抗细胞因子自身抗体研究进展*

饶亚华，晏黎，崔天盆(武汉市中西医结合医院检验科，武汉430022)

细胞因子包括干扰素(interferon，IFN)、白细胞介素(interleukin，IL)、趋化因子、集落刺激因子、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)等一类小分子可溶性蛋白质，在免疫细胞分化发育、免疫应答与调节、炎症反应中发挥重要作用。机体内细胞因子免疫耐受不完全将产生相应的抗细胞因子自身抗体(anti-cytokine autoantibodies，ACAA)。ACAA作为一种常见的自身抗体，不仅存在于各种病理情况下的患者，亦见于健康人群。健康人中低滴度的ACAA似乎属于天然自身抗体谱系，有助于细胞因子稳态调节；而病理情况下，高滴度的ACAA通过中和作用抑制相关因子生物学活性，在获得性免疫缺陷和自身免疫性疾病发病机制中发挥作用[1]。本文对ACAA相关的获得性免疫缺陷导致的特殊感染表型及ACAA在自身免疫疾病发病机制中的研究进展进行综述，并简要介绍相关诊疗进展。

1 抗细胞因子自身抗体与获得性免疫缺陷和感染

1.1抗粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)自身抗体 GM-CSF具有促进造血细胞增殖、分化和成熟的作用。在人和小鼠肺组织中，GM-CSF通过刺激转录因子PU.1影响肺泡巨噬细胞的增殖和分化[2]。已有研究发现高滴度的抗GM-CSF自身抗体是导致自身免疫性肺泡蛋白沉积症(autoimmune pulmonary alveolar proteinosis，APAP)的主要因素[3]。

肺泡蛋白沉积症(pulmonary alveolar proteinosis，PAP)是一类以终末气道和肺泡腔内表面活性蛋白异常积聚为特征的罕见疾病。研究发现，PAP中90%以上病例为APAP，患者体内存在的高滴度抗GM-CSF自身抗体中和GM-CSF，抑制肺泡巨噬细胞的激活，导致肺泡内表面活性蛋白无法清除进而导致APAP的发生[3-4]。在APAP患者的血清和肺泡灌洗液中通过乳胶凝集试验法可检测出抗GM-CSF抗体，其与疾病严重程度呈正相关[5]。Uchida等[6]研究进一步发现，APAP患者血液和GM-CSF活性缺失的小鼠骨髓中性粒细胞吞噬、黏附和杀菌功能出现缺陷。后续发现APAP患者不仅存在反复肺部感染，也将受到其他机会性胞内病原体的侵袭，如中枢神经系统诺卡菌感染，诺卡菌感染性关节炎和肾周脓肿，播散性组织胞浆菌病和隐球菌病等[7]。特别是抗GM-CSF自身抗体引发的隐球菌感染可能在没有PAP的情况下发生，这类感染的流行率很可能存在严重低估[8]。

1.2抗I型IFN自身抗体 I型IFN包括IFN-α、IFN-β和IFN-ω，在抗病毒感染和调节免疫应答中发挥重要作用。研究发现，在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)重症、危重症患者中，部分患者I型IFN相关的抗病毒防御基因存在功能缺失性突变，推测I型IFN免疫的先天缺陷可能是COVID-19患者无法抵御新型冠状病毒感染并向危重症转化的原因[9]。

Bastard等通过基于多重微球流式细胞术和ELISA分析COVID-19重症患者中抗细胞因子抗体发现，多达10%的患者存在高滴度靶向天然I型IFN的自身抗体，并以抗IFN-α2和IFN-ω自身抗体居多；血浆中和试验表明，这些自身抗体阻断了I型IFN的作用，COVID-19轻症病例中则未发现滴度升高；存在天然I型IFN自身抗体的101名危重症COVID-19患者中多达37人死亡，预示高滴度该抗体的存在与预后不良相关[10]。这一重大发现为危重症COVID-19患者的治疗提供了新的方向。

