抗中性粒細(xì)胞胞質(zhì)抗體相關(guān)性血管炎分子發(fā)病機(jī)制

陳文萃 綜述 胡偉新 審校

抗中性粒細(xì)胞胞質(zhì)抗體(ANCA)相關(guān)性血管炎(AAV)是由ANCA介導(dǎo)、以寡免疫性壞死性小血管炎為特征的一組疾病，包括微型多血管炎、Wegener肉芽腫及Churg-Strass綜合征。ANCA靶抗原主要為中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞胞質(zhì)中的髓過氧化物酶(MPO)及蛋白酶3(PR3)，而最近研究發(fā)現(xiàn)，抗人溶菌酶相關(guān)膜蛋白2(hLAMP-2)抗體在AAV患者中陽性率較高，且其滴度高低與疾病活動(dòng)程度相關(guān)，但是否具致病性仍需進(jìn)一步研究［1］。AAV的發(fā)生主要與遺傳易感性、環(huán)境、感染及藥物等因素相關(guān)，ANCA使中性粒細(xì)胞活化，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷而引起壞死性小血管炎的發(fā)生是AAV的主要分子機(jī)制。本文介紹近年來AAV的分子機(jī)制的研究進(jìn)展。

ANCA的產(chǎn)生機(jī)制

目前認(rèn)為主要有兩種機(jī)制啟動(dòng)ANCA的自身免疫反應(yīng)(圖1)。一是分子模擬，即某些細(xì)菌的抗原肽可能與自身抗原類似。Kain等［1］發(fā)現(xiàn)hLAMP-2抗體在AAV患者中陽性率達(dá)80%～91%，與MPO-ANCA及PR3-ANCA陽性率接近。但在2例MPO-ANCA及PR3-ANCA陰性，而臨床表現(xiàn)為寡免疫復(fù)合物性節(jié)段壞死性腎小球腎炎患者，血清抗hLAMP-2抗體陽性。而細(xì)菌黏附素FimH與LAMP-2具有同源性，將FimH免疫大鼠后產(chǎn)生的自身抗體，注射到大鼠體內(nèi)，可誘導(dǎo)其產(chǎn)生LAMP-2相關(guān)的寡免疫復(fù)合物性壞死性腎小球腎炎，提示抗FimH抗體與LAMP-2之間存在交叉反應(yīng)［2］；二是針對(duì)或模擬自身抗原的互補(bǔ)或反義肽鏈(其他的抗原表位)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)自身抗原的抗體［3］?；パa(bǔ)或反義肽鏈由體內(nèi)轉(zhuǎn)錄時(shí)產(chǎn)生，或來自于外源性的分子模擬，例如羅斯河病毒、金黃色葡萄球菌等均可與PR3的互補(bǔ)肽鏈(即cPR3)產(chǎn)生分子模擬。大量的cPR3可使體內(nèi)產(chǎn)生抗cPR3抗體，進(jìn)一步引起抗獨(dú)特型抗體的產(chǎn)生，而抗獨(dú)特型抗體不僅針對(duì)抗cPR3抗體，同時(shí)亦針對(duì)PR3分子產(chǎn)生免疫反應(yīng)［3］。此外B淋巴細(xì)胞的失調(diào)，進(jìn)一步促進(jìn)了自身抗體的持續(xù)產(chǎn)生。另有部分患者由于表觀遺傳學(xué)調(diào)控的異常，使循環(huán)中的中性粒細(xì)胞異常轉(zhuǎn)錄PR3及MPO基因，導(dǎo)致其過表達(dá)而誘發(fā)自身免疫反應(yīng)［4］。

