免疫球蛋白與糖尿病腎病研究進展*

李含雨 綜述 劉芳 審校

(四川大學華西醫(yī)院腎內(nèi)科,四川 成都610041)

糖尿病腎病是造成慢性腎臟病的最常見原因，臨床上以持續(xù)存在的蛋白尿、腎功能下降及血壓升高等為臨床特點[1]，病理上以系膜及系膜基質(zhì)等增生、K-W結(jié)節(jié)的形成、入球及出球小動脈的玻璃樣變?yōu)樘卣鱗2]。 糖尿病腎病的發(fā)病機制復雜，其中遺傳、炎癥、免疫應答、內(nèi)分泌等多種機制參與其中，但具體機制尚不十分清楚[3]。 免疫球蛋白(Ig)是由B細胞接受抗原刺激后增殖分化生成的漿細胞產(chǎn)生的一類糖蛋白，能與相應的抗原結(jié)合，是介導體液免疫的重要效應分子。Ig重鏈由450～550個氨基酸殘基組成，分子量約為50～75KDa，分為μ、δ、γ、α和ε鏈，根據(jù)其重鏈的不同將免疫球蛋白分為5個同種型，即IgM、IgD、IgG、IgA、IgE[4]。目前有大量研究表明，免疫球蛋白參與糖尿病腎病發(fā)生和發(fā)展的各個步驟當中，本文將對免疫球蛋白與糖尿病腎病近年來的研究進展進行綜述。

1 體液免疫與糖尿病腎病

免疫是機體的一種生理功能，免疫系統(tǒng)在其功能上的表現(xiàn)主要是防御、監(jiān)視和免疫自穩(wěn)。其中體液免疫主要防御細胞外微生物及中和其毒素，具體可分成感應階段、反應階段和效應階段三個階段，分為兩個關(guān)鍵：①產(chǎn)生記憶性T細胞和記憶性B細胞得以保存，當同種抗原再次入侵時候，可迅速、高效、特異性應答。②產(chǎn)生高效但短暫的漿細胞，由漿細胞分泌的抗體發(fā)揮中和病毒、免疫調(diào)理、細胞毒作用來殺傷靶細胞。體液免疫是通過B細胞產(chǎn)生抗體來達到保護的特異性免疫，B細胞產(chǎn)生于骨髓，是獲得性免疫系統(tǒng)中最重要的一個成員，在受到抗原刺激時發(fā)生增殖、分化，進入激活狀態(tài)，B細胞能夠遞呈抗原并分泌抗體，迅速向漿細胞分化，IgG、IgA類抗體通過其Fab段與細菌等病原體結(jié)合，F(xiàn)c段與吞噬細胞的FcR結(jié)合后吞噬病原體[5]。

1型和2型糖尿病發(fā)病均與機體免疫狀態(tài)異常有關(guān) ，其中1型糖尿病被認為是一種T細胞介導的胰島β細胞進行性破壞的自身免疫性疾病，胰島β細胞自身抗原釋放和暴露可激活B細胞，分泌ICA、IAA、GADAb、蛋白酪氨酸磷酸酶-2β等抗體，同時B淋巴細胞可以促進CD8+T淋巴細胞向細胞毒性T細胞轉(zhuǎn)化，分泌INF-γ、IL-1和TNF-α等細胞因子，參與1型糖尿病的發(fā)生[6]。在非肥胖的糖尿病大鼠體內(nèi)注射抗CD20或者抗CD22的單克隆抗體消耗B細胞后，可阻止大鼠糖尿病的發(fā)生[7]，對新近診斷的1型糖尿病患者使用抗CD20單克隆抗體(利妥昔單抗)注射后，患者體內(nèi)B細胞的消耗可以維持患者胰島β細胞的功能，延遲胰島素開始治療的時間[8]。2型糖尿病則與免疫及炎癥反應引起的胰島素抵抗和胰島β細胞分泌功能減退有關(guān)，其中淋巴細胞、炎癥因子、自身抗體、補體等均參與到2型糖尿病患者胰島細胞的損害過程。Zhang C等發(fā)現(xiàn)在2型糖尿病患者體內(nèi)CD4+/CD8+T細胞比例失調(diào)，Th17細胞增多，Treg細胞減少。B淋巴細胞分泌的IL-8和IL-10的比例失調(diào)，放大了炎癥反應，加重了疾病的進展[9]。

