补体系统在特发性膜性肾病发病中作用机制的研究进展*

李 贤，覃兰清，李菊英，沈 婕，蔡淑宇，申杏梅，杨桢华

（1.广西医科大学第一临床医学院，南宁 530021；2.广西医科大学第一附属医院肾内科，南宁 530021）

膜性肾病（membranous nephropathy，MN）是成人肾病综合征最常见的病理类型，病理上以肾小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）上皮侧免疫复合物沉积和基底膜增厚为特征，可见IgG、补体C3 和膜攻击复合物C5b-9(membrane attack complex，MAC)沿肾小球毛细血管壁沉积[1-2]。近年来MN在我国的发病率在逐年升高[3]，比例由12.2%增至24.9%，而且患病率平均每年增加13%。MN根据病因可分为特发性膜性肾病（idiopathic membranous nephropathy，IMN）和继发性膜性肾病（second-ary membranous nephropathy，SMN），其中IMN 在MN中约占75%，IMN患者的病情易反复，约30%的患者在10年内可发展为终末期肾脏病，预后不容乐观，但IMN 病因及发病机制尚未完全清楚[4]。故对IMN的发病机制研究显得异常重要。

目前研究认为，IMN主要是由于足细胞上的靶抗原与抗体结合形成免疫复合物沉积在GBM，通过3 条途径激活补体系统，形成补体蛋白水解片段及补体终末激活产物C5b-9，进一步损伤足细胞，引起肾小球滤过屏障受损进而出现大量蛋白尿[5-6]。现已发现的多个IMN相关足细胞靶抗原，包括M型磷脂酶A2 受体（M-type phospholipase A2 receptor，PLA2R）、血小板反应蛋白7A 域（thrombospondin type-1domain-containing 7A，THSD7A）、抗中性肽链内切酶、抗醛糖还原酶、超氧化物歧化酶和α-烯醇化酶等，其对应的自身抗体均为IgG4 亚型，主要通过旁路途径及凝集素途径激活补体系统[7]。已有研究表明，在缺乏IgG激活补体系统或缺乏补体C6因子导致C5b-9 无法形成的情况下，仅会形成免疫复合物沉积而不会进一步导致足细胞损伤。由此可见，补体系统的激活和C5b-9 的形成都是诱导IMN足细胞损伤和发生蛋白尿的必要条件[8]。鉴于补体系统对IMN发病产生的重要作用，现就补体系统在IMN 患者发病过程中的作用机制的研究进展进行综述。

1 补体激活的3 种途径在IMN 发病中的作用及机制

补体系统是先天免疫系统的重要组成部分，它参与宿主防御，也参与自身免疫性疾病。补体主要是由肝细胞及巨噬细胞生成的球蛋白，由30多种蛋白质组成。循环中的补体蛋白酶是以酶原的形式存在，一旦酶原被激活，它们就会通过特定靶点的裂解或与其他蛋白质的相互作用而发生级联扩增反应。补体系统是一类具有精准调节机制的蛋白质反应系统，因激活物不同分为3种激活途径，分别为循环免疫复合物沉积或原位免疫复合物结合C1q启动的经典途径；由甘露糖结合凝集素(mannanbinding lectin，MBL)激活的MBL 途径；由病原微生物诱导、自C3开始激活的旁路途径。目前的研究进展提示在IMN 患者中补体系统主要通过激活凝集素途径或旁路途径致病。

