磷脂酶A2受體與特發(fā)性膜性腎病關(guān)系的研究進(jìn)展

袁媛,程小紅,張曉鳳

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽(yáng) 712046； 2.陜西省中醫(yī)醫(yī)院腎病科,西安 710000)

膜性腎病是免疫介導(dǎo)的一種腎小球疾病,是成人腎病綜合征中最常見(jiàn)的病理類(lèi)型之一,全球發(fā)病率為12/100萬(wàn)[1-2]。近年來(lái)膜性腎病的發(fā)病率以每年13%的速度增長(zhǎng)[3],這可能與當(dāng)前環(huán)境污染以及人口老齡化日趨嚴(yán)重相關(guān)。膜性腎病多見(jiàn)于成人,尤其是老年人,罕見(jiàn)于兒童,本病臨床多表現(xiàn)為腎病綜合征,特征為顯著的蛋白尿和水腫,免疫復(fù)合物聚集引起的腎小球基底膜增厚是其主要病理學(xué)改變[4]。膜性腎病根據(jù)病因不同分為特發(fā)性膜性腎病(idiopathic membranous nephropathy,IMN)和繼發(fā)性膜性腎病(secondary membranous nephropathy,SMN),其中75%為IMN[5],SMN多由臨床疾病發(fā)展而來(lái),但目前尚不清楚這些疾病是SMN的直接病因還是誘因[6-7]。雖然近40%的IMN患者可自發(fā)緩解,但治療效果不佳者會(huì)進(jìn)展為終末期腎病,最終需要透析或移植治療。2009年Beck等[8]首次報(bào)道磷脂酶A2受體(phospholipase A2 receptor,PLA2R)是導(dǎo)致IMN發(fā)生的主要抗原之一。在70%～80%的IMN患者血液和腎組織洗脫液中可檢測(cè)出抗PLA2R抗體[1],這引起了醫(yī)學(xué)界對(duì)PLA2R的廣泛關(guān)注。研究表明,PLA2R與IMN的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān),但PLA2R及其抗體對(duì)IMN的致病作用及與預(yù)后的相關(guān)性尚未完全明確[9]?，F(xiàn)就PLA2R在IMN發(fā)病機(jī)制、診斷及預(yù)后中的作用予以綜述。

1 PLA2R概述

1.1PLA2R的發(fā)現(xiàn) Beck等[8]在成人IMN中發(fā)現(xiàn)了足細(xì)胞靶抗原抗體系統(tǒng),即PLA2R及其循環(huán)自身抗體。這種蛋白質(zhì)被質(zhì)譜法鑒定為M型PLA2R[10]。M型PLA2R是從腎小球提取物中純化的糖蛋白復(fù)合物,其最初在尋找結(jié)合分泌型PLA2R時(shí)被克隆,M型PLA2R是肌肉衍生受體,雖然也可在肺部等部位表達(dá),但主要在腎組織表達(dá)[7]。膜性腎病患者血清抗PLA2R抗體陽(yáng)性率在中國(guó)、韓國(guó)以及西方國(guó)家約為70%,而在日本相對(duì)較低,為50%[11]。

