胡影影 彭贵军
【摘要】 特发性膜性肾病是成人肾病综合征最常见到的一种病理类型,主要特征为肾小球基底膜弥漫性增厚伴上皮细胞下免疫复合型沉积,目前其发病机制并不明确。近年来遗传因素在特发性膜性肾病的严重程度、易感性、治疗效果及预后等引起众多学者的关注,但是基因的多态性在特发性膜性肾病中的作用则研究较少。本文主要就近几年国内外的研究情况,对磷脂酶A2受体基因多态性在特发性膜性肾病中作用的最新研究进展进行论述,以总结其在特发性膜性肾病中的临床意义,并为进一步进行基础研究和临床试验提供思路和依据。
【关键词】 特发性膜性肾病; 磷脂酶A2受体; 基因多态性
Research Progress in the Role of Phospholipase A2 Receptor Gene Polymorphism in Idiopathic Membranous Nephropathy/HU Yingying,PENG Guijun.//Medical Innovation of China,2019,16(26):-162
【Abstract】 Idiopathic membranous nephropathy is the most common pathological type of adult nephrotic syndrome,which is characterized by diffuse thickening of the glomerular basement membrane with subepithelial immune complex deposition,and its pathogenesis is not clear at present.In recent years,genetic factors in the severity,susceptibility,treatment effect and prognosis of idiopathic membranous nephropathy have attracted the attention of many scholars, but the role of gene polymorphism in idiopathic membranous nephropathy less studied.In this article,the latest research progress on the role of phospholipase A2 receptor gene polymorphism in idiopathic membranous nephropathy will be reviewed in the light of the research situation at home and abroad in recent years, so as to summarize its clinical significance in idiopathic membranous nephropathy and provide ideas and basis for further basic research and clinical trials.
【Key words】 Idiopathic membranous nephropathy; Phospholipase A2 receptor; Gene polymorphism
First-authors address:Henan University of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450000,China
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2019.26.042
膜性腎病(membranous nephropathy,MN)是成人肾病综合征中最常见的病因,其中70%~80%的MN为特发性,其余20%~30%为继发性,常继发于慢性肝炎、糖尿病、过敏性紫癜、系统性红斑狼疮、感染、恶性肿瘤、药物中毒等。在临床遇到的MN中,只有在排除继发性因素的情况下,才能确诊为特发性膜性肾病(idiopathic membranous nephropathy,IMN)。多项研究证明IMN是自身抗原介导的疾病,其具有自身免疫性、器官特异性的特性,虽然IMN的发病机制尚未明确,但目前大多认为IMN与抗磷脂酶A2受体(anti-phospholipase A2 receptor,Anti-PLA2R)抗体相关,循环Anti-PLA2R抗体和肾小球足细胞上的磷脂酶A2受体抗原结合成原位免疫复合物,再通过旁路途径使补体激活,从而形成C5b-9膜攻击复合物,进而损伤足细胞,使肾小球滤过膜分子屏障作用遭到破坏,引起蛋白尿[1]。