1.1 补体经典途径与IMN 补体C1q 通过与免疫复合物中的IgG 或IgM 的Fc 段结合而启动补体经典激活途径[9]。IgG 是IMN 免疫沉积物中最主要的免疫球蛋白，而SMN 尤其是继发于狼疮性肾炎者，免疫沉积主要为IgG、IgA 和IgM。而IgG 的亚型还可鉴别IMN 和SMN，IMN 患者肾组织中免疫球蛋白以IgG4为主，而SMN以IgG1、IgG2、IgG3沉积为主[10]。SMN患者肾组织中发现有C1q的明显沉积，进一步提示补体经典途径在SMN 肾组织中被激活[10]。而在IMN 患者中，最常见的IMN 自身抗体PLA2R 抗体和THSD7A 抗体均为IgG4 亚型的免疫球蛋白，而IgG4 并不具备与C1q 结合的活性，且大部分IMN 患者肾组织中并未发现有Clq 沉积[11]，故通常认为补体经典激活途径并未参与IMN 的发病过程。而IMN 患者的肾小球中有大量补体蛋白沉积，这表明其可能来源于补体激活的旁路途径或凝集素途径。Huang 等[12]的研究结果提示，在IMN 肾组织中早期以IgG1 沉积为主，晚期以IgG4 沉积为主，同时伴有C1q 沉积，且C1q 沉积与IgG1 呈正相关，不除外IgG自身抗体可能在IMN疾病进展过程中经历了从IgG1 到IgG4 的亚类转换，而补体经典激活途径可能在部分IMN患者早期发病中起作用，而随着疾病的进展，逐渐由凝集素激活途径或旁路途径成为主导机制。另外，国内有研究表明，IMN患者血清C1q 水平较健康对照者明显升高，且肾活检C1q 沉积几乎全部为阴性[13]，这是否提示IMN 患者体内存在补体经典途径的激活？而这种激活主要存在于血液循环中。目前关于补体经典激活途径在IMN发病中的作用机制仍需进一步探索。

1.2 补体凝集素途径与IMN 病原微生物等表面的糖结构活化MBL相关丝氨酸蛋白酶而启动MBL途径，再依次活化C4 和C2，进而形成C3 转化酶C4b2a。研究表明，MBL 基因的多态性与IMN 中IgG4 亚类抗体激活补体凝集素通路有关[14]。在PLA2R 抗体阳性的IMN 患者血清中，MBL 和MBL相关丝氨酸蛋白酶水平显著升高，肾组织中也发现了MBL 和PLA2R 抗体在上皮细胞内共定位[15-16]，IgG4亚类抗体的碳水化合物侧链与MBL结合进而激活补体MBL途径，最终形成激活产物膜攻击复合物C5b-9，通过诱发足细胞凋亡、诱导DNA 损伤从而引起足细胞增生不足及足细胞脱落等机制引起足细胞减少，导致肾小球滤过膜通透性增加及蛋白尿形成[16-17]。日本的一项研究结果显示，内源性抗原（PLA2R 和THSD7A）相关MN 组与非内源性抗原相关MN组相比，甘露糖结合MBL沉积的比例更高、染色强度更强，肾小球内MBL染色强度与IgG4相关，且是IMN患者蛋白尿缓解和肾功能不全的不良预测因素，肾小球MBL阳性组的间质纤维化更严重、临床结局更差[18]。另外，有研究在动物模型上验证THSD7A 抗体可通过激活小鼠补体MBL 途径而诱导MN，患病小鼠血清中的MBL、MBL 相关丝氨酸蛋白酶、C3a、C5a 等补体蛋白水平显著升高[19]。目前的研究表明，IMN 的补体MBL 途径被明显激活，且与IMN 的发病过程、疾病严重程度及临床不良预后密切相关。