1.2PLA2R的結(jié)構(gòu)組成 了解PLA2R的結(jié)構(gòu)組成是認(rèn)識(shí)其致病機(jī)制的第一步。PLA2R是1型跨膜受體,屬于甘露糖受體家族,高表達(dá)于肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和足細(xì)胞,抗PLA2R自身抗體并不導(dǎo)致肺部或其他器官明顯的功能障礙,僅誘導(dǎo)蛋白尿和腎病綜合征的發(fā)生[12-13],原因可能與補(bǔ)體激活后自身抗體與足細(xì)胞上抗原結(jié)合形成原位免疫復(fù)合物有關(guān)。PLA2R所屬的甘露糖受體家族具有內(nèi)吞特性,甘露糖受體在質(zhì)膜與核仁之間循環(huán),約70%位于細(xì)胞內(nèi)的甘露糖受體處于穩(wěn)定狀態(tài)[12]。甘露糖受體家族成員屬于跨膜蛋白,均有一個(gè)短的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域,能夠在質(zhì)膜與核內(nèi)體之間的網(wǎng)格蛋白包被的凹陷中進(jìn)行組成性?xún)?nèi)吞再循環(huán),導(dǎo)致細(xì)胞外配體的內(nèi)化[14],細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域由富含半胱氨酸的N端結(jié)構(gòu)域、Ⅱ型纖維連接蛋白結(jié)構(gòu)域、8個(gè)C型串聯(lián)重復(fù)的凝集素結(jié)構(gòu)域、1個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和1個(gè)短的C端細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成,富含半胱氨酸的N端結(jié)構(gòu)域-Ⅱ型纖維連接蛋白結(jié)構(gòu)域-8個(gè)C型串聯(lián)重復(fù)的凝集素結(jié)構(gòu)域是主要的免疫顯性抗原表位[15]。PLA2R主要有擴(kuò)展構(gòu)型和彎曲構(gòu)型兩種構(gòu)型。研究表明,酸堿度控制PLA2R結(jié)構(gòu)的改變,使配體于生理酸堿度水平整合,受體返回細(xì)胞表面前,配體釋放到核內(nèi)體和溶酶體酸堿度水平更低的環(huán)境中[12]。研究表明,人PLA2R在其表達(dá)的細(xì)胞中的生理作用與磷脂酶A2有關(guān)[16-18]。人PLA2R與磷脂酶A2之間的相互作用與其他哺乳動(dòng)物不同,人PLA2R在細(xì)胞內(nèi)外均表達(dá),胞外環(huán)境的酸堿度越高,PLA2R的構(gòu)象越廣泛。人PLA2R的pH依賴(lài)性構(gòu)象改變可導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)域暴露,從而導(dǎo)致不同表位的自身免疫反應(yīng)[19]。研究顯示,IMN血清抗PLA2R抗體與PLA2R在體外結(jié)合只能在非還原狀態(tài)下進(jìn)行,說(shuō)明抗PLA2R抗體的抗原決定簇需要二硫鍵的存在[20]。二硫鍵的形成和維持可能需要細(xì)胞外環(huán)境的氧化,細(xì)胞外環(huán)境的氧化使得抗原決定簇能夠長(zhǎng)期表達(dá)并結(jié)合在IMN患者外周血液中循環(huán)的抗PLA2R抗體上[21]。

2 PLA2R與IMN

2.1PLA2R參與IMN發(fā)病的機(jī)制

2.1.1PLA2R與自身抗體結(jié)合 目前關(guān)于IMN的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚,可能與免疫反應(yīng)、遺傳、環(huán)境等因素相關(guān),其中PLA2R是導(dǎo)致免疫反應(yīng)的主要因素。PLA2R與其抗體相結(jié)合形成上皮下免疫沉積物的同時(shí)激活補(bǔ)體,損害腎小球毛細(xì)血管壁,致使腎小球基底膜的屏障作用受損,原尿液中蛋白質(zhì)的含量增多,當(dāng)其超過(guò)近端腎小管的回吸收量時(shí)形成蛋白尿,其中免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)G為主要免疫沉積物。Couser等[22]首先提出,IMN是由自身抗體與位于足細(xì)胞上的抗原結(jié)合形成的原位免疫復(fù)合物引起。Makker[23]的研究進(jìn)一步證實(shí),膜性腎病中的足細(xì)胞抗原是一種含甘露糖的糖蛋白。研究表明,經(jīng)典途徑的激活起始于與血清補(bǔ)體的結(jié)合,通常見(jiàn)于SMN，尤其是狼瘡相關(guān)膜性腎??；IMN上皮下免疫復(fù)合物主要由IgG4組成,其結(jié)合血清補(bǔ)體的能力較弱[24]。實(shí)際上,IMN的免疫沉積物中血清補(bǔ)體的含量較低或不可檢出,說(shuō)明經(jīng)典途徑的激活不是IMN的主要發(fā)病機(jī)制,而旁路途經(jīng)和(或)凝集素途經(jīng)可能在IMN中發(fā)揮重要作用。膜性腎病蛋白尿產(chǎn)生的關(guān)鍵是補(bǔ)體激活以產(chǎn)生補(bǔ)體攻膜復(fù)合物C5b-9,抗PLA2R抗體與抗原決定簇的結(jié)合需要PLA2R中存在二硫鍵,反應(yīng)條件為非還原環(huán)境,抗原決定簇為跨膜受體,其穿透內(nèi)皮細(xì)胞和腎小球基底膜與PLA2R結(jié)合[25],進(jìn)而損傷足細(xì)胞,形成蛋白尿。此外,血清抗PLA2R抗體可能通過(guò)與PLA2R結(jié)合,干預(yù)PLA2R參與足細(xì)胞黏附腎小球基底膜的過(guò)程[26]。研究表明,循環(huán)抗PLA2R抗體在70%～80%的IMN患者血清中表達(dá)[27-29]。氧化環(huán)境有助于PLA2R形成或保持二硫鍵,這使得致病性抗原決定簇持續(xù)表達(dá),并結(jié)合在IMN患者外周血中循環(huán)的抗PLA2R抗體上。PLA2R是促進(jìn)分泌型磷脂酶A2內(nèi)化的特異性受體[30-32]。