基因多态性是指在一个生物种群中,常常存在多种不连续的变异型或基因型或等位基因,人类基因的多态性不仅来自基因组中重复序列拷贝数的差异,而且来自单拷贝序列的变异和双等位基因的替换或转化。根据引起关注及研究的顺序,一般将其分为三类:DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性,近年来单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)受到了越来越多的关注。20世纪中后期家族性MN的研究揭示了MN的相关遗传学理论,近年来部分学者也致力于IMN和基因多态性的关系的研究。现主要就PLA2基因多态性在IMN中作用进行相关阐述。
1 磷脂酶A2、PLA2R、Anti-PLA2R抗体、基因多态性相关概述
磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)是一组酶系,目前可在蛋白质序列库中找出100多种氨基酸序列。PLA2依赖Ca2+的PLA2在体内的分布,据此可将PLA2分为细胞质型磷脂酶A2(cPLA2)、不依赖钙型磷脂酶A2(iPLA2)和分泌型磷脂酶A2(sPLA2)。人类全部细胞基本都含PLA2,主要分为膜结合性PLA2(Ma-PLA2)、溶酶体及胞液中可溶性PLA2(S-PLA2)这2种亚细胞类型。生理条件下,PLA2与细胞膜磷脂转换及氨基酸代谢有关,也与有丝分裂、细胞毒性、刺激释放耦连等关系密切;病理状态下,PLA2可分泌至细胞间质、血管间隙或关节腔中,介入参与炎症反应及急性损伤,因此可作为早期诊断及预测病理进程的一个指标。PLA2R是sPLA2的一个受体,也是甘露糖家族在人类肾小球足细胞中高度持续表达的一种跨膜受体蛋白[2]。PLA2R主要包括N型及M型,普遍分布于人体各器官,目前已经证实PLA2R自身抗体主要以M型PLA2R为靶抗原[3]。PLA2R分子中含有的C型凝集素结构域(C-type lectin domain,CTLD)可参与病原体的识别、补体的活化以及细胞间相互作用(如细胞内吞、细胞外基质的合成)等多种功能[4]。Anti-PLA2R抗体属于C型凝集素超家族中的甘露醇受体家族,是一个相对分子质量为185 000的多功能M-型糖蛋白受体。对于不愿意或者没有条件行肾脏病理穿刺活检术的肾病综合征患者,血清中Anti-PLA2R抗体对IMN的临床诊断、疗效评估、预测疾病发展都具有重要意义。例如,Beck等[2]发现Anti-PLA2R抗体存在于在70%以上的IMN患者的血清中,且其浓度高低对IMN活动期的诊断有一定价值[5]。Qin等[6]在研究中发现,血清Anti-PLA2R抗体浓度低的受试者达到缓解的时间较短。Segarramedrano等[7]研究发现:36例IMN患者经他克莫司治疗有效1年后,血清Anti-PLA2R抗体浓度的下降往往比尿蛋白减少及疾病减轻更明显,当疾病再次发作时其浓度又首先升高。Hoxha等[8]发现Anti-PLA2R抗体水平与快速的肾功能减退相关。Ruggenenti等[9]提出治疗半年后Anti-PLA2R抗体完全转阴可以作为预测IMN预后的一项独立指标。
PLA2R和Anti-PLA2R抗体灵敏度及特异度较高,共同在IMN患者机体中表达[10],且大多数Anti-PLA2R可能针对PLA2R的某个特定区域为靶部位。Fresquet等[11]相关学者及Kao等[12]专家发现了可以用来作为识别Anti-PLA2R抗体优势表位的3个靠近PLA2R-N末端的结构域,其中一项研究还发现了一个能够抑制抗体-抗原相互作用且由9个氨基酸构成的小型序列。从以上研究进展可以看出:PLA2R、Anti-PLA2R抗体与IMN关系密切,研究PLA2R及其相关抗体可以更好地服务于临床需要。在PLA2R相关研究的基础上,进一步探讨PLA2R基因多态性与IMN的关系显得非常有必要,且是一个非常有价值的关于遗传学的研究方向。
