黏膜相关淋巴组织介导的IgA肾病发病机制及治疗进展

叶婷 综述 许勇芝 审校

广东医科大学附属医院肾病研究所，广东 湛江 524000

IgA肾病(IgAnephropathy，IgAN)是世界上非常常见的原发性肾小球肾炎，20%～40%的IgAN患者会在发病后20～30年内进展为终末期肾病(end stage renal disease，ESRD)，积极的干预治疗被认为是有必要的，然而目前对IgAN的发病机制尚不明确。人体内的IgA主要由黏膜相关淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue，MALT)分泌，临床中观察到许多IgAN患者伴随呼吸道或肠道感染[1]，因此，MALT可能在IgAN的发生和发展起重要作用。此外，研究发现IgAN的患病率在黄种人中明显高于白种人，亚洲人群的IgAN患者肾脏进展到ESRD速度更快[2]，使种族与IgAN黏膜发病机制的联系受到广泛关注。因此，本文对IgAN的黏膜免疫的发病机制中种族异质性以及目前针对黏膜免疫的治疗方法进行综述。

1 MALT与IgA

MALT主要包括肠黏膜相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT)、鼻咽相关淋巴组织(nasopharynx-associated lymphoid tissue，NALT)、支气管黏膜相关淋巴组织(bronchial mucosa-associated lymphoid tissue，BALT)。其在功能上通过“共同黏膜免疫系统”相互联系，即一个黏膜部位的抗原提呈B细胞活化会促使其他部位的IgA分泌[3]。

IgA包括IgA1和IgA2两种亚型，主要以单体或聚合体形式存在。血清中的单体IgA主要来源于骨髓，半衰期短。在MALT中，分泌型二聚体或多聚体IgA由黏膜局部的浆细胞合成，其J链与聚合免疫球蛋白受体(polymeric immunoglobulin receptor，PIgR)的外分泌部分结合，通过胞吞转运到黏膜表面，与黏膜上皮细胞分泌的黏液、抗菌肽等构成人体的第一道免疫防线。值得注意的是，不同黏膜组织中IgA1、IgA2比例不同，如鼻黏膜主要以IgA1为主，而肠道黏膜则以IgA2为主，特别在远端小肠中，IgA2比例显著升高[4-5]。

2 MALT与IgAN

IgAN患者合并呼吸道黏膜、胃肠道黏膜感染时，血尿、蛋白尿的发生率显著增高[6]，同时，研究发现IgAN患者接受肾移植后，约半数患者出现复发，相反，因其他肾小球疾病导致ESRD的患者，接受IgAN患者的肾脏作为供体移植后，IgAN血尿、蛋白尿症状出现好转[7]，提示IgAN的发病关键部位可能并不在肾脏。MOLDOVEANU等[8]进一步研究发现，IgAN患者中血清正常的IgA和糖基化缺陷的IgA1(Glycosylation defect IgA1，GdIgA1)水平都升高，与此同时，肾小球系膜可见GdIgA1的沉积。如上文所述，大多数IgA1在循环以单体形式存在，其与IgAN肾小球系膜区发现的IgA不同，被认为是没有致病性[9-10]，其余的IgA1主要是以多聚体形式存在，与黏膜免疫系统中浆细胞合成分泌的GdIgA1相同。因此，推测致病性GdIgA1由MALT分泌。此外，这部分黏膜来源的GdIgA1被进一步证明起到自身抗原的作用，诱导产生自身抗体IgG，形成的GdIgA1-IgG免疫复合物(immune complex，IC)在IgA受体的帮助下在肾小球系膜沉积，导致细胞增殖和细胞外基质、细胞因子和趋化因子的过度产生，最终引起肾小球损伤[11-13]。

