1型血小板反应蛋白7A域(THSD7A)与膜性肾病
2018-03-18张昌明综述刘志红审校
张昌明 综述 刘志红 审校
膜性肾病(MN)是一种原因不明的自身免疫性疾病,其病理特征表现为肾小球毛细血管基膜上皮侧免疫复合物沉积,寻找MN致病抗原一直是本领域的核心研究工作。MN的诊断需排除系统性红斑狼疮、肿瘤、感染等疾病导致的肾小球膜性病变。2009年,Beck等[1]发现M型磷脂酶A2受体(PLA2R)是多数MN患者特异性致病靶抗原。该研究发现约70%的MN患者血清中存在针对PLA2R的自身抗体[1]。后续系列研究发现PLA2R抗原或抗体可以作为MN患者疾病诊断、监测和预测预后的新型标志物[2-4],也可用于指导MN患者个体化治疗方案的选择。但仍有少部分MN患者表现为PLA2R阴性。2014年,Tomas等[5]发现PLA2R抗体阴性的MN患者存在另一特异性致病靶抗原1型血小板反应蛋白7A域(THSD7A),其在MN患者中阳性率约为3%。本文就THSA7A及其抗体在MN中的作用作简要综述。
THSD7A抗体的发现
2014年,Tomas等[5]利用MN患者血清和正常肾小球提取物在非还原状态下行免疫印迹实验,发现一条分子量约为250 kD的条带,质谱分析和重组抗原抗体试验证实该条带对应的抗原为THSD7A。在154例PLA2R抗体阴性MN患者中发现15例血清中存在针对THSD7A的自身抗体,而在其他肾小球疾病如局灶节段性肾小球硬化、微小病变肾病和健康人血清中均未找到该抗体,提示THSD7A抗体是MN的特异性表现。
THSD7A是一种I型跨膜蛋白,由1657个氨基酸构成,分子量约250 kD,从氨基端到羧基端依次为氨基末端信号肽(47个氨基酸)、22个凝血酶敏感蛋白1型重复序列(TSR,含14个糖基化位点)、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸模序、跨膜区和短小的胞内尾段[5]。THSD7A表达于胎盘脉管系统、脐静脉内皮细胞、神经元细胞等,参与内皮细胞迁移、血管生成、神经系统发育等生理过程[6-8]。全基因组关联分析证实THSD7A基因单核苷酸多态性和肥胖及骨质疏松症相关[9-10]。THSD7A胞外段可以被剪切形成可溶性THSD7A,通过黏附斑激酶(FAK)依赖的方式调节内皮细胞迁移和血管生成[11]。Tomas等[5]对肾活检样本进行免疫荧光染色,发现THSD7A 与足细胞足突或其附近的nephrin共定位,而不与基底膜标志物Ⅳ型胶原和纤连蛋白共定位,也不与内皮细胞标志物CD34共定位,提示THSD7A表达于足细胞足突而不是基膜或内皮细胞,这与PLA2R主要定位在足细胞膜表面类似。采用morpholino技术敲除斑马鱼幼鱼足细胞THSD7A后,出现明显的水肿、包囊扩张、足细胞数目减少、nephrin表达减少及足突融合,表明THSD7A对于维持足细胞正常功能和肾小球滤过膜完整性具有重要作用[12]。同PLA2R抗体相似,THSD7A抗体以IgG4亚型为主,仅识别非还原状态下的THSD7A 抗原,提示抗体识别的是一种依赖于链间二硫键结构的空间表位,推测该表位可能仅存在于某一种特定的空间结构中[5]。
THSD7A抗体的致病机制
