IgA腎病病情評(píng)估及預(yù)后判斷生物標(biāo)志物研究進(jìn)展

溫碧玉，王利華

(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院腎內(nèi)科，太原030001)

IgA腎病(immunoglobulin A nephropathy，IgAN)是最常見的原發(fā)性腎小球腎炎之一，以IgA在腎小球系膜區(qū)沉積及系膜增生為主要特征，可伴有補(bǔ)體C3、IgG的腎組織沉積，30%～50%的IgAN患者在診斷后20年內(nèi)緩慢進(jìn)展至終末期腎衰竭[1]。同時(shí)，由于IgAN具有高度異質(zhì)性的臨床特征(包括從無癥狀的鏡下血尿或蛋白尿到進(jìn)行性腎衰竭)，且基于越來越龐大的透析患者基數(shù)及其所帶來的沉重的個(gè)人、家庭及社會(huì)負(fù)擔(dān)，控制腎臟疾病惡化進(jìn)展刻不容緩，因此早期評(píng)估IgAN患者的病情及預(yù)后至關(guān)重要[2]。目前，基線蛋白尿、高血壓、起病時(shí)估算的腎小球?yàn)V過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)降低以及牛津病理分型(系膜增生、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生、節(jié)段壞死、小管萎縮/間質(zhì)纖維化及新月體形成)已經(jīng)被確定為評(píng)估疾病嚴(yán)重程度和IgAN不良預(yù)后的臨床病理學(xué)標(biāo)志[3]。但這些指標(biāo)均是非特異性的，且通常在發(fā)生不可逆腎損傷或瘢痕形成時(shí)才發(fā)揮作用，其評(píng)估IgAN預(yù)后的時(shí)效性較低，因此對(duì)IgAN早期相關(guān)生物標(biāo)志物的研究顯得尤為重要?，F(xiàn)就IgAN病情評(píng)估及預(yù)后生物標(biāo)志物的最新研究進(jìn)展予以綜述。

1 糖基化異常IgA1及其抗體

1.1半乳糖缺乏型IgA1(galactose-deficient IgA1，Gd-IgA1) 正常情況下的IgA1分子糖基化過程為：N-乙酰半乳糖胺(N-cetylgalactosamine，GalNAc)在N-乙酰半乳糖氨基轉(zhuǎn)移酶的作用下轉(zhuǎn)移至IgA1鉸鏈區(qū)域的絲氨酸或蘇氨酸殘基上形成O-連接，而后半乳糖(galactose，Gal)在β1,3-半乳糖轉(zhuǎn)移酶(β1,3-galactosyltransferase，β1,3Gal-T) 及β1,3Gal-T特異性分子伴侶(core I β1,3-Gal-T-specific molecular chaperone，Cosmc)的作用下連接到GalNAc上，最后唾液酸在α2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶作用下連接到Gal或GalNAc上，形成O-聚糖結(jié)構(gòu)，IgA1的O-聚糖結(jié)構(gòu)對(duì)維持IgA1分子構(gòu)象、保護(hù)鉸鏈區(qū)免受蛋白酶降解具有重要作用[4]。在IgA1糖基化過程中，β1,3Gal-T及Cosmc是關(guān)鍵酶，而β1,3Gal-T由C1GALT1編碼，Cosmc由C1GALT1C1編碼，C1GALT1基因變異影響IgAN中Gd-IgA1的表達(dá)[5]。研究證實(shí)，C1GALT1在IgAN患者中的表達(dá)顯著下調(diào)，并與Gd-IgA1水平呈負(fù)相關(guān)，IgAN患者B細(xì)胞β1,3Gal-T的表達(dá)水平和活性均降低[6-7]。而C1GALT1啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化導(dǎo)致Cosmc的表觀遺傳沉默，進(jìn)一步下調(diào)Cosmc表達(dá)[8]。作為分子伴侶，Cosmc的低表達(dá)可進(jìn)一步影響活性β1,3Gal-T形成。由此認(rèn)為，β1,3Gal-T及Cosmc的低表達(dá)和活性導(dǎo)致了IgAN患者體內(nèi)GalNAc與Gal結(jié)合障礙，而直接與唾液酸結(jié)合。唾液酸化為糖基化過程中的終端步驟，這種多聚糖結(jié)構(gòu)不能進(jìn)一步調(diào)整，從而出現(xiàn)循環(huán)中低糖基化IgA1水平升高[9]。Gd-IgA1作為觸發(fā)因子與特異性自身抗體形成免疫復(fù)合物，這些復(fù)合物與腎小球系膜細(xì)胞結(jié)合，刺激細(xì)胞增殖，激活補(bǔ)體，釋放炎癥介質(zhì)，最終導(dǎo)致IgAN的發(fā)生[10]。Gd-IgA1形成作為IgAN重要的發(fā)病機(jī)制，為進(jìn)一步臨床應(yīng)用研究提供了理論基礎(chǔ)。一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究根據(jù)血清Gd-IgA1水平四分位數(shù)分類對(duì)275例IgAN患者進(jìn)行分組，隨訪后發(fā)現(xiàn)，血清Gd-IgA1水平較高組的遠(yuǎn)期腎臟存活率更低，提示血清Gd-IgA1水平可作為預(yù)后評(píng)估的標(biāo)志物[11]。因此，Gd-IgA1在某種程度上可以預(yù)測(cè)IgAN的不良預(yù)后，但在臨床應(yīng)用中需要注意Gd-IgA1的檢測(cè)較為復(fù)雜。