1.3抗IFN-γ自身抗体 IFN-γ主要由活化的TH1细胞和天然杀伤细胞产生，在防御胞内病原体感染中发挥重要作用。IFN-γ轴的遗传缺陷将导致分枝杆菌、沙门菌、真菌和病毒等的严重机会性感染。研究发现，高滴度的中和性抗IFN-γ自身抗体(neutralizing anti-interferon gamma autoantibodies, nAIGA)能抑制IFN-γ依赖性STAT1磷酸化并表现出类似IFN-γ轴遗传缺陷的感染表型，这一自身免疫获得性IFN-γ缺陷又被称为继发性成人起病的免疫缺陷综合征[11]。

分枝杆菌感染是nAIGA引发的主要感染表型，95%以上的病例为严重的播散性非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacteria，NTM)感染[1]。Yoshizawa等[12]发现，播散性NTM感染患者经抗分枝杆菌治疗后nAIGA滴度下降，提示nAIGA可作为疾病转归的潜在生物标志物。

nAIGA不仅引发播散性NTM感染，还可能伴有其他机会性感染，如非伤寒沙门菌(nontyphoidal salmonella, NTS)、伯克霍尔德菌、青霉菌、组织胞浆菌、隐球菌和水痘带状疱疹病毒(Varicella-zoster virus，VZV)等[11]。

1.4IL-6自身抗体 IL-6是一种多效性细胞因子，组织损伤和感染时迅速产生。最先在酒精性肝硬化的细菌感染患者中发现抗IL-6自身抗体，其与反复性感染有关，而与肝病严重程度无关[1]。2例伴有中和性抗IL-6自身抗体、表现为严重的细菌性化脓性感染的患者血液中却未检测到C反应蛋白，表明患者对IL-6反应受损[13]。这一异常表现可能成为诊断这种罕见免疫缺陷的关键线索。

1.5TH17轴细胞因子自身抗体(IL-17A/F，IL-22，IL-23) TH17轴细胞因子包括IL-17A/F、IL-22和IL-23，参与炎症和自身免疫疾病发生。IL-17A/F和IL-22协同诱导促炎细胞因子参与中性粒细胞的生成、募集和抗菌肽的产生，在黏膜免疫中十分重要。研究发现IL-17轴产生缺陷的患者易患慢性黏膜皮肤念珠菌病(chronic mucocutaneous candidiasis, CMC), IL-12/IL-23信号受损的患者也显示CMC发生率增加[14-15]。

在患有自身免疫性多内分泌腺病综合征Ⅰ型(autoimmune polyendocrinopathy syndrome type I，APS1)和胸腺瘤的患者中可检测到针对TH17轴细胞因子的自身抗体[15-16]。CMC通常是APS1的唯一感染性表现，并发生在5岁以前[17]。研究表明，APS1伴有的CMC表现与中和性抗IL-17A/F和抗IL-22自身抗体有关，这些抗体的血清水平与念珠菌感染的严重程度相关，并且滴度随着年龄增长而下降[18]。与APS1相似，胸腺瘤相关CMC的患者也可检出抗IL-17、IL-22自身抗体或高水平的抗IL-23自身抗体[19]。这些发现表明，中和TH17轴细胞因子的自身抗体作为APS1和胸腺瘤患者中复杂的抗细胞因子模式的一部分，与CMC存在显著的相关性。

2 抗细胞因子自身抗体与自身免疫性疾病

2.1抗IFN自身抗体 在一项涉及49例SLE患者的研究中，使用流式微珠阵列术(cytometric bead array, CBA)检测患者体内相关细胞因子抗体，发现高达27%的患者血清中存在抗IFN-α和IFN-γ的自身抗体,尽管其对IFN信号和SLE发病机制的影响尚不清楚，但中和性抗IFN-α自身抗体与IFN-α的生物活性和病情严重程度呈负相关[20]。处于疾病活动静止期的患者中抗IFN-α抗体的流行率更高，证实中和抗IFN-α抗体在SLE中起保护作用[21]。Gupta等[22]发现，抗IFN-γ自身抗体与SLE疾病活动得分、抗dsDNA抗体滴度以及IFN-α/β诱导型基因表达相关。这些发现表明，抗IFN自身抗体在SLE中可能作为免疫调节剂影响疾病进展，有望成为疾病预后生物标志物和潜在治疗靶点。

