S100A12蛋白在自身免疫性疾病中的研究进展①

武鑫鑫 陶 李 杨媛媛 周敬彩 李光迪

(兰州大学第二医院检验中心,兰州 730000)

自身免疫性疾病(autoimmune disease，AID)是指机体丧失对自身抗原的免疫耐受，而对人体正常组织发生异常免疫反应，最终导致自身抗体过度产生的一类慢性系统性疾病，迄今为止大多数AID的发病机制尚未明确[1]。S100A12蛋白是一种低分子量的钙结合蛋白，在炎症过程中过表达，有一定的促炎作用。近年来S100A12蛋白在AID中的研究越来越多，在多种AID的血清及组织中表达异常，如类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)、幼年特发性关节炎(juvenile idiopathic arthritis，JIA)、银屑病性关节炎(psoriatic arthritis，PsA)、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)等。本文就S100A12蛋白的结构、功能及其在常见AID中的研究进展进行综述。

1 S100A12蛋白的结构及功能

S100蛋白家族于1965年首次在牛脑中被发现，因其可100%溶于饱和硫酸铵而被命名为S100蛋白[2]。现已证实人类S100蛋白家族共有24个成员，虽然各成员结构高度相似，但功能却各不相同。S100A12蛋白是S100蛋白家族成员之一，也被称为钙粒蛋白C，其基因位于染色体1q21区域，一级结构由91个氨基酸组成，分子质量为10.4 kD，主要由粒细胞产生。S100A12蛋白与S100蛋白家族的其他成员一样是EF手形钙结合蛋白，含有带电荷氨基酸残基形成的螺旋-环-螺旋疏水结构域，当该结构域被Ca2+激活时，暴露的疏水结构可与靶蛋白结合发挥复杂的生物学功能[3]。在细胞内，S100A12蛋白的功能类似于Ca2+传感器，可以将Ca2+浓度的变化转变为细胞内的生化反应，从而调控细胞内其靶蛋白的生物活性[4,5]。但S100A12蛋白因其独特的结构，无法通过经典的内质网-高尔基体途径分泌到细胞外，而必须依赖细胞骨架的非经典途径[6]。细胞外的S100A12蛋白可作为损伤相关分子模式(damage-related molecular patterns，DAMP)分子，与多种受体结合激活炎症反应。在细胞外，S100A12蛋白通常与细胞表面晚期糖基化终产物(receptor of advanced glycation endproducts，RAGE)受体和内源性Toll样受体4(Toll hike receptor 4，TLR4) 结合激活淋巴细胞、中性粒细胞及单核细胞中的细胞内调节激酶1/2(ERK1/2)和磷脂酰肌醇3-激酶(PI-3K)/AKT信号通路，诱导IL-18、IL-6、IL-1β及TNF-α等细胞因子产生，促进炎症进展[6-8]。

2 S100A12蛋白与AID

2.1S100A12蛋白与RA RA是一种常见的以滑膜炎为主的慢性炎症性AID，滑膜内血管翳的生成及关节软骨的破坏可引起不可逆的关节损伤，具体发病机制尚未明确[9]。研究发现，RA患者的血清和滑膜液中S100A12蛋白的含量明显高于骨关节炎患者和健康对照组[10]。进一步研究证实S100A12蛋白在RA患者粒细胞浸润的滑膜亚层组织中高表达，在滑膜组织的巨噬细胞中仅有少量表达，而在滑膜内层组织几乎不表达[11]。在小鼠胶原诱导关节炎模型的研究中发现S100A12蛋白有诱导滑膜炎症的能力[12]。因此，课题组推测S100A12蛋白作为一种炎症蛋白可能参与RA的发生发展。

C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)和红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)是目前临床监测RA病情进展的传统指标，但二者的灵敏度和特异性都不够理想，急需寻找能更好地反映患者疾病进展的新标志物。研究证明，在RA患者中S100A12蛋白与CRP和ESR均显著相关，但与CRP的相关性更强。RA患者血清中S100A12蛋白与抗瓜氨酸化肽抗体、类风湿因子及抗环瓜氨酸肽抗体之间也显著相关[13-18]。多项研究表明，S100A12蛋白与RA患者DAS28疾病活动度评分相关，以DAS28为因变量进行多元线性回归分析，证明S100A12蛋白与DAS28的相关性优于CRP和ESR，能够较好地反映RA患者的疾病活动程度[11,14,18]。提示S100A12蛋白是监测RA病情发展的潜在标志物。

