自身免疫糖尿病患者谷氨酸脫羧酶抗體表位的研究

沈 威(綜述)，黃 干(審校)

(中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院代謝內(nèi)分泌研究所，長(zhǎng)沙 410011)

自身免疫糖尿病包括1型糖尿病(type 1 diabetes，T1DM)和成人隱匿性自身免疫糖尿病(latent autoimmune diabetes in adults，LADA)，其發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜，主要與T細(xì)胞介導(dǎo)的胰島細(xì)胞的免疫損傷有關(guān)，另外，體液免疫也參與其中。在胰島β細(xì)胞的損傷過(guò)程中暴露更多的胰島自身抗原，從而產(chǎn)生一系列相關(guān)的胰島自身抗體，其中谷氨酸脫羧酶抗體(glutamic acid decarboxylase antibody，GADA)的陽(yáng)性率最高，它是診斷和預(yù)測(cè)自身免疫糖尿病的重要指標(biāo)[1]。隨著研究的進(jìn)一步深入，人們發(fā)現(xiàn)GADA針對(duì)谷氨酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase，GAD)的表位變化可能與疾病的發(fā)生、發(fā)展有一定的關(guān)聯(lián)，可能為臨床診斷提供更多的證據(jù)。

1 自身免疫糖尿病的發(fā)生

T1DM的發(fā)生比較復(fù)雜，主要與遺傳因素、環(huán)境因素以及免疫因素等有關(guān)。Th1細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、IL-2、干擾素γ(interferon-γ，IFN-γ)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis fator-α，TNF-α)等提高T細(xì)胞的殺傷活性，加強(qiáng)CD8+T細(xì)胞對(duì)胰島β細(xì)胞的損害。但Th2細(xì)胞分泌的IL-2、-6、-10、-13等對(duì)胰島β細(xì)胞有保護(hù)作用，Treg細(xì)胞被認(rèn)為是一種具有免疫抑制效應(yīng)的細(xì)胞，其同樣也具有保護(hù)胰島β細(xì)胞的作用。因此有學(xué)者認(rèn)為，T1DM的發(fā)生可能與自身免疫耐受被打破有關(guān)，以毒性T細(xì)胞損傷為主。B細(xì)胞作為非特異性抗原呈遞細(xì)胞可以將抗原呈遞給T細(xì)胞，并分泌共同刺激因子作用于T細(xì)胞，在抗原和共同刺激因子的作用下活化T細(xì)胞，同時(shí)B細(xì)胞還可以分泌與胰島自身抗原相關(guān)的自身抗體，分泌的自身抗體還可能參與抗體依賴的細(xì)胞毒性作用，加強(qiáng)T細(xì)胞對(duì)胰島β細(xì)胞的損傷。由此可知，在T細(xì)胞的不斷破壞下，胰島功能逐漸減弱，最終發(fā)展為T(mén)1DM[2]。而胰島自身抗體GADA、蛋白酪氨酸磷酸酶抗體、胰島素自身抗體等的產(chǎn)生是T1DM中體液免疫的直接證據(jù)[3]。多種胰島自身抗體的陽(yáng)性對(duì)預(yù)測(cè)T1DM有重要價(jià)值[4]。

2 GADA表位與T1DM

GAD包括GAD65和GAD67兩種酶，GADA表位是指GAD65分子中某幾個(gè)連續(xù)的氨基酸序列組成的一段肽鏈或某幾個(gè)不連續(xù)的氨基酸殘基組成的一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。GAD65A在新診斷的T1DM患者中出現(xiàn)的頻率比GAD67A明顯要高[5]，而GAD65與GAD67結(jié)構(gòu)相似，因此可以將合成GAD65和GAD67的基因通過(guò)融合技術(shù)合成幾種主要的線性表位，即GAD65 C端(第445個(gè)氨基酸至第585個(gè)氨基酸)，GAD65 M段(第96個(gè)氨基酸至第444個(gè)氨基酸)以及GAD65 N端(第1個(gè)氨基酸至第95個(gè)氨基酸)[6-7]。采用單克隆抗體技術(shù)可合成構(gòu)象型表位(EP-1，EP-2，EP-3)[8]。目前針對(duì)GAD65的單克隆抗體主要包括DPA、DPD、DPB、DPC、b96.11，其中DPA主要針對(duì)GAD65 C端，b96.11主要針對(duì)GAD65 M段，DPD、DPB、DPC主要針對(duì)GAD65 N端[9]。

