陈瞿 王学彬
滨州医学院附属医院风湿免疫科,滨州 256603
慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)与糖尿病、高血压、自身免疫性疾病、长期使用抗炎药物等密切相关,已成为全世界日益严重的公共健康问题[1]。膜性肾病(membranous nephropathy,MN)是CKD 的主要类型之一,有研究显示中国MN 的患病风险每年增加13%[2],提示应重视MN的筛查,以便早期诊断、治疗。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(secondary membranous nephropathy,SMN)。引起SMN 的因素主要包括自身免疫性疾病、肿瘤、慢性感染、药物、毒物以及异基因造血干细胞移植和移植物抗宿主病,诊断IMN 前应排除上述可能的因素。目前,IMN 已成为成人肾病综合征的常见病理类型,在原发性肾小球疾病中的比例越来越高。研究表明,30%~40%的IMN 患者在5~15 年内进展为终末期肾脏病(end-stage renal disease,ESRD)或死于相关并发症[3]。近年来IMN 的发病率明显增高,但IMN发病机制尚不清楚,当前对IMN缺乏系统的治疗决策。因此,研究IMN 的发病机制对于治疗IMN、预防或延缓ESRD病至关重要。
IMN 是一组以肾小球基底膜(glomerular basement membrane,GBM)上皮细胞下免疫复合物沉积伴GBM 弥漫无规则增厚为特征的疾病。是成人肾病综合征常见的病理类型之一,也是导致CKD 和终末期肾脏病的主要病因之一[4]。IMN由抗体介导,位于足细胞的特异性靶抗原被自身抗体识别并结合,形成免疫复合物沉积于基底膜足细胞下,激活补体系统并引起足细胞损伤脱落,从而导致基底膜通透性增加,引起大量蛋白尿。同时,IMN 的少炎性使其不同于其他自身免疫性肾病,这表明免疫调节在该疾病的发病机制中起重要作用[5]。
人类免疫系统具有区分自我和非自我的能力。在正常情况下,免疫系统只对非自身抗原产生免疫反应,对自身抗体没有反应或只产生微弱的反应,即免疫系统对其自身组织成分处于免疫耐受状态[6-7]。在免疫耐受状态下,有一定量的自身抗体对抗自身抗原或自身反应性T、B 淋巴细胞,从而产生自身免疫反应。这种反应是生理性的,其主要功能是清除体内老化的凋亡细胞或异常细胞[8-10]。当自身免疫耐受状态被打破时,免疫系统对自身抗原产生病理性免疫反应,导致自身组织和细胞损伤或功能障碍,从而形成自身免疫性疾病[5,11]。自身免疫性疾病可以用自身反应性T、B 细胞检测到,同时对其自身组织成分造成免疫损伤[12-13]。IMN中的T细胞作为免疫网络中的关键因子,能够支持B细胞相关反应并产生炎症和细胞毒性。T 细胞的激活发生在其渗入肾脏之前,这一过程伴随着共刺激因子和细胞因子产生。自身抗原暴露和幼稚T 细胞肾脏浸润引起局部病变,使机体对肾抗原失去外周免疫耐受性,从而导致IMN。其中足细胞抗原与自身抗体结合引起蛋白尿是其发病的重要环节,因此,寻找人类足细胞特异性靶抗原已成为进一步研究的重点。
IMN中的免疫复合物由循环抗体形成,主要结合2种天然表达的足细胞抗原:分泌型磷脂酶A2 的M 型受体(m-type phospholipase A2 receptor,PLA2R)和含血小板反应素 1 型 结 构 域 的 7A (thrombospondin type-1 domain-containing 7A,THSD7A)。在 IMN 患者中,70%~80%的患者PLA2R 抗体阳性,10%~20%的患者血清中PLA2R 和THSD7A 呈阴性,这一事实表明可能存在更多未知的自身抗原[14]。近期有研究在 PLA2R 与THSD7A 阴性IMN 患者的GBM 中检测到神经源性表皮生长因子样分子-1(neural epidermal growth factor-like 1 protein,NELL-1)阳性,而在PLA2R 相关MN 患者及对照组中均没有检测到NELL-1。认为部分PLA2R 及THSD7A 自身抗体阴性的IMN 与血清中抗NELL-1 抗体有关[15]。大多数自身免疫性疾病与遗传多态性有一定关系,一项全基因组关联研究发现,人类白细胞抗原-DQA1 多态性与PLA2R 多态性相关[16]。