与PLA2R不同,THSD7A不仅表达于人类足细胞,而且表达于啮齿类动物的足细胞,这使得人们能利用动物模型更好的研究THSD7A抗体导致MN的分子机制[13-14]。Tomas等[15]将THSD7A抗体阳性MN患者血清注射给小鼠,发现人THSD7A抗体能特异性的结合小鼠足细胞上的THSD7A,该抗体亚型为IgG4、与nephrin及THSD7A共定位;注射后3d小鼠即出现蛋白尿,并可持续至70d;病理形态上可观察到IgG、C3在肾小球基膜上皮侧成颗粒状沉积,超微结构可观察到上皮下的电子致密物沉积和足突增宽,少数部位可观察到足突融合。这些结果表明THSD7A抗体通过结合足细胞足突表面的THSD7A抗原,形成免疫复合物以激活补体系统,损伤足细胞,破坏肾小球滤过屏障,从而导致机体产生蛋白尿和MN的病理学改变[15]。同时研究者将THSD7A抗体从患者血清中纯化出来,再注射给小鼠也发现了相似的结果,进一步证明THSD7A抗体是导致小鼠蛋白尿和MN的原因[15]。研究者进一步制备了小鼠原代培养足细胞(GECs)并证实GECs表达THSD7A和足细胞特异性蛋白α-actinin-4。将THSD7A抗体与GECs孵育,发现THSD7A抗体可与GECs上的THSD7A特异性结合,通过改变GECs细胞骨架(形成应力纤维和增强F-actin表达)和黏着斑结构(磷酸化的paxillin表达增强,并从细胞边缘向细胞中心移动),导致GECs形态改变并从培养板脱落,表明THSD7A抗体通过直接影响细胞骨架重组而导致足细胞损伤[15]。
THSD7A的临床应用价值
THSD7A抗体与MN诊断目前对THSD7A抗体的研究资料较少,初步结果显示该抗体在MN诊断和鉴别诊断方面有如下作用:(1)帮助鉴别MN与其他肾小球疾病。在正常人群和非MN的肾小球疾病中尚未检出THSD7A抗体[5,16-17]。在成人MN中,THSD7A抗体阳性率为1.4%~3.1%(表1)。Hoxha等[17]在一个前瞻性的MN队列(345例)中发现8例THSD7A抗体阳性(2.3%),其中PLA2R抗体阴性的患者THSD7A抗体阳性率为9.0%;回顾性的MN队列(931例)中发现28例THSD7A抗体阳性(3.0%),其中PLA2R抗体阴性的患者THSD7A抗体阳性率为3.5%~12.4%。Wang等[17]在578例中国MN患者中发现8例THSD7A抗体阳性(1.4%),其中PLA2R抗体阴性的患者THSD7A抗体阳性率为9.4%;(2)帮助鉴别特发性MN (IMN)与继发性MN(SMN)。Tomas等[5]在483例IMN患者血清中发现15例THSD7A抗体阳性(3.1%),67例SMN患者中发现2例THSD7A抗体阳性(3.0%),但这2例患者肾脏病理上未见SMN的表现,肾组织IgG亚型也以IgG4为主,很可能是MN和其他疾病(系统性红斑狼疮和肿瘤)共存。Wang等[17]在114例SMN中发现1例THSD7A抗体阳性(0.9%)。由于目前研究的病例数较少,该抗体帮助鉴别IMN和SMN的结论有待进一步证实。
THSD7A抗体与MN预后初步研究结果表明血清THSD7A抗体与MN疾病活动性相关[5,16-17]。Tomas等[5]报道2例大量蛋白尿的MN患者,免疫抑制剂治疗后随着THSD7A抗体水平下降,蛋白尿水平下降,而另一例患者持续高水平的THSD7A抗体则伴随着持续大量蛋白尿。Hoxha等[16]对11例血清THSD7A抗体阳性的患者进行了至少1年的随访,发现1例患者在9个月时进入ESRD,5例THSD7A抗体转阴的患者中4例达到完全缓解,1例部分缓解,而5例THSD7A抗体持续阳性的患者蛋白尿仅部分缓解或无缓解。Wang等[17]发现2例THSD7A抗体阳性的MN患者达到完全缓解时该抗体转阴,而蛋白尿复发时该抗体再次出现。但是THSD7A抗体滴度与蛋白尿程度并不相关,也不能预测MN的治疗反应。Sharma等[18]发现10例THSD7A抗体滴度1∶ 10的患者平均蛋白尿为10.1 g/d(范围2.8~23 g/d),9例有随访的患者中仅1例蛋白尿部分缓解,其余均无缓解;11例抗体滴度1∶ 100的患者平均蛋白尿为10.5 g/d(范围3~15 g/d),7例有随访的患者中2例完全缓解,2例部分缓解,其余3例无缓解;3例抗体滴度1∶ 500的患者平均蛋白尿为9.2 g/d(范围2.4~15.9 g/d),治疗后均无缓解。以上研究结果提示THSD7A抗体与MN预后相关,但仍需前瞻性、大样本的临床研究来证实。