Hampe等[10]研究了25例GADA陽(yáng)性的健康成年人發(fā)生T1DM的危險(xiǎn)，通過(guò)10年隨訪發(fā)現(xiàn)，在糖尿病前期，GAD65發(fā)生表位動(dòng)態(tài)變化，而發(fā)生T1DM的患者其GADA與GAD65 M段以及GAD65 C端發(fā)生反應(yīng)的頻率增高，提示GAD65表位動(dòng)態(tài)變化至GAD65-M+CAb同時(shí)陽(yáng)性的健康成人發(fā)生T1DM的概率增高。另有研究發(fā)現(xiàn)，胎兒血中GADA針對(duì)GAD65 N端反應(yīng)的頻率較高，而針對(duì)GAD65 M端、GAD65 C端以及GAD65 M+C段的頻率較低，然而診斷為T(mén)1DM的新生兒臍帶血中GADA與GAD65 M段、GAD65 C端以及GAD65 M+C結(jié)合的頻率升高，而與GAD65 N端結(jié)合的概率明顯降低，提示GAD65表位動(dòng)態(tài)變化至GAD65-MAb和GAD65-CAb同時(shí)陽(yáng)性可增加發(fā)生T1DM的風(fēng)險(xiǎn)。上述研究雖然提示表位變化與T1DM發(fā)病有關(guān)，但未發(fā)現(xiàn)與T1DM特異性相關(guān)的表位[11]。

Fenalti等[12]采用11種針對(duì)GAD65不同表位(主要包括GAD65 C端、GAD65 M段、GAD65 N端)的單克隆抗體分析T1DM患者中GADA與GAD65不同表位的結(jié)合情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GADA與GAD65 M段和GAD65 C端同時(shí)發(fā)生反應(yīng)較多，而GADA單獨(dú)與GAD65 N端發(fā)生反應(yīng)很少見(jiàn)。Towns等[4]提到了在T1DM中，GADA早期與GAD65 M段和GAD65 C端發(fā)生反應(yīng)，隨后與GAD65 N端發(fā)生反應(yīng)。由于單克隆抗體技術(shù)在GAD65表位識(shí)別中的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)單克隆抗體b78(GAD65 C端)、DPD(GAD65 N端)以及DPC(GAD65 M+C端)同時(shí)陽(yáng)性可能與僵人綜合征(stiff-person syndrome，SPS)或與尚存一定胰島功能且易發(fā)聲酮癥酸中毒的T1DM有關(guān)。單克隆抗體b96.11(GAD65 M段)和DPA(GAD65 C端)同時(shí)陽(yáng)性可能與病情快速進(jìn)展的T1DM有關(guān)。既然GADA與GAD65表位發(fā)生反應(yīng)和T1DM患者的臨床特征有關(guān)，那么通過(guò)GAD疫苗是否可以抑制這種自身免疫狀態(tài)呢？Skoglund等[13]比較了33例用GAD疫苗治療以及27例用安慰劑治療的T1DM患者，分別檢測(cè)發(fā)病時(shí)和1、3、9、15個(gè)月時(shí)針對(duì)GAD65不同表位的b96.11、DPA、DPD、MICA3、b78和GAD65 N端等6個(gè)單克隆抗體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)從發(fā)病到15個(gè)月針對(duì)不同表位的單克隆抗體無(wú)顯著變化，單克隆抗體b78針對(duì)的GAD65 C端(GAD65-CAb)的滴度一直較低，但在SPS中其滴度較高。T1DM患者中通過(guò)疫苗治療的患者在前3個(gè)月單克隆抗體b96.11針對(duì)的GAD65 M段(GAD65-MAb)的滴度升高，GADA的滴度也增高，3個(gè)月以后其滴度又恢復(fù)到發(fā)病時(shí)的水平。Hampe等[14]研究了100例T1DM患者的GADA滴度及GAD65表位與神經(jīng)疾病的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在10例GADA滴度≥2000 U/mL(高滴度GADA)的T1DM患者中3例患者出現(xiàn)了SPS癥狀，且3例患者與單克隆抗體b78相關(guān)的GAD65表位發(fā)生反應(yīng)的GADA滴度較高，進(jìn)一步證實(shí)了在T1DM患者中，與b78(GAD65 C端)相關(guān)的GAD65表位發(fā)生反應(yīng)的GADA滴度越高則發(fā)生SPS的危險(xiǎn)越高。Chéramy等[15]則比較了高滴度GADA的7例T1DM患者、9例GAD疫苗治療的T1DM患者、6例T1DM高危人群以及12例SPS患者的b78以及 b96.11相關(guān)的GAD65表位情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在SPS患者中b78相關(guān)的GAD65表位(GAD65-CAb)的滴度較其他組高，而與b96.11(GAD65-MAb)相關(guān)的GAD65表位的抗體滴度在各組之間無(wú)差異，可見(jiàn)雖然GAD疫苗治療的T1DM患者在前3個(gè)月b96.11針對(duì)的GAD65 M段(GAD65-MAb)的滴度會(huì)升高，但這不會(huì)增加發(fā)生SPS的風(fēng)險(xiǎn)。Ludvigsson等[16]研究了GAD疫苗治療T1DM患者的安全性及有效性，比較了29例采用GAD疫苗治療以及30例采用安慰劑治療的T1DM患者，隨訪時(shí)間超過(guò)4年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用GAD疫苗治療時(shí)間>6個(gè)月的T1DM患者比相同時(shí)間安慰劑治療的T1DM患者，在4年后C肽水平前者較后者下降慢，未發(fā)現(xiàn)GAD疫苗治療的患者SPS的發(fā)生概率增高。說(shuō)明GAD疫苗治療不僅不會(huì)增加發(fā)生SPS的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)胰島功能還具有保護(hù)作用，這可能與調(diào)節(jié)自身免疫反應(yīng)有關(guān)，但還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3 GADA表位與LADA

