员,其基因cDNA全长约 3.0 kb,编码一个由925个氨基酸残基构成的蛋白质。该蛋白N端包括2个串联重复的半胱天冬酶激活招募区(caspase activation and recruit-ment domain,CARD),中间为DExD/H解旋酶区,C端包含一抑制区(repressor domain,RD)。CARD负责传递信号从而诱导干扰素的产生;解旋酶区包括ATP结合基序和解旋酶TAS基序;C端RD区可与病毒RNA序列特异性结合进而对RIG-Ⅰ下游信号产生作用[16]。HLA单倍型(DRB104-DQA103-DQB103)和抗MDA5抗体的出现紧密相关[17]。Muro等[18]发现在日本中部沿kiso河有两处区域抗MDA5抗体的阳性率明显高于其他区域,从而推测环境因素可能参与了该抗体的出现。

抗MDA5抗体在CADM病人血清中的阳性率约为40%,在PM/DM病人中的阳性率约为9%[19]。该抗体与急进性肺间质纤维化相关。一项包含16项研究的Meta分析发现抗MDA5抗体诊断急进型肺间质纤维化的敏感性和特异性分别为77% 和86%[24]。此类病人还具有特异性皮肤受累表现,其中最具代表性的为Gottron皮疹、肘部皮疹和手掌丘疹[21]。

JDM病人抗MDA5抗体的研究较少,其阳性率受基因和环境因素的影响,日本人群中JDM病人抗MDA5抗体阳性率约为41%[22],而英国JDM病人中抗MDA5抗体的阳性率仅为7.4%[23]。临床相关性方面与成年人群类似,均与ILD的发生紧密相关。

进一步的研究发现抗MDA5抗体滴度在评估疾病活动度及预后的判断中起到重要的作用。Matsushita等[24]用强化免疫抑制剂治疗抗MDA5抗体阳性的PM/DM伴肺间质纤维化(PM/DM-ILD)病人,发现ILD好转的病人抗MDA5抗体滴度较前明显下降,ILD复发的病人血清抗MDA5抗体的滴度重新上升。急进型肺间质纤维化病人抗MDA5抗体滴度明显高于其余类型肺间质纤维化病人。

2.2 抗TIF1-γ抗体 Targoff等[25]于2006年首次报道了在IIM病人血清中存在一类针对分子量为155 kD多肽的自身抗体,该抗体因其较少出现在其余结缔组织病病人血清中,故似乎是DM的特异性自身抗体。随后的研究发现该抗体识别的靶抗原是TIF1-γ,进一步研究发现DM病人血清中还存在一类分子量为140 kD的多肽为转录中介因子1-α蛋白(TIF1-α),以及一类分子量为120 kD的多肽为转录中介因子1-β蛋白(TIF1-β),三种多肽均属于TIF1家族。TIF1包括三部分基序蛋白质,其被证明参与多条细胞信号通路并具有多个细胞功能,包括细胞增殖,凋亡和先天免疫[26]。TIF1-γ还被证明可使Smad4和Smad2/3通路失活从而在组织分化中发挥作用。在再生骨骼肌肌纤维的肌核中TIF1-γ表达明显增高,表明TIF1-γ在肌细胞增殖和(或)再生中起重要作用。这意味着TIF1-γ的异常表达可能是肌炎发病的驱动因素[27]。

抗TIF1-γ抗体在成人及青少年PM/DM病人血清中均有发现。在欧洲和北美洲人群中抗TIF1-γ抗体被认为是JDM病人血清中出现频率最高的抗体,阳性率约为22%～36%,且该抗体阳性病人常常伴有更为严重的皮肤受累表现,常见的皮肤损伤包括Gottron丘疹、淡紫色皮疹、颧部皮疹、甲周毛细血管病变、V形征、披肩征样皮疹以及表皮增生[28]。在JDM病人中有长时间UV接触史的人群抗TIF1-γ阳性率更高,故UV照射可能参与了该抗体的产生[26]。

在成年PM/DM病人中抗TIF1-γ抗体的阳性率约为7%～31%。研究表明该抗体与恶性肿瘤的发生相关,甚至有假说认为抗TIF1-γ抗体是细胞在抗肿瘤过程中产生的。已有Meta分析发现抗TIF1-γ抗体可以作为早期诊断PM/DM合并肿瘤特异且敏感的血清学指标,其特异性为89%,敏感性为70%[29]。而在青少年病人中抗TIF1-γ抗体并没有增加恶性肿瘤发生的风险。Fujimoto等[30]发现高龄是抗TIF1-γ抗体阳性病人合并恶性肿瘤的危险因素。此外,该抗体阳性成人PM/DM病人肌肉受累一般较轻,其CK水平明显低于抗体阴性组。而皮肤表现方面,成年病人和青少年病人均有严重且类似的皮肤损伤表现,成人病人还常出现银屑病样皮损、过度角化及疣状丘疹[26]。