糖尿病腎病是在遺傳因素的背景下，其他危險因素共同作用導致的疾病，其主要危險因素包括糖代謝異常、炎癥作用、微循環(huán)障礙、氧化應激、脂代謝異常等。近期有研究顯示，糖尿病腎病是一種炎癥過程，免疫細胞可能參與到其發(fā)生和進展過程當中[10]，由于巨噬細胞是糖尿病腎病發(fā)生最先侵潤的免疫細胞，目前大多數(shù)研究關(guān)注巨噬細胞在糖尿病腎病發(fā)病機制中的作用[11]，巨噬細胞侵潤數(shù)量與腎損害程度呈正相關(guān)[12]。在1型糖尿病患者中，T細胞在腎小球旁器的聚集和激活會加重糖尿病的發(fā)展，并且與腎小球濾過膜和尿蛋白排泄相關(guān)，與非糖尿病的野生型小鼠相比，腎小球和間質(zhì)的CD4+T細胞、CD8+T細胞會成倍增加[13]。提示早期糖尿病腎病的發(fā)展與淋巴細胞侵潤相關(guān)。淋巴細胞的募集是糖尿病腎病進展的關(guān)鍵步驟，缺乏細胞間粘附分子-1(ICAM-1)的小鼠，淋巴細胞和巨噬細胞向腎組織募集缺陷，可緩解腎臟病變的進展。ICAM-1缺陷的db/db小鼠CD4+T細胞向腎小球聚集的能力也下降[14]。B細胞可通過產(chǎn)生自身抗體進而導致腎臟免疫復合物的形成和沉積[15], 腎臟免疫復合物的沉積可誘導巨噬細胞聚集，通過釋放細胞因子和激活補體促進炎癥的發(fā)生[16]，產(chǎn)生損傷級聯(lián)反應,加重糖尿病腎病的進展。

糖尿病病程的延長可導致糖基化終產(chǎn)物(ACE)的產(chǎn)生增加，糖基化終產(chǎn)物修飾蛋白可結(jié)合白細胞，刺激促炎細胞因子的合成和釋放[17],同時，糖基化終產(chǎn)物可激活NF-κB信號通路，在B細胞的產(chǎn)生和激活過程中發(fā)揮作用[18]。糖尿病腎病患者RASS系統(tǒng)的激活和內(nèi)皮功能紊亂為白細胞活化和細胞因子表達產(chǎn)生促炎和增生效應提供微環(huán)境[19],因此糖尿病腎病患者的代謝和血流動力學異常會觸發(fā)免疫介導的炎癥反應和細胞因子生成。

2 IgM與糖尿病腎病

IgM作為一種機體在初次免疫應答過程中所出現(xiàn)的抗體，其來源：①通過B-2細胞與外來抗原進行初次免疫應答而出現(xiàn)。②由于B-1細胞受病毒、細菌的影響及誘導出現(xiàn)克隆活化逐步形成，病原菌表面的糖成分為該抗體的主要靶點。 一般分布于人體血液中，在免疫防御早期應答中扮演著重要角色[20]。在患有早期傳染性疾病以及類風濕性關(guān)節(jié)炎等免疫性疾病的患者血清中能夠發(fā)現(xiàn)IgM的存在，一旦在血清中發(fā)現(xiàn)IgM就表示患者最近出現(xiàn)過感染情況。為此，IgM經(jīng)常被用于對患者是否存在感染情況的早期診斷[21]。

