系统性红斑狼疮生物标志物的相关研究进展

郭胜华 综述，王健 审校

国药中生生物技术研究院有限公司第四研究室，北京101111

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是红斑狼疮（lupus erythematosus，LE）的一种亚型，也是LE各类型中最严重的一类。北美SLE发病率最高，为23.2／10万，患病率为241／10万；非洲和乌克兰SLE发病率最低，为0.3／10万；澳大利亚北部SLE患病率最低，847人中有0例。在各年龄段和种族中，女性发病率均明显高于男性，且怀孕会加快病情发展。黑色人种中SLE发病率和患病率最高，白色人种中SLE发病率和患病率最低［1］。我国的发病率为3.1／10万［2］。

生物标志物是疾病研究中能客观反映疾病发生、发展状况的生化指标，应具有一定的特异性和灵敏度。SLE作为一种复杂的自身免疫性疾病，其生物标志物的研究一直是困扰科学家的难题。本文从SLE的遗传易感基因、临床诊断和疾病累及器官3个方面汇总了近几年发现的生物标志物。

1 SLE遗传易感基因

SLE的发病机制是多因素的，其中遗传因素是不可忽略的原因。有研究表明，非洲裔美国人比欧洲裔美国人的SLE发病率高4倍，且这些有祖先背景的SLE患者之间，在遗传和免疫方面均存在差异［3］。对家族聚集的研究表明，SLE患者的兄弟姐妹患该病的相对风险更高，与普通人群相比，兄弟姐妹的风险比高达29，有血缘关系的亲属风险比也明显高于普通人群［4］。但由于SLE受多种因素影响，因此SLE的发病情况不遵循孟德尔遗传定律。通过对不同种族人群的SLE患者进行全基因组关联研究（gnomewide association study，GWAS），目前已确定约100多个SLE易感基因位点，主要出现在欧洲和亚洲人群中［5］。

1.1 人白细胞抗原基因座与SLE的关系 主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）是基因组中基因最密集的区域［6］，分为3类，Ⅰ类和Ⅱ类MHC编码人白细胞抗原（human lymphocyte antige，HLA）基因，Ⅲ类MHC编码补体系统和炎性基因。其中HLAⅡ类抗原（特别是HLA-DR、HLADQ、HLA-DM、HLA-DP、HLA-DO）与SLE的相关性最强，相关研究也最多。

通过对5 261例SLE病例和9 838例对照进行荟萃分析，研究了HLA-DRB1基因的2个多态性（HLADRB1*3、HLA-DRB1*15），结果显示，HLA-DRB1*3多态性在白种人中与SLE易感有显著的相关性，HLADRB1*15多态性则与东亚人群的SLE易感有显著相关性［7］。对埃及人群的相关研究中发现发现，HLA-DRB1*15增加了青少年的易感性，但与SLE的疾病活跃程度无关［8］。在拉丁美洲人群的研究中发现，HLA-DRA单倍体可增加狼疮性肾炎的易感性［9］。在我国人群的研究中发现，HLA-DP的2个多态性位点（rs3077和rs9277535）能降低SLE的易感性［10］。有研究表明，HLAⅠ类抗原HLA-G也可作为SLE的易感基因［11］。

1.2 干扰素（IFN）相关基因对SLE的影响 目前已有多个研究证明，IFN途径在SLE的发病机制中起重要作用［12-13］，尤其是Ⅰ型IFN系统。血清中Ⅰ型IFN水平的升高是SLE的另一标志，而且在发现的与SLE相关的约100个基因位点中，有接近一半的基因座与Ⅰ型IFN系统相关［14］。Toll样受体（tolllike receptors，TLR）、IFN调节因子（interferon regulatory factor，IRF）、酪氨酸激酶2（tyrosine kinase 2，TYK2）、信号转导和转录激活蛋白4（signal transducer and activator of transcription 4 protein，STAT4）是激活Ⅰ型IFN产生和信号传导的关键［15］。

TLR与Ⅰ型IFN的产生相关，主要存在于免疫细胞中，TLR7和TLR9表达于浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cell，pDC）中，机体产生的自身抗体与核酸形成免疫复合物（immune complex，IC），IC的核酸部分与TLR7和TLR9相互作用，从而诱发pDC产生IFNα［16］。

Ⅰ型IFN基因的转录受人类9种不同蛋白质组成的转录因子的IRF家族成员的调节，其中IRF3、IRF5、IRF7与SLE易感性相关，且IRF5是SLE的危险源，其基因多态性可导致SLE风险单倍型，除介导Ⅰ型IFN的产生外还参与其他信号传导途径［17］。

TYK2基因与IFN受体连接，当IFNα与受体结合时，TYK2被磷酸化并激活，活化后的TYK2可介导IL-12的细胞因子的信号转导，荟萃分析显示，在白种人和亚洲人中，TYK2基因的rs280519多态性与SLE易感性显著相关［18］。