2.3 抗NXP2抗体 抗NXP2抗体曾被称为抗MJ 抗体,首次发现存在于18%的美国JDM病人血清中。Targoff等[31]在后续研究中发现抗NXP2 抗体对应的抗原为NXP2,该蛋白具有核基质结合区、RNA结合区以及卷曲螺旋结构域,在细胞核中主要参与转录调节以及激活肿瘤抑制基因p53。抗MJ抗体分子质量为140×103kD,该抗体更常见于JDM病人血清中。HLA-DRB1*08基因的存在可能是导致该自身抗体出现的一个潜在危险因素。

在JDM病人血清中抗NXP2 抗体阳性率约为23%,目前研究认为该抗体与钙质沉积症的发生紧密相关。Tansley等[32]发现该抗体的存在显著增加了各年龄段JDM病人发生钙质沉积症的风险且与疾病严重程度相关。

在成人PM/DM病人中,抗NXP2抗体阳性率较低,我国约为5%,且此类病人肢体水肿和吞咽困难的发生率明显高于抗体阴性组病人,钙质沉积症的发生率也较高,这点与青少年病人相一致。新近研究还提出了抗NXP2抗体与恶性肿瘤之间的相关性。Ichimura等[33]研究提出抗NXP2抗体阳性病人肌肉病变较严重,CK水平持续性升高,且38%的病人并发恶性肿瘤。综合多项研究提示抗NXP2抗体的出现增加了JDM病人钙质沉积症发生的风险及成年病人恶性肿瘤发生的风险。

2.4 抗SAE抗体 抗SAE抗体是近年来新发现的一类MSAs。由Betteridge等[34]于2007年首次报道,其靶抗原是小泛素样修饰激活酶。由分子量为40 kD和90 kD的两个亚基组成,主要参与各种蛋白质翻译后SUMO化修饰过程。在欧洲IIM病人中抗SAE阳性率约为4%～8%[35],而在亚洲人群中该抗体的阳性率稍低,约为2%[36]。抗SAE 抗体和一种HLA单倍型(DRB104-DQA103-DQB103)紧密相关,这可能就是该抗体较少出现在非欧洲籍病人血清中的原因[36]。目前涉及抗SAE抗体的研究均认为该抗体与DM皮肤损伤明显相关,皮肤损伤通常在肌无力症状发生前几个月内提前出现,且并发吞咽困难的比例更高[34,36]。Betteridge等[34]对抗SAE抗体阳性病人进行长期随访后发现该类病人均首先表现为皮肤损伤,随后肌炎和系统性损伤逐渐出现,其中75%的病人表现出吞咽困难,80%的病人出现发热、体质量减轻以及炎症指标升高。此外,有报道认为抗SAE抗体与恶性肿瘤的发生相关。Muro等[37]研究了134例PM/DM病人,抗SAE阳性病人的癌症发生率明显高于抗SAE阴性病人,分别为57%和12%,且男性病人更易合并恶性肿瘤。抗SAE抗体与ILD的相关性尚无定论,ILD在亚洲人群中发生率约为50%～71%,而在在欧洲人群中发生率仅为0%～18%,意味着该抗体在种族间的差异仍需要进一步研究来阐明[38]。

本文总结了MSAs在PM/DM病人中的表达特异性,其中许多还可导致特征性的临床表现。随着研究的深入,用MSAs来定义DM/PM病人的临床综合征将有助于更准确地诊断、制定精准的治疗方案并有效地评估疾病预后。尽管越来越多的研究发现MSAs与PM/DM临床特征的相关性,但其致病机制尚不明确,仍有待阐明。

[1] Nakashima R, Imura Y, Hosono Y, et al. The multicenter study of a new assay for simultaneous detection of multiple anti-aminoacyl-tRNA synthetases in myositis and interstitial pneumonia[J]. PLoS One, 2014, 9(1):e85062.

[2] Hervier B, Devilliers H, Benveniste O. Patients with non-Jo-1 anti-RNA-synthetase autoantibodies have worse survival than Jo-1 positive patients[J]. Ann Rheum Dis, 2014, 72(7): E18.