2.1.2PLA2R導(dǎo)致足細(xì)胞損傷 足細(xì)胞是高度分化的毛細(xì)血管上皮細(xì)胞。生理狀態(tài)下,濾過(guò)屏障(內(nèi)皮細(xì)胞+腎小球基底膜+足細(xì)胞)僅容許水和小分子物質(zhì)自由通過(guò),保留如血漿蛋白等大分子物質(zhì),因此只要內(nèi)皮細(xì)胞和腎小球基底膜仍能發(fā)揮基本功能,抗原呈遞細(xì)胞就無(wú)法接近足細(xì)胞。如足細(xì)胞或其他表達(dá)PLA2R的細(xì)胞受到刺激釋放表面攜帶PLA2R的細(xì)胞外囊泡,暴露在非足細(xì)胞上的抗原決定簇必須與表達(dá)的PLA2R抗原決定簇一致才會(huì)導(dǎo)致抗原抗體結(jié)合,進(jìn)而激活自身免疫反應(yīng),導(dǎo)致膜性腎病進(jìn)展。

外源性抗體可穿透內(nèi)皮細(xì)胞和腎小球基底膜并與足細(xì)胞靶抗原結(jié)合。與巨蛋白在Heymann腎炎中發(fā)揮致病性需要巨蛋白糖基化和特定的空間構(gòu)象一樣，PLA2R的抗原效應(yīng)也需要一些附加條件,當(dāng)抗PLA2R抗體由循環(huán)中的非足細(xì)胞來(lái)源產(chǎn)生或PLA2R進(jìn)入循環(huán)時(shí),抗體只能在非還原狀態(tài)下與PLA2R結(jié)合。作為細(xì)胞跨膜受體,PLA2R的胞外結(jié)構(gòu)域與細(xì)胞外環(huán)境接觸,因此最有可能處于自然表達(dá)的空間構(gòu)象中,顆粒物質(zhì)也可通過(guò)氧化應(yīng)激或炎癥效應(yīng)共同導(dǎo)致早期腎臟損害,這種損害可能導(dǎo)致腎臟微環(huán)境中非還原環(huán)境的形成，自身抗體與足細(xì)胞抗原在原位結(jié)合形成免疫復(fù)合物,導(dǎo)致足細(xì)胞損傷。足細(xì)胞作為濾過(guò)膜的外層結(jié)構(gòu),是濾過(guò)的最后一道屏障,當(dāng)PLA2R導(dǎo)致足細(xì)胞損傷后,其阻止蛋白質(zhì)漏出的功能受損,尿液中出現(xiàn)蛋白質(zhì)。

2.2PLA2R與IMN的遺傳學(xué)相關(guān)性 IMN的發(fā)生除與免疫機(jī)制相關(guān)外,還可能與遺傳學(xué)相關(guān)。家族中有IMN患者,其后代患IMN的遺傳易感性增加。采用全基因組關(guān)聯(lián)分析單核苷酸多態(tài)性基因發(fā)現(xiàn),與IMN密切相關(guān)的兩組風(fēng)險(xiǎn)等位基因?yàn)槿税准?xì)胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)-DQA1和PLA2R基因,兩者具有相關(guān)性[33]。研究表明,多基因疾病中常見(jiàn)等位基因的優(yōu)勢(shì)比顯著,HLA-DQA1中的先導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)等位基因的純合性使膜性腎病的優(yōu)勢(shì)比提高了20倍，PLA2R中的先導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)等位基因的純合性使膜性腎病的優(yōu)勢(shì)比提高了4倍,當(dāng)HLA-DQA1與PLA2R的先導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)等位基因結(jié)合時(shí),優(yōu)勢(shì)比增加80倍。這一結(jié)果在隨后對(duì)白種人和南亞人的研究中得到證實(shí)[34]。在同時(shí)具有PLA2R和HLA-DQA1高危基因型的IMN患者中,高達(dá)73%的患者表達(dá)抗PLA2R抗體,而在不具備這兩種風(fēng)險(xiǎn)基因型的患者中未發(fā)現(xiàn)抗PLA2R抗體的表達(dá)[35]。HLA-DQA1產(chǎn)生的受體蛋白和PLA2R產(chǎn)生的靶抗原都與自身免疫反應(yīng)的觸發(fā)有關(guān)。IMN中的兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等位基因可能參與抗PLA2R抗體的形成。全基因組研究的發(fā)展為探索膜性腎病相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等位基因提供了新思路,但關(guān)于HLA-DQA1和PLA2R風(fēng)險(xiǎn)等位基因的遺傳變異與IMN發(fā)病的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究與探索。