超声检测RA患者滑膜病变程度较临床常用实验室指标更为灵敏，多普勒超声能够较为灵敏地反映滑膜血管化程度。临床实验发现S100A12蛋白与RA患者关节滑膜的超声评分相关(根据滑膜炎的灰度级和血管化程度进行半定量评分)，且该蛋白与滑膜超声评分的相关性要高于传统的炎症参数CRP和ESR[15,19]。超声可直接反映骨关节的侵蚀情况，有研究指出RA患者血清中S100A12蛋白含量与骨关节的侵蚀程度有关[16]。说明通过检测RA患者血清中S100A12蛋白含量可能间接反映RA患者关节损伤程度。

临床治疗RA的常用药物有非甾脂类消炎药、常规的抗风湿类药物以及生物制剂类药物，部分患者在治疗过程中会出现对某种药物无应答的情况，目前临床上尚没有准确反映及预测药物疗效的指标。Meugnier等[17]通过分析RA患者外周血单个核细胞的基因表达谱，发现当RA患者采用肿瘤坏死因子抑制剂治疗后S100A12蛋白的表达量降低，提示S100A12蛋白与肿瘤坏死因子抑制剂类药物的疗效有关。为验证该结论，Nordal等[18,19]采用英夫利昔单抗和阿达木单抗治疗RA患者并随访1年后发现，治疗后的RA患者血清中S100A12蛋白含量显著下降。临床研究进一步发现，S100A12蛋白含量较低的RA患者对肿瘤坏死因子抑制剂类药物的反应更好[20]。上述结果显示S100A12蛋白在预测RA患者药物疗效方面具有潜力，有望成为RA潜在的治疗靶点。但由于研究的样本量较小，S100A12蛋白在预测药物疗效方面的具体作用仍需扩大样本量进一步探索。

2.2S100A12蛋白与JIA JIA是一种儿童时期常见的结缔组织疾病，以关节损伤为主要特征，并常伴有全身多系统损伤，致残率较高，常见的亚型有全身型、多关节型及少关节型。JIA病因不明，可能与感染、免疫及遗传因素有关。研究发现JIA患者血清中S100A12蛋白水平明显高于健康志愿者,当该蛋白的截断值为10.73 ng/ml时，对JIA的诊断有100%特异性[21]。该蛋白的含量与JIA的疾病活动程度也相关，同时还能反映JIA患者中性粒细胞的活化程度；该蛋白在监测JIA疾病进展方面要优于CRP、ESR、白细胞计数等传统炎症指标[21-23]。因此认为S100A12蛋白具有成为监测JIA患者病情进展标志物的潜力。

与JIA容易混淆的常见疾病有Blau综合征和家族性地中海热(family mediterranean fever，FMF)，临床表现相似，都有高热、皮疹、关节疼痛、高浓度CRP及白细胞增多等表现，使得其与JIA的鉴别诊断存在一定困难。虽然有研究指出S100A12蛋白水平在JIA各亚型间无明显差异，但该蛋白能够鉴别诊断JIA与疑似JIA患者[21]。临床研究发现，S100A12蛋白与血管内皮生长因子(VEGF)联合检测可将JIA与Blau综合征和FMF区分开，在疾病活跃期，相比于Blau综合征患者和FMF患者，JIA患者的S100A12蛋白和VEGF水平更高；在非活动期，只有FMF患者S100A12蛋白水平较高，仅限于未经治疗或秋水仙碱耐药的病例[24]。因此认为S100A12蛋白对JIA的鉴别诊断发挥重要作用。由于以上结果是小样本研究，有一定局限性，需要纳入大样本的病例来进一步研究，但这一结果对寻找JIA鉴别诊断标志物具有很大启发。

葡萄膜炎是JIA常见的关节外改变，表现隐匿可无任何症状，严重时可引起视力丧失甚至失明。JIA并发葡萄膜炎的高危因素有年龄、ANA阳性等。前瞻性研究发现，954例JIA患者在随访过程中有133例发生了葡萄膜炎，且患者基线时的S100A12蛋白水平高于250 ng/ml，与发生葡萄膜炎的风险显著相关[25]。因此推测S100A12蛋白可与ESR、ANA、年龄等指标联合预测JIA患者并发葡萄膜炎风险。

