糖基相关酶基因表达异常或为系统性红斑狼疮等发病的关键因素——兼论自身免疫病治疗的优化及以维生素A预防肿瘤

张海鹏，王志湖，陈生弟，杨秉辉，王晓燕，杨子军

(1.涿鹿县医院神经外科ICU,河北 张家口 075600；2.涿鹿县医院放射医学与应用物理研究所，河北 张家口 075600；3. 上海交通大学医学院附属瑞金医院脑病中心，上海 200025；4.复旦大学上海医学院中山医院肿瘤内科、全科医学科，上海 200032)

提要：提出系统性红斑狼疮(SLE)等结缔组织病的糖基转移酶和糖苷水解酶等相关酶的基因和表达异常可能是其发病的关键，而其自身抗体是针对糖基化异常的糖蛋白、糖脂及蛋白聚糖形成的。提出感染后自身免疫病的异常糖基化的神经节苷脂、糖蛋白等可能具备半抗原的特点。提出SLE等治疗的优化措施：造血干细胞或T细胞基因表达干预、甘草素、促红素、自身间充质干细胞移植等等。提出干燥综合征(及黑热病、疟疾)比SLE有更高的噬血细胞综合征的发病风险。提出维生素A(AD胶丸)可有效地预防及治疗恶性肿瘤。

0 引言

前些时，笔者在探索吉兰-巴雷综合征(GBS)时，关注了李春岩教授命名的“急性运动神经轴索性神经病[1]”的主要自身抗体——抗神经节苷脂抗体。而神经节苷脂是人体及哺乳动物体内主要的糖脂(化合物)即脂类的糖基化产物之一；1995年笔者就读张家口医学院(现河北北方学院医科中心)大二时，曾发表蛋白质糖基化对长时记忆的影响的研究结果(笔者科技生涯中发表的第一篇著述[2]，而笔者投稿的第一个课题是1994年寒假投稿的血红蛋白液晶的挠曲电效应在其携氧或释氧中的作用[3]，当时法国科学家德热纳刚获诺氏物理奖不久)。为什么GBS的“前驱”感染者很多而仅少部分人发病(特别是腹泻相关溶血性尿毒综合征更是如此)?推测其可能与神经节苷脂(GM)中的糖基化异常的内因有关，而后者则应该与GBS患者的免疫遗传学异常有关。而神经内外科患者应用GM营养神经时，部分患者会发生药源性GBS，体内产生抗GM抗体[4]，对此，我们推测可能与药用GM系从牛或猪脑中提取[4]有关：即哺乳动物脑中的GM的糖基化特征可能与人GM不同。诚然，则进一步支持前驱感染后急性GBS的GM的糖基化相关免疫遗传学异常。ABO三种血型抗原的糖链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不同[5]；而异种器官移植后超急性排斥反应就是α-1，3-半乳糖抗原介导的[6]。由此不难看出糖(链)基在免疫中的极度重要性。

那么，GBS之外的其它自身免疫病，特别是全身性(“系统性”)红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus，SLE)[3,7,8,9]、干燥综合征、类风湿等全身性自身免疫病即结缔组织病是否与脂类、蛋白质的糖基化异常有关呢？既往认为，SLE等结缔组织病与感染、遗传、药物等相关，并发现了MHC/HLA基因等多个遗传位点的异常，然而，SLE等的共性基因变异并没有发现；而结缔组织病的多个自身抗体——也不是感染导致可解释的，前者与感染后急性肾小球肾炎、感染后儿科溶血性尿毒综合征、急性脑脊髓炎、Bickerstaff脑干脑炎、1型糖尿病、GBS等截然不同，前者也没有明显的前驱感染史；而尽管部分药物可以导致“药物性狼疮”，但后者临床表现轻微、可逆，与典型的SLE明显不同。总之，感染、药物及HLA基因变异难以解释结缔组织病的多自身抗体，因此，需寻求其它的、更合理的解释。

检索文献发现，2009年之前即已发现，类风湿患者的免疫球蛋白G(IgG)中糖链结构发生了改变，其结果是异常的糖链作为抗原，诱导了自身免疫[10]；王健等学者(2021)综述提到SLE存在组蛋白的糖基化异常[11]，我们推测其可能与抗核抗体及抗DNA抗体有关；而且实验研究还发现，抑制GnT5糖基转移酶(后者促进T淋巴细胞受体糖蛋白分子的N-聚糖分支的合成)则易于患SLE等全身自身免疫病/结缔组织病。此有力地支持我们推测的糖基化异常相关免疫遗传学异常是结缔组织病的关键因素[12]；而且，我们进一步推测，结缔组织特别是浆膜细胞、血管内皮细胞等细胞内的蛋白质糖基化异常——很可能起着更重要的作用(尽管有待于进一步证实或证否)。