圖1 ANCA產(chǎn)生的機(jī)制［3］

目前已有研究通過給小鼠注射抗MPO-IgG抗體，成功誘導(dǎo)了寡免疫復(fù)合物壞死性腎小球腎炎及系統(tǒng)性小血管炎動(dòng)物模型，其病理表現(xiàn)與人類ANCA相關(guān)性疾病類似［5］，但目前尚無 PR3-ANCA的動(dòng)物模型。而遺傳學(xué)新近研究發(fā)現(xiàn)，PR3相關(guān)AAV發(fā)病主要與人類白細(xì)胞抗原(HLA)-DP上編碼α1抗胰蛋白酶及蛋白酶3的基因有關(guān)，而MPO相關(guān) AAV則主要與 HLA-DQ有關(guān)［6］，提示 MPOANCA與PR3-ANCA相關(guān)性疾病在發(fā)病機(jī)制上有所不同。

中性粒細(xì)胞的聚集、黏附及活化(圖2)

在生理?xiàng)l件下，循環(huán)中的中性粒細(xì)胞不會(huì)與內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生相互作用；只有在炎癥刺激等情況下，血管局部內(nèi)皮產(chǎn)生炎癥因子等，募集中性粒細(xì)胞，通過在內(nèi)皮細(xì)胞上的滾動(dòng)、吸附及遷移三步曲，到達(dá)炎癥部位，從而發(fā)揮抗炎作用。

圖2 中性粒細(xì)胞的活化［8］

中性粒細(xì)胞的活化是AAV發(fā)病的始動(dòng)因素。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，用MPO免疫大鼠后獲得的ANCA-IgG注射至正常大鼠體內(nèi)，在其腸系膜局部應(yīng)用趨化因子刺激，顯微鏡下可以觀察到局部中性粒細(xì)胞的黏附、遷移和出血增加，提示ANCA可以通過促進(jìn)中性粒細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞上的黏附來發(fā)揮致病作用［7］。Nolan等［8］觀察到抗MPO-ANCA能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的黏附及遷移，而將抗CD18與之共孵育后，能阻止MPO-ANCA的這種作用。臨床上也可觀察到ANCA的滴度與疾病的活動(dòng)度有一定相關(guān)性，誘導(dǎo)臨床緩解后ANCA滴度仍高的患者復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)較高。

在AAV患者中，異常的炎癥信號(hào)使循環(huán)中的中性粒細(xì)胞過早活化，補(bǔ)體、腫瘤壞死因子α(TNF-α)及ANCA等均參與這一過程。炎癥反應(yīng)激活中性粒細(xì)胞，產(chǎn)生同型聚集，聚集的中性粒細(xì)胞能活化補(bǔ)體，產(chǎn)生C5a，而C5a能與中性粒細(xì)胞表面的C5a受體結(jié)合，引起中性粒細(xì)胞募集和活化的級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，導(dǎo)致內(nèi)皮損傷［9］；而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)ANCA對(duì)補(bǔ)體的這一級(jí)聯(lián)反應(yīng)具有促進(jìn)作用［10］。與中性粒細(xì)胞結(jié)合的ANCA能觸發(fā)黏附的中性粒細(xì)胞的補(bǔ)體經(jīng)典途徑的活化，從而使ANCA與血漿中的ANCA抗原結(jié)合，TNF則通過分泌備解素，活化補(bǔ)體旁路途徑［11］，兩者可產(chǎn)生協(xié)同作用；而TNF-α不僅能活化中性粒細(xì)胞，引起較弱的脫顆粒作用、氧化應(yīng)激反應(yīng)及黏附作用，使其對(duì)后續(xù)的化學(xué)物質(zhì)及免疫復(fù)合物等刺激產(chǎn)生高反應(yīng)性［12，13］；同時(shí) TNF 能啟動(dòng) αMβ2-integren構(gòu)象活化，使其能連接到細(xì)胞間黏附分子3(ICAM-3)上，通過 β2整合素與 iC3b或(和)ICAM-3的連接，促進(jìn)中性粒細(xì)胞間的相互作用［14］。而血漿中低濃度的ANCA則能使促進(jìn)這種連接發(fā)生，并且使其更加穩(wěn)固。中性粒細(xì)胞黏附聚集的一個(gè)重要的結(jié)果就是其膜上高表達(dá)一些與血漿中ANCA親和力高的抗原(如mPR3)。

