免疫球蛋白与糖尿病肾病研究进展*

李含雨 综述 刘芳 审校

(四川大学华西医院肾内科,四川 成都610041)

糖尿病肾病是造成慢性肾脏病的最常见原因，临床上以持续存在的蛋白尿、肾功能下降及血压升高等为临床特点[1]，病理上以系膜及系膜基质等增生、K-W结节的形成、入球及出球小动脉的玻璃样变为特征[2]。 糖尿病肾病的发病机制复杂，其中遗传、炎症、免疫应答、内分泌等多种机制参与其中，但具体机制尚不十分清楚[3]。 免疫球蛋白(Ig)是由B细胞接受抗原刺激后增殖分化生成的浆细胞产生的一类糖蛋白，能与相应的抗原结合，是介导体液免疫的重要效应分子。Ig重链由450～550个氨基酸残基组成，分子量约为50～75KDa，分为μ、δ、γ、α和ε链，根据其重链的不同将免疫球蛋白分为5个同种型，即IgM、IgD、IgG、IgA、IgE[4]。目前有大量研究表明，免疫球蛋白参与糖尿病肾病发生和发展的各个步骤当中，本文将对免疫球蛋白与糖尿病肾病近年来的研究进展进行综述。

1 体液免疫与糖尿病肾病

免疫是机体的一种生理功能，免疫系统在其功能上的表现主要是防御、监视和免疫自稳。其中体液免疫主要防御细胞外微生物及中和其毒素，具体可分成感应阶段、反应阶段和效应阶段三个阶段，分为两个关键：①产生记忆性T细胞和记忆性B细胞得以保存，当同种抗原再次入侵时候，可迅速、高效、特异性应答。②产生高效但短暂的浆细胞，由浆细胞分泌的抗体发挥中和病毒、免疫调理、细胞毒作用来杀伤靶细胞。体液免疫是通过B细胞产生抗体来达到保护的特异性免疫，B细胞产生于骨髓，是获得性免疫系统中最重要的一个成员，在受到抗原刺激时发生增殖、分化，进入激活状态，B细胞能够递呈抗原并分泌抗体，迅速向浆细胞分化，IgG、IgA类抗体通过其Fab段与细菌等病原体结合，Fc段与吞噬细胞的FcR结合后吞噬病原体[5]。

1型和2型糖尿病发病均与机体免疫状态异常有关 ，其中1型糖尿病被认为是一种T细胞介导的胰岛β细胞进行性破坏的自身免疫性疾病，胰岛β细胞自身抗原释放和暴露可激活B细胞，分泌ICA、IAA、GADAb、蛋白酪氨酸磷酸酶-2β等抗体，同时B淋巴细胞可以促进CD8+T淋巴细胞向细胞毒性T细胞转化，分泌INF-γ、IL-1和TNF-α等细胞因子，参与1型糖尿病的发生[6]。在非肥胖的糖尿病大鼠体内注射抗CD20或者抗CD22的单克隆抗体消耗B细胞后，可阻止大鼠糖尿病的发生[7]，对新近诊断的1型糖尿病患者使用抗CD20单克隆抗体(利妥昔单抗)注射后，患者体内B细胞的消耗可以维持患者胰岛β细胞的功能，延迟胰岛素开始治疗的时间[8]。2型糖尿病则与免疫及炎症反应引起的胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能减退有关，其中淋巴细胞、炎症因子、自身抗体、补体等均参与到2型糖尿病患者胰岛细胞的损害过程。Zhang C等发现在2型糖尿病患者体内CD4+/CD8+T细胞比例失调，Th17细胞增多，Treg细胞减少。B淋巴细胞分泌的IL-8和IL-10的比例失调，放大了炎症反应，加重了疾病的进展[9]。

糖尿病肾病是在遗传因素的背景下，其他危险因素共同作用导致的疾病，其主要危险因素包括糖代谢异常、炎症作用、微循环障碍、氧化应激、脂代谢异常等。近期有研究显示，糖尿病肾病是一种炎症过程，免疫细胞可能参与到其发生和进展过程当中[10]，由于巨噬细胞是糖尿病肾病发生最先侵润的免疫细胞，目前大多数研究关注巨噬细胞在糖尿病肾病发病机制中的作用[11]，巨噬细胞侵润数量与肾损害程度呈正相关[12]。在1型糖尿病患者中，T细胞在肾小球旁器的聚集和激活会加重糖尿病的发展，并且与肾小球滤过膜和尿蛋白排泄相关，与非糖尿病的野生型小鼠相比，肾小球和间质的CD4+T细胞、CD8+T细胞会成倍增加[13]。提示早期糖尿病肾病的发展与淋巴细胞侵润相关。淋巴细胞的募集是糖尿病肾病进展的关键步骤，缺乏细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的小鼠，淋巴细胞和巨噬细胞向肾组织募集缺陷，可缓解肾脏病变的进展。ICAM-1缺陷的db/db小鼠CD4+T细胞向肾小球聚集的能力也下降[14]。B细胞可通过产生自身抗体进而导致肾脏免疫复合物的形成和沉积[15], 肾脏免疫复合物的沉积可诱导巨噬细胞聚集，通过释放细胞因子和激活补体促进炎症的发生[16]，产生损伤级联反应,加重糖尿病肾病的进展。

