抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性血管炎的基因研究進(jìn)展

陳　沭　陳靈基（綜述）　劉奇才　林新華（審校）

綜述

抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性血管炎的基因研究進(jìn)展

陳沭陳靈基（綜述）劉奇才林新華（審校）

作者單位:350122福州市，福建醫(yī)科大學(xué)研究生教育學(xué)院（陳沭）571199?？谑?，海南醫(yī)學(xué)院熱帶醫(yī)學(xué)與檢驗醫(yī)學(xué)院（陳靈基）350005福州市，福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗科（劉奇才）350108福州市，福建醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院（林新華）

抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（anti-neutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA）相關(guān)性血管炎是一種系統(tǒng)性自身免疫性疾病，主要包括韋格納肉芽腫、顯微鏡下多血管炎、變應(yīng)性肉芽腫病等；靶抗原為絲氨酸蛋白酶3和髓過氧化物酶。近年來，隨著全基因組測序技術(shù)、CRISP-Cas9等基因編輯技術(shù)的迅猛發(fā)展，ANCA相關(guān)性血管炎相關(guān)的基因相繼被發(fā)現(xiàn)，特別是近年來胰島素抵抗相關(guān)基因-能量平衡基因、脂聯(lián)素基因等與血管性疾病關(guān)系的部分闡明為ANCA相關(guān)性血管炎的臨床診斷、治療提供了理論依據(jù)。目前發(fā)現(xiàn)的ANCA相關(guān)性血管炎相關(guān)基因主要有蛋白酶3、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體22型、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4、α1-抗胰蛋白酶、CD226、Fcγ等，本文對這些基因目前的研究進(jìn)展做一綜述。

抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體；血管炎；Adropin蛋白；基因

抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（anti-neutrophil cytoplasmic antibody，ANCA）相關(guān)性血管炎是一種嚴(yán)重的累及中小血管引起的全身多系統(tǒng)器官功能衰竭的自身免疫性疾病。血清中存在針對靶抗原蛋白酶3（proteinase 3，PR3）或髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）的自身抗體。該疾病以小血管壁的炎癥和纖維素樣壞死為主要特征，主要包括韋格納肉芽腫（Wegener＇s granulomatosis，WG）、顯微鏡下多血管炎（microscopic polyangiitis，MPA）、變應(yīng)性肉芽腫性血管炎 （churg-strauss syndrome，CSS）［1］。由于WG、MPA和CSS在病因、臨床表征、病理情況及治療手段方面有許多相似點，故習(xí)慣將三者合稱為ANCA相關(guān)性血管炎［2］。ANCA是ANCA相關(guān)性血管炎的特征性血清學(xué)標(biāo)志物之一，其中抗PR3可作為WG的一個敏感的標(biāo)志物，而抗MPO則為MPA、CSS的血清學(xué)標(biāo)志物［3-5］。

目前對于ANCA相關(guān)性血管炎相關(guān)基因的研究已經(jīng)越來越多，包括PR3、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體22型（protein tyrosine phosphatase non-receptor type 22，PTPN22）、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白 4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）、α1-抗胰蛋白酶 （α1-antitrypsin，AAT）、CD226、Fcγ等基因，其中PR3、PTPN22、CTLA-4、AAT目前研究較多，甚至已經(jīng)有不少學(xué)者提出了PR3-ANCA和MPOANCA相關(guān)性血管炎是兩種獨立的疾病，而且他們的易感基因也不盡相同［6］。現(xiàn)對這些相關(guān)基因的研究進(jìn)展做一綜述。

1　PR3

PR3由PRTN基因編碼，是一種通常在WG中合成的血清蛋白酶，ANCA靶抗原編碼的基因在病毒的發(fā)病機制中也起一定的作用，PR3通常在中性粒細(xì)胞表面表達(dá)，而且中性粒細(xì)胞中PR3高或低表達(dá)者的比例不受時間、年齡、性別的影響。