糖链比蛋白质有着密度更大的信息[10,13]，如脂多糖就是革兰阴性菌的著名的抗原，可导致脓毒血症、休克及DIC。而蛋白质的糖基化异常，不仅改变糖蛋白的信息特征，而且改变其空间结构，因此所谓的自身抗体实际上更可能是对变异的糖蛋白或糖脂及蛋白聚糖产生抗体。而其主要原因是糖基化相关酶基因的变异或表达异常而表现为错误的糖基化、过度糖基化或糖基化不足。

而从细胞生物学看，内质网及高尔基体是真核细胞的蛋白质之糖基化的细胞器而原核(单细胞)微生物并不具备；由此推测，真核细胞区别于原核细胞不仅在于线粒体的有氧呼吸，而且还在于蛋白质及类脂的糖基化，糖蛋白及更加复杂的糖脂所体现的糖基化是二者分子水平的主要区别。而脂多糖相关的糖基化相关酶可能就是糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖的糖基化相关酶的起源，而更古老的糖基化相关酶则可追溯到催化核苷酸合成的相关酶——不妨称之为“五碳糖转移酶”。糖基化之进化，应该是真核细胞分子信息识别、转导的精细化、复杂化的客观要求。而且，已经发现，人类基因组高达约0.5%～1%的基因参与糖基化[13]，而人类基因组计划的重要成果之一是发现人类与大猩猩基因组仅有1%的区别，我们认为，一方面，这两个1%可能有较大的重合而不仅仅是巧合；另一方面，这1%的基因涉及海马、额叶、扣带回(涉及自我意识)[14,15]与屏状核神经元的蛋白、类脂的糖基化，后者与自我意识、与长时记忆紧密相关[2]；因此推测，自身免疫病特别是结缔组织病是人类进化中蛋白质及脂类糖基化尚不稳定(可变异)、尚不完善(可退行性)导致的，其根源或在于糖基化相关酶基因，特别是结缔组织的浆膜、内皮细胞的糖基化基因的变异、错误糖基化、过度糖基化或糖基化位点减少等，此应该是SLE等结缔组织病(及GBS等急性自身免疫病)之发病机制的未来研究的方向；遗憾的是，国外新近的SLE全基因组分析[16]尚未提出这一点。我们推测，SLE患者的雌激素及孕激素受体信号可能与糖基化相关酶的表达密切相关；而从香港学者卢煜明发明的从孕妇血液取样、加热对胎儿基因测序看，孕妇发生SLE还可能与胎儿的血型等有关[15]。

蛋白质糖基化是长时记忆蛋白质合成的最后环节[2]，因此推测糖基化异常可能在阿尔茨海默病(AD)中有重要作用；而已经发现AD患者的内质网异常[17]客观上支持这一点。而急性脑脊髓炎、急性脑干脑炎等很可能与髓鞘的糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖的糖基化异常有关，后者可能是潜在的半抗原(如糖基化异常的半乳糖脑苷脂和硫酸脑苷脂)。而糖皮质激素对这些疾病治疗效果好而对GBS疗效一般，则提示中枢神经与周围神经的糖脂等的结构并不相同。上述糖基化异常的半抗原假说同样可以解释儿科腹泻患者很常见而溶血性尿毒综合征则仅少数。需注意的是，糖链异常相关疾病并不罕见，翁心植院士诊断的国内首例高雪病(属溶酶体贮积症)就是基于患者β-葡糖苷酶、葡糖脑苷酯酶基因缺陷(常染色体隐性遗传)。

肿瘤的抗药株是否与糖蛋白、糖脂、蛋白聚糖的异常糖基化有关？肌萎缩侧索硬化的运动神经元的糖脂、糖蛋白及蛋白聚糖是否存在异常？千年老山参与普通人参的人参皂苷的区别是否与糖链有关？均值得研究。

2 结缔组织病的临床免疫学特征

SLE等自身免疫病不一定是文献[18]所述的免疫过度或亢进；从SLE患者的白细胞介素2(IL-2)降低[19]即可推测SLE患者对感染的免疫力降低，而后者与糖皮质激素、免疫抑制剂的应用无关，尽管后二者更进一步降低了患者对感染的免疫力、并可发生机会性感染。此外，我们于2009年已提出结缔组织病本身增高肿瘤的发病风险[8]，而后者之所以少见，可能主要与SLE患者大多生存期较短有关。

全身性自身免疫病是一种免疫系统(细胞免疫、体液免疫)“刀刃向内”的疾病，“对外”免疫力降低可能也和其免疫资源耗竭有一定的关系。SLE很少见线粒体自身抗体，这是免疫力下降的佐证：因为线粒体被认为起源于原核微生物，而如果线粒体内合成的蛋白质没有糖基化，则进一步证实其起源[20]；此系原核细胞不能合成糖蛋白[21]。

