抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性血管炎發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

范明華 邢廣群

[摘要]抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（ANCA）相關(guān)血管炎（AAV）是以小血管炎癥為特征的全身自身免疫性疾病。AAV發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，包括ANCA、抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（NETs）和中性粒細(xì)胞作為損傷介質(zhì)的致病作用、補(bǔ)體系統(tǒng)調(diào)節(jié)失調(diào)以及T細(xì)胞的作用等方面的研究已取得了新的進(jìn)展。本文就AAV發(fā)病機(jī)制的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞]抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體;中性粒細(xì)胞胞外羅網(wǎng);補(bǔ)體;T細(xì)胞

[中圖分類號] R364.5? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-4721（2019）1（c）-0016-03

抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（anti-neutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA）相關(guān)血管炎（ANCA-associated vasculitis，AAV）是一組以小血管壁的炎癥和纖維素樣壞死為特征的系統(tǒng)性自身免疫性疾病。據(jù)2012年美國Chapel Hill會議關(guān)于血管炎的命名分類法，將AAV分為肉芽腫性多血管炎（granulomatosis with polyangiitis，GPA）、顯微鏡下多血管炎（microscopic polyangiitis，MPA）和嗜酸性肉芽腫性多血管炎（eosinophilic GPA，EGPA）。AAV是一種反復(fù)發(fā)作、逐漸加重的自身免疫性疾病。國外有研究統(tǒng)計(jì)[1]，其年發(fā)病率約為20/100萬人，而70%～80%的AAV患者會累及腎臟，其次為肺臟、消化道受累，病情進(jìn)展迅速，預(yù)后兇險。AAV發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與遺傳傾向、環(huán)境污染、藥物、感染等因素密切相關(guān)。本文旨在探討AAV發(fā)病機(jī)制的最新研究進(jìn)展，為其治療方案的擴(kuò)展提供新視野。

1 ANCA的致病性

ANCA是存在于系統(tǒng)性血管炎患者中的一類針對多形核粒細(xì)胞胞質(zhì)顆粒和單核細(xì)胞溶酶體成分的循環(huán)自身抗體。AAV患者的發(fā)病與ANCA的存在密切相關(guān)，90%的GPA、MPA、EGPA患者均存在針對的髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）或蛋白酶3（proteinase 3，PR3）的ANCA。臨床案例和動物模型實(shí)驗(yàn)中均有明確證據(jù)支持ANCA在AAV中的致病性。然而，ANCA自身免疫反應(yīng)的起源尚不明確。針對誘發(fā)致病性ANCA反應(yīng)的自身抗原的性質(zhì)和來源，人們提出了幾種假說，包括接觸外源性抗原、內(nèi)源性自身抗原、自身抗原表達(dá)與凋亡細(xì)胞的輔助作用或呈遞抗原的中性粒細(xì)胞胞外羅網(wǎng)等。

1.1外源性抗原

細(xì)菌與自身抗原之間的分子模仿被認(rèn)為是誘發(fā)致病性ANCA的一種機(jī)制。Kain等[2]報(bào)道了AAV患者體內(nèi)抗人溶酶體相關(guān)膜蛋白2（lysosome associated membrane protein 2，LAMP2）抗體的存在。ANCA識別的表位與細(xì)菌黏附分子FimH具有完全同源性。用FimH產(chǎn)生的抗大鼠和抗人LAMP2抗體免疫大鼠形成了寡免疫壞死性新月體型腎小球腎炎。這些觀察提示攜帶FimH的細(xì)菌感染可能引發(fā)對LAMP2的交叉反應(yīng)性自身免疫反應(yīng)，并導(dǎo)致AAV。最近，Kim等[3]的研究顯示，用與人PR3的同源性>30%的綠色糖單孢菌的重組絲氨酸蛋白酶免疫C57BL/6小鼠，所有小鼠均產(chǎn)生較高水平的PR3-ANCA，且其中40%的小鼠發(fā)展為肺肉芽腫。