2.1 GALT与IgAN GALT覆盖整个肠道，是全身最大的淋巴器官。在GALT中，大量的IgA产生被黏膜分泌，有助于机体免受病原体感染。黏膜固有层(lamina propria，LP)中IgA1和IgA2的浆细胞(plasma cells，PC)比率在不同部位占比不同，其中肠道黏膜IgA2+PC占30%～65%，回肠中IgA2+PC比率则更高，而末梢的淋巴结和气道黏膜IgA2+PC仅仅占7%～25%[14-15]。在GALT中，PC产生二聚体IgA和五聚物的IgM，抗体的J链与PIgR结合后被转移到黏膜面，在黏膜面的黏液内捕获抗原，成为非炎症性的肠道黏膜免疫防御的一部分[16-17]。研究发现IgAN常伴有肠道黏膜受累，特别是伴有炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)的IgAN患者比例升高[18]，其肠道LP中IgA+PC比率明显升高，进一步研究发现淋巴毒素β受体(lymphotoxin beta receptor，LTβR)的配体LIGHT(lymphotoxin-lik，exhibits inducible expression，and competes with HSV glycoprotein D for HVEM，a receptor expressed by T lymphocytes)和B细胞活化因子(B-cell activation factor receptor，BAFF)可以促进肠道IgA+PC进行类别转换和产生IgA，使得肠黏膜和血清中IgA升高，而且发现编码LIGHT和BAFF基因在IgAN的转基因小鼠模型中出现过表达[19-20]。另一方面，LTβR的刺激引起的黏膜血管地址素细胞黏附分子-1(mucosal adressin cell adhesion molecule-1，MAd-CAM-1)的表达增强，炎症细胞的过多流入肠道黏膜，导致pIgR数量和功能异常，阻碍IgA向黏膜面分泌。这些研究提示在IgA过度产生和pIgR异常的双重机制下，无法输送到黏膜的IgA被转移到循环血液中，由于其对肾脏具有高的亲和性，因而沉积在肾脏[20]，最终导致肾小球损伤。与此同时，研究发现了IgAN的易感基因位点，如CARD9、HORMAD2、ITGAM、VAV和HLADQ/HLA-DR，值得关注的是，它们与克罗恩病(crohn disease，CD)、溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)的肠道免疫易感基因位点是相同的[21]。尽管如此，在亚洲人群中，大部分的IgA肾病患者没有发现IBD和消化系统症状，而且伴有肠道功能异常的IgAN患者在整体中所占的比率较低。一项关于IgAN异质性临床研究结果提示欧洲和日本的IgAN患者在肠道免疫功能方面存在差异，与日本相比，欧洲的IgAN患者伴有CD或UC的比例更高[22]。此外，乳糜泻是一种由饮食麸质引起的自身免疫性肠病，目前是西方国家最常见的严重肠病[23]。瑞典的部分报道表明，33%的IgAN患者对麸质具有黏膜敏感性却没有乳糜泻的临床表现[24]。同时，在法国，没有乳糜泻表现的IgAN患者血清抗谷蛋白抗体升高，提示即使是亚临床肠道炎症也可能导致肾小球系膜IgA沉积[25]。这表明某些特定的环境因素或者种族因素可能会促进欧洲患者与IgAN之间的联系。