2.2IFN-γ诱导蛋白-10(IP-10)自身抗体 IP-10是趋化TH1淋巴细胞和单核细胞等至炎症组织的CXC类趋化因子。2016年Gupta等首次在SLE中发现了抗IP-10自身抗体[22]，然而抗IP-10自身抗体在SLE发生机制中所起作用并不清楚。

2.3抗B细胞激活因子(B cell activating factor，BAFF)自身抗体 BAFF作为肿瘤坏死因子家族一员，参与B细胞稳态、促进B淋巴细胞增殖和存活。研究发现，SLE患者血清中抗BAFF抗体水平远高于健康人对照组，并具有中和活性[21]。一项针对亚洲多种族SLE患者的研究也发现，多数病例检测到抗BAFF抗体水平升高，并与临床疾病活动性、抗dsDNA抗体滴度和血清BAFF水平呈负相关，表明其可作为监测疾病进展的指标[23]。

2.4抗骨桥蛋白(osteopontin，OPN)自身抗体 OPN是多效性促炎细胞因子，可促进系统性自身免疫性疾病的慢性炎症进程。在类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)中，抗OPN抗体与疾病活动性呈负相关[21]。多发性硬化(multiple sclerosis,MS)复发缓解期的患者较原发、继发进展型MS和健康人对照组，表现出更高水平的抗OPN自身抗体；在接受治疗的活动性疾病患者中，自身抗体水平高于未经治疗的患者，并与MS严重程度评分较低有关，提示抗OPN自身抗体可成为较好的预后指标和治疗靶标[24]。

2.5其他抗细胞因子自身抗体 其他ACAA(包括抗IL-1α、IL-6、IL-8和TNF-α自身抗体等)在自身免疫疾病发病机制中也发挥着独特的作用。RA患者血清抗IL-1α中和抗体以及SLE患者抗TNF-α和抗IL-1α抗体水平与疾病活动度呈负相关，是预后判断较好的标志[20-21]。系统性硬化症中形成的IL-6-抗IL-6抗体复合物仍保留与IL-6受体结合能力，诱导细胞内信号传递并增强疾病活动度；IL-8-抗IL-8抗体免疫复合物与RA严重程度和关节损伤呈正相关[21]。

3 抗细胞因子抗体相关疾病诊断

疾病诊断是研究和治疗ACAA相关疾病的难点之一，大多数检测只能在研究性实验室进行，尚缺乏检测的标准化。目前的检测策略都是以特定的细胞因子为诱饵进行标记(放射性标记、荧光标记等)检测，如放射免疫技术和荧光素酶免疫沉淀法(Luciferase-based immunoprecipitation assay，LIPS)通过标记特定的细胞因子作为诱饵，与血浆共温育，通过蛋白A或蛋白G琼脂糖微珠捕获总IgG进行放射性或荧光定量检测，此方法具有较高的灵敏度和特异性但需使用放射性试剂。ELISA和Luminex检测技术也是基于类似的策略。其中，ELISA操作简便易于执行且较为经济，适用于多数实验室。Luminex芯片检测技术仅需少量血浆即可进行多重筛选，尤其适用于描述APS1和胸腺瘤患者中发现的复杂抗细胞因子模式[4,25]。

抗细胞因子抗体活性评估需要验证其阻断或刺激靶细胞因子的活性，检测方法包括细胞因子释放试验和静态磷酸化试验，通过激活细胞因子诱导的信号转导或蛋白质表达来进行评估，如使用逆转录PCR或微阵列测mRNA表达，使用免疫印迹法或流式细胞术检测磷酸化蛋白等[4]。

4 展望

ACAA在自身免疫性感染疾病发生发展中扮演了重要角色。在原因不明、迟发性异常反复性感染病例中应开展细胞因子抗体检测，早干预早治疗。ACAA还参与了自身免疫性疾病的进程并与预后相关，可作为疾病监测的血清学标志物。目前ACAA的检测标准存在较大差异，亟需诊断试验的标准化。ACAA疾病发病机制的研究为了解炎症、感染、自身免疫等提供了新的方向，并可能成为相关疾病干预的新靶点。