1.2內(nèi)源性自身抗原

致病型ANCA的另一個機(jī)制是由與自身抗原互補(bǔ)的多肽引起自身免疫反應(yīng)。研究顯示PR3-ANCA所致的AAV患者循環(huán)中不僅有抗PR3肽（即抗PR3）抗體，而且有抗PR3反義肽的抗體。抗PR3反義肽的特異性記憶T細(xì)胞在PR3-ANCA患者中也被檢測到[4]。PR3正義肽和反義肽[互補(bǔ)PR3（complementary PR3，c-PR3）]分別由PR3基因的正義鏈和反義鏈編碼?？筩-PR3的獨(dú)特型抗體可誘導(dǎo)與原PR3反應(yīng)的抗獨(dú)特型抗體，用c-PR3免疫小鼠可引發(fā)抗PR3抗體的產(chǎn)生。內(nèi)源性c-PR3肽或來自細(xì)菌的模仿c-PR3肽的外源肽可引發(fā)抗c-PR3的免疫應(yīng)答。有趣的是，c-PR3與多種細(xì)菌肽具有同源性，這提高了微生物感染通過獨(dú)特機(jī)制和互補(bǔ)的分子模仿引起ANCA自身免疫反應(yīng)和AAV的可能性。這種對自身抗原反義或互補(bǔ)肽產(chǎn)生免疫應(yīng)答的理論得到了研究的支持，即注射一種與自身抗原腎小球基底膜肽互補(bǔ)的肽可誘導(dǎo)致病的抗腎小球基底膜抗體[5]。

1.3中性粒細(xì)胞胞外羅網(wǎng)（neutrophil extracellular traps，NETs）

NETs是機(jī)體在應(yīng)答細(xì)菌感染的過程中中性粒細(xì)胞釋放的由核酸物質(zhì)與MPO、PR3、抗菌肽LL-37、彈性蛋白酶等多種顆粒蛋白組成的細(xì)胞外網(wǎng)絡(luò)[6]。當(dāng)各種原因引起的NETs過度生成、結(jié)構(gòu)異常及脫氧核糖核酸酶1（deoxyribonuclease1，DNase1）活性異常導(dǎo)致NETs清除障礙時，體內(nèi)大量NETs的蓄積，可誘導(dǎo)ANCA形成相關(guān)，與AAV的發(fā)病密切相關(guān)。

NETs中MPO、PR3等多種顆粒蛋白可通過Toll樣受體9（Toll like receptor-9，TLR-9）激活自身反應(yīng)性B淋巴細(xì)胞。NETs中的內(nèi)源性抗菌肽LL37（cathelicidin LL-37）可成為將自身DNA轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（pDC）活化劑的關(guān)鍵分子，使pDC產(chǎn)生大量干擾素α、胱冬肽酶-1和炎性小體。通過NETs激活炎性小體可增加白介素（interleutin，IL）-1β、IL-18的釋放和合成，這反過來又可以誘導(dǎo)NETs形成。此外，IL-8黏附于局部活化的內(nèi)皮細(xì)胞并產(chǎn)生在其細(xì)胞表面上表達(dá)的PR3和MPO的NETs。同時，已有研究顯示，ANCA相關(guān)性血管炎中的ANCA-IgG可誘導(dǎo)激發(fā)的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生NETs[7]，提示ANCA可延續(xù)NETs產(chǎn)生的惡性循環(huán)。這些證據(jù)進(jìn)一步證明了NETs在AAV發(fā)病機(jī)制中作為ANCA抗體形成來源的中樞致病作用。

1.4遺傳因素

ANCA的特異性與不同的遺傳背景相關(guān)。研究顯示PR3-ANCA在GPA患者中最常見，而MPO-ANCA在MPA患者中的發(fā)生率更高，MPO-AAV在亞洲、大洋洲和南歐更常見，而PR3-AAV在北歐和北美占主導(dǎo)地位。全基因組關(guān)聯(lián)分析顯示AAV與人類白細(xì)胞抗原DP亞型（human leukocyte antigen-DP，HLA-DP）和PR3-AAV間的關(guān)聯(lián)最強(qiáng)，人類白細(xì)胞抗原DQ亞型（human leukocyte antigen-DQ，HLA-DQ）和MPO-AAV間的關(guān)聯(lián)較弱[8-9]。與GPA和MPA臨床表型的遺傳相關(guān)性比較，PR3和MPO的自身免疫性有更明顯的遺傳相關(guān)性。編碼PR3的基因多態(tài)性與PR3-AAV相關(guān)。中性粒細(xì)胞表達(dá)的MPO和PR3的增加也受遺傳因素影響。Ciavatta等[10]的研究顯示，血管炎患者中與MPO和PR3基因沉寂相關(guān)的表觀遺傳修飾被破壞，可能導(dǎo)致中性粒細(xì)胞上ANCA抗原的過度表達(dá)，并為疾病的發(fā)生奠定基礎(chǔ)。

