補(bǔ)體系統(tǒng)在特發(fā)性膜性腎病發(fā)病中作用機(jī)制的研究進(jìn)展*

李 賢，覃蘭清，李菊英，沈 婕，蔡淑宇，申杏梅，楊楨華

（1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，南寧 530021；2.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎內(nèi)科，南寧 530021）

膜性腎病（membranous nephropathy，MN）是成人腎病綜合征最常見的病理類型，病理上以腎小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）上皮側(cè)免疫復(fù)合物沉積和基底膜增厚為特征，可見IgG、補(bǔ)體C3 和膜攻擊復(fù)合物C5b-9(membrane attack complex，MAC)沿腎小球毛細(xì)血管壁沉積[1-2]。近年來MN在我國的發(fā)病率在逐年升高[3]，比例由12.2%增至24.9%，而且患病率平均每年增加13%。MN根據(jù)病因可分為特發(fā)性膜性腎?。╥diopathic membranous nephropathy，IMN）和繼發(fā)性膜性腎?。╯econd-ary membranous nephropathy，SMN），其中IMN 在MN中約占75%，IMN患者的病情易反復(fù)，約30%的患者在10年內(nèi)可發(fā)展為終末期腎臟病，預(yù)后不容樂觀，但I(xiàn)MN 病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚[4]。故對IMN的發(fā)病機(jī)制研究顯得異常重要。

目前研究認(rèn)為，IMN主要是由于足細(xì)胞上的靶抗原與抗體結(jié)合形成免疫復(fù)合物沉積在GBM，通過3 條途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)，形成補(bǔ)體蛋白水解片段及補(bǔ)體終末激活產(chǎn)物C5b-9，進(jìn)一步損傷足細(xì)胞，引起腎小球?yàn)V過屏障受損進(jìn)而出現(xiàn)大量蛋白尿[5-6]?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的多個(gè)IMN相關(guān)足細(xì)胞靶抗原，包括M型磷脂酶A2 受體（M-type phospholipase A2 receptor，PLA2R）、血小板反應(yīng)蛋白7A 域（thrombospondin type-1domain-containing 7A，THSD7A）、抗中性肽鏈內(nèi)切酶、抗醛糖還原酶、超氧化物歧化酶和α-烯醇化酶等，其對應(yīng)的自身抗體均為IgG4 亞型，主要通過旁路途徑及凝集素途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)[7]。已有研究表明，在缺乏IgG激活補(bǔ)體系統(tǒng)或缺乏補(bǔ)體C6因子導(dǎo)致C5b-9 無法形成的情況下，僅會形成免疫復(fù)合物沉積而不會進(jìn)一步導(dǎo)致足細(xì)胞損傷。由此可見，補(bǔ)體系統(tǒng)的激活和C5b-9 的形成都是誘導(dǎo)IMN足細(xì)胞損傷和發(fā)生蛋白尿的必要條件[8]。鑒于補(bǔ)體系統(tǒng)對IMN發(fā)病產(chǎn)生的重要作用，現(xiàn)就補(bǔ)體系統(tǒng)在IMN 患者發(fā)病過程中的作用機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 補(bǔ)體激活的3 種途徑在IMN 發(fā)病中的作用及機(jī)制

補(bǔ)體系統(tǒng)是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，它參與宿主防御，也參與自身免疫性疾病。補(bǔ)體主要是由肝細(xì)胞及巨噬細(xì)胞生成的球蛋白，由30多種蛋白質(zhì)組成。循環(huán)中的補(bǔ)體蛋白酶是以酶原的形式存在，一旦酶原被激活，它們就會通過特定靶點(diǎn)的裂解或與其他蛋白質(zhì)的相互作用而發(fā)生級聯(lián)擴(kuò)增反應(yīng)。補(bǔ)體系統(tǒng)是一類具有精準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)制的蛋白質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)，因激活物不同分為3種激活途徑，分別為循環(huán)免疫復(fù)合物沉積或原位免疫復(fù)合物結(jié)合C1q啟動的經(jīng)典途徑；由甘露糖結(jié)合凝集素(mannanbinding lectin，MBL)激活的MBL 途徑；由病原微生物誘導(dǎo)、自C3開始激活的旁路途徑。目前的研究進(jìn)展提示在IMN 患者中補(bǔ)體系統(tǒng)主要通過激活凝集素途徑或旁路途徑致病。