3.1初診LADA患者表位研究 LADA占T2DM的10%～15%，其早期臨床表現(xiàn)酷似T2DM，但其胰島β細(xì)胞遭受緩慢的免疫破壞而最終需依賴胰島素治療。受診斷及治療水平的限制，該病極易被誤診為T(mén)2DM而延誤治療，GADA是將LADA從初診T2DM中鑒別出來(lái)的重要免疫標(biāo)志物。Kawasaki等[17]研究了47例日本LADA患者發(fā)現(xiàn)，GADA早期主要與GAD65 M段和GAD65 C端發(fā)生反應(yīng)，其中與GAD65 C段發(fā)生反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。伴有多個(gè)胰島自身抗體陽(yáng)性的LADA患者傾向于早期胰島素治療。另有研究證實(shí)，即使單獨(dú)GAD65-CAb陽(yáng)性的LADA患者也具有T1DM的臨床特征，其胰島功能相對(duì)較差，具有較快進(jìn)展為依賴胰島素治療的特點(diǎn)[18]。Towns等[4]提到曾有研究顯示，大多數(shù)日本LADA患者GADA主要與GAD65 N端反應(yīng)，且傾向于較遲依賴胰島素治療。GAD65-CAb陽(yáng)性的LADA患者其胰島功能較差，且傾向于依賴胰島素治療；GAD65-NAb陽(yáng)性的LADA患者占多數(shù)，其胰島功能較好，且具有較慢依賴胰島素治療的特點(diǎn)。

3.2LADA患者隨訪過(guò)程中GAD65表位變化與胰島素需要的關(guān)系 通過(guò)對(duì)1例LADA患者的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，其GADA開(kāi)始與b96.11對(duì)應(yīng)的GAD65表位(GAD65 M段)結(jié)合，隨后與MICA-3、MICA-4、DPC和DPA對(duì)應(yīng)的GAD65表位結(jié)合，該患者胰島功能衰竭較快，且很快依賴胰島素治療[19]。對(duì)242例GADA陽(yáng)性的LADA患者進(jìn)行了為期6年的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，GAD65的表位隨病程變化未發(fā)生明顯的改變，也未發(fā)現(xiàn)GAD65表位變化與病情進(jìn)展有明顯的相關(guān)性[20]。Jin等[21]研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)GADA與GAD65 M段和GAD65 C端同時(shí)發(fā)生反應(yīng)的中國(guó)LADA患者具有低C肽水平，且更易發(fā)生自身免疫性甲狀腺疾病以及傾向早期依賴胰島素治療等特征。Maruyama等[18]通過(guò)對(duì)119例日本LADA患者研究也未發(fā)現(xiàn)，LADA患者GAD65表位的變化與依賴胰島素治療存在明顯相關(guān)。

4 小 結(jié)

自身免疫糖尿病伴有復(fù)雜的自身免疫反應(yīng)，其中以T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫損傷為主，B細(xì)胞分泌的胰島自身抗體參與T細(xì)胞免疫反應(yīng)。其中最常見(jiàn)的胰島自身抗體為GADA。GADA表位變化與自身免疫糖尿病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，GAD65-MAb和CAb陽(yáng)性的高危人群患T1DM風(fēng)險(xiǎn)性增高。初診T1DM的患者GADA傾向于與GAD65 M段和C端結(jié)合，而與N端罕見(jiàn)結(jié)合，疫苗治療期間表位變化小。GAD65-CAb陽(yáng)性的LADA患者胰島功能較差，而GAD65-NAb陽(yáng)性者癥狀更似T2DM，較晚需要胰島素治療，LADA患者GADA表位隨病程延長(zhǎng)變化較小。

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