2補(bǔ)體途徑

大量臨床觀察和動物實(shí)驗(yàn)研究顯示，補(bǔ)體系統(tǒng)的激活在AAV的發(fā)病中起著重要作用。有證據(jù)顯示，AAV患者組織炎癥部位存在補(bǔ)體沉積，如C3d和B因子，且與疾病的病理嚴(yán)重程度相關(guān)?；顒悠贏AV患者血漿C3a、C5a、可溶性C5b-9和Bb水平高于緩解期患者，循環(huán)C3水平較低的患者在患者生存率和腎存活方面的預(yù)后較差，其中，補(bǔ)體激活產(chǎn)物C5a具有核心作用[11]。注射抗MPO抗體的小鼠的研究顯示了補(bǔ)體C5、C5a和C5a受體（complement component 5a receptor，C5aR）以及替代途徑的作用。在小鼠MPO-AAV抗體轉(zhuǎn)移模型中，缺乏C5或用眼鏡蛇毒預(yù)處理后缺乏補(bǔ)體的小鼠均未發(fā)生疾病，缺乏C4的小鼠沒有受到保護(hù)，提示這是一種替代途徑，而不是經(jīng)典的途徑。最近對具有人C5a受體小鼠的研究顯示，缺乏C5aR的小鼠免受疾病的影響，敲入被人C5aR的拮抗劑處理后的人C5a受體小鼠顯示疾病嚴(yán)重程度降低[12]，也有體外證據(jù)證明補(bǔ)體的作用。C5a可以使中性粒細(xì)胞對ANCA的刺激產(chǎn)生反應(yīng)，這可能是由于其在C5aR上的作用[13]。C5a與C5a新型受體（C5L2）等其他受體的相互作用更為復(fù)雜，C5L2基因敲除導(dǎo)致MPO-AAV小鼠疾病更嚴(yán)重[14]。ANCA刺激的中性粒細(xì)胞和NETs都能激活補(bǔ)體系統(tǒng)的替代通路，從而形成正反饋回路[12，15]。

3 T細(xì)胞免疫

在AAV患者腎活檢組織中，T細(xì)胞存在于腎小球內(nèi)和腎小管間質(zhì)中，這提示T細(xì)胞反應(yīng)是致病性的。小鼠MPO-AAV轉(zhuǎn)移模型中，CD4+ T細(xì)胞已被用于轉(zhuǎn)移疾病，證明了T細(xì)胞在發(fā)病機(jī)制中的作用。Ruth等[16]在抗腎小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）球蛋白觸發(fā)的MPO-AAV模型的實(shí)驗(yàn)研究顯示，CD4+ T細(xì)胞損傷前即刻的耗竭可減輕腎小球損傷，這種疾病模型已被用來鑒別兩種CD4+ T細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞的致病表位。

激活后的CD4+ T細(xì)胞分化成不同的CDT+效應(yīng)子集，具有以不同方式與效應(yīng)器結(jié)合的典型細(xì)胞因子分泌模式。分泌干擾素γ（interferon γ，IFN-γ）的輔助性T細(xì)胞1（helper T cell 1，Th1）在某些形式的腎小球疾病中是重要的，并且已證明MPO特異性Th1細(xì)胞在細(xì)胞轉(zhuǎn)移模型中介導(dǎo)AAV[17]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cells，Tregs）可抑制CD4+效應(yīng)細(xì)胞的作用。許多證據(jù)顯示，AAV患者中Tregs細(xì)胞的抑制功能受損[18]。在確定有抗MPO自身免疫性的小鼠中抗MPO特異性Tregs已被證明可調(diào)節(jié)腎小球腎炎[19]。

綜上所述，AAV的發(fā)生是多重因素共同作用下的結(jié)果，中性粒細(xì)胞作為ANCA的靶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞在AAV發(fā)病中起核心作用。ANCA、NETs以及T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)異常是AAV發(fā)病機(jī)制的中心環(huán)節(jié)，決定疾病的嚴(yán)重程度及預(yù)后。ANCA作為自身抗體主動參與疾病的發(fā)生、發(fā)展，與致炎因子、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及其他免疫細(xì)胞相互作用形成一個關(guān)系緊密而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，與AAV的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Haris A，Dolgos S，Polner K.Therapy and prognosis of ANCA-associated vasculitis from the clinical nephrologist′s perspective[J].Int Urol Nephrol，2017，49（1）：91-102.