1.3 补体旁路途径与IMN 补体旁路途径与凝集素途径类似，其激活无需依赖于免疫复合物，启动活化不通过C1q，也无需经过C4、C2 活化，而是在B、D、P因子的调节下，C3b直接与激活物结合，生成C3转化酶C3（H2O）Bb，进而启动补体酶促扩增连锁反应。有研究报告表明，IMN 可以在MBL 完全缺乏的患者中发生，这些患者表现为典型的肾病综合征，在肾小球免疫沉积物中发现B 因子、PLA2R、IgG4、C3 及C5b-9 染色较强，且未见明显C1q、C4d和IgG1沉积，这提示补体系统的经典途径及凝集素途径均未被激活，B因子的沉积进一步说明IMN患者中补体旁路途径的激活[20-21]。在IMN小鼠模型中发现，B因子的缺失比补体C5的缺失更能减少蛋白尿，原因是C5 的缺失只能阻止C5 下游的活化(如C5b-9 的形成)，而B 因子的缺失则可抑制旁路途径在C3水平的活化，在更高水平上阻断了补体系统激活进而减轻IMN 小鼠的肾脏损伤[22]。补体调节蛋白H因子是旁路途径的主要抑制剂，而硫酸肝素链是GBM 阴离子电荷的主要决定因子，生理情况下GBM 通过硫酸肝素链招募H 因子来调节局部补体旁路途径的激活[23]，而在IMN 患者中由于GBM 硫酸肝素链丢失无法招募H因子，破坏了补体旁路途径的局部调节机制，减弱了对旁路途径的抑制作用，导致补体旁路途径明显激活，加重IMN 患者GBM损伤[24]，且有研究在IMN患者中发现了H因子的自身抗体，其可能进一步减弱了H因子的抑制作用[25]。由此可见，在IMN患者中MBL缺乏者主要通过旁路途径激活补体，而B 因子的参与及H 因子的调节机制充分说明补体旁路途径激活在IMN 患者发病中的作用。

2 膜攻击复合物C5b-9 在IMN 的足细胞损伤中的作用及机制

IMN 发病机制的核心是免疫复合物沉积触发的补体激活进而导致肾组织损伤，而足细胞是这一作用过程中重要的靶细胞，足细胞是高度特异性的终末分化细胞，位于GBM 的外侧，具有支撑GBM和维持肾小球滤过屏障的重要功能，膜攻击复合物C5b-9 导致足细胞损伤及脱落，肾小球滤过功能下降进而出现大量蛋白尿。

IMN 患者肾组织中已明确存在C5b-9 沉积，且IMN 患者尿中C5b-9 的排泄升高，尿中C5b-9 水平与IMN疾病进展相关[10]。C5b-9也称为膜攻击复合物，是一种大分子复合物，由C5 通过蛋白水解生成C5b，然后与C6、C7 结合形成C5b6、7 络合物，这是一种嗜两性分子，具有细胞膜脂质双分子层的结合位点。C5b6、7络合物再与C8、C9分子结合，形成膜攻击复合物C5b-9后插入细胞膜的脂质双分子层形成通道。C5b-9 的插入对非有核细胞(如红细胞)是致死性的，而在足细胞等有核细胞会导致亚致死性损伤，足细胞可通过脱去C5b-9 来免受补体介导的损伤，但同时C5b-9 可导致足细胞多种信号通路的激活，引起足细胞细胞骨架改变导致足细胞裂孔隔膜分子异常分布，促进足突融合消失和功能障碍[8,26]。足细胞在C5b-9 的损伤效应下，细胞周期明显缩短、增殖能力下降，逐渐走向凋亡并从GBM上脱落[27]，增加了GBM对尿蛋白滤过的通透性。C5b-9 还可诱导足细胞产生多种物质，如活性氧、蛋白酶、前列腺素、细胞外基质等[28]。其中活性氧可诱发GBM的脂质过氧化反应，继而降解GBM的IV型胶原蛋白，进一步加重了GBM的损伤。在实验性MN中C5b-9还可使足细胞的金属蛋白酶表达增加导致毛细血管的通透性增加，这也是蛋白尿产生的原因之一[29]。大多数C5b-9 直接作用在足细胞上，同时也可插入邻近的细胞，导致系膜细胞、肾小球内皮细胞和肾小管上皮细胞损伤[21,28]。实验性缺乏C6的IMN 大鼠由于不能形成C5b-9，可以防止IMN 的发生[8]。这些研究均为C5b-9在IMN发病过程中的重要作用提供了有力的证据。