[3] Handa T, Nagai S, Kawabata D, et al. Long-term clinical course of a patient with anti PL-12 antibody accompanied by interstitial pneumonia and severe pulmonary hypertension[J]. Intern Med, 2005, 44(4): 319-325.

[4] Yamasaki Y, Yamada H, Nozaki T, et al. Unusually high frequency of autoantibodies to PL-7 associated with milder muscle disease in Japanese patients with polymyositis/dermatomyositis[J]. Arthritis Rheum, 2006, 54(6): 2004.

[5] Hamaguchi Y, Fujimoto M, Matsushita T, et al. Common and distinct clinical features in adult patients with anti-aminoacyl-trna synthetase antibodies: heterogeneity within the syndrome[J]. PLoS One, 2013, 8(4): 132-132.

[6] 黄春梅, 李永哲. 多发性肌炎/皮肌炎自身抗体谱的研究进展[J]. 国际检验医学杂志, 2006, 27(1): 33-35.

[7] Wedderburn LR, Mchugh NJ, Chinoy H, et al. HLA class Ⅱ haplotype and autoantibody associations in children with juvenile dermatomyositis and juvenile dermatomyositis-scleroderma overlap[J]. Rheumatology, 2007, 46(12): 1786-1791.

[8] Petri MH, Satoh M, Martinmarquez BT, et al. Implications in the difference of anti-Mi-2 and-p155/140 autoantibody prevalence in two dermatomyositis cohorts from Mexico City and Guadalajara[J]. Arthritis Res Ther, 2013, 15(2): 1-8.

[9] Oddis CV, Reed AM, Aggarwal R, et al. Rituximab in the treatment of refractory adult and juvenile dermatomyositis and adult polymyositis: a randomized, placebo-phase trial[J]. Arthritis Rheum, 2013, 65(2): 314-324.

[10] Burd CJ, Kinyamu HK, Miller FW, et al. UV radiation regulates Mi-2 through protein translation and stability[J]. J Biol Chem, 2008, 283(50): 34976-34982.

[11] Targoff IN, Johnson AE, Miller FW. Antibody to signal recognition particle in polymyositis[J]. Arthritis Rheum, 1990, 33(9): 1361.

[12] Suzuki S, Nishikawa A, Kuwana M, et al. Inflammatory myopathy with anti-signal recognition particle antibodies: case series of 100 patients[J]. Orphanet J Rare Dis, 2015, 10(1): 61.

[13] Aggarwal R, Oddis CV, Goudeau D, et al. Anti-signal recognition particle autoantibody ELISA validation and clinical associations[J]. Rheumatology (Oxford), 2015, 54(7): 1194-1199.

[14] Wang L, Liu L, Hao H, et al. Myopathy with anti-signal recognition particle antibodies: Clinical and histopathological features in Chinese patients[J]. Neuromuscul. Disord, 2014, 24(4): 335-341.

[15] Sato S, Hirakata M, Kuwana M, et al. Autoantibodies to a 140-kD polypeptide, CADM-140, in Japanese patients with clinically amyopathic dermatomyositis[J]. Arthritis Rheum, 2005, 52(5): 1571-1576.

[16] Nakashima R, Imura Y, Kobayashi S, et al. The RIG-I-like receptor IFIH1/MDA5 is a dermatomyositis-specific autoantigen identified by the anti-CADM-140 antibody[J]. Rheumatology (Oxford), 2010, 49(3): 433.

[17] Gono T, Kawaguchi Y, Kuwana M, et al. Brief report: Association of HLA-DRB1*0101/*0405 with susceptibility to anti-melanoma differentiation-associated gene 5 antibody-positive dermatomyositis in the Japanese population[J]. Arthritis Rheum, 2012, 64(11): 3736-3740.

[18] Muro Y, Sugiura K, Hoshino K, et al. Epidemiologic study of clinically amyopathic dermatomyositis and anti-melanoma differentiation-associated gene 5 antibodies in central Japan[J]. Arthritis Res Ther, 2011, 13(6): R214.

[19] 陈芳, 王冬雪, 舒晓明,等. 血清抗黑色素瘤分化相关基因抗体检测在多发性肌炎/皮肌炎病人中的意义[J]. 中华风湿病学杂志, 2012, 16(1): 13-18.

[20] Chen Z, Cao M, Plana MN, et al. Utility of anti-melanoma differentiation-associated gene 5 antibody measurement in identifying patients with dermatomyositis and a high risk for developing rapidly progressive interstitial lung disease: a review of the literature and a meta-analysis[J]. Arthritis Care Res, 2013, 65(8): 1316.