此外，ANCA不僅可通過Fab段與中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及損傷部位組織的ANCA抗原連接，引起中性粒細(xì)胞活化、內(nèi)皮細(xì)胞及組織損傷［15］；還可通過Fc段與FcγR受體連接，與 TNF-α、β2整合素及FcγR受體信號(hào)產(chǎn)生協(xié)同作用，引起中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)及膜上ANCA抗原的大量表達(dá)［16］，從而活化更多的中性粒細(xì)胞。在 Fcγ受體缺失的小鼠，抗MPO-ANCA不能引起中性粒細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞上的滾動(dòng)、黏附及遷移［8］。而將ANCA與細(xì)胞因子預(yù)處理過的中性粒細(xì)胞共孵育，可引起中性粒細(xì)胞的脫顆粒并釋放一些毒性氧化物。

Hu等［17］研究發(fā)現(xiàn)，PR3-ANCA 與 CD177可共同表達(dá)與中性粒細(xì)胞膜上形成復(fù)合物，而不同人群mPR3+/CD177+的中性粒細(xì)胞亞群比例不一，該類亞群比例高的AAV患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高，且在非抗PR3-ANCA、抗MPO-ANCA及系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中該類中性粒細(xì)胞亞群比例也升高。目前認(rèn)為mPR3+/CD177+中性粒細(xì)胞亞群的潛在致病性與mPR3+/CD177+細(xì)胞能通過內(nèi)皮細(xì)胞上的 CD31［血小板內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1(PECAM-1)］與之連接，使中性粒細(xì)胞更容易遷移有關(guān)［18］。

內(nèi)皮細(xì)胞損傷

活化的中性粒細(xì)胞黏附在內(nèi)皮細(xì)胞上后，可通過脫顆粒釋放一些氧化物或酶類，直接導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損害(圖3)；此外，可引起補(bǔ)體激活、血小板活化及血栓形成等機(jī)制間質(zhì)引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷。

圖3 中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附后呼吸爆發(fā)［8］

黏附的中性粒細(xì)胞通過β2整合素/ICAM-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，引起內(nèi)皮細(xì)胞胞漿中鈣離子增多，細(xì)胞骨架改變［19］，與中性粒細(xì)胞黏附時(shí)釋放蛋白酶及氧化物等協(xié)同，導(dǎo)致血管通透性增加，內(nèi)皮下水腫、內(nèi)皮細(xì)胞間連接的松弛，從而導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡及脫落等［20，21］。同時(shí)，中性粒細(xì)胞釋放的氧化物及炎癥細(xì)胞因子，能促進(jìn)血栓及炎癥的發(fā)生。而ANCA則能加強(qiáng)中性粒細(xì)胞分泌這些毒性氧化物及酶類，AAV患者循環(huán)中有大量內(nèi)皮細(xì)胞，且隨病情的緩解，循環(huán)中的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)目也相應(yīng)減少［22］。

中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附后后，能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表面的C5a活化，引起補(bǔ)體介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷。內(nèi)皮細(xì)胞損傷脫落后，內(nèi)皮下基質(zhì)裸露，為血小板募集及血栓形成創(chuàng)造了條件，而中性粒細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞上滾動(dòng)及黏附過程中，可捕獲紅細(xì)胞及血小板，引起血栓形成［23］。

中性粒細(xì)胞活化后釋放的組蛋白、DNA等物質(zhì)構(gòu)成的中性粒細(xì)胞細(xì)胞外誘捕網(wǎng)(NETs)，正常情況下能捕獲細(xì)菌，產(chǎn)生抗炎作用；而TNF及ANCA能促進(jìn)NETs的過度活化，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷及血栓形成［24，25］。NETs 還能向免疫系統(tǒng)提呈 ANCA 抗原，使機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)ANCA抗原的獲得性免疫，使自身免疫反應(yīng)得以維持［26］。