JIA患者临床常用药物与RA患者类似，如甲氨蝶呤(MTX)及阿达木单抗等，目前临床上尚无精确指标评估药物疗效。研究发现，采用肿瘤坏死因子抑制物及MTX治疗后，JIA患者血清中S100A12蛋白含量相比于治疗前显著降低，进一步研究发现，具有较高S100A12蛋白含量的JIA患者使用肿瘤坏死因子抑制物、MTX治疗更加有效[26，27]。JIA患者经治疗病情缓解后，再次复发风险较高，Gerss等[28]将处于疾病缓解期的188例JIA患者纳入研究，在随访1年的过程中有35例患者病情复发，且疾病复发患者的S100A12蛋白水平高于稳定缓解期的患者，提示S100A12蛋白可成为评估JIA药物疗效和复发风险的潜在标志物。

2.3S100A12蛋白与PsA PsA也称为关节病型银屑病，是一种与银屑病相关的关节病变，临床表现为关节及周围软组织肿胀、僵硬、疼痛及运动障碍，晚期易导致患者残疾。有研究者用微阵列杂交技术分析PsA患者外周血细胞基因表达，发现炎症基因中S100A12蛋白的基因表达上调[29]。Foell等[11]研究表明，PsA患者血清中S100A12蛋白表达升高，主要集中表达于滑膜组织血管周围，MTX治疗成功的PsA 患者滑膜组织中S100A12蛋白表达呈阴性。Madland等[30]研究发现，S100A12蛋白水平与PsA患者手关节等外周影像学特征相关，单因素变量分析发现该蛋白与PsA患者手关节等外周影像学的相关性优于传统的CRP、ESR指标。研究发现S100A12蛋白水平与PsA患者的疾病活动程度无显著相关性，该结果与Brun等[31]和Kane等[32]的研究结果一致，但与Foell等[11]的研究结果不一致，原因可能为与Madland等[30]纳入的患者均为低疾病活动度患者。

2.4S100A12蛋白与川崎病(Kawasaki disease，KD) KD是一种自身免疫性血管炎症综合征，好发于5岁以下幼儿，主要症状为冠状动脉病变，严重者可发生心肌梗死。分析KD患者外周血单个核细胞的cDNA发现，S100A12蛋白的基因表达显著上调。Foell等[34]及Ye等[35]用流式细胞仪追溯KD患者血液S100A12蛋白来源，发现该蛋白大部分由激活的中性粒细胞分泌，并发现S100A12蛋白在KD患者的急性炎症期表达明显升高，患者静脉注射免疫球蛋白治疗后S100A12蛋白含量明显下降，提示S100A12蛋白可评估KD患者对免疫球蛋白的药物疗效。S100A12蛋白在KD患者血清中高表达，说明该蛋白可能与KD的发病机制有关，研究发现S100A12蛋白虽然不能直接激活冠状动脉内皮细胞，但能和IL-1β协同作用激活内皮细胞，进而促进冠状动脉病变[36]。以上结果表明S100A12蛋白可能在KD的发生发展中扮演重要角色，为KD治疗提供新的思路。

2.5S100A12蛋白与SLE SLE是一种累及多器官、多系统，严重危害人类健康的AID。其发病机制尚未明确，可能与细胞凋亡异常、免疫耐受缺失、细胞过度活化、产生大量抗体有关[37]。研究表明SLE患者血清S100A12蛋白水平明显高于健康对照组，当SLE患者处于疾病活动期和出现关节炎症状时，S100A12蛋白水平也明显升高[38,39]。Turnier等[40]在一项儿童SLE的纵向队列研究中发现，狼疮肾炎儿童尿液中S100A12蛋白含量明显高于健康对照组，狼疮肾炎患者病情缓解后，尿液中S100A12蛋白含量也随之下降。因此认为S100A12蛋白不仅存在于血液、滑液中，在患者伴发肾脏疾病时S100A12蛋白还可随尿液排出体外。

除上述疾病外，在其他AID中也发现S100A12蛋白表达异常，如原发性干燥综合征、多发性硬化症、白塞病等。

3 总结与展望

综上所述，S100A12蛋白作为一种炎症蛋白，可能参与多种AID的发生发展，在监测AID疾病活动度、反映及评估药物疗效等方面具有潜力，对JIA的鉴别诊断和提示并发症风险等方面也具有价值。但迄今为止对于S100A12蛋白在AID中作用的研究大部分仅通过观察性实验得出结论，需要更加深入地探讨该蛋白在AID发病机制中的具体作用机制，为AID治疗提供新思路。