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特发性膜性肾病相关靶抗原及补体途径研究进展

2020-02-16吴冕王凉

医学综述 2020年14期
关键词:补体滴度抗原

吴冕,王凉

(南京医科大学附属无锡人民医院肾脏内科,江苏 无锡 214000)

近年来,特发性膜性肾病(idiopathic membranous nephropathy,IMN)的发病率逐年升高,约占膜性肾病的2/3,其中5%~30%未经治疗的IMN患者随访5年内可自发性完全缓解,14%可进展至终末期肾衰竭[1]。IMN发病率高、起病较隐蔽、易合并血栓,但目前发病机制尚不明确,且缺少筛查手段,因此一直受到广泛关注。自20世纪50年代Heymann肾病模型问世以来,人们逐渐发现了中性肽链内肽酶(neutral endopeptidase,NEP)、醛糖还原酶(aldose reductase,AR)、超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2,SOD2)、磷脂酶A2受体(phospholipase A2receptor,PLA2R)、α-烯醇化酶(α-enolase,αENO)、阳离子化牛血清白蛋白(cationic form of bovine serum albumin,C-BSA)、血小板反应蛋白7A结构域(thrombospondin type 1 domain-containing 7A,THSD7A)等一系列靶抗原。目前,IMN被认为是自身免疫介导的足细胞病,免疫系统错误产生的自身抗体与足细胞上靶抗原结合,在基膜外侧上皮下形成膜攻击复合物C5b-9,并主动激活补体,导致足细胞结构的破坏和肾小球原有滤过屏障的损坏,从而引起蛋白尿。近年来,随着靶抗原的不断发现,对IMN发病机制、疗效分析及预后判断等的研究不断发展。现以PLA2R、THSD7A为重点就IMN相关靶抗原及补体途径方面的研究进展予以综述。

1 靶抗原

1.1PLA2R PLA2R是IMN的最主要抗原,是甘露糖受体家族的Ⅰ型跨膜糖蛋白,分为N型和M型两个亚型,M型PLA2R表达于正常人肾小球脏层上皮细胞。2009年,Beck等[2]首先发现了PLA2R,并发现PLA2R与膜性肾病患者肾组织中最主要的免疫沉积物免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)G4共定位;70%的IMN患者血清IgG4抗体呈阳性表达,而继发性膜性肾病患者中未见IgG4抗体表达。Zhang等[3]研究显示,肾组织抗原PLA2R染色的灵敏度为80.95%,采用时间分辨荧光免疫分析法检测血清PLA2R抗体(截断值0.91 mg/L)的阳性率为84.06%。目前,肾组织PL2R抗原、循环PLA2R抗体的检测已被广泛应用于IMN的诊断与鉴别诊断[4]。

初诊时循环PLA2R抗体滴度可能与患者肾病综合征的自发缓解相关。Hoxha等[5]研究发现,PLA2R抗体阴性膜性肾病患者蛋白尿的自发缓解更常见,约为91%。Wu等[6]对190例IMN患者的荟萃分析显示,在未经免疫抑制治疗IMN患者中,诊断时循环PLA2R抗体阳性与自发缓解可能性呈负相关(RR=0.69,95%CI0.56~0.87,P=0.001)。

与某时间点PLA2R抗体滴度检测相比,连续PLA2R抗体滴度检测可提供更好的患者预后信息。抗PLA2R抗体滴度与血清白蛋白水平呈负相关,并与尿蛋白定量显著相关[7-8]。另有研究表明,PLA2R抗体滴度持续降低具有预测蛋白尿缓解的临床价值[9-10]。此外,各项研究中接受治疗IMN患者的血清PLA2R抗体滴度降低速度不同,一般在治疗后3个月内PLA2R抗体滴度急剧降低,治疗6~9个月内PLA2R抗体消失,治疗12~24个月内蛋白尿缓解,且治疗结束时PLA2R抗体滴度可用于预测患者的长期预后[6,11]。Bech等[12]在治疗结束时检测PLA2R抗体,并观察治疗结束5年后患者的持续缓解状态显示,58%的PLA2R抗体阴性患者持续缓解,而9例PLA2R抗体阳性均未缓解。Ruggenenti等[13]研究表明,PLA2R抗体再次转为阳性或滴度升高约3个月后可能出现IMN复发。因此,循环PLA2R抗体滴度可用于IMN患者的预后分析,PLA2R抗体滴度持续下降提示预后良好,而PLA2R抗体滴度升高常提示预后不良。