1.1 補(bǔ)體經(jīng)典途徑與IMN 補(bǔ)體C1q 通過與免疫復(fù)合物中的IgG 或IgM 的Fc 段結(jié)合而啟動補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑[9]。IgG 是IMN 免疫沉積物中最主要的免疫球蛋白，而SMN 尤其是繼發(fā)于狼瘡性腎炎者，免疫沉積主要為IgG、IgA 和IgM。而IgG 的亞型還可鑒別IMN 和SMN，IMN 患者腎組織中免疫球蛋白以IgG4為主，而SMN以IgG1、IgG2、IgG3沉積為主[10]。SMN患者腎組織中發(fā)現(xiàn)有C1q的明顯沉積，進(jìn)一步提示補(bǔ)體經(jīng)典途徑在SMN 腎組織中被激活[10]。而在IMN 患者中，最常見的IMN 自身抗體PLA2R 抗體和THSD7A 抗體均為IgG4 亞型的免疫球蛋白，而IgG4 并不具備與C1q 結(jié)合的活性，且大部分IMN 患者腎組織中并未發(fā)現(xiàn)有Clq 沉積[11]，故通常認(rèn)為補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑并未參與IMN 的發(fā)病過程。而IMN 患者的腎小球中有大量補(bǔ)體蛋白沉積，這表明其可能來源于補(bǔ)體激活的旁路途徑或凝集素途徑。Huang 等[12]的研究結(jié)果提示，在IMN 腎組織中早期以IgG1 沉積為主，晚期以IgG4 沉積為主，同時(shí)伴有C1q 沉積，且C1q 沉積與IgG1 呈正相關(guān)，不除外IgG自身抗體可能在IMN疾病進(jìn)展過程中經(jīng)歷了從IgG1 到IgG4 的亞類轉(zhuǎn)換，而補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑可能在部分IMN患者早期發(fā)病中起作用，而隨著疾病的進(jìn)展，逐漸由凝集素激活途徑或旁路途徑成為主導(dǎo)機(jī)制。另外，國內(nèi)有研究表明，IMN患者血清C1q 水平較健康對照者明顯升高，且腎活檢C1q 沉積幾乎全部為陰性[13]，這是否提示IMN 患者體內(nèi)存在補(bǔ)體經(jīng)典途徑的激活？而這種激活主要存在于血液循環(huán)中。目前關(guān)于補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑在IMN發(fā)病中的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

1.2 補(bǔ)體凝集素途徑與IMN 病原微生物等表面的糖結(jié)構(gòu)活化MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶而啟動MBL途徑，再依次活化C4 和C2，進(jìn)而形成C3 轉(zhuǎn)化酶C4b2a。研究表明，MBL 基因的多態(tài)性與IMN 中IgG4 亞類抗體激活補(bǔ)體凝集素通路有關(guān)[14]。在PLA2R 抗體陽性的IMN 患者血清中，MBL 和MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶水平顯著升高，腎組織中也發(fā)現(xiàn)了MBL 和PLA2R 抗體在上皮細(xì)胞內(nèi)共定位[15-16]，IgG4亞類抗體的碳水化合物側(cè)鏈與MBL結(jié)合進(jìn)而激活補(bǔ)體MBL途徑，最終形成激活產(chǎn)物膜攻擊復(fù)合物C5b-9，通過誘發(fā)足細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)DNA 損傷從而引起足細(xì)胞增生不足及足細(xì)胞脫落等機(jī)制引起足細(xì)胞減少，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過膜通透性增加及蛋白尿形成[16-17]。日本的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，內(nèi)源性抗原（PLA2R 和THSD7A）相關(guān)MN 組與非內(nèi)源性抗原相關(guān)MN組相比，甘露糖結(jié)合MBL沉積的比例更高、染色強(qiáng)度更強(qiáng)，腎小球內(nèi)MBL染色強(qiáng)度與IgG4相關(guān)，且是IMN患者蛋白尿緩解和腎功能不全的不良預(yù)測因素，腎小球MBL陽性組的間質(zhì)纖維化更嚴(yán)重、臨床結(jié)局更差[18]。另外，有研究在動物模型上驗(yàn)證THSD7A 抗體可通過激活小鼠補(bǔ)體MBL 途徑而誘導(dǎo)MN，患病小鼠血清中的MBL、MBL 相關(guān)絲氨酸蛋白酶、C3a、C5a 等補(bǔ)體蛋白水平顯著升高[19]。目前的研究表明，IMN 的補(bǔ)體MBL 途徑被明顯激活，且與IMN 的發(fā)病過程、疾病嚴(yán)重程度及臨床不良預(yù)后密切相關(guān)。