THSD7A抗体与MN移植后复发血清THSD7A抗体水平还与MN移植后复发概率有关。2016年,《Journal of Clinical Investigation》杂志报道了一例因MN进展至ESRD而行肾移植的老年男性患者,回顾检测其移植前血清标本发现高滴度THSD7A抗体、肾小球THSD7A染色阳性,而血清PLA2R抗体及肾小球PLA2R染色均阴性;移植后1年再次出现大量蛋白尿,行移植肾活检提示MN复发,肾小球THSD7A染色阳性而PLA2R染色阴性,血清THSD7A抗体也呈现高滴度阳性,而PLA2R抗体阴性,提示血清THSD7A抗体水平可以帮助预测MN患者移植后复发风险,具有高滴度THSD7A抗体者可能需要更加积极的免疫抑制治疗[15]。
肾小球THSD7A表达与MN THSD7A抗原存在于MN患者肾小球上皮侧免疫复合物中,血清中未检出游离的THSD7A抗原或者THSD7A-THSD7A抗体免疫复合物,证实肾小球上皮侧的免疫复合物为原位形成[5]。在正常人肾小球仅能观察到微量的线性分布的THSD7A信号,在MN患者中则能观察到沿血管袢分布的颗粒状THSD7A染色增强[5,15]。同PLA2R相关性MN相似[3,19-20],肾小球免疫复合物中THSD7A染色和血清THSD7A抗体之间并不是完全平行的关系。部分血清THSD7A抗体阴性的患者,仍然可以观察到肾小球THSD7A染色特异性增强,表明肾组织THSD7A染色比血清THSD7A抗体水平检测具有更高的敏感度,可提高THSD7A相关性MN患者的诊断精确度[16,21]。
MN患者肾组织THSD7A染色阳性率见表1。Hoxha等[16]在65例未使用免疫抑制剂治疗的MN患者中发现7例THSD7A染色阳性(10.8%)。Wang等[17]在578例中国MN患者中发现12例THSD7A染色阳性(2.1%),其中2例THSD7A/PLA2R双阳性(0.3%);64例PLA2R染色阴性的患者中有10例THSD7A染色阳性(15.6%)。Lin等[21]在136例MN患者中发现5例THSD7A染色阳性(3.7%),其中3例血清THSD7A抗体也是阳性的。Sharma等[18]在1 318例MN患者中发现31例THSD7A染色阳性(2.4%)。Larsen等[22]在258例MN患者中发现9例THSD7A染色阳性(3.5%),其中2例THSD7A/PLA2R双阳性(0.8%)。Iwakura等[23]在55例日本MN患者中发现5例THSD7A染色阳性(9.1%),而37例SMN患者中THSD7A染色均阴性。Qin等[3]在53例血清PLA2R抗体及肾组织PLA2R染色均阴性的MN患者中发现4例THSD7A染色阳性(7.5%)。
THSD7A相关性MN的特点