美国肾脏病学会推荐,对于接受免疫抑制治疗IMN患者,应每月监测两次PLA2R抗体滴度,若治疗6个月内PLA2R抗体滴度降低>90%,应考虑停止免疫抑制治疗;若治疗6个月内PLA2R抗体滴度降低<50%,应考虑更改免疫抑制治疗方案;若治疗6个月内PLA2R抗体滴度降低50%~90%,则应继续免疫抑制治疗[11]。Hoxha等[14]研究发现,钙调蛋白抑制剂、烷化剂、利妥昔单抗治疗IMN患者的PLA2R抗体及蛋白尿水平差异无统计学意义。因此,动态监测接受免疫抑制治疗IMN患者的血清PLA2R抗体水平尤为重要,但尚无明确的免疫抑制治疗方案的选择标准,仍需要大量研究的进一步确定。

PLA2R抗体检测方法的确立和标准化对于血清PLA2R抗体水平检测十分重要。Zhang等[3]发现,时间分辨荧光免疫分析法检测PLA2R抗体水平的灵敏度为84.06%(截断值0.91 mg/L)。此外,免疫荧光试验或酶联免疫吸附测定亦可用于PLA2R抗体检测[15]。各种检测方法用于检测循环PLA2R抗体较可靠,但仅检测PLA2R抗体可能导致PLA2R相关膜性肾病的漏诊,故应进一步检测PLA2R抗原。因此,还需要对IMN发病机制进行大样本前瞻性研究,以提高循环PLA2R抗体检测对IMN诊断的帮助。

1.2THSD7A THSD7A对于PLA2R阴性IMN的诊断具有重要作用。Tomas等[16]在循环PLA2R抗体阴性IMN患者血清中首次检测到THSD7A抗体,并在组织中检测到THSD7A。THSD7A是一种分子量为250 000的Ⅰ型跨膜蛋白,在足细胞足突表达,且在足细胞膜表面的定位与PLA2R类似[17]。与PLA2R不同,THSD7A既可在人类足细胞表达,也可在啮齿类动物足细胞表达,使构建动物模型成为可能。Tomas等[18]对将人THSD7A抗体与鼠THSD7A结合制备的具有类似于膜性肾病肾组织病理学表现以及蛋白尿表现的小鼠模型的研究发现,原代培养足细胞中人THSD7A抗体可以特异性结合鼠THSD7A抗原,改变细胞骨架和黏着斑结构,导致细胞形态改变并从培养板脱落。

THSD7A抗体与PLA2R抗体可能互不相容,两者所致IMN的发病机制可能亦不同。有研究发现,PLA2R抗原阴性IMN患者肾组织THSD7A抗原的阳性率为19.2%,血清抗THSD7A抗体阳性率为9.1%[19]。在膜性肾小球病患者中,THSD7A阳性者占膜性肾小球病患者的3%(7/258)[20];而在非IMN患者中,尚未检出THSD7A[16,21]。另有研究显示,8%~14%PLA2R抗原阴性患者的血清及肾组织中存在抗THSD7A抗体,然而血清抗PLA2R抗体阳性IMN患者的血清及肾组织中均未检出THSD7A抗体[22]。由此,区分IMN的具体类型可能有助于治疗方案的选择、患者预后的判断等。