2.2 NALT与IgAN NALT是以咽淋巴环(waldeyer ring)为主体的免疫诱导组织，由咽扁桃体、咽鼓管扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体构成，位于上呼吸道和消化道的入口，作为针对外来抗原的“第一层屏障”。CD3-CD4+CD45+T细胞已被证明可诱导次级淋巴组织器官的发生。出生后，NALT在外来抗原刺激下，产生辅助性T细胞，T细胞在出生后3周达到峰值，与NALT形成机制不同，GALT中的Peyer小结(Peyer's patches，PP)中CD3-CD4+CD45+辅助性T细胞，从胚胎期开始增加，出生后3周减少。此外，人NALT中IgA+PC的95%以上为产IgA1型，与GALT有很大不同，且两者的器官形成相关的分子机制也不同[26]，这表明两者在黏膜中的基本作用和必要性是不同的。但是，与GALT一样，在NALT中IgA与pIgR结合被分泌到黏膜表面[16，27]。可以认为，如果使用鼻疫苗抗原使pIgR基因敲除小鼠致敏，血清中的抗原特异性IgA增加，同样的，如果发生相对的pIgR功能不全，血中黏膜型IgA也会增加[28]。在Waldeyer ring中，腭扁桃体通过丰富且较深的隐窝使表面积增加，摄取外来抗原，起到对B细胞进行抗原特异性免疫诱导的重要作用[29]。一项研究表明，增殖诱导配体(a proliferation inducing ligand，APRIL)能够促进B细胞分化的同时还能够帮助黏膜和骨膜中的PC长期存活。另一项研究发现IgAN患者的扁桃体的生发中心含有异常生成APRIL的细胞，提示在APRIL作用下，扁桃体生发中心的B细胞参与IgAN的发病，与此同时，研究发现扁桃体中APRIL的水平与疾病活动性以及扁桃体切除术后血清GdIgA1水平的下降相关[30]。此外，Toll样受体9(toll-like receptor 9，TLR9)可以激活树状细胞，从而促进IgA的生成。最近研究显示，TLR9的激活促进了容易发生IgAN的小鼠(ddY小鼠)和人的PC分泌GdIgA1[31]。与此同时，日本的研究发现IgAN患者扁桃体中的TLR9表达显著高于慢性扁桃体炎患者，且TLR9数量和APRIL表达水平之间存在显著相关性，提示NALT中的B细胞和树状细胞在TLR9刺激下相互作用，并通过APRIL诱导产生GdIgA1[30-31]。这些研究表明，在扁桃体中，TLR9和APRIL对IgAN患者GdIgA1异常的产生起重要作用。目前认为在IgAN疾病进展中GdIgA1起到重要作用，临床研究也验证了这一点，一项来自北京大学一项1 127例中国IgAN的回顾性队列研究结果提示GdIgA1/C3比值可以独立于病理改变，直接预测IgAN的疾病进展风险[11，32]。IgA分子完成半乳糖基化需要糖蛋白-N-乙酰半乳糖胺3-β-半乳糖基转移酶(C1GALT1)和它的分子伴侣COSMC共同协助。HE等[33]在IgAN患者的扁桃体组织中发现，白细胞介素4/转录激活因子6信号转导通路高度的激活以及同源结构域相互作用蛋白激酶2升高，使编码C1GALT1和COSMC的基因表达显著降低。与此同时，MUYAO等[34]研究发现高尔基体基质蛋白130对编码C1GALT1基因的表达表现出负性调节。此外，研究发现与白种人相比，中国IgAN患者和健康人群的GdIgA1水平都存在显著差异，而且在编码C1GALT1基因的常见风险变异的发生频率方面也存在差异性[34-35]。随着对GdIgA1的生成进一步深入研究，一个与IgAN相关的编码多肽N-乙酰半乳糖胺基转移酶12(GALNT12)的新的基因位点被发现，与C1GALT1基因相似，GALNT12基因与体内GdIgA1的水平和疾病的进展风险相关，而且两个基因存在着遗传的相互作用，但这种作用可能只存在于中国人，提示血清GdIgA1升高可能是不同种族对酶的差异调节的结果[36]。目前，GdIgA1的来源尚不清楚。已知在MALT中，趋化因子受体和黏附分子的特定组合介导效应B细胞归巢到黏膜和外周组织，效应B细胞被诱导向黏膜实效组织归巢后分化为PC，在黏膜局部产生各种类型的免疫球蛋白，发挥黏膜防御功能。NALT和GALT在诱导效应B细胞归巢的倾向性存在差异。IgA+PC可表达CC趋化因子配体25和肠微血管内皮上可表达的MAdCAM-1，同时小肠淋巴组织可诱导CC趋化因子受体9上调，最终引导IgA+PC归巢到小肠。对于结肠而言，IgA+PC归巢到结肠受到CC趋化因子受体10与CC趋化因子配体28的相互作用[38]。此外，一般认为，由于趋化因子受体和黏附分子的结合，由GALT产生的浆细胞不能迁移到全身免疫系统。然而，NALT不仅可以诱导α4β1受体与MAd-CAM-1相互作用，还可以诱导系统归巢受体L-选择素和CC趋化因子受体7的表达[17]，这些黏附分子使NALT来源的IgA+PC不仅能进入呼吸道相关的局部分泌组织[39]，还能进入全身免疫系统。因此血清中GdIgA1产生可能是黏膜IgA1定向B细胞从黏膜向全身免疫系统移动异常的结果。与此同时，日本最新研究表明对比于GALT，NALT是IgAN的肾源性IgA主要的诱导位点。CpG寡脱氧核苷酸(CpG oligonucleotide，CPG ODN)作为病原体相关的分子模式，能够被B细胞和树突细胞表面的模式识别受体TLR9所识别[31]，ddY小鼠经鼻腔给予CPG ODN刺激，NALT中TLR9被过度激活，产生大量GdIgA1，出现IgA、IgG和C3肾小球系膜沉积，并伴循环中肾源性IgA和IgGGdIgA1 IC的增加。然而，接受粪便移植的ddY小鼠的肾小球没有出现IgA、IgG和C3的系膜沉积[37]。