3 结缔组织病治疗之优化的前瞻

3.1 调节糖基化

3.1.1 中药提取物

甘草素(glycyrrhizin)，通过封闭血管内皮细胞表面E-选择素(后者为人类糖链结合蛋白基因)抗炎[13]，因此我们认为其可以防治SLE血管炎。此外，通过抑制内质网葡萄糖苷酶II 活性治疗乙型肝炎的N-nonyl deoxynojirimycin (NNDNJ)[13]对结缔组织病有何影响？青蒿素已用于SLE的治疗，其能否调节糖基化、其对肿瘤是否有效？均值得研究。

3.1.2 造血干细胞或T淋巴细胞的基因表达干预

从患者外周血提取造血干细胞或T细胞后，以TALENs(转录激活因子样效应物核酸酶)[22]促进GnT5糖基转移酶基因转录、表达，然后回输体内。

3.2 机会性感染的预防

糖皮质激素、免疫抑制剂导致的机会性感染是SLE等死亡的主要原因之一。给SLE等结缔组织病患者接种卡介苗及真菌疫苗、卡氏肺孢子虫-菌疫苗、巨细胞病毒、EB病毒疫苗(可参考笔者文献[15]中的疫苗设计、研制)可大大减少这些机会性感染[12]，而这些感染还可加大结缔组织病并发致死性噬血细胞综合征(HLH)[23]的风险。而三分之一的干燥综合征患者出现脾肿大[24]，因此推测其有着更高的HLH风险。同理，疟疾、黑热病亦有较高的并发HLH的风险。

上述疫苗接种短期内有可能加重SLE病情，但其风险可控，且远期收益远比风险大。

3.3 血浆置换

血浆置换虽已用于狼疮性肾炎治疗，但并不普遍。对SLE等结缔组织病的早期、活动期均应予以血浆置换[15]，及早清除自身抗体及抗原，预防狼疮性肾炎、神经精神性狼疮等。

3.4 干预补体

重组人C1抑制剂在发挥其抑制炎症和抗移植物损伤作用的同时，保留了旁路途径和膜攻击复合物(C5-9)，因此机体的天然抗菌防御功能保持不变[25]。其可能是治疗结缔组织病的很有前景的药物。此外，尚可以干预C5[14,15]。

干预补体，尚可用于急性重症胰腺炎之治疗。

3.5 性激素干预[15]

对难治性SLE，可考虑以雄激素等药物进行干预[15]。但应将药物副作用告知患者，经其同意。已知雌激素增加使免疫应答增强，导致淋巴细胞介导的自身免疫性疾病易感性增高有关[26]；而从SLE多发于育龄女性推测，很可能还与孕激素有关。此外，对于男性SLE[27]的发病原因，我们推测可能和雄激素水平低有关。

3.6 促红细胞生成素(EPO)

Ahrens 等学者首次在猴MHC 完全错配的同种异体心脏移植模型中，以高剂量EPO和抗CD8单克隆抗体，成功诱导免疫耐受[25]，其机制与EPO促进调节性T细胞(Treg)的增殖有关。因此推测，EPO可用于SLE等结缔组织病，特别是并存自身免疫性溶血性贫血的患者(注意血红蛋白低于8g必须输注红细胞[28])，必要时加以潘生丁，以防红细胞压积过高。此外，口服维生素C、静脉给予谷胱甘肽均可减少溶血。此外，对肺出血肾炎综合征，研究胶原蛋白的封闭自身抗体作用[15]。

3.7 特立氟胺等

特立氟胺对神经系自身免疫病多发性硬化有较好的疗效，因此，其可用于神经精神性狼疮的预防与治疗。

对SLE早期、对IgG4自身免疫性胰腺炎，均可辅以应用苯海拉明类治疗[3]。此外，需警惕环孢素、糖皮质激素合用导致的高血压脑病[9]。

3.8 干预白细胞介素

补充IL-2、IL-10，抑制IL-6(托利珠单抗)、IL-21[29]。其中补充IL-2对SLE患者对感染、肿瘤的免疫十分重要。

3.9 自体间充质干细胞移植

自体间充质干细胞抑制性调节免疫，促进血管内皮细胞生理性修复[30]，因此可防治狼疮性肾炎及神经精神性狼疮。而造血干细胞[31]没有这些作用。

上述措施(3.1-3.9)至少大部分未见文献提出，其有待于动物实验、临床循证研究验证。此外，清除B淋巴细胞-浆细胞的利妥昔单抗的应用剂量应适度，尽可能不影响正常免疫功能。

4 肿瘤的预防

结缔组织病使肿瘤风险增高[8]。维生素A(VA)代谢产生全反式维甲酸，后者已被王振义学者证实可有力地促进肿瘤细胞重新分化，因此VA可很好地预防肿瘤[22]。VA还可改善干燥综合征的角膜干燥症状。因此结缔组织病患者应服用维生素AD胶丸(每次1粒VA3000单位，每日2次)，其中维生素D尚有免疫调节作用[15]。

致谢：感谢军事医学研究院秦伯益教授提出宝贵意见。