综上所述,除PLA2R外,THSD7A是IMN相关足细胞抗原的重要补充,有助于IMN的诊断与鉴别诊断,故血清THSD7A抗体临床检测的推广具有重要的临床价值。此外,THSD7A阳性可能与恶性肿瘤存在潜在联系。对THSD7A阳性IMN患者的研究中,3/10的研究报告了恶性肿瘤,其发病率为6%~25%[23]。另有研究发现,在25例抗THSD7A抗体阳性IMN患者中,7例患有恶性肿瘤[24]。

1.3NEP NEP是一种Ⅱ型整合细胞膜糖蛋白,表达于肾小管刷状缘和足细胞足突,参与脑啡肽、促尿钠排泄因子、内皮素等降解,是首个被发现的足细胞抗原[25]。Debiec等[26]对新生儿膜性肾病中NEP作用机制的研究发现,母体NEP基因缺陷导致了针对胎儿合体滋养层细胞表达的NEP抗体的产生,NEP抗体在分娩时穿过胎盘与表达于胎儿肾脏足细胞的NEP蛋白结合形成免疫沉积物,激活补体造成损害,最终导致新生儿膜性肾病的发生。Vivarelli等[27]发现,新生儿膜性肾病的严重程度取决于母体所产生的抗体类型,仅有IgG1或兼有IgG1和IgG4,后者所致新生儿膜性肾病的严重程度较高,且更易发展为肾衰竭。由于NEP是新生儿膜性肾病的一种独特抗原,故应将NEP基因缺陷作为母体妊娠前的筛查项目,能够有效避免新生儿膜性肾病的发生。

1.4AR或SOD2 AR和SOD2是人体内重要的还原酶,两者与对应抗体结合会阻碍其功能,可能加剧氧化应激所致的肾小球损伤。Prunotto等[28]发现,膜性肾病患者血清AR和SOD2抗体水平明显高于局灶节段性肾小球硬化及正常人群,并在膜性肾病患者肾脏标本中检测到高滴度的抗AR抗体和抗SOD2 抗体;免疫电镜下见AR或SOD2与IgG4和C5b-9三者的共定位。由此可见,AR或SOD2的抗原抗体复合物可能通过激活补体,最终形成膜攻击复合物C5b-9。

AR相关膜性肾病的发生与高糖刺激可能存在联系。AR属于醛酮还原酶家族,是葡萄糖山梨醇旁路代谢途径的关键酶,山梨醇途径是将葡萄糖转化为果糖的过程。然而正常肾脏组织不表达AR,正常组织中葡萄糖的主要代谢途径为磷酸戊糖途径以及糖酵解,但糖尿病患者组织中葡萄糖浓度过高,使山梨醇途径的活性明显增强。

氧化应激可能驱动了肾小球SOD2的表达,从而损伤肾小球功能。SOD2是一种超氧自由基清除因子,可以将超氧自由基还原为过氧化氢,并经过过氧化氢酶及过氧化物酶的作用完全还原为水。SOD2在小管上皮细胞大量表达,经过氧化氢作用后使足细胞SOD2表达增加[28]。

1.5αENO αENO可能是膜性肾病的相关靶抗原。Bruschi等[29]利用蛋白质组学方法对膜性肾病的研究发现,膜性肾病患者肾小球中αENO、延伸因子2和甘氨酰tRNA合成酶可能与免疫反应相关,其中25%的膜性肾病患者的αENO表达增加,且与沉积物中IgG4、C5b-9共定位。