SNP主要是指在基因组水平上DNA序列的多态性,通常是由单个核苷酸的变异所引起。它通过置换、颠换、插入和缺失,形成了数量巨大且多态性丰富的遗传标记,因此它是人类可遗传变异中最常见的类型。SNP在人类基因组中普遍存在,其总数达数百万个或许更多,使得研究者能够发现它们与各种疾病的联系。尽管一些SNP并不能直接导致致病基因的表达,但因为某些致病基因与它相邻,因而成为相当重要的标记。Beck等[10]研究发现,大多数IMN患者含有针对PLA2R构象依赖性表位的抗体,提示PLA2R分子只有结构发生变化才会使抗原表位暴露出来,刺激机体产生Anti-PLA2R抗体,导致PLA2R抗原表位与相关抗体相结合,因而能够推断PLA2R基因的突变可以改变氨基酸序列。另外PLA2R基因存在于人类2号染色体长臂的23-24区,在该区域中存在大量SNP位点。例如,PLA2R基因的第5号外显子上,编码PLA2R分子CTLD中的rs35771982位点基因存在G/C突变,将造成天冬氨酸替代组氨酸,从而对CTLD的功能变化造成影响。此外,在PLA2R分子CTLD家族6-7之间中rs3828323位点基因存在C-T突变,可造成第1 106位氨基酸由丝氨酸替代甘氨酸。从以上例子可以推测PLA2R基因具有多态性,且存在基因突变。
2 PLA2R基因多态性与IMN的关系
2.1 PLA2R基因是IMN的易感基因,与人群分布、人种无关 Kim等[13]在韩国人群的研究中首次提出PLA2R基因型与MN易感性之间的关系,PLA2R基因可能与MN的发生发展有关。PLA2RSNP rs35771982中C等位基因和rs3828323中G等位基因的频率分别为73.6%和73.9%。此外,与其他基因型的受试者相比,rs35771982中具有C等位基因的受试者对IMN的易感性更高,而继发性MN患者与PLA2R基因型无明显差异。Bullich等[14]在研究西班牙人群中发现PLA2R1基因型是IMN的危险因素。Stanescu等[15]在法国、荷兰、英国等人群中验证了染色体2q24包含编码PLA2RSNP rs4664308,与白种人群IMN发病有显著的相关。PLA2R1风险等位基因的相互作用与东方黄种人群IMN的发生也联系紧密。Liu等[16]在关于台湾人群研究中发现,IMN患者PLA2RSNP rs35771982的基因型分布與IMN发病有关,IMN患者rs35771982的G等位基因出现频率远远高于健康对照组。文献[17-18]分别在中国的东北地区、新疆维吾尔族地区的相关研究中发现,PLA2R基因rs35771982位点CC基因型及C等位基因较CG+GG基因型患者更容易增加患IMN的风险,是IMN的易感基因。Lv等[19]对2 132名中国黄种人群,包括1 112例IMN患者和1 020名健康人群作为对照,发现PLA2R1内的三个SNP与IMN密切相关,此外,这些风险等位基因与Anti-PLA2R抗体和在PLA2R表达也具有相关性。相反,在携带PLA2R1风险等位基因的保护基因型的个体中,没有人体内存在Anti-PLA2R抗体,并且在肾小球中PLA2R的表达弱或不存在。由此推测:具有风险等位基因的人群易促进机体产生循环Anti-PLA2R自身抗体,这或许会促使IMN的发病。
从这些研究中可以推断:在IMN患者中,PLA2R基因是IMN的易感基因,与人群分布、人种无关。这些结果为PLA2R基因多态性是IMN发病的潜在原因提供了理论支持,为IMN的早期诊断提供依据。但目前相关研究还相对较少,研究的基因型还相对单一,研究的人群不全面、地区较集中,还有哪些基因型与IMN有关,不同人群和地区的易感基因是否相同,这些都需要临床中进行更多的研究来不断丰富IMN中PLA2R的遗传基因库。
2.2 PLA2R基因与IMN的治疗效果及预后密切相关 Liu等[16]认为,PLA2R基因与尿蛋白、血清白蛋白、高血脂等共同作为IMN的危险因素,PLA2R相关基因型作为IMN的一项独立危险因素,与患者临床症状、尿蛋白等实验室指标无明显相关性,但与IMN的药物治疗效果及预后关系密切。在对PLA2R1中选择的SNP进行基因分型,结果发现PLA2R1的单倍型H1在IMN增加的风险中起作用,还发现含有rs6757188C/T基因型和rs35771982C/G基因型的IMN患者中,其治疗后IMN进展的缓解不明显,预后不佳。关于表型和基因型相关性的一项研究指出,SNP位点中具有风险等位基因HLA-DQA1(rs2187668)和PLA2R1(rs4664308)的IMN患者对免疫抑制剂的治疗效果明显,且能延缓肾功能的恶性进展[13]。目前相关研究已表明靶抗原PLA2R1的自身免疫反应的触发区域可能存在于6号染色体上的HLA-DQA1基因SNP上[20]。Ramachandran等[21]在研究印度IMN的招募患者中发现,PLA2R1中的SNPRS379119、RS379117、RS4664308和HLA-DQA1中的RS2187668与IMN的发生发展显著相关,高危基因型患者Anti-PLA2R水平较高。在国内,某研究认为,具有PLA2RSNP rs35771982基因位点上CC基因型的IMN患者,其含有血清Anti-PIA2R抗体的概率更高,且临床症状更明显[17]。另外,国内有关学者推测PLA2RSNP rs35771982位点基因多态性或许能够通过影响CTLD排列的改变,使PLA2R的抗原表位暴露出来,导致PLA2R的免疫原性增加,升高循环及组织中PLA2R的抗体水平,进而影响其所参与的相关重要功能,并影响IMN的预后[22]。