[2]Kain R，Exner M，Brandes R，et al.Molecular mimicry in pauci-immune focal necrotizing glomerulonephritis[J].Nature Med，2008，14（10）：1088-1096.

[3]Kim YC，Choi YS，Alam J，et al.Induction of proteinase 3-anti-neutrophil cytoplasmic autoantibodies by proteinase 3-homologous bacterial protease in mice[J].Immunologic Res，2016，64（2）：438-444.

[4]Yang J，Bautz DJ，Lionaki S，et al.ANCA patients have T cells responsive to complementary PR-3 antigen[J].Kidney Int，2008，74（9）：1159-1169.

[5]Reynolds J，Preston GA，Pressler BM，et al.Autoimmunity to the alpha 3 chain of type Ⅳ collagen in glomerulonephritis is triggered by autoantigen complementarity[J].J Autoimmun，2015，59：8-18.

[6]Soderberg D，Segelmark M.Neutrophil extracellular traps in ANCA-associated vasculitis[J].Frontiers Immunol，2016，7（21）：256-264.

[7]Nakazawa D，Shida H，Tomaru U，et al.Enhanced formation and disordered regulation of NETs in myeloperoxidase-ANCA-associated microscopic polyangiitis[J].J Am Soc Nephrol，2014，25（5）：990-997.

[8]Lyons PA，Rayner TF，Trivedi S，et al.Genetically distinct subsets within ANCA-associated vasculitis[J].New Engl J Med，2012，367（3）：214-223.

[9]Xie G，Roshandel D，Sherva R，et al.Association of granulomatosis with polyangiitis （Wegener′s） with HLA-DPB1 04 and SEMA6A gene variants：evidence from genome-wide analysis[J].Arthritis Rheum，2013，65：2457-2468.

[10]Ciavatta DJ，Yang J，Preston GA，et al.Epigenetic basis for aberrant upregulation of autoantigen genes in humans with ANCA vasculitis[J].J Clin Invest，2010，120（9）：3209-3219.

[11]Chen M，Jayne DRW，Zhao MH.Complement in ANCA-associated vasculitis：mechanisms and implications for management[J].Nature Rev Nephrol，2017，13（6）：359-367.

[12]Xiao H，Dairaghi DJ，Powers JP，et al.C5a receptor （CD88） blockade protects against MPO-ANCA GN[J].J Am Soc Nephrol，2014，25（2）：225-231.

[13]Schreiber A，Xiao H，Jennette JC，et al.C5a receptor mediates neutrophil activation and ANCA-induced glomerulonephritis[J].J Am Soc Nephrol，2009，20（2）：289-298.

[14]Hao J，Wang C，Yuan J，et al.A pro-inflammatory role of C5L2 in C5a-primed neutrophils for ANCA-induced activation[J].PLoS One，2013，8（6）：1-9.

[15]Wang H，Wang C，Zhao MH，et al.Neutrophil extracellular traps can activate alternative complement pathways[J].Clin Exp Immunol，2015，181（3）：518-527.

[16]Ruth AJ，Kitching AR，Kwan RY，et al.Anti-neutrophil cytoplasmic antibodies and effector CD4+ cells play nonredundant roles in anti-myeloperoxidase crescentic glomerulonephritis[J].J Am Soc Nephrol，2006，17（7）：1940-1949.

[17]Nogueira E，Hamour S，Sawant D，et al.Serum IL-17 and IL-23 levels and autoantigen-specific Th17 cells are elevated in patients with ANCA-associated vasculitis[J].Nephrol Dial Transplant，2010，25（7）：2209-2217.

[18]Ghali JR，Wang YM，Holdsworth SR，et al.Regulatory T cells in immune-mediated renal disease[J].Nephrology，2016，21（2）：86-96.

[19]Gan PY，Tan DS，Ooi JD，et al.Myeloperoxidase peptide-based nasal tolerance in experimental ANCA-associated GN[J].J Am Soc Nephrol，2016，27（2）：385-391.

（收稿日期：2018-10-29? 本文編輯：祁海文）