1.3 補(bǔ)體旁路途徑與IMN 補(bǔ)體旁路途徑與凝集素途徑類似，其激活無需依賴于免疫復(fù)合物，啟動活化不通過C1q，也無需經(jīng)過C4、C2 活化，而是在B、D、P因子的調(diào)節(jié)下，C3b直接與激活物結(jié)合，生成C3轉(zhuǎn)化酶C3（H2O）Bb，進(jìn)而啟動補(bǔ)體酶促擴(kuò)增連鎖反應(yīng)。有研究報(bào)告表明，IMN 可以在MBL 完全缺乏的患者中發(fā)生，這些患者表現(xiàn)為典型的腎病綜合征，在腎小球免疫沉積物中發(fā)現(xiàn)B 因子、PLA2R、IgG4、C3 及C5b-9 染色較強(qiáng)，且未見明顯C1q、C4d和IgG1沉積，這提示補(bǔ)體系統(tǒng)的經(jīng)典途徑及凝集素途徑均未被激活，B因子的沉積進(jìn)一步說明IMN患者中補(bǔ)體旁路途徑的激活[20-21]。在IMN小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，B因子的缺失比補(bǔ)體C5的缺失更能減少蛋白尿，原因是C5 的缺失只能阻止C5 下游的活化(如C5b-9 的形成)，而B 因子的缺失則可抑制旁路途徑在C3水平的活化，在更高水平上阻斷了補(bǔ)體系統(tǒng)激活進(jìn)而減輕IMN 小鼠的腎臟損傷[22]。補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白H因子是旁路途徑的主要抑制劑，而硫酸肝素鏈?zhǔn)荊BM 陰離子電荷的主要決定因子，生理情況下GBM 通過硫酸肝素鏈招募H 因子來調(diào)節(jié)局部補(bǔ)體旁路途徑的激活[23]，而在IMN 患者中由于GBM 硫酸肝素鏈丟失無法招募H因子，破壞了補(bǔ)體旁路途徑的局部調(diào)節(jié)機(jī)制，減弱了對旁路途徑的抑制作用，導(dǎo)致補(bǔ)體旁路途徑明顯激活，加重IMN 患者GBM損傷[24]，且有研究在IMN患者中發(fā)現(xiàn)了H因子的自身抗體，其可能進(jìn)一步減弱了H因子的抑制作用[25]。由此可見，在IMN患者中MBL缺乏者主要通過旁路途徑激活補(bǔ)體，而B 因子的參與及H 因子的調(diào)節(jié)機(jī)制充分說明補(bǔ)體旁路途徑激活在IMN 患者發(fā)病中的作用。