PR3相對分子質(zhì)量約為29×103，是弱陽離子糖蛋白，具有多種生物學(xué)活性，其中蛋白水解活性在ANCA相關(guān)性血管炎中發(fā)揮著重要的作用。PR3可在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜，從而與ANCA結(jié)合導(dǎo)致內(nèi)皮損傷。血管內(nèi)皮細(xì)胞不僅是ANCA相關(guān)性血管炎的受損靶細(xì)胞，同時也是病理損害積極的參與者。有研究［2，7］顯示經(jīng)PR3刺激的內(nèi)皮細(xì)胞能合成并釋放IL-8，招募炎性細(xì)胞在病變部位聚集。同時，PR3也可增加內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子-1的表達(dá)，促進(jìn)中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附。此外，內(nèi)皮細(xì)胞也可借助其表面的蛋白C受體與中性粒細(xì)胞上PR3的結(jié)合而促進(jìn)這兩種細(xì)胞之間的相互黏附。

2　PTPN22

PTPN22現(xiàn)被認(rèn)為是除了主要組織相容性抗原復(fù)合物以外最重要的自身免疫性疾病危險因子。PTPN22基因位于1號染色體短臂（1p13.3-p13.1），編碼一種淋巴樣特異性磷酸酶（lymphoid-specificphosphatase，LYP）。LYP的磷酸酶活性能使T細(xì)胞中已磷酸化 （有活性）的酪氨酸激酶Lck的394位酪氨酸去磷酸化從而負(fù)性調(diào)節(jié)T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。除了Lck以外，LYP還能結(jié)合一些其他的參與TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子，包括Zap70、CD3ε和TCRζ鏈并使之去磷酸化（無活性）從而下調(diào)TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)［8］。另外，LYP還通過C端一個富含脯氨酸的模序與酪氨酸激酶Csk（C-terminus srckinase，Csk）的SH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合。Csk能使Lck的505位酪氨酸磷酸化從而抑制Lck的活性。因此，Csk與LYP結(jié)合后能使 Lck喪失激酶活性。PTPN22基因 1858 C＞T（rs2476601）單核苷酸多態(tài)使第620位密碼子編碼的氨基酸從精氨酸變?yōu)樯彼幔瑢?dǎo)致LYP和Csk的結(jié)合部分或完全被破壞，并且增加了LYP的內(nèi)在酶活性，從而使得一些重要的信號分子的磷酸化程度降低和相關(guān)的TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)下調(diào)，失去了對T細(xì)胞活化的抑制作用。大量研究［9］表明這種變異與多種自身免疫性疾病如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、青少年類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、Ⅰ型糖尿病、Grave＇s病等的發(fā)病相關(guān)。

3　CTLA-4

CTLA-4又稱CD152，屬于免疫球蛋白超家族成員。位于2號染色體長臂33，共有6175個堿基。CTLA-4基因編碼的蛋白質(zhì)含有223個氨基酸。研究［10］表明，CTLA-4基因編碼的蛋白質(zhì)有兩種形式，一種是膜性的CTLA-4蛋白；另一種是可溶性的CTLA-4蛋白，是一種單體蛋白質(zhì)。活化的T細(xì)胞低表達(dá)可溶性的CTLA-4蛋白，但是能高表達(dá)膜性的CTLA-4蛋白。CTLA-4免疫球蛋白是一種可溶性的嵌合蛋白質(zhì)，包含了人類CTLA-4的胞外段和人類IgG1Fc受體的一部分。其與抗原遞呈細(xì)胞上的B7-1和B7-2分子結(jié)合，因而阻斷了CD28介導(dǎo)的激活T細(xì)胞的共刺激信號，使T細(xì)胞處于失能狀態(tài)，從而參與免疫反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)。CTLA-4通過增強T細(xì)胞的運動性，阻斷T細(xì)胞和抗原遞呈細(xì)胞穩(wěn)定耦聯(lián)的信號，減少T細(xì)胞和抗原遞呈細(xì)胞的接觸時間，同時也就減少了細(xì)胞因子的產(chǎn)生和增殖，來調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化和保持對自身組織的免疫耐受。