但目前國内外学者对PLA2R基因多态性与IMN的治疗效果及预后还没有达成共识。部分专家学者认为,PLA2RSNP rs35771982位点基因中CC基因型可能与IMN的病情、病理分期、治疗后病情缓解及膜性肾病的肾衰竭进展无相关[13,23],这与上述相关研究不一致。这可能与目前关于PLA2R基因的研究开展较少、选取病例偏少、采集资料存在误差等有关,需要不断开展PLA2R基因多态性与IMN的相关性研究,逐渐补充遗传基因数据库。
总之,从以上研究了解到,PLA2相关抗原抗体在IMN病情中及治疗中占有一定地位,因此研究PLA2RSNP显得十分有意义。PLA2RSNP位点基因与IMN的易感性有关,目前还发现HLA-DQA1基因与PLA2R1SNP共同影响IMN的发生及发展,这为进行相关治疗提供药物作用靶点,可以更好地判断药物疗效,提高临床治疗水平。研究PLA2R的基因多态性,可以不断丰富IMN遗传学发病机制的内容,也为进行相关临床研究提供理论基础。但是,目前IMN的发病机制尚不清楚,PLA2R相关基因型与等位基因是通过何种机制影响IMN的进展,是否与临床指标、症状、治疗及预后相关,这些都需要进一步探讨和关注。
参考文献
[1] Glassock R J.Diagnosis and natural course of membranous nephropathy[J].Seminars in Nephrology,2003,23(4):324-332.
[2] Beck L J,Bonegio R G,Lambeau G,et al.M-type phospholipase A2 receptor as target antigen in idiopathic membranous nephropathy[J].New England Journal of Medicine,2009,361(1):11-21.
[3] Short C D,Feehally J,Gokal R,et al.Familial membranous nephropathy[J].British Medical Journal,1985,289(6457):1500.
[4] Lambeau G,Lazdunski M.Receptors for a growing family of secreted phospholipases A2[J].Trends in Pharmacological Sciences,1999,20(4):162-170.
[5] Hu S L,Wang D,Gou W J,et al.Diagnostic value of phospholipase A2 receptor in idiopathic membranous nephropathy:a systematic review and meta-analysis[J].Journal of Nephrology,2014,27(2):111-116.
[6] Qin W,Beck L J,Zeng C,et al.Anti-Phospholipase A2 Receptor Antibody in Membranous Nephropathy[J].Journal of the American Society of Nephrology,2011,22(6):1137-1143.
[7] Segarramedrano A,Jatemescalante E,CarnicerCáceres C,et al.
Evolution of antibody titre against the M-type phospholipase A2 receptor and clinical response in idiopathic membranous nephropathy patients treated with tacrolimus[J].Nefrologia,2014,34(4):491-497.