3 治疗

黏膜免疫与IgAN的发病和进展密切相关，针对肠道黏膜和鼻黏膜免疫的调节治疗也许可以成为IgAN治疗的新方向。在“TESTING”试验中，IgAN患者使用糖皮质激素治疗后，eGFR的下降速度及蛋白尿明显减少。因此，改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease：Improving Global Outcomes，KDIGO)建议，在接受了3个月的优化支持治疗后，24 h蛋白尿仍Ig的患者，应接受6个月的糖皮质激素治疗[38]。但这种全身性使用的免疫抑制剂的治疗，因为首过效应，导致对黏膜局部的免疫调节作用降低，反而伴随带来许多不良反应，如严重感染、高血糖以及肠穿孔等[39]。尽管如此，研究者仍然期望免疫抑制剂能够起积极作用，因此，部分晚期IgAN患者仍在使用强的松联合环磷酰胺或霉酚酸酯联合皮质类固醇进行治疗(NCT03218852；NCT02981212)。此外，在肠道中，IgA+PC的数量和IgA含量在小肠明显高于大肠。回肠局部释放免疫抑制剂代表了一类新兴药物，可以提高对局部黏膜的免疫调节作用，同时减少全身不良反应。“NEFIGAN”试验是一个双盲的随机对照试验，结果提示在回肠靶向释放的布地奈德能够降低IgAN患者的蛋白尿水平，并且不良反应较少[40]。然而，2b期研究试验招募受试者数量有限，随访时间相对较短，并且几乎全部是白种人群，因此，布地奈德研究结果对其他种族IgAN患者是否有效，需要更多大型的临床研究去探索。与此同时，一项3期多中心、随机、双盲、安慰剂对照研究(NEFIGARD试验：NCT 03643965)目前正在进行中，其目的是在优化RAS抑制剂治疗的基础上招募更多人群，能够更好评估多种人群使用布地奈德治疗原发性IgAN的安全性和有效性。

NALT在IgAN的发生发展中起重要作用，目前针对NALT治疗研究集中在异常B细胞的激活、扁桃体的切除和浆细胞的类别转换方面。研究显示，羟氯喹在体内能够抑制TLR9信号介导的B细胞过度激活，并显著降低IgA水平和IgA患者的蛋白尿[41-42]。此外，日本的一项研究发现，IgAN患者在扁桃体摘除后，血清中GdIgA1含量降低，血尿在早期出现明显改善，同时在摘除的腭扁桃体中发现与IgA1的糖链的修饰相关的酶表达异常以及产GdIgA1的异常B细胞[43]。然而，扁桃体切除术是否会导致免疫缺陷，这需要进一步研究。目前，针对扁桃体相关免疫的分子靶向治疗或许可以作为扁桃体摘除的替代治疗。Bion-1301作为一种新型人源型抗APRIL单克隆抗体，被用于治疗IgAN，目前正在进行1期临床试验(NCT03945318)。虽然切除扁桃体对于日本的IgAN患者有效，但是KDIGO指南对于IgAN指导建议中，扁桃体切除术并不被推荐，因为在“VALIGA”大型研究中，扁桃体切除术在欧洲的IgAN患者未能获益[44]，提示针对NALT的治疗可能存在人群或者种族异质性。

在IgAN发病过程中，NALT和GALT的B细胞起到重要作用。利妥昔单抗(Rituximab)作为一种B细胞靶向药物，能够有效耗竭外周循环的B细胞，减少自身抗体的生成，但能否减缓IgAN疾病进展，目前尚不清楚。GONG等[45]研究发现小鼠PP的生发中心B细胞对Rituximab具有耐药性。同时，LAFAYETTE等[46]研究提示尽管Rituximab能有效去除IgAN患者循环的CD19 B细胞，但与支持治疗相比，Rituximab未能有效改善eGFR的下降和减少蛋白尿，同时血清中的GdIgA1及IgG未见明显减少。此外，Rituximab在UC患者治疗也未显示出积极作用[47]。因此，研究者猜测由于黏膜免疫在IgAN和UC的发病机制中发挥重要作用，所以使循环B细胞耗竭疗法在这类疾病的治疗效果降低。

4 展望

目前，越来越多的研究表明黏膜免疫在IgAN发病中起到重要作用，然而GALT和NALT两者在黏膜发病过程中起到怎样的重要作用，目前尚不明确。一方面，在欧洲，全身作用的B细胞靶向药物Rituximab在IgAN中未有积极效果，而回肠黏膜靶向释放的布地奈德能够有效减少IgAN患者的蛋白尿，提示肠黏膜免疫治疗的重要性；另外一方面，在日本，针对NALT的扁桃体切除在IgAN患者取得明显获益，但是在欧洲人群中未获得的积极结果，提示IgAN的黏膜发病机制中NALT和GALT的重要作用或许受种族异质性影响。但目前大部分关于发病和治疗的研究还停留在基础层面，以后仍需更深入的研究来证实。