3 PLA2R致病機(jī)制研究的最新進(jìn)展

研究發(fā)現(xiàn),空氣中PM2.5濃度與膜性腎病的發(fā)病率相關(guān),長(zhǎng)期暴露于PM2.5下可顯著增加膜性腎病的患病風(fēng)險(xiǎn)[36-37]。在人體中,不僅足細(xì)胞表達(dá)PLA2R,中性粒細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、氣道上皮細(xì)胞和黏膜下上皮細(xì)胞也可表達(dá)。足細(xì)胞以及其他表達(dá)PLA2R的細(xì)胞受損并釋放細(xì)胞外囊泡,這種囊泡會(huì)導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)和膜性腎病的發(fā)展。中性粒細(xì)胞和肺巨噬細(xì)胞均為炎癥細(xì)胞，可以在炎癥部位積聚,在炎癥環(huán)境中活性氧自由基產(chǎn)生的數(shù)量超過(guò)細(xì)胞自身的解毒能力時(shí)可導(dǎo)致氧化應(yīng)激狀態(tài)。這種情況下,細(xì)胞內(nèi)環(huán)境劇烈氧化，二硫鍵形成，導(dǎo)致PLA2R致病性表位長(zhǎng)期表達(dá)。此外,肺部靶細(xì)胞如呼吸道上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞在接觸顆粒物質(zhì)時(shí)也能產(chǎn)生活性氧類(lèi)，這些靶細(xì)胞表達(dá)PLA2R并對(duì)顆粒物質(zhì)和氧化應(yīng)激做出免疫應(yīng)答，當(dāng)中性粒細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞釋放殺菌物質(zhì)時(shí)，PLA2R也被釋放到炎癥區(qū)域。炎癥環(huán)境中的PLA2R更易被免疫系統(tǒng)所識(shí)別,從而觸發(fā)自身免疫應(yīng)答。研究顯示,在PM2.5>70 mg/m3的區(qū)域,PM2.5濃度每增加10 mg/m3,膜性腎病的發(fā)病率增加14%[2]?？赡艿臋C(jī)制為：PM2.5引起肺部炎癥細(xì)胞表達(dá)PLA2R，PLA2R與抗原呈遞細(xì)胞結(jié)合后產(chǎn)生抗PLA2R抗體，之后PM2.5和抗PLA2R抗體進(jìn)入腎小球毛細(xì)血管，抗PLA2R抗體穿透內(nèi)皮細(xì)胞和腎小球基底膜與足細(xì)胞上的PLA2R結(jié)合形成免疫復(fù)合物，從而致病[38]。以上研究提示,控制PM2.5的排放不僅有助于改善人們的生活環(huán)境,還可緩解膜性腎病進(jìn)展和降低發(fā)病率。