STAT4是被IFNα信号激活的转录因子，在Ⅰ型IFN和其他细胞因子的下游反应中起重要作用。STAT4的遗传变异与SLE的风险相关，来自欧洲和亚洲群体的多个GWAS研究均证实SLE与STAT4之间存在显著的关联［19］。相关实验的回归分析证实，STAT4的风险多态性位点rs7574865与血浆中IFNα信号转导的敏感性增加有关［20］。

1.3 其他相关基因TREX1是特异性的DNA核酸外切酶，该基因的突变会引起DNA在细胞中的蓄积［21］，而DNA清除不足导致其在细胞质内的蓄积也是SLE的发病机制之一［22］。对TREX1缺陷小鼠的分析发现，这些小鼠在生产Ⅰ型IFN的同时也出现致命的自身免疫，结合对TREX1的40个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）的研究数据分析表明，TREX1与SLE的发病机制有关［23］。已有研究证明，在儿童SLE中TREX1突变引起的缺乏症会诱发神经系统疾病［24］。

整合素αM（integrin alpha M，ITGAM）SNP与SLE有显著关联。据报道，其rs1143679SNP的次要多态性位点在欧洲人群中与狼疮性肾炎（lupus nephritis，LN）、盘状皮疹和免疫学表现呈正相关［25］，在另一项对亚洲SLE患者的研究中，rs1143679与LN呈正相关，而与盘状皮疹呈负相关［26］。在拉丁美洲人中也发现rs1143679与SLE具有相关性［27］。除rs1143-679外，rs1143683、rs9888739、rs1143679、rs34572943与SLE也有显著的相关性［28］。

除上述已证明在临床与SLE相关的基因外，B细胞支架蛋白与锚蛋白重复序列的关联1（B-cell scaffold protein with ankyrin repeats 1，BANK1）、肿瘤坏死因子α诱导蛋白3（tumor necrosis factor alpha inducible protein 3，TNFAIP3）、编码锌指转录因子的IKZF1等基因也在实验室研究中证明与SLE疾病易感性相关［29］。

2 SLE临床诊断生物标志物

根据2019年由欧洲风湿病联盟（European League Against Rheumatism，EULAR）和美国风湿病学院（American College of Rheumatology，ACR）共同修订的SLE新分类标准，规定免疫学的分类标准包括SLE特异性抗体、抗磷脂抗体以及补体蛋白，新标准的敏感性为96.7%，特异性为93.4%［30］。但由于SLE发病机制的多样性，任何一种单独的免疫诊断均无法做到敏感性与特异性同样高的水平。

2.1 特异性抗体 抗核酸抗体（antinuclear antibo-dy，ANA）对SLE的敏感性很高，对13 000多名患者的数据的荟萃分析表明，ANA≥1∶80的敏感性为98%［31］。但ANA的特异性较差，多达20%～30%的健康人群被检测为阳性［32］，因此，ANA仅可用于SLE的筛查试验，确诊SLE需要结合患者的临床特征。

抗ds-DNA抗体由B细胞受刺激后产生，可与抗原结合形成免疫复合物沉积在肾小球基底膜和血管内皮上，从而引发SLE［33］。作为SLE的生物标志物，其诊断特异性高但敏感性低，抗ds-DNA阴性不能完全排除SLE的可能性。

抗Sm抗体特殊之处在于其仅在SLE中出现，在相关自身免疫性疾病，如类风湿关节炎或硬皮病中不存在，但其在SLE中也仅有25%的特异性［34］。

2.2 抗磷脂抗体 抗磷脂抗体（anti-phospholipid antibody，aPL）是抗磷脂综合症（antiphospholipid-antibody syndrome，APS）的致病性自身抗体，与SLE也有明显的相关性，对317名SLE患者至少5年的随访中，37%患者有显著的aPL分布，这些患者即使在无APS的情况下，也会增加患该病的风险［35］。另外，伴有SLE的APS患者常出现动静脉血栓形成的症状，也有相关研究证实，aPL中的狼疮抗凝剂阳性可作为诊断SLE中aPL引起血栓并发症的一种工具［36］。

2.3 补体蛋白 用于诊断SLE的补体标准包括低C3、低C4水平［30］。血清补体水平的变化对SLE的诊断和疾病活性均无特异性，因为在其他免疫复合物介导的疾病中也会发现补体成分含量低，在细菌感染期间补体成分水平增加。但在高度活跃期狼疮患者中，血清补体水平有一定的意义，约60% C3水平异常降低，50% C4水平降低［37］。虽然血清补体的特异性不高，但在监测SLE疾病活动方面具有一定的临床价值。且大多数补体存在于血浆中，容易获得，较自身抗体来说易于检测。

SLE新分类标准也对B淋巴细胞刺激因子（B lymphocyte stimulator，BLyS）、IFNγ诱导蛋白10、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）、肿瘤坏死因子α（TNFα）、Ⅰ型IFN信号、Th17和浆细胞等新出现的生物标志物进行了评估，但均因为临床条件的限制或缺少足够的验证等原因而被排除在外［38］。虽然这些生物标志物有提高SLE的诊断特异性、改善临床治疗等优点，但不满足生物标志物的选定标准，不适用于临床。