3 C3 和C5 在IMN 发病中的作用及机制

C3 转化酶(C4b2a 和C3bBbP)在补体系统的3条激活途径中均起重要作用，可将补体C3裂解成C3a 和C3b，C3b 进一步参与生成C5 转化酶(C4b2a3b 和C3bBb3b)，将补体C5 裂解成C5a 和C5b[30]。在IMN患者的肾组织中，与低强度C3沉积组患者相比，高强度C3沉积组患者在基线时的疾病严重程度及随访期间的临床结局更差[31]。研究显示，IMN患者血浆C3a和C5a水平均升高，且C5a可在12 个月内预测IMN 患者的蛋白尿缓解[32]。C3a受体和C5a 受体分布广泛，IMN 患者足细胞膜上有C3a受体表达，系膜细胞也可表达C5a受体，与C3a、C5a结合后产生效应。C3a和C5a为过敏性蛋白，与G 蛋白偶联受体结合后发挥过敏性毒素作用，作用于肾组织细胞可趋化多种炎症细胞，如巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞等，并释放血管活性物质导致通透性增加[33]。尚有研究表明C5a与细胞凋亡密切相关，同时具备抗凋亡和促凋亡作用，对炎症细胞起抗凋亡作用，而对肾脏细胞(如足细胞)则起着促凋亡作用[28]。

4 补体治疗在IMN 中的临床应用

在IMN 患者中有1/3 极易复发，并在10～15 年内进展为终末期肾病。目前IMN 的主要治疗策略是使用激素、免疫抑制剂或针对B 细胞的利妥昔单抗等药物治疗，但这些药物有明显的毒副作用，且约25%的患者对免疫抑制治疗无效[34-35]。补体治疗是IMN治疗的一种新方法，尤其是对传统疗法效果欠佳或肾功能迅速恶化的患者。不同的补体抑制剂针对不同的激活途径，并阻断不同的效应通路。GVB-EDTA可抑制补体激活的所有途径，完全阻断补体介导的IMN 细胞毒性，而Mg-EGTA 仅抑制经典途径和凝集素途径。在Lateb 等[36]的研究中，对48 例PLA2R 相关IMN 患者给予补体抑制剂，其中37 例补体介导的细胞毒性水平高的IMN 患者受益于补体抑制剂治疗，诱导更早的缓解和更少的足细胞损伤，Mg-EGTA对经典途径和凝集素途径的抑制减轻了大部分补体介导的细胞毒性。埃库珠单抗eculizumab 是补体C5 抑制剂，有117 例IMN 患者接受了16 周的埃库珠单抗治疗后蛋白尿未见明显减少[37]，其原因可能是用药时间过短，也有可能是用量偏少没有完全阻断末端补体的激活。另外，MASP2抑制剂OMS721 和C3 激活抑制剂APL-2 目前正进行MN的药物临床试验[38]。补体抑制剂包括口服制剂、重组蛋白、小分子、新型单克隆抗体、小干扰RNA制剂以及上调天然补体抑制剂，这些抑制剂将在不久之后投入临床使用[39]。

5 总结与展望

目前IMN的病因及发病机制尚未研究透彻，循环免疫复合物沉积或原位免疫复合物形成是肾小球滤过膜受损的始动因素，补体系统激活、形成膜攻击复合物C5b-9导致足细胞损伤是IMN发病的关键环节。针对IMN 患者不同补体激活途径的抑制剂也正开展临床试验，今后仍需进一步的临床研究来揭示IMN 患者能否从补体抑制治疗当中获益。IMN发病机制复杂，未来仍需深入挖掘IMN与补体系统之间的具体机制，阐述补体系统与IMN的病理生理之间的关联，为IMN的临床诊断及治疗提供新的思路及依据，有望通过干预补体途径治疗IMN。