1.2Gd-IgA1自身抗體 以Gd-IgA1作為抗原結(jié)合自身特異性抗體形成免疫復(fù)合物致病為基礎(chǔ)，特異性抗體對(duì)IgAN患者預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值同樣值得進(jìn)一步深究。對(duì)IgAN患者循環(huán)免疫復(fù)合物純度進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，自身抗體包括IgA和IgG，其中主要的抗體為IgG[12]。Placzek等[13]也證實(shí)了IgAN患者血清中抗原Gd-IgA1與相應(yīng)的自身抗體IgG水平的相關(guān)性，IgG是IgAN中主要的Gd-IgA1特異性自身抗體同型。一項(xiàng)病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，41%的IgAN患者血清Gd-IgA1水平升高，其中91%的患者IgG水平高于健康對(duì)照者，靈敏度達(dá)89%，特異度達(dá)92%[14]。因此，血清Gd-IgA1、抗Gd-IgA1的IgG抗體、Gd-IgA1-IgG對(duì)早期診斷IgAN可能具有重要意義。血清Gd-IgA1水平越高，eGFR降低越快，而血清抗Gd-IgA1的IgG抗體水平越低，IgAN患者的eGFR越高，疾病惡化進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)越低[15]。同時(shí)，有學(xué)者對(duì)455例IgAN患者隨訪后發(fā)現(xiàn)，蛋白尿水平隨著血清IgG水平升高而降低，血清IgG水平升高的患者腎臟累積存活率顯著升高，且經(jīng)COX回歸分析證實(shí)，低血清IgG水平是IgAN不良預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[16]。綜上所述，血清Gd-IgA1及其特異性IgG抗體對(duì)判斷IgAN不良預(yù)后有一定的指導(dǎo)意義，但目前大部分研究缺乏對(duì)Gd-IgA1及特異性IgG抗體的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，僅局限于橫斷面研究，且抗原抗體聯(lián)合檢測(cè)能否提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性尚不確定，這為未來的臨床研究提供了新思路。

2 補(bǔ)體系統(tǒng)

2.1補(bǔ)體C3、IgA/C3及Gd-IgA1/C3 補(bǔ)體活化在IgAN發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用，IgAN的補(bǔ)體激活途徑包括經(jīng)典途徑、旁路途經(jīng)和凝集素途徑，其中補(bǔ)體C3在血清中含量最高，在補(bǔ)體系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用，3條補(bǔ)體激活途徑均要經(jīng)過C3活化形成膜攻擊復(fù)合物，參與機(jī)體免疫反應(yīng)。據(jù)報(bào)道，超過90%的IgAN患者存在C3與IgA的共同腎組織沉積[17]。Nam等[18]證實(shí)，系膜區(qū)C3沉積是IgAN惡化進(jìn)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。一項(xiàng)針對(duì)亞洲人群的研究，通過對(duì)272例中國(guó)臺(tái)灣的IgAN患者進(jìn)行回顧性分析，證實(shí)低血清IgG水平是腎臟不良結(jié)局的危險(xiǎn)因素，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)血清C3水平較低患者發(fā)生腎臟不良結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)更大[19]。低水平的血清C3可能對(duì)IgAN惡化結(jié)局有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，而補(bǔ)體的激活與抗原抗體復(fù)合物密切相關(guān)，故聯(lián)合評(píng)估是否可以提高準(zhǔn)確性也成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。Komatsu等[20]的研究證實(shí)，IgAN組血清C3水平低于對(duì)照組，血清IgA水平高于對(duì)照組，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，血清IgA/C3≥4.5的患者預(yù)后較差，5年腎存活率為84.4%，而IgA/C3<4.5的患者5年腎存活率為100%，且IgA/C3比值與腎臟病理?yè)p害程度相平行。有研究表明，在IgAN患者中Gd-IgA1/C3比值與腎臟病惡化進(jìn)展獨(dú)立相關(guān)，且Gd-IgA1/C3值越高，IgAN患者惡化進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)越高[21]。有學(xué)者認(rèn)為，Gd-IgA1可直接激活補(bǔ)體旁路途徑致病[22]，但目前具體機(jī)制尚不明確。因此，Gd-IgA1與補(bǔ)體激活的關(guān)系可能是一個(gè)新的研究方向。