2 膜攻擊復(fù)合物C5b-9 在IMN 的足細(xì)胞損傷中的作用及機(jī)制

IMN 發(fā)病機(jī)制的核心是免疫復(fù)合物沉積觸發(fā)的補(bǔ)體激活進(jìn)而導(dǎo)致腎組織損傷，而足細(xì)胞是這一作用過程中重要的靶細(xì)胞，足細(xì)胞是高度特異性的終末分化細(xì)胞，位于GBM 的外側(cè)，具有支撐GBM和維持腎小球?yàn)V過屏障的重要功能，膜攻擊復(fù)合物C5b-9 導(dǎo)致足細(xì)胞損傷及脫落，腎小球?yàn)V過功能下降進(jìn)而出現(xiàn)大量蛋白尿。

IMN 患者腎組織中已明確存在C5b-9 沉積，且IMN 患者尿中C5b-9 的排泄升高，尿中C5b-9 水平與IMN疾病進(jìn)展相關(guān)[10]。C5b-9也稱為膜攻擊復(fù)合物，是一種大分子復(fù)合物，由C5 通過蛋白水解生成C5b，然后與C6、C7 結(jié)合形成C5b6、7 絡(luò)合物，這是一種嗜兩性分子，具有細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層的結(jié)合位點(diǎn)。C5b6、7絡(luò)合物再與C8、C9分子結(jié)合，形成膜攻擊復(fù)合物C5b-9后插入細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層形成通道。C5b-9 的插入對非有核細(xì)胞(如紅細(xì)胞)是致死性的，而在足細(xì)胞等有核細(xì)胞會導(dǎo)致亞致死性損傷，足細(xì)胞可通過脫去C5b-9 來免受補(bǔ)體介導(dǎo)的損傷，但同時(shí)C5b-9 可導(dǎo)致足細(xì)胞多種信號通路的激活，引起足細(xì)胞細(xì)胞骨架改變導(dǎo)致足細(xì)胞裂孔隔膜分子異常分布，促進(jìn)足突融合消失和功能障礙[8,26]。足細(xì)胞在C5b-9 的損傷效應(yīng)下，細(xì)胞周期明顯縮短、增殖能力下降，逐漸走向凋亡并從GBM上脫落[27]，增加了GBM對尿蛋白濾過的通透性。C5b-9 還可誘導(dǎo)足細(xì)胞產(chǎn)生多種物質(zhì)，如活性氧、蛋白酶、前列腺素、細(xì)胞外基質(zhì)等[28]。其中活性氧可誘發(fā)GBM的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，繼而降解GBM的IV型膠原蛋白，進(jìn)一步加重了GBM的損傷。在實(shí)驗(yàn)性MN中C5b-9還可使足細(xì)胞的金屬蛋白酶表達(dá)增加導(dǎo)致毛細(xì)血管的通透性增加，這也是蛋白尿產(chǎn)生的原因之一[29]。大多數(shù)C5b-9 直接作用在足細(xì)胞上，同時(shí)也可插入鄰近的細(xì)胞，導(dǎo)致系膜細(xì)胞、腎小球內(nèi)皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞損傷[21,28]。實(shí)驗(yàn)性缺乏C6的IMN 大鼠由于不能形成C5b-9，可以防止IMN 的發(fā)生[8]。這些研究均為C5b-9在IMN發(fā)病過程中的重要作用提供了有力的證據(jù)。

3 C3 和C5 在IMN 發(fā)病中的作用及機(jī)制

C3 轉(zhuǎn)化酶(C4b2a 和C3bBbP)在補(bǔ)體系統(tǒng)的3條激活途徑中均起重要作用，可將補(bǔ)體C3裂解成C3a 和C3b，C3b 進(jìn)一步參與生成C5 轉(zhuǎn)化酶(C4b2a3b 和C3bBb3b)，將補(bǔ)體C5 裂解成C5a 和C5b[30]。在IMN患者的腎組織中，與低強(qiáng)度C3沉積組患者相比，高強(qiáng)度C3沉積組患者在基線時(shí)的疾病嚴(yán)重程度及隨訪期間的臨床結(jié)局更差[31]。研究顯示，IMN患者血漿C3a和C5a水平均升高，且C5a可在12 個(gè)月內(nèi)預(yù)測IMN 患者的蛋白尿緩解[32]。C3a受體和C5a 受體分布廣泛，IMN 患者足細(xì)胞膜上有C3a受體表達(dá)，系膜細(xì)胞也可表達(dá)C5a受體，與C3a、C5a結(jié)合后產(chǎn)生效應(yīng)。C3a和C5a為過敏性蛋白，與G 蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合后發(fā)揮過敏性毒素作用，作用于腎組織細(xì)胞可趨化多種炎癥細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等，并釋放血管活性物質(zhì)導(dǎo)致通透性增加[33]。尚有研究表明C5a與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)，同時(shí)具備抗凋亡和促凋亡作用，對炎癥細(xì)胞起抗凋亡作用，而對腎臟細(xì)胞(如足細(xì)胞)則起著促凋亡作用[28]。