4 PLA2R與IMN診斷的關(guān)系

腎病綜合征的診斷一般依據(jù)臨床表現(xiàn),即大量蛋白尿和低白蛋血癥。近年的研究發(fā)現(xiàn),PLA2R與IMN存在相關(guān)性[3],PLA2R用于IMN的診斷有助于避免不必要的腎穿刺及其他有創(chuàng)檢查,減輕過(guò)度醫(yī)療給患者帶來(lái)的痛苦及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。多項(xiàng)研究表明,在成人膜性腎病中PLA2R水平顯著增高,且IMN患者血清中PLA2R抗體水平升高更顯著[37-38]。PLA2R是成人IMN中主要的足細(xì)胞抗原,可通過(guò)腎組織免疫熒光染色和自身抗體檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。PLA2R有多個(gè)抗原表位[39-41],其是足細(xì)胞抗原誘導(dǎo)的自體免疫性抗原,屬于內(nèi)源性抗原,隨著疾病進(jìn)展,PLA2R表位也會(huì)擴(kuò)展[41]。有研究比較基線(xiàn)時(shí)具有抗原表位擴(kuò)展并接受利妥昔單抗和抗蛋白尿療法治療的膜性腎病患者發(fā)現(xiàn),盡管抗原表位擴(kuò)展與PLA2R抗體滴度密切相關(guān)，但基線(xiàn)上的抗原表位擴(kuò)展與6個(gè)月緩解率下降有關(guān),與年齡、性別、基線(xiàn)PLA2R抗體水平無(wú)關(guān)[42]。因此，在膜性腎病患者的早期干預(yù)治療中可通過(guò)在基線(xiàn)擴(kuò)展的PLA2R抗原判斷預(yù)后。在70%的IMN患者腎組織免疫沉積物中發(fā)現(xiàn)PLA2R與IgG4共同定位,而在SMN患者的腎組織中不存在PLA2R與IgG4的共同定位,提示PLA2R與IgG4的共同定位可能用于鑒別IMN和SMN[43]。

5 PLA2R與IMN預(yù)后以及復(fù)發(fā)的關(guān)系

膜性腎病的免疫抑制治療效果差,僅有40%的患者可自發(fā)緩解,30%的患者療效不佳,最終進(jìn)展為終末期腎病,只能通過(guò)透析或移植維持生命,透析或移植效果因人而異,約40%的腎移植患者治療效果欠佳[44],其中一部分會(huì)失去移植腎。

研究表明,抗PLA2R抗體滴度水平與膜性腎病自發(fā)緩解率呈顯著負(fù)相關(guān),在使用免疫抑制劑治療期間,抗PLA2R抗體水平下降提示疾病治療有效[15]。在膜性腎病緩解期,若血清抗PLA2R抗體未轉(zhuǎn)陰或滴度增加提示疾病有復(fù)發(fā)的可能[38]。接受腎移植的患者術(shù)后復(fù)發(fā)可能也與抗PLA2R抗體有關(guān)，產(chǎn)生循環(huán)抗PLA2R抗體的膜性腎病患者在接受腎臟移植手術(shù)后易較早出現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)[45]。

6 小 結(jié)

隨著IMN發(fā)病率的逐年升高,其對(duì)人們生活質(zhì)量的影響越來(lái)越大,IMN發(fā)病機(jī)制也已成為腎病領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。盡管對(duì)IMN的研究已經(jīng)極大地提高了患者的生活質(zhì)量,但是仍然有很多問(wèn)題尚未解決：①抗PLA2R抗體與兒童IMN的相關(guān)性研究仍較少；②PLA2R的暴露位置、暴露機(jī)制以及相關(guān)的影響因素還有待進(jìn)一步探討；③PLA2R相關(guān)膜性腎病體液免疫應(yīng)答的啟動(dòng)機(jī)制；④PLA2R表位擴(kuò)展的機(jī)制及PLA2R與疾病進(jìn)展的關(guān)系；⑤HLA-DQA1和PLA2R在膜性腎病發(fā)病機(jī)制中的具體作用；⑥PLA2R的真正微表位,在治療患者時(shí)應(yīng)該考慮抗原表位傳播還是抗體滴度。對(duì)以上問(wèn)題的研究將有助于進(jìn)一步揭示膜性腎病致病性抗原和抗體的發(fā)生機(jī)制,尋找預(yù)防或減輕腎臟損傷的治療方法,從而有利于IMN患者的臨床治療。PLA2R是導(dǎo)致IMN的主要因素之一,是細(xì)胞跨膜受體介導(dǎo)IMN的抗原之一。目前認(rèn)為,IMN發(fā)生發(fā)展的主要機(jī)制是PLA2R與其自身抗體結(jié)合后形成抗原抗體復(fù)合物并介導(dǎo)足細(xì)胞毛細(xì)血管壁損傷。國(guó)內(nèi)IMN的診治仍存在一定的局限性，深入了解PLA2R與IMN的相關(guān)性,有助于進(jìn)一步闡明IMN的發(fā)病機(jī)制,可為IMN的臨床診治提供新思路。