THSD7A被发现后,不断有学者将THSD7A抗原或抗体阳性的MN统称为THSD7A相关性MN[5,16,22,25]。与PLA2R相关性MN相比,THSD7A相关性MN患者中女性比例更高(57%),而年龄、蛋白尿、估算的肾小球滤过率或血清肌酐水平相当[5,16]。值得注意的是,约有20%的THSD7A相关性MN患者在随访过程中(中位随访时间3个月)被检出患有恶性肿瘤[16]。而经过肿瘤切除、化疗后随着血清THSD7A抗体水平下降,蛋白尿水平亦下降[26]。与不伴肿瘤的患者相比,伴有肿瘤的THSD7A相关性MN患者肾小球炎症细胞浸润更多,而IgG4阳性率及其他病理学表现两者无差异[16]。据此研究者提出了一种新的理论:免疫系统识别肿瘤组织的THSD7A而产生THSD7A抗体,后者与足细胞THSD7A结合而形成原位免疫复合物,导致MN发生[16]。之后Lin等[27]报道了一例THSD7A相关性MN伴1型神经纤维瘤的病例。然而近期发表的两项研究结果则与此不同。Sharma等[18]观察了31例THSD7A相关性MN的临床病理特点,发现THSD7A相关性MN以男性为主(61%),肿瘤发生率仅为6%,均发生于MN诊断之前,在平均12个月的随访过程中没有发现恶性肿瘤。Wang等[17]对12例THSD7A相关性MN患者进行了严密的肿瘤筛查,在平均23个月的随访过程中也没有发现恶性肿瘤。这种差异存在的原因尚不明确。尽管如此,这一现象仍值得我们关注,提醒我们对THSD7A相关性MN患者要进行周密的肿瘤筛查。
THSD7A:1型血小板反应蛋白7A域;WB:免疫印记法;IFT:间接免疫荧光法;IHC:免疫组化;IF:免疫荧光;IMN:特发性膜性肾病;SMN:继发性膜性肾病;IS:免疫抑制剂;PLA2R:磷脂酶A2受体
THSD7A相关性MN研究方法进展
血清THSD7A抗体的检测方法包括:免疫印迹法(WB)和间接免疫荧光法(IFT)。WB法结果可靠,但是操作步骤繁琐,不适用于大样本高通量的临床研究。与WB法相比,IFT法操作简单,特异性为100%,敏感性为92%[16],但尚不能够准确定量,且受观察者主观性的影响[28-29]。酶联免疫吸附试验(ELISA)法操作简便快速,能够进行精确定量,检测结果不受检查者主观性的影响,与WB和IFT法具有相似的敏感性和特异性,是多种血清抗体理想的检测方法[30-31],但目前尚无商品化的血清THSD7A抗体ELISA检测试剂盒用于研究抗体水平和临床指标及预后之间的关系[32]。肾组织THSD7A的检测方法包括免疫组化法(IHC)和免疫荧光法(IF),其中IHC方法使用较多。
如前文所述,MN患者THSD7A抗体检出率不高,使得人们很难得到足够的THSD7A抗体阳性血清用于更深入系统的研究。为解决这一问题,Tomas等[12]制备了兔抗人THSD7A抗体,并证实该抗体能诱导BALB/c小鼠产生MN,从而建立了一种异源性的小鼠THSD7A相关性MN模型。该模型可帮助人们进一步研究MN分子机制并寻找新的治疗策略。此外该抗体能与C57BL/6、DBA/J1小鼠和Sprague-Dawley大鼠的肾小球滤过膜结合,但并不能诱导蛋白尿,表明遗传背景在该模型中具有重要作用。
小结:随着MN致病靶抗原的不断发现,IMN这一名词不断受到挑战,逐渐被PLA2R相关性MN,THSD7A相关性MN,靶抗原不明的MN和SMN所取代[25,33]。THSD7A抗体和抗原检测在MN中的作用的研究较少,但有限的研究结果已显示出其在MN诊断、预后判断和病情监测等方面的潜在应用价值。值得注意的是THSD7A相关性MN患者肿瘤发生率较高,后续需大样本的研究验证这一现象。动物模型、足细胞损伤模型和商品化的血清THSD7A抗体检测试剂盒的面世有助于更深入、高效的阐明THSD7A在足细胞中的功能,以帮助我们更好地理解MN的发病机制及制定对应的治疗方案。
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