4 補(bǔ)體治療在IMN 中的臨床應(yīng)用

在IMN 患者中有1/3 極易復(fù)發(fā)，并在10～15 年內(nèi)進(jìn)展為終末期腎病。目前IMN 的主要治療策略是使用激素、免疫抑制劑或針對B 細(xì)胞的利妥昔單抗等藥物治療，但這些藥物有明顯的毒副作用，且約25%的患者對免疫抑制治療無效[34-35]。補(bǔ)體治療是IMN治療的一種新方法，尤其是對傳統(tǒng)療法效果欠佳或腎功能迅速惡化的患者。不同的補(bǔ)體抑制劑針對不同的激活途徑，并阻斷不同的效應(yīng)通路。GVB-EDTA可抑制補(bǔ)體激活的所有途徑，完全阻斷補(bǔ)體介導(dǎo)的IMN 細(xì)胞毒性，而Mg-EGTA 僅抑制經(jīng)典途徑和凝集素途徑。在Lateb 等[36]的研究中，對48 例PLA2R 相關(guān)IMN 患者給予補(bǔ)體抑制劑，其中37 例補(bǔ)體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性水平高的IMN 患者受益于補(bǔ)體抑制劑治療，誘導(dǎo)更早的緩解和更少的足細(xì)胞損傷，Mg-EGTA對經(jīng)典途徑和凝集素途徑的抑制減輕了大部分補(bǔ)體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性。埃庫珠單抗eculizumab 是補(bǔ)體C5 抑制劑，有117 例IMN 患者接受了16 周的埃庫珠單抗治療后蛋白尿未見明顯減少[37]，其原因可能是用藥時(shí)間過短，也有可能是用量偏少沒有完全阻斷末端補(bǔ)體的激活。另外，MASP2抑制劑OMS721 和C3 激活抑制劑APL-2 目前正進(jìn)行MN的藥物臨床試驗(yàn)[38]。補(bǔ)體抑制劑包括口服制劑、重組蛋白、小分子、新型單克隆抗體、小干擾RNA制劑以及上調(diào)天然補(bǔ)體抑制劑，這些抑制劑將在不久之后投入臨床使用[39]。

5 總結(jié)與展望

目前IMN的病因及發(fā)病機(jī)制尚未研究透徹，循環(huán)免疫復(fù)合物沉積或原位免疫復(fù)合物形成是腎小球?yàn)V過膜受損的始動因素，補(bǔ)體系統(tǒng)激活、形成膜攻擊復(fù)合物C5b-9導(dǎo)致足細(xì)胞損傷是IMN發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對IMN 患者不同補(bǔ)體激活途徑的抑制劑也正開展臨床試驗(yàn)，今后仍需進(jìn)一步的臨床研究來揭示IMN 患者能否從補(bǔ)體抑制治療當(dāng)中獲益。IMN發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，未來仍需深入挖掘IMN與補(bǔ)體系統(tǒng)之間的具體機(jī)制，闡述補(bǔ)體系統(tǒng)與IMN的病理生理之間的關(guān)聯(lián)，為IMN的臨床診斷及治療提供新的思路及依據(jù)，有望通過干預(yù)補(bǔ)體途徑治療IMN。