持續(xù)存在的蛋白尿是糖尿病患者發(fā)生心血管疾病和腎衰竭的高危因素，有研究[22]表明白蛋白尿可作為預測糖尿病患者心血管疾病死亡率和腎衰竭發(fā)生的獨立危險因子。Omean等[23]比較了1型和2型糖尿病患者的尿蛋白排泄情況，首次發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者尿IgM比1型糖尿病患者高，揭示了1型糖尿病患者蛋白尿主要是由于腎小球毛細血管壁電荷選擇性造成，而在2型糖尿病患者中，則是由濾過膜的分子選擇性引起。RafidTofik等[24]發(fā)現(xiàn)糖尿病患者尿IgM排泄的增加，其心血管事件和腎臟終點事件的發(fā)生率也隨之增加，在白蛋白尿相同的情況下，尿IgM對預后判斷的敏感性更高, 并且在2型和1型糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)了同樣的上述規(guī)律，提示尿IgM可作為評估糖尿病患者預后的無創(chuàng)性檢查[25]。在我們的一項納入了132人經(jīng)腎活檢確診糖尿病腎病的患者的回顧性研究中，腎組織免疫球蛋白沉積占55.04%，其中IgM陽性的占41.86%，大部分分布在腎小球毛細血管，少量分布在系膜區(qū)域和腎小球囊，IgM的沉積與患者eGFR、血清C3、尿酸、甘油三酯的降低相關(guān)，多因素回歸分析認為，腎小球IgM的沉積是糖尿病腎病患者進展為ESRD的獨立危險因素。

3 IgG與糖尿病腎病

IgG的最大特點在于其是目前研究發(fā)現(xiàn)的人體中含量最高的一種免疫球蛋白。通過對比IgG鉸鏈區(qū)長度及二硫鍵位置兩者間的差異，人類IgG大致包括IgG1、IgG2、IgG3、IgG4四種，它們分別對應的分子量為146KDa、146 KDa、165 KDa、146 KDa。通常情況下，可以在B細胞參與再次免疫應答過程中發(fā)現(xiàn)IgG，該免疫球蛋白是再次免疫應答的主要抗體，此外它還具有較好的補體活化功能，能幫助吞噬細胞提升吞噬病原體的作用[26]。

Koki Mise等[27]發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病患者腎組織IgG呈線狀沿腎小球及腎小管基底膜分布，其強度與患者的腎臟預后相關(guān)，在調(diào)整了臨床和其他的腎臟損害等多因素后，IgG沉積的強度越高，其全因死亡率相應增加，上述研究提示糖尿病腎病患者IgG沉積的強度可作為判斷糖尿病腎病患者預后的指標。糖尿病腎病患者IgG在腎小球及腎小管沉積的原因尚不十分清楚，目前可能的機制如下: ①腎小球基底膜結(jié)構(gòu)的改變，引起濾過膜的通透性變化，使血漿中白蛋白和帶負電荷的蛋白質(zhì)的通透性減少，進而導致基底膜兩側(cè)的電荷發(fā)生變化，因而在糖尿病早期，腎臟清除帶負電荷的IgG4的比例增加[28]。②膠原IV特征性的存在于腎小球基底膜當中，并且是基底膜的主要構(gòu)成成分，Kanie等[29]測量了血清中抗膠原IV的抗體(IgG)，發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病患者血清抗膠原IV抗體(IgG)明顯高于非糖尿病患者，提示糖尿病腎病患者基底膜結(jié)構(gòu)的破壞，導致膠原IV的碎片的形成，刺激機體產(chǎn)生抗膠原IV的抗體(IgG)在腎小球和腎小管沉積[30]。

糖尿病患者體內(nèi)多種修飾蛋白具有免疫原性，其中包括人對氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)免疫應答后產(chǎn)生抗氧化低密度脂蛋白免疫復合物[31], 抗ox-LDL免疫復合物可以通過激活補體的經(jīng)典途徑誘導巨噬細胞產(chǎn)生促炎的細胞因子，包括IL-1、IL-6和TNF-α[32]。在1型糖尿病患者當中，ox-LDL免疫復合物的沉積與大量蛋白尿相關(guān)。Virella G等[33]發(fā)現(xiàn)在1型糖尿病患者中IgG抗體明顯升高，且獨立于循環(huán)免疫復合物、血肌酐和尿蛋白的排泄，其IgG抗體主要為促炎的IgG1和IgG3亞型，這些免疫復合物在體外可誘導產(chǎn)生單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)和集落刺激因子-1(CSP-1)，通過系膜細胞產(chǎn)生膠原促進腎小球纖維化的發(fā)生[34]。