糖尿病病程的延长可导致糖基化终产物(ACE)的产生增加，糖基化终产物修饰蛋白可结合白细胞，刺激促炎细胞因子的合成和释放[17],同时，糖基化终产物可激活NF-κB信号通路，在B细胞的产生和激活过程中发挥作用[18]。糖尿病肾病患者RASS系统的激活和内皮功能紊乱为白细胞活化和细胞因子表达产生促炎和增生效应提供微环境[19],因此糖尿病肾病患者的代谢和血流动力学异常会触发免疫介导的炎症反应和细胞因子生成。

2 IgM与糖尿病肾病

IgM作为一种机体在初次免疫应答过程中所出现的抗体，其来源：①通过B-2细胞与外来抗原进行初次免疫应答而出现。②由于B-1细胞受病毒、细菌的影响及诱导出现克隆活化逐步形成，病原菌表面的糖成分为该抗体的主要靶点。 一般分布于人体血液中，在免疫防御早期应答中扮演着重要角色[20]。在患有早期传染性疾病以及类风湿性关节炎等免疫性疾病的患者血清中能够发现IgM的存在，一旦在血清中发现IgM就表示患者最近出现过感染情况。为此，IgM经常被用于对患者是否存在感染情况的早期诊断[21]。

持续存在的蛋白尿是糖尿病患者发生心血管疾病和肾衰竭的高危因素，有研究[22]表明白蛋白尿可作为预测糖尿病患者心血管疾病死亡率和肾衰竭发生的独立危险因子。Omean等[23]比较了1型和2型糖尿病患者的尿蛋白排泄情况，首次发现2型糖尿病患者尿IgM比1型糖尿病患者高，揭示了1型糖尿病患者蛋白尿主要是由于肾小球毛细血管壁电荷选择性造成，而在2型糖尿病患者中，则是由滤过膜的分子选择性引起。RafidTofik等[24]发现糖尿病患者尿IgM排泄的增加，其心血管事件和肾脏终点事件的发生率也随之增加，在白蛋白尿相同的情况下，尿IgM对预后判断的敏感性更高, 并且在2型和1型糖尿病患者中发现了同样的上述规律，提示尿IgM可作为评估糖尿病患者预后的无创性检查[25]。在我们的一项纳入了132人经肾活检确诊糖尿病肾病的患者的回顾性研究中，肾组织免疫球蛋白沉积占55.04%，其中IgM阳性的占41.86%，大部分分布在肾小球毛细血管，少量分布在系膜区域和肾小球囊，IgM的沉积与患者eGFR、血清C3、尿酸、甘油三酯的降低相关，多因素回归分析认为，肾小球IgM的沉积是糖尿病肾病患者进展为ESRD的独立危险因素。

3 IgG与糖尿病肾病

IgG的最大特点在于其是目前研究发现的人体中含量最高的一种免疫球蛋白。通过对比IgG铰链区长度及二硫键位置两者间的差异，人类IgG大致包括IgG1、IgG2、IgG3、IgG4四种，它们分别对应的分子量为146KDa、146 KDa、165 KDa、146 KDa。通常情况下，可以在B细胞参与再次免疫应答过程中发现IgG，该免疫球蛋白是再次免疫应答的主要抗体，此外它还具有较好的补体活化功能，能帮助吞噬细胞提升吞噬病原体的作用[26]。

Koki Mise等[27]发现糖尿病肾病患者肾组织IgG呈线状沿肾小球及肾小管基底膜分布，其强度与患者的肾脏预后相关，在调整了临床和其他的肾脏损害等多因素后，IgG沉积的强度越高，其全因死亡率相应增加，上述研究提示糖尿病肾病患者IgG沉积的强度可作为判断糖尿病肾病患者预后的指标。糖尿病肾病患者IgG在肾小球及肾小管沉积的原因尚不十分清楚，目前可能的机制如下: ①肾小球基底膜结构的改变，引起滤过膜的通透性变化，使血浆中白蛋白和带负电荷的蛋白质的通透性减少，进而导致基底膜两侧的电荷发生变化，因而在糖尿病早期，肾脏清除带负电荷的IgG4的比例增加[28]。②胶原IV特征性的存在于肾小球基底膜当中，并且是基底膜的主要构成成分，Kanie等[29]测量了血清中抗胶原IV的抗体(IgG)，发现糖尿病肾病患者血清抗胶原IV抗体(IgG)明显高于非糖尿病患者，提示糖尿病肾病患者基底膜结构的破坏，导致胶原IV的碎片的形成，刺激机体产生抗胶原IV的抗体(IgG)在肾小球和肾小管沉积[30]。