T細(xì)胞的過度活化在ANCA相關(guān)性血管炎的發(fā)病機制中有著重要的作用，而抑制T細(xì)胞活化的共刺激分子PD-1和CTLA-4也是近年來ANCA相關(guān)性血管炎研究的熱點。國內(nèi)外的研究［11，12］結(jié)果表明，CTLA-4基因在ANCA相關(guān)性血管炎的發(fā)病中起著重要的作用。研究［12］表明，CTLA-4的+49G等位基因在ANCA相關(guān)性血管炎患者中出現(xiàn)的頻率與對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。與對照組相比，PD-1基因的5T等位基因與CTLA-4+49AA純合子基因型一起出現(xiàn)在ANCA相關(guān)性血管炎患者中的頻率與對照組相比是比較低的。這些遺傳多態(tài)性可能使CTLA-4的蛋白表達(dá)量減少，從而造成T細(xì)胞過度反應(yīng)性，可能導(dǎo)致T細(xì)胞對血管的損害。有報道［12］指出CTLA-4第三外顯子3＇非翻譯區(qū)微衛(wèi)星多態(tài)性（AT）n的短鏈等位基因是維持CTLA-4正常表達(dá)水平以及平衡T細(xì)胞激活和抑制的關(guān)鍵因素。

4　AAT

AAT是血清中的一種含有碳水化合物的單鏈糖蛋白，其相對分子質(zhì)量為52×103?？蓪苟喾N以絲氨酸為活動中心的蛋白酶，如胰凝乳酶、組織蛋白酶、纖溶酶和凝血酶等，尤其是可以對抗白細(xì)胞彈性蛋白酶。AAT是蛋白酶的抑制因子，同時也是一種免疫調(diào)節(jié)因子，可調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞的增殖、細(xì)胞毒性及遷移，并調(diào)節(jié)嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞的功能［13］。

同時，AAT是PR3、彈性蛋白酶重要的天然抑制物。其編碼基因呈高度多態(tài)性，稱為蛋白酶抑制位點（Pi）。根據(jù)血液中AAT水平，其表型分為正常型（M）和缺失型（Z、S）。Pi-SS型或Pi-MS型AAT水平降低不明顯，而同源性Pi-ZZ型為重度AAT水平缺陷。AAT缺陷者血漿PR3抗原水平持續(xù)升高，誘導(dǎo)抗PR3抗體產(chǎn)生機率增高，未能被抑制的PR3所具有的蛋白溶酶活性可造成組織嚴(yán)重?fù)p傷。相關(guān)研究［14］顯示AAT水平缺陷可能與ANCA相關(guān)性血管炎相關(guān)。

5　CD226

CD226基因定位于染色體18q22-23，編碼65kDa跨膜糖蛋白，包括含有2個免疫球蛋白V樣結(jié)構(gòu)域的胞膜外區(qū)、1個跨膜區(qū)以及含有酪氨酸和絲氨酸殘基潛在磷酸化位點的胞質(zhì)區(qū)。CD226表達(dá)于多種血細(xì)胞上，包括T細(xì)胞、NK細(xì)胞、NKT細(xì)胞、單核細(xì)胞、粒細(xì)胞和血小板。猿、猴和小鼠的CD226基因在人、猿、猴以及小鼠體內(nèi)的高度保守性，充分表明該分子在進(jìn)化過程中有著重要的生物學(xué)功能。CD226可調(diào)節(jié)血小板的活化與聚集以及血小板和巨核細(xì)胞在血管內(nèi)皮細(xì)胞上的黏附。相關(guān)研究［15］發(fā)現(xiàn)，白種人患ANCA相關(guān)性血管炎的概率與CD226中的rs763361位點有關(guān)，但具體機制目前還是不得而知。