抗原是免疫的初始阶段,抗原消失后,机体的免疫活性会逐渐恢复平静。PLA2R 作为自身抗原,呈递给T、B 淋巴细胞,激活自身免疫反应,最终产生自身抗体,损伤足细胞并诱导蛋白尿。抗原的暴露与机体内环境密切相关,研究表明,IMN 患者血清抗体在体外与PLA2R、THSD7A 或NELL-1 的结合需要在非还原条件下进行[17-19]。机体氧化环境会引起pH 值升高,从而导致细胞内更高的pH 值,使人类 PLA2R 有更大的构象[20-21]。人 PLA2R 的 pH 依赖性构象变化可能导致内部结构域暴露,并因此被B 细胞识别。可溶性PLA2R,或PLA2R 周围的蛋白质片段被APC 细胞吞噬并呈现给T 细胞,为B 细胞激活提供第二个信号。因此,细胞外环境在表位和自身免疫反应中起重要作用[22-23]。例如,PM2.5 与 MN 的发生密切相关,PM2.5 主要是<2.5 m(PM2.5)的细颗粒物。PM2.5 浓度每增加 10 mg/m³(超过 70 mg/m³),MN 的概率就会增加14%[2]。然而,空气污染和MN的发病机制之间的联系仍然不清楚。
研究表明,抗体水平与IMN 的预后密切相关,抗体水平越低,患者的预后越好。并且抗体水平越高,发展为ESRD的风险越大。抗体水平是机体免疫活动的反映,但目前IMN 抗足细胞抗体产生的机制不清。了解抗足细胞抗体产生的可能机制,特别是在PLA2R 相关MN 中,可能有利于进一步探讨IMN发病机制。
足细胞损伤和随之而来的蛋白尿是IMN 的病理特征,而引起足细胞损伤的机制目前尚不明确。研究表明,补体和抗体可能起到一定作用。肾小球滤过屏障是肾脏中高度特定的血液滤过边界,由足细胞的高分化上皮细胞、GBM和穿孔内皮组成,其中任何一层损伤均会引起蛋白尿,其中足细胞损伤被认为是蛋白尿产生的主要原因。足细胞的细胞骨架对于维持肾小球完整性至关重要,近年来,针对足细胞细胞骨架的研究越来越受到重视。通过电镜可以观察到IMN 患者肾脏组织足细胞的融合和免疫复合物的沉积,多种证据表明IMN 患者足细胞骨架蛋白损伤[24-25]。Schiffer等[26]研究了内吞蛋白动力蛋白调节足细胞肌动蛋白细胞骨架寡聚化的作用。在不同的蛋白尿模型中,包括广泛肾病和不同的啮齿动物模型,用双T-23 靶向动力蛋白可减少蛋白尿[26]。因此,特异性靶向肌动蛋白寡聚化是多种蛋白尿肾病的潜在靶点。
早在 1980 年,Salant 等[27]发现,补体系统能够独立于中性粒细胞引起被动Heymann肾炎动物蛋白尿。另有研究发现,IMN 引起的蛋白尿取决于补体系统的激活。补体膜攻击复合物C5b-9 负责足细胞损伤和蛋白尿的发生,免疫沉积物IGs 及补体膜攻击作为蛋白尿介质的复合物C5b-9,C5b-9 直接或通过局部脂质过氧化、蛋白酶释放和足细胞脱离引起的细胞骨架变化,触发活性氧产生[28]。插入足细胞膜的C5b-9 在细胞内转运并被挤入尿腔,被认为是持续免疫损伤的动态标志[29]。然而,尽管C5b-9 膜攻击复合物是蛋白尿的主要介质,但主要的T 辅助细胞-2 免疫反应却导致免疫球蛋白4(IgG4)产生。IgG4 是血清抗PLA2R 抗体和肾小球上皮下免疫复合物主要亚型,其结合C1q 的能力较弱,不能通过经典或替代途径激活补体,但在IMN 患者的肾小球中发现了甘露聚糖结合凝集素。在半乳糖化的情况下,抗PLA2R IgG4 可以结合甘露聚糖结合凝集素并激活凝集素途径。由于遗传多态性,循环或足细胞补体调节蛋白活性降低,补体受体-1固有或获得性缺陷,可能进一步影响疾病的组织学和临床表现[28],表明了补体系统在IMN 足细胞损伤中起重要作用。近年来,抗体损伤足细胞的理论也被提出。Tomas 等[30]体外共培养小鼠足细胞与THSD7A 阳性患者的血清,发现小鼠足细胞膜表面与THSD7A 结合的人IgG 显示出显著的骨架重排,这可能与THSD7A的作用有关。抗体与THSD7A 的结合抑制了THSD7A 的功能,可能参与了细胞的黏附功能,导致足细胞损伤。
近二十年来,特别是在IMN 患者血清中发现抗PLA2R抗体后,IMN 的发病机制研究取得了突破性进展。足细胞靶抗原相关抗体在临床诊断、鉴别诊断以及治疗相关性方面的应用,将IMN 的诊疗水平提升到了新的高度。但是PLA2R 相关性MN 的发病机制仍不完全明确,PLA2R 转基因IMN 动物模型的建立为IMN 发病机制的进一步研究创造了条件。关于足细胞损伤在IMN 发病机制的研究,将对阻止IMN 的发生、发展提供新思路。因此未来仍要探索免疫调节在IMN 及足细胞损伤发病机制中的作用。此外,B 细胞表位或调节性T 细胞的扩增也可能参与IMN 的发病机制,其具体机制有待后续研究验证。