糖尿病患者体内多种修饰蛋白具有免疫原性，其中包括人对氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)免疫应答后产生抗氧化低密度脂蛋白免疫复合物[31], 抗ox-LDL免疫复合物可以通过激活补体的经典途径诱导巨噬细胞产生促炎的细胞因子，包括IL-1、IL-6和TNF-α[32]。在1型糖尿病患者当中，ox-LDL免疫复合物的沉积与大量蛋白尿相关。Virella G等[33]发现在1型糖尿病患者中IgG抗体明显升高，且独立于循环免疫复合物、血肌酐和尿蛋白的排泄，其IgG抗体主要为促炎的IgG1和IgG3亚型，这些免疫复合物在体外可诱导产生单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和集落刺激因子-1(CSP-1)，通过系膜细胞产生胶原促进肾小球纤维化的发生[34]。

4 IgA与糖尿病肾病

IgA是人类合成最多的免疫球蛋白，每天合成IgA的量大约为66mg/kg，其半衰期约为6天，人体中的IgA可以单体、二聚体、三聚体和四聚体形式存在，粘膜表面和分泌液中的IgA是主要的免疫球蛋白，抵抗病原体经粘膜上皮特别是呼吸道、肠道和泌尿道的感染[35]。IgA可以发挥中和作用，可以阻止病原体进入细胞造成细胞损伤，同时IgA具有调理作用[36]，可与粘膜表面的单核细胞和中性粒细胞表面的Fc受体结合，吞噬病原体[37]。Forshaw M J等[38]发现克隆恩病患者中肠道IgA阳性的B细胞明显增多，肠道分泌增多的IgA沉积于肾脏，引起患者血尿、蛋白尿和肾功能变化。当患者体内出现衣原体感染后，血浆中IgA水平的升高，其发生心血管事件的风险也升高，可能与IgA抗体调控肠道微生物产生致动脉粥样硬化作用相关[39]。

IgA肾病约占非糖尿病肾损害的59%，有单个病例报道，IgA肾病叠加糖尿病肾病会加重患者的肾脏损伤[40]，但lai等[41]比较随访观察了7个IgA肾病合并糖尿病肾病的患者1年，与单纯性糖尿病肾病患者相比，其最终的肌酐及肌酐清除率无明显差异。IgA肾病叠加糖尿病肾病的患者并不少见，糖尿病患者肾小球结构和功能的改变为免疫复合物的沉积提供了条件[42]，IgA肾病叠加糖尿病肾病对患者肾功能的影响取决于原发肾脏疾病的病理损害程度和IgA肾病在糖尿病肾病病程中的发生时间[43]。

5 其他

IgD 和 IgM二者均是B 细胞在发育过程中出现最早的抗体。但从功能上来看， IgD明显优于IgM，而且其在调节免疫应答及平衡免疫系统中发挥着更加突出的作用；从其分类来看，大致包括分泌型IgD (sIgD)和膜结合型IgD (mIgD)。IgD不但能够作为 B 细胞表面受体BCR以达到更好发挥免疫功能的作用，同时也可以被当作配体和其受体进行结合并完成对下游信号通路的激活[44]。自IgD在1965年被从骨髓瘤患者血清中发现以来，经过后期大量研究发现，患有感染性疾病及自身免疫性疾病等的病人其血液中sIgD水平偏高，另有研究表明[45]，对患有关节炎的实验小鼠在其发病早期为其注射抗IgD 抗体，结果显示关节病变情况有所改善。IgE则是在B细胞出现类型转换时形成的抗体类型，研究表明，对于血脂异常的男性患者来说，他们外周血液中所存在的IgE指标值偏高，而这也是导致其发生心肌梗死、心源性猝死等的危险因素，IgE基于对肥大细胞功能的调节使其进一步加速动脉粥样硬化的形成，而且其还与过敏及哮喘发病等有着密切关系[46]。目前文献尚未发现IgD和IgE与糖尿病肾病的确切关系。

6 小结

综上所述，免疫系统的激活在糖尿病肾病的发生和发展过程中发挥着重要作用，免疫球蛋白作为下游的效应产物，与糖尿病肾病临床表现差异、预后密切相关，为糖尿病肾病的治疗提供了新的靶点。