6　Fcγ

Fcγ受體家族主要表達(dá)于多種免疫細(xì)胞表面，是聯(lián)系體液免疫系統(tǒng)和細(xì)胞免疫系統(tǒng)的樞紐，其主要成員有FcγRⅠ（CD64）、FcγRⅡa（CD32A）、FcγRⅡb（CD32B）、FcγⅢa（CD16A）、FcγⅢb（CD16B）。FcγRs主要通過與IgG結(jié)合而發(fā)揮激活細(xì)胞、進(jìn)而引起細(xì)胞吞噬功能改變、細(xì)胞裂解、脫顆粒及炎癥因子釋放等作用。

在ANCA相關(guān)性血管炎發(fā)病機制中，中性粒細(xì)胞上的FcγRⅡa（CD32A）發(fā)揮重要作用。FcγRⅡa可能通過結(jié)合ANCA的Fc段激發(fā)中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞功能改變（細(xì)胞脫顆粒，黏附等），并釋放一些炎癥分子（氧自由基，炎癥因子等），引起小血管炎癥性壞死，是ANCA相關(guān)性血管炎的重要致病機制［16，17］。

7　Adropin

Adropin是2008年發(fā)現(xiàn)的一種新的內(nèi)源性生物活性物質(zhì)，是一種分泌型蛋白，由能量平衡相關(guān)基因（Enho）編碼，表達(dá)在肝、腦、冠狀動脈中，在維持能量平衡、脂肪代謝及胰島素反應(yīng)性中發(fā)揮重要作用。由于血管功能與胰島素敏感性密切相關(guān)，Lovren等［18］推測Adropin可能直接作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞。他們首次證實，除了代謝作用外，Adropin還通過激活RISK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路直接上調(diào)內(nèi)皮型一氧化氮合酶表達(dá)，發(fā)揮保護(hù)血管內(nèi)皮的非代謝作用。

Adropin能有效促進(jìn)臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞與冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移以及微血管樣結(jié)構(gòu)的形成，降低由腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步研究［19］發(fā)現(xiàn)，Adropin能夠激活PI3K-Akt通路，增加Akt的磷酸化，上調(diào)內(nèi)皮一氧化氮合酶的表達(dá)，增加一氧化氮的合成，起血管保護(hù)作用。內(nèi)皮的激活及損傷增加了血管滲透性及炎癥細(xì)胞的聚集。由受損內(nèi)皮釋放的細(xì)胞黏附分子通過激活炎癥細(xì)胞加劇組織破壞。浸潤細(xì)胞特別是中性粒細(xì)胞通過分泌蛋白酶、產(chǎn)生活性氧、堵塞微血管床等直接對上皮細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用，參與ANCA相關(guān)性血管炎的發(fā)病機制。

8　結(jié)論

盡管關(guān)于ANCA相關(guān)性血管炎基因的研究很多，也發(fā)現(xiàn)了很多相關(guān)的基因，但有些問題目前還無法解決。例如我們知道ENHO基因編碼Adropin蛋白來保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞，而內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)量和ANCA相關(guān)性血管炎密切相關(guān)，過低的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量甚至?xí)?dǎo)致該病的復(fù)發(fā)，但是Adropin蛋白和內(nèi)皮細(xì)胞間作用機制目前尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。目前，關(guān)于ANCA相關(guān)性血管炎相關(guān)基因的研究大多都還處于對單一基因的研究階段，而ANCA相關(guān)性血管炎的發(fā)生與多個基因相關(guān)，機體作為一個整體，基因之間也會發(fā)生一定的作用，因此開展多基因協(xié)同研究很有必要。ANCA相關(guān)性血管炎與遺傳因素，環(huán)境因素，補體旁路途徑等有關(guān)，目前這方面的研究還比較少，因此在這方面進(jìn)行研究有望取得新的突破。

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（本文編輯:張志成）

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10.3969/j.issn.1674-7151.2015.04.013

（2015-11-05）