2.2補(bǔ)體(C4)與甘露糖結(jié)合凝集素(mannose-binding lectin，MBL) MBL作為凝集素途徑激活的觸發(fā)因子，在識(shí)別病原微生物后活化MBL相關(guān)血清蛋白酶，從而進(jìn)一步活化C4、C2以形成C4bC2a，同時(shí)伴有C4裂解產(chǎn)物C4d的產(chǎn)生，所以C4在凝集素途徑中發(fā)揮重要作用[23]。Roos等[17]通過免疫組織化學(xué)法發(fā)現(xiàn)，腎活檢MBL陽(yáng)性的IgAN患者常伴有纖維膠凝蛋白、MBL相關(guān)血清蛋白酶及C4d沉積，且MBL與纖維膠凝蛋白共沉積的患者腎組織損傷更嚴(yán)重(包括系膜增生、毛細(xì)血管外增生、腎小球硬化及間質(zhì)浸潤(rùn))，同時(shí)伴有更明顯的蛋白尿。Espinosa等[24]對(duì)IgAN患者的研究顯示，腎活檢C4d陽(yáng)性的患者20年腎存活率為28%，C4d陰性的患者20年腎存活率為85%，證實(shí)C4d沉積是IgAN惡化進(jìn)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。因此，凝集素途徑與IgAN進(jìn)展密切相關(guān)，但相對(duì)于腎組織活檢，隨訪過程中血液檢測(cè)更容易被臨床醫(yī)師接受。有研究發(fā)現(xiàn)，IgAN患者中MBL沉積者的血清C4水平顯著高于MBL無沉積者[25]，因此，通過檢測(cè)血清C4水平可能反映凝集素途徑的活化程度。一項(xiàng)納入1 356例IgAN患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，血清C4水平與尿蛋白排泄呈正相關(guān)，與eGFR、血清白蛋白呈負(fù)相關(guān)，與系膜增生、腎小管間質(zhì)損傷、腎小球硬化的加重呈正相關(guān)，經(jīng)COX回歸分析證實(shí)，血清C4水平是IgAN預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[26]。進(jìn)一步的研究表明，血清C3/C4比值降低提示腎臟預(yù)后不良，C3/C4比值有可能作為判斷IgAN預(yù)后的新型預(yù)測(cè)因子[27]。因此，在IgAN患者隨訪過程中動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血清C4、C3/C4可能有助于判斷疾病進(jìn)展，以便進(jìn)行積極的早期干預(yù)。

3 細(xì)胞因子

3.1白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6) IgAN的發(fā)生、發(fā)展中常存在黏膜感染和炎癥因子的參與，而IL-6是一種參與機(jī)體炎癥反應(yīng)和B細(xì)胞成熟過程的細(xì)胞因子。在IgAN中，IL-6可顯著增加IgA1的Gal缺乏，IL-6通過降低C1GALT1的表達(dá)水平直接減少了O-糖基的Gal化，并通過增加α2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)間接減少Gal化，從而促進(jìn)Gd-IgA1的增加[9]。近期有研究證實(shí)，IL-6水平升高可減少C1GALT1表達(dá)，同時(shí)微RNA(microRNA，miRNA)中的miR-98-5p可通過靶向CC趨化因子配體3減少自身的表達(dá)，從而升高IL-6水平[28]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，IL-6通過增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子磷酸化導(dǎo)致Gd-IgA1過度產(chǎn)生，且這種IL-6介導(dǎo)的Gd-IgA1的大量形成可被酪氨酸激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)通路的抑制劑阻斷[29]。因此，IL-6與Gd-IgA1的形成密切相關(guān)。有研究證實(shí)，尿IL-6、單核趨化蛋白-1及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子是腎小球間質(zhì)纖維化的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，且表皮生長(zhǎng)因子與單核趨化蛋白-1或IL-6與單核趨化蛋白-1組合有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)纖維化面積[30]。一項(xiàng)病例對(duì)照研究表明，IgAN患者尿液中IL-6、腎損傷分子水平與腎臟病理分級(jí)和損傷評(píng)分呈正相關(guān)，提示尿IL-6可作為無創(chuàng)評(píng)價(jià)腎損傷的臨床指標(biāo)[31]。因此，尿IL-6水平可反映腎損傷程度，但目前關(guān)于尿IL-6水平評(píng)估疾病預(yù)后的準(zhǔn)確性以及聯(lián)合預(yù)測(cè)仍缺乏前瞻性研究證實(shí)。