3 器官受损情况生物标志物

SLE是一种可累及全身的疾病，其中肾脏、神经和心血管方面的受累程度最高，对人体的危害最大。

3.1 肾脏LN是SLE最严重的表现之一，且致死率最高。肾脏活检是诊断肾炎类型和疾病程度的金标准，但由于取材会造成不必要的损伤，因此需要更方便的生物标志物。常规的用于临床检查的LN生物标志物包括抗ds-DNA抗体、补体C3和C4、蛋白尿、肾小球滤过率（glo-merular filtration rate，GFR）和尿沉渣［39］，这些标志物均是在狼疮发生后的检测项目，用于狼疮发生前的生物标志物有待发掘。近几年对LN的研究中，尿液细胞因子IL-17、TNF样凋亡诱导剂（TNF-like weak inducer of apoptosis，TWEAK）、尿脂联素以及尿单核细胞趋化蛋白-1（urinary monocyte chemoattractant pro-tein-1，uMCP-1）可作为潜在的生物标志物用于临床。

根据IL-17与T细胞在LN中的作用机制以及对尿中的IL-17进行分子学检测，评估IL-17可作为LN耀斑的生物标志物［40］。TWEAK可调节几种与LN疾病活动相关的细胞因子或趋化因子，如IL-6、MCP-1、IP-10，与其他炎症因子相比其在级联反应的位置更靠前，因此高水平的尿TWEAK有预测LN的潜力［41］。尿脂联素可调节炎症并诱导MCP-1的产生，在纵向评估中，尿脂联素的增加最早在肾耀斑发作前2个月开始，且与蛋白尿和血清肌酐相关［42］。uMCP-1水平不受非肾脏SLE疾病活动的影响，对肾脏疾病有特异性，对预测肾耀斑敏感，且与耀斑的严重程度和增生性狼疮性肾炎密切相关［43］。

3.2 中枢神经SLE国际临床协助组（Systemic Lupus International Collaborating Clinics，SLICC）的分类标准中包括7种神经精神性系统性红斑狼疮（neuropsychiatric system lupus erythematosus，NPSLE）综合征，即脊髓病、癫痫病、急性混乱状态、精神病、单神经病变、单发／多发神经病变、颅内和多发性神经病变［30］。抗核糖体P抗体（anti-ribosomal P-protein autoantibody，ARPA）、抗NR2抗体、抗ds-DNA独特型抗体以及抗神经元抗体在制作小鼠NPSLE模型时起到作用，但对于人体来说，自身抗体种类及相关机制比小鼠复杂的多。目前尚未发现NPSLE的诊断金标准，据近几年的研究数据来看，狼疮抗凝剂（lupus anticoagulant，LAC）和IL-6更有望成为NPSLE的生物标志物。LAC的阳性结果可能有助于疾病表型的分类，为临床疾病治疗提供依据［44］；NPSLE患者的鞘内IL-6水平明显升高，尤其是急性精神错乱患者的鞘内IL-6水平更高［45］。另外正电子发射计算机断层显像（positron emission computed tomography，PET）和核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）在NP-SLE的诊断方面可提供神经影像的支持，有助于对疾病发展情况进行观察［46］。

3.3 心血管 心血管疾病（cardiovascular diseases，CVD）是SLE患者致残和死亡的重要原因之一。除传统的CVD危险因素外，SLE也已被证明是CVD的独立预测因子，可以使临床心血管发病率增加5～8倍，且SLE疾病活动度大的患者患CVD的风险更高。另外几种自身抗体，如抗磷脂抗体、抗ds-DNA抗体、调节性T细胞也与亚临床动脉粥样硬化和CVD的发展有关［47］。除自身抗体外，有研究表明，Framingham风险评分（Framingham risk score，FRS）乘以2可预测狼疮患者的CVD风险［48］。

4 结语及展望

SLE由于其复杂性、全身性的特征，导致其生物标志物不如其他自身免疫病或肿瘤等疾病的生物标志物容易确定。近几年对SLE的研究也发现了新的生物标志物，其中有的具有很好的特异性或敏感性，但由于临床条件或样本量等原因的限制，无法适用于临床；实验室阶段表现良好的生物标志物往往具有局限性，当进行临床试验时患者的病情往往更复杂，造成的实验效果不好；临床试验规模小，可能针对部分地区的人群起到检测诊断的作用，但面对更广泛人群时的反馈不好。因此，研究出更广泛、更适用的生物标志物仍是亟待解决的问题。

开发更适用于临床检测的生物标志物或者找到某些便于临床检测的替代物是可行方法；SLE的发病机制不明确是生物标志物探索路上的障碍；针对某一种族人群SLE患者进行研究，找到有针对性的生物标志物也是一种可行方案。生物标志物归根结底是要应用于临床，不论是对易感性判断、疾病确诊还是器官受损情况评估，均是为了临床上对疾病的预防及治疗，为患者提供帮助。