αENO可能并不是通过免疫复合物沉积而致病。αENO是一种结构保守的糖酵解酶,又称为2-磷酸-D-甘油酸水解酶,可将磷酸甘油水解为磷酸烯醇式丙酮酸,在糖酵解过程发挥限速作用。αENO的功能非常多样,除糖酵解外,还可参与免疫反应、纤溶过程、诱导肿瘤细胞凋亡、作为肿瘤相关标志物等[30]。αENO在某些其他类型的自身免疫性相关疾病中亦可呈阳性,故其诊断IMN的特异度低,且不同疾病的αENO抗原表位与IgG亚类的组合可能不同[31]。原发性和继发性膜性肾病的血清αENO抗体滴度无显著差异,Kimura等[32]在29例原发性或继发性膜性肾病患者上皮下免疫沉积物中均未检出αENO,仍有待进一步的研究。

1.6C-BSA C-BSA可能是膜性肾病相关的一种外源性靶抗原。Debiec等[33]在少部分成人及儿童膜性肾病患者血清中检测到高浓度的牛血清白蛋白抗体,且存在IgG1及IgG4两种亚类,并在内皮下沉积物检测到阳离子化的牛血清白蛋白,提示C-BSA可能是膜性肾病致病的靶抗原之一。C-BSA作为外源性蛋白,可能穿过肠道屏障进入循环,由于肾小球滤过膜带负电荷而沉积于此,并与其抗体结合形成免疫沉积物。由于东西方饮食的差异以及疾病本身的特殊性,有关我国C-BSA相关膜性肾病的报道较少。

2 补体激活

补体激活是IMN导致肾脏损伤的主要途径,通过抗原抗体结合形成原位免疫沉积物,激活补体引起足细胞损伤,最终导致细胞骨架重组、裂隙膜片丧失和蛋白尿。

经典途径、甘露聚糖结合凝集素(mannan-bin-ding lectin,MBL)途径和旁路途径均可启动补体激活,并通过装配C3和C5转化酶产生促炎性过敏毒素(C3a、C5a)、介导免疫黏附的调理素(C3b、iC3b)以及裂解细胞的膜攻击复合物C5b-9。在人膜性肾病中,C3片段、C5b-9与IgG均存在于上皮下沉积物中,而尿液中C5b-9水平与免疫疾病的活动相关[34]。对Heymann肾炎大鼠模型的研究显示,C5b-9是足细胞损伤和蛋白尿的关键介质[35]。IMN相关抗原抗体结合后,无论何种激活途径均形成膜攻击复合物C5b-9,引起钙离子内流并诱导酪氨酸激酶受体反式激活,最终损伤足细胞。C5上游不同补体途径的作用仍不清楚。MBL途径与IMN起病相关。IMN肾组织活检免疫荧光检查中,多以IgG沉积为主,其中IgG4更常见,而未见C1q沉积,因此缺乏经典途径中间产物C1q可作为排除经典途径参与IMN起病的依据[36],而MBL和C4b染色通常呈阳性[37]。

MBL缺乏患者发生IMN表明凝集素途径并非IMN致病的单一途径[38]。IMN患者肾组织免疫沉积物中尚未发现旁路途径的产物B因子[39]。Luo等[40]的动物研究发现,与缺乏补体C5相比,B因子缺乏可更大程度地消除蛋白尿。由此可见,C5的缺乏仅阻止C5活化下游的事件(如C5b-9形成),而B因子缺乏还抑制了C3水平的补体活化,提示C3水平的补体激活也可导致蛋白尿,旁路途径在小鼠膜性肾病的致病过程中可能发挥了作用,为膜性肾病补体激活途径的研究提供了新方向。

3 小 结

近年来,对于IMN发病机制、临床病情评估等的研究为IMN靶向治疗提供了理论支持,但仍有诸多问题亟待解决,如血清抗PLA2R抗体滴度检测用于 IMN诊断标准的制定及临床应用推广、THSD7A相关及PLA2R相关膜性肾病的区别、THSD7A相关膜性肾病合并恶性肿瘤的发病机制、人类膜性肾病补体激活途径的具体机制、针对各靶点的治疗及各生物学标志物的临床转化等。目前,足细胞抗原驱动肾小球病变的许多通路与机制仍有待进一步研究。

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