3.2轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1) 腎纖維化是IgAN惡化進(jìn)展的常見途徑，而參與的細(xì)胞因子中TGF-β1作為TGF-β超家族的一員，影響細(xì)胞外基質(zhì)的生成，在纖維化發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。TGF-β1通過上調(diào)SET7/9的表達(dá)誘導(dǎo)組蛋白H3亞基第四號(hào)賴氨酸(lysine 4 of histone H3，H3K4)的甲基化，而H3K4甲基化在TGF-β1誘導(dǎo)的纖維化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄激活中起重要作用[32]。Sasaki等[33]證實(shí)，IgAN患者腎活檢標(biāo)本中SET7/9的表達(dá)與間質(zhì)纖維化程度呈正相關(guān)，且在單側(cè)輸尿管梗阻小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，抑制SET7/9可以抑制H3K4的甲基化，進(jìn)一步改善腎纖維化，深入探索后發(fā)現(xiàn)，TGF-β1可通過Smad3途徑誘導(dǎo)SET7/9表達(dá)。而Shindo等[34]發(fā)現(xiàn)，單側(cè)輸尿管梗阻小鼠的組蛋白H3.3及其分子伴侶HIRA表達(dá)增加，抑制HIRA會(huì)抑制組蛋白H3.3的表達(dá)及IgAN腎纖維化改變，而TGF-β1通過Smad3途徑可以上調(diào)組蛋白H3.3和HIRA表達(dá)，證明組蛋白H3.3和HIRA的表達(dá)與IgAN患者的纖維化相關(guān)。其次，TGF-β1也可通過激活哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1抑制IgAN足細(xì)胞自噬，加重腎損害[35]。另外，TGF-β1刺激人B細(xì)胞后，C1GalT1和Cosmc的信使RNA水平均顯著降低，考慮TGF-β1可能通過下調(diào)C1GalT1和Cosmc水平以增加Gd-IgA1形成[7]。TGF-β1可能通過不同途徑加速腎纖維化的進(jìn)程，以促進(jìn)IgAN惡化進(jìn)展，但具體機(jī)制目前尚不明確，仍需更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

4 尿miRNA

IgAN在不同種族中的發(fā)病率有顯著差異，這引發(fā)了對(duì)人類基因的進(jìn)一步探究。目前全基因組關(guān)聯(lián)研究已證實(shí)，IgAN至少有7個(gè)易感基因，這些基因包括編碼免疫系統(tǒng)的多個(gè)組件，最強(qiáng)的信號(hào)出現(xiàn)在第6號(hào)染色體MHC編碼區(qū)，這些基因的分布在不同種族之間是有區(qū)別的[36-37]。但目前基因分析及治療應(yīng)用于臨床的可行性很小，而研究關(guān)于基因表達(dá)和翻譯后修飾的調(diào)節(jié)可能更易于臨床應(yīng)用。miRNA作為一種單鏈的非編碼RNA，可以調(diào)節(jié)基因表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化及凋亡等。通過基因分析發(fā)現(xiàn)，與健康組相比，IgAN組有48個(gè)miRNA的表達(dá)發(fā)生改變，其中4種miRNA在IgAN患者中的表達(dá)較健康者高1倍，包括miR-148a-3p、miR-150-5p、miR-20a-5p和miR-425-3p，且miR148a-3p水平與eGFR呈正相關(guān)[38]。目前可以確定miR-148b可通過誘導(dǎo)C1GALT1表達(dá)水平的降低，參與Gd-IgA1的形成[39]，但miRNA其他亞型參與IgAN發(fā)病的具體機(jī)制目前仍不明確。研究發(fā)現(xiàn)，IgAN患者尿miRNA中miR-150-5p和miR-3613-3p的表達(dá)水平有一定特異性，且miR-3613-3p的表達(dá)水平有助于評(píng)估病情，有望成為監(jiān)測(cè)IgAN進(jìn)展的無創(chuàng)性指標(biāo)[40]。近年有研究表明，基線尿miR-21和miR-205水平可作為評(píng)價(jià)IgAN腎間質(zhì)損害的潛在預(yù)后指標(biāo)，受試者工作特征曲線結(jié)果顯示，尿miR-205≤0.125和miR-21≥0.891可以區(qū)分嚴(yán)重腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化和輕度腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化的IgAN患者[41]。因此，尿miRNA的基線水平可能是療效和疾病進(jìn)展的預(yù)測(cè)因子，但miRNA的亞型眾多，臨床應(yīng)用的證據(jù)明顯不足。