此外，內(nèi)皮損傷修復(fù)功能受抑制，也是加重內(nèi)皮損傷的重要因素之一。血清中的一些血管內(nèi)皮生長因子抑制物，如可溶性Flt1(sFlt1)等，隨著補(bǔ)體活化后C5a水平升高，血清中sFlt1水平亦隨之升高?？筆R3膜抗體及PR3-ANCA陽性的患者血清能刺激單核細(xì)胞釋放大量sFlt1，引起內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)損傷能力下降，并且在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這類作用可以被血管內(nèi)皮生長因子阻斷，但抗MPO抗體卻未發(fā)現(xiàn)有類似作用［27］。

淋巴細(xì)胞在ANCA血管炎發(fā)生中的作用

B細(xì)胞失調(diào)而持續(xù)分泌自身抗體使疾病得以發(fā)生并持續(xù)，而T細(xì)胞不僅參與了ANCA相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展及調(diào)節(jié)，同時(shí)還是導(dǎo)致組織損傷的效應(yīng)因素之一。

Wegner肉芽腫患者體內(nèi)調(diào)節(jié)T細(xì)胞數(shù)目及功能異常，并且與疾病活動(dòng)度相關(guān)［28］，而約50%的局灶性Wegner肉芽腫患者其血清 ANCA陰性［29］，但其肉芽組織中有效應(yīng)T細(xì)胞存在［30］，提示細(xì)胞免疫參與了疾病的發(fā)生。Wilde等［31］也強(qiáng)調(diào)，尤其在損傷局部，T細(xì)胞的檢測(cè)的重要。

循環(huán)中CD4+FoxP3+細(xì)胞水平高的患者，其病情緩解也相對(duì)比較快；ANCA相關(guān)疾病患者體內(nèi)FoxP3+細(xì)胞水平低于正常人群［32］。

Th17細(xì)胞在ANCA相關(guān)疾病中也有重要作用。Th17細(xì)胞能產(chǎn)生白細(xì)胞介素17(IL-17)及IL-23，與健康人群相比，AAV患者在疾病的急性期IL-17顯著升高。IL-17能作用于內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞等，誘導(dǎo)它們產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子和趨化因子［33］；而IL-23升高的患者與IL-23偏低的患者相比，其疾病活動(dòng)度及ANCA滴度明顯升高［34］。

小結(jié)：AAV中通過分子模擬、自身抗原互補(bǔ)肽鏈的異常轉(zhuǎn)錄及表觀遺傳學(xué)改變等導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)和產(chǎn)生ANCA，ANCA觸發(fā)并促進(jìn)中性粒細(xì)胞活化。中性粒細(xì)胞活化是血管炎發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié)，細(xì)胞因子、黏附分子、趨化因子及補(bǔ)體等均參與了中性粒細(xì)胞的募集、活化及其級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)?；罨蟮闹行粤＜?xì)胞可釋放顆粒酶或毒性氧化物直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞，也可通過激活血小板、形成中性粒細(xì)胞細(xì)胞外誘捕網(wǎng)、炎癥因子等引起內(nèi)皮細(xì)胞變性、脫落、血栓形成及組織損傷。體液免疫及細(xì)胞免疫均參與了疾病的發(fā)生、發(fā)展及調(diào)節(jié)。針對(duì)疾病發(fā)病分子機(jī)制的一些新的治療手段，如抗B細(xì)胞治療的利妥昔單抗治療AAV引起的腎臟損害［35］，抗T細(xì)胞的嗎替麥考酚酯等已在臨床應(yīng)用，并取得了一定的療效，而抗黏附分子治療抗補(bǔ)體C5抗體及C5a拮抗劑、抗整合素抗體等將為AAV的治療提供新的治療前景。

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