[8] Hoxha E,Harendza S,Pinnschmidt H,et al.M-type Phospholipase A2 Receptor Autoantibodies and Renal Function in Patients with Primary Membranous Nephropathy[J].Clinical Journal of the American Society of Nephrology,2014,9(11):1883-1890.
[9] Ruggenenti P,Debiec H,Ruggiero B,et al.Anti-Phospholipase A2 Receptor Antibody Titer Predicts Post-Rituximab Outcome of Membranous Nephropathy[J].Journal of the American Society of Nephrology,2015,26(10):2545-2558.
[10] Beck L H.The Dominant Humoral Epitope in Phospholipase A2 Receptor-1: Presentation Matters When Serving Up a Slice of[J].Journal of the American Society of Nephrology,2014,26(2):237-239.
[11] Fresquet M,Jowitt T A,Gummadova J,et al.Identification of a Major Epitope Recognized by PLA2R Autoantibodies in Primary Membranous Nephropathy[J].Journal of the American Society of Nephrology,2015,26(2):302-313.
[12] Kao L,Lam V,Waldman M,et al.Identification of the Immunodominant Epitope Region in Phospholipase A2 Receptor-Mediating Autoantibody Binding in Idiopathic Membranous Nephropathy[J].Journal of the American Society of Nephrology,2015,26(2):291-301.
[13] Kim S,Chin H J,Na K Y,et al.Single nucleotide polymorphisms in the phospholipase A2 receptor gene are associated with genetic susceptibility to idiopathic membranous nephropathy[J].Nephron Clinical Practice,2011,117(3):c253-c258.
[14] Bullich G,Ballarín J,Oliver A,et al.HLA-DQA1 and PLA2R1 polymorphisms and risk of idiopathic membranous nephropathy[J].Clin J Am Soc Nephrol,2014,9(2):335-343.
[15] Stanescu H C,Arcos-Burgos M,Medlar A,et al.Risk HLA-DQA1 and PLA2R1 alleles in idiopathic membranous nephropathy[J].New England Journal of Medicine,2011,364(7):616-626.
[16] Liu Y H,Chen C H,Chen S Y,et al.Association of phospholipase A2 receptor 1 polymorphisms with idiopathic membranous nephropathy in Chinese patients in Taiwan[J].Journal of Biomedical Science,2010,17(1):81.
[17]周广宇,孙延霞,周立祥,等.特发性膜性肾病与M型磷脂酶A2受体基因多态性的相关性[J].中华肾脏病杂志,2013,29(1):1-5.
[18]郭玉,赵宗峰,徐丹,等.M型磷脂酶A2受体和人类白细胞抗原基因单核苷酸多态性与维吾尔族特发性膜性肾病的相关性[J].中华实用诊断与杂志,2017,31(1):14-18.
[19] Lv J,Hou W,Zhou X,et al.Interaction between PLA2R1 and HLA-DQA1 variants associates with anti-PLA2R antibodies and membranous nephropathy[J].Journal of the American Society of Nephrology,2013,24(8):1323-1329.
[20] Ponticelli C,Glassock R J.Glomerular diseases: membranous nephropathy-a modern view[J].Clin J Am Soc Nephrol,2014,9(3):609-616.
[21] Ramachandran R,Kumar V,Kumar A,et al.PLA2R antibodies,glomerular PLA2R deposits and variations in PLA2R1 and HLA-DQA1 genes in primary membranous nephropathy in South Asians[J].Nephrol Dial Transplant,2016,31(9):1486-1493.
[22]彭佳楠,陳孟华,田娜,等.PLA2R基因单核苷酸多态性与特发性膜性肾病患者临床特征及疗效的相关性研究[J].宁夏医科大学学报,2017,39(5):519-524.
[23]周广宇,刘锋,张文龙.M型磷脂酶A2受体基因单核苷酸多态性与膜性肾病的相关性[J].中华医学遗传学杂志,2013,30(6):706-710.
(收稿日期:2019-04-01) (本文编辑:张爽)