4 IgA與糖尿病腎病

IgA是人類合成最多的免疫球蛋白，每天合成IgA的量大約為66mg/kg，其半衰期約為6天，人體中的IgA可以單體、二聚體、三聚體和四聚體形式存在，粘膜表面和分泌液中的IgA是主要的免疫球蛋白，抵抗病原體經(jīng)粘膜上皮特別是呼吸道、腸道和泌尿道的感染[35]。IgA可以發(fā)揮中和作用，可以阻止病原體進入細胞造成細胞損傷，同時IgA具有調(diào)理作用[36]，可與粘膜表面的單核細胞和中性粒細胞表面的Fc受體結(jié)合，吞噬病原體[37]。Forshaw M J等[38]發(fā)現(xiàn)克隆恩病患者中腸道IgA陽性的B細胞明顯增多，腸道分泌增多的IgA沉積于腎臟，引起患者血尿、蛋白尿和腎功能變化。當患者體內(nèi)出現(xiàn)衣原體感染后，血漿中IgA水平的升高，其發(fā)生心血管事件的風險也升高，可能與IgA抗體調(diào)控腸道微生物產(chǎn)生致動脈粥樣硬化作用相關(guān)[39]。

IgA腎病約占非糖尿病腎損害的59%，有單個病例報道，IgA腎病疊加糖尿病腎病會加重患者的腎臟損傷[40]，但lai等[41]比較隨訪觀察了7個IgA腎病合并糖尿病腎病的患者1年，與單純性糖尿病腎病患者相比，其最終的肌酐及肌酐清除率無明顯差異。IgA腎病疊加糖尿病腎病的患者并不少見，糖尿病患者腎小球結(jié)構(gòu)和功能的改變?yōu)槊庖邚秃衔锏某练e提供了條件[42]，IgA腎病疊加糖尿病腎病對患者腎功能的影響取決于原發(fā)腎臟疾病的病理損害程度和IgA腎病在糖尿病腎病病程中的發(fā)生時間[43]。

5 其他

IgD 和 IgM二者均是B 細胞在發(fā)育過程中出現(xiàn)最早的抗體。但從功能上來看， IgD明顯優(yōu)于IgM，而且其在調(diào)節(jié)免疫應答及平衡免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著更加突出的作用；從其分類來看，大致包括分泌型IgD (sIgD)和膜結(jié)合型IgD (mIgD)。IgD不但能夠作為 B 細胞表面受體BCR以達到更好發(fā)揮免疫功能的作用，同時也可以被當作配體和其受體進行結(jié)合并完成對下游信號通路的激活[44]。自IgD在1965年被從骨髓瘤患者血清中發(fā)現(xiàn)以來，經(jīng)過后期大量研究發(fā)現(xiàn)，患有感染性疾病及自身免疫性疾病等的病人其血液中sIgD水平偏高，另有研究表明[45]，對患有關(guān)節(jié)炎的實驗小鼠在其發(fā)病早期為其注射抗IgD 抗體，結(jié)果顯示關(guān)節(jié)病變情況有所改善。IgE則是在B細胞出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換時形成的抗體類型，研究表明，對于血脂異常的男性患者來說，他們外周血液中所存在的IgE指標值偏高，而這也是導致其發(fā)生心肌梗死、心源性猝死等的危險因素，IgE基于對肥大細胞功能的調(diào)節(jié)使其進一步加速動脈粥樣硬化的形成，而且其還與過敏及哮喘發(fā)病等有著密切關(guān)系[46]。目前文獻尚未發(fā)現(xiàn)IgD和IgE與糖尿病腎病的確切關(guān)系。

6 小結(jié)

綜上所述，免疫系統(tǒng)的激活在糖尿病腎病的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，免疫球蛋白作為下游的效應產(chǎn)物，與糖尿病腎病臨床表現(xiàn)差異、預后密切相關(guān)，為糖尿病腎病的治療提供了新的靶點。