[21] Hamaguchi Y, Kuwana M, Hoshino K, et al. Clinical correlations with dermatomyositis-specific autoantibodies in adult Japanese patients with dermatomyositis: a multicenter cross-sectional study[J]. Arch Dermatol, 2011, 147(4): 391-398.

[22] Kobayashi N, Takezaki S, Kobayashi I, et al. Clinical and laboratory features of fatal rapidly progressive interstitial lung disease associated with juvenile dermatomyositis[J]. Rheumatology, 2015, 54(5): 784.

[23] Tansley SL, Betteridge ZE, Gunawardena H, et al. Anti-MDA5 autoantibodies in juvenile dermatomyositis identify a distinct clinical phenotype: a prospective cohort study[J]. Arthritis Res Ther, 2014, 16(4): R138.

[24] Matsushita T, Mizumaki K, Kano M, et al. Anti-MDA5 antibody level is a novel tool for monitoring disease activity in rapidly progressive interstitial lung disease with dermatomyositis[J]. Br J Dermatol, 2016,176(2):395.

[25] Targoff IN, Mamyrova G, Trieu EP, et al. A novel autoantibody to a 155-kD protein is associated with dermatomyositis[J]. Arthritis Rheum, 2006, 54(11): 3682.

[26] Fiorentino DF, Kuo K, Chung L, et al. Distinctive cutaneous and systemic features associated with antitranscriptional intermediary factor-1γ antibodies in adults with dermatomyositis[J]. J Am Acad Dermatol, 2015, 72(3): 449-455.

[27] Mohassel P, Rosen P, Casciola-Rosen L, et al. Expression of the dermatomyositis autoantigen transcription intermediary Factor 1γ in regenerating muscle[J]. Arthritis Rheum, 2015, 67(1): 266-272.

[28] Rider LG, Shah M, Mamyrova G, et al. The myositis autoantibody phenotypes of the juvenile idiopathic inflammatory myopathies[J]. Medicine, 2013, 92(4): 223-243.

[29] Tralleroaraguas E, Rodrigopendas JA, Selvaocallaghan A, et al. Usefulness of anti-p155 autoantibody for diagnosing cancer-associated dermatomyositis: a systematic review and meta-analysis[J]. Arthritis Rheum, 2012, 64(2): 523-532.

[30] Fujimoto M, Hamaguchi Y, Kaji K, et al. Myositis-specific anti-155/140 autoantibodies target transcription intermediary factor 1 family proteins[J]. Arthritis Rheum, 2012, 64(2): 513-522.

[31] Targoff IN. Update on myositis-specific and myositis-associated autoantibodies[J]. Curr Opin Rheumatol, 2000, 12(6): 475-481.

[32] Tansley SL, Betteridge ZE, Shaddick G, et al. Calcinosis in juvenile dermatomyositis is influenced by both anti-NXP2 autoantibody status and age at disease onset[J]. Rheumatology (Oxford), 2014, 53(12): 2204-2208.

[33] Ichimura Y, Matsushita T, Hamaguchi Y, et al. Anti-NXP2 autoantibodies in adult patients with idiopathic inflammatory myopathies: possible association with malignancy[J]. Ann Rheum Dis, 2012, 71(5): 710-713.

[34] Betteridge ZE, Gunawardena H, Chinoy H, et al. Clinical and human leucocyte antigen class II haplotype associations of autoantibodies to small ubiquitin-like modifier enzyme, a dermatomyositis-specific autoantigen target, in UK Caucasian adult-onset myositis[J]. Ann Rheum Dis, 2009, 68(10): 1621-1625.

[35] Tarricone E, Ghirardello A, Rampudda M, et al. Anti-SAE antibodies in autoimmune myositis: Identification by unlabelled protein immunoprecipitation in an Italian patient cohort [J]. J Immunol Methods, 2012, 384(1/2): 128-134.

[36] Fujimoto M, Matsushita T, Hamaguchi Y, et al. Autoantibodies to small ubiquitin-like modifier activating enzymes in Japanese patients with dermatomyositis: comparison with a UK Caucasian cohort[J]. Ann Rheum Dis, 2013, 72(1): 151-153.

[37] Muro Y, Sugiura K, Nara M, et al. High incidence of cancer in anti-small ubiquitin-like modifier activating enzyme antibody-positive dermatomyositis[J].Rheumatology,2015,118(4): 1745-1747.

[38] Betteridge Z, Mchugh N. Myositis-specific autoantibodies: an important tool to support diagnosis of myositis[J]. J Intern Med, 2015, 280(1): 8-23.