5 晚期氧化蛋白產(chǎn)物

眾所周知，腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotension system，RAS)的激活在慢性腎臟病和腎纖維化的進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用，腎內(nèi)RAS過度激活會(huì)誘導(dǎo)炎癥、凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)過度生成和成纖維細(xì)胞激活而導(dǎo)致腎損傷。晚期氧化蛋白產(chǎn)物(advanced oxidation protein products，AOPPs)是單核細(xì)胞激活、髓過氧化物酶釋放后，與活性氧類接觸產(chǎn)生的含二酪氨酸的蛋白質(zhì)產(chǎn)物[42]。AOPPs具有觸發(fā)腎臟RAS過度激活的作用，主要通過CD36-蛋白激酶Cα-煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶途徑激活核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)和活化蛋白1，誘導(dǎo)RAS過度激活[43]。有研究表明，除了AOPPs外，Gd-IgA1也可激活單核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子NF-κB[44]?；罨蟮腘F-κB進(jìn)一步誘導(dǎo)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的轉(zhuǎn)錄，而誘導(dǎo)型一氧化氮合酶是強(qiáng)有力的氧化應(yīng)激介質(zhì)[45]，誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)是加速疾病進(jìn)展的重要因素，證實(shí)了AOPPs對(duì)IgAN惡化進(jìn)展的推動(dòng)作用。同時(shí)，AOPPs可作用于腎細(xì)胞，增加TGF-β1的合成和可能導(dǎo)致腎纖維化的基質(zhì)成分[46]。一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，腎AOPPs水平高于診斷時(shí)的中位數(shù)與重復(fù)腎活檢時(shí)腎纖維化指數(shù)的增加相關(guān)，而腎AOPPs水平與eGFR在隨訪期間的變化呈負(fù)相關(guān)[47]。國(guó)外有臨床研究表明，IgAN患者血清高AOPPs水平與腎功能降低以及蛋白尿密切相關(guān)，而血清高Gd-IgA1水平與AOPPs聯(lián)合加強(qiáng)了這種相關(guān)性，即在氧化應(yīng)激的情況下，Gd-IgA1的腎毒性作用可增強(qiáng)，提示AOPPs可能是早期IgAN患者腎臟進(jìn)展的一個(gè)預(yù)測(cè)因子[48]。AOPPs對(duì)于IgAN腎纖維化程度的判斷具有一定的指導(dǎo)意義，未來還需要大樣本的臨床研究以證實(shí)其準(zhǔn)確性。

6 小 結(jié)

有多種生物標(biāo)志物通過不同的途徑參與了IgAN的發(fā)生、發(fā)展，在一定程度上可以對(duì)IgAN患者進(jìn)行病情評(píng)估及預(yù)后判斷，包括Gd-IgA1及其特異性抗體IgG、補(bǔ)體C3、C4、TGF-β1、尿miRNA、AOPPs等，但某些指標(biāo)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性仍有待商榷。多種標(biāo)志物聯(lián)合評(píng)估可能會(huì)提高準(zhǔn)確率，對(duì)生物標(biāo)志物的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)也有利于判斷療效及預(yù)后，但需要更多研究的證實(shí)，而且臨床檢驗(yàn)方法也需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化以提高臨床檢驗(yàn)的應(yīng)用性。同時(shí)，更多新的預(yù)測(cè)因子也有待進(jìn)一步發(fā)掘，通過無創(chuàng)標(biāo)志物判斷病情嚴(yán)重程度、預(yù)測(cè)疾病惡化進(jìn)展以便早期干預(yù)的前景非常值得期待。