抗細(xì)胞因子自身抗體研究進(jìn)展*

饒亞華，晏黎，崔天盆(武漢市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院檢驗(yàn)科，武漢430022)

細(xì)胞因子包括干擾素(interferon，IFN)、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)、趨化因子、集落刺激因子、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)等一類小分子可溶性蛋白質(zhì)，在免疫細(xì)胞分化發(fā)育、免疫應(yīng)答與調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。機(jī)體內(nèi)細(xì)胞因子免疫耐受不完全將產(chǎn)生相應(yīng)的抗細(xì)胞因子自身抗體(anti-cytokine autoantibodies，ACAA)。ACAA作為一種常見的自身抗體，不僅存在于各種病理情況下的患者，亦見于健康人群。健康人中低滴度的ACAA似乎屬于天然自身抗體譜系，有助于細(xì)胞因子穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)；而病理情況下，高滴度的ACAA通過中和作用抑制相關(guān)因子生物學(xué)活性，在獲得性免疫缺陷和自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用[1]。本文對(duì)ACAA相關(guān)的獲得性免疫缺陷導(dǎo)致的特殊感染表型及ACAA在自身免疫疾病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并簡(jiǎn)要介紹相關(guān)診療進(jìn)展。

1 抗細(xì)胞因子自身抗體與獲得性免疫缺陷和感染

1.1抗粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)自身抗體 GM-CSF具有促進(jìn)造血細(xì)胞增殖、分化和成熟的作用。在人和小鼠肺組織中，GM-CSF通過刺激轉(zhuǎn)錄因子PU.1影響肺泡巨噬細(xì)胞的增殖和分化[2]。已有研究發(fā)現(xiàn)高滴度的抗GM-CSF自身抗體是導(dǎo)致自身免疫性肺泡蛋白沉積癥(autoimmune pulmonary alveolar proteinosis，APAP)的主要因素[3]。

肺泡蛋白沉積癥(pulmonary alveolar proteinosis，PAP)是一類以終末氣道和肺泡腔內(nèi)表面活性蛋白異常積聚為特征的罕見疾病。研究發(fā)現(xiàn)，PAP中90%以上病例為APAP，患者體內(nèi)存在的高滴度抗GM-CSF自身抗體中和GM-CSF，抑制肺泡巨噬細(xì)胞的激活，導(dǎo)致肺泡內(nèi)表面活性蛋白無法清除進(jìn)而導(dǎo)致APAP的發(fā)生[3-4]。在APAP患者的血清和肺泡灌洗液中通過乳膠凝集試驗(yàn)法可檢測(cè)出抗GM-CSF抗體，其與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[5]。Uchida等[6]研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，APAP患者血液和GM-CSF活性缺失的小鼠骨髓中性粒細(xì)胞吞噬、黏附和殺菌功能出現(xiàn)缺陷。后續(xù)發(fā)現(xiàn)APAP患者不僅存在反復(fù)肺部感染，也將受到其他機(jī)會(huì)性胞內(nèi)病原體的侵襲，如中樞神經(jīng)系統(tǒng)諾卡菌感染，諾卡菌感染性關(guān)節(jié)炎和腎周膿腫，播散性組織胞漿菌病和隱球菌病等[7]。特別是抗GM-CSF自身抗體引發(fā)的隱球菌感染可能在沒有PAP的情況下發(fā)生，這類感染的流行率很可能存在嚴(yán)重低估[8]。

1.2抗I型IFN自身抗體 I型IFN包括IFN-α、IFN-β和IFN-ω，在抗病毒感染和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)重癥、危重癥患者中，部分患者I型IFN相關(guān)的抗病毒防御基因存在功能缺失性突變，推測(cè)I型IFN免疫的先天缺陷可能是COVID-19患者無法抵御新型冠狀病毒感染并向危重癥轉(zhuǎn)化的原因[9]。

Bastard等通過基于多重微球流式細(xì)胞術(shù)和ELISA分析COVID-19重癥患者中抗細(xì)胞因子抗體發(fā)現(xiàn)，多達(dá)10%的患者存在高滴度靶向天然I型IFN的自身抗體，并以抗IFN-α2和IFN-ω自身抗體居多；血漿中和試驗(yàn)表明，這些自身抗體阻斷了I型IFN的作用，COVID-19輕癥病例中則未發(fā)現(xiàn)滴度升高；存在天然I型IFN自身抗體的101名危重癥COVID-19患者中多達(dá)37人死亡，預(yù)示高滴度該抗體的存在與預(yù)后不良相關(guān)[10]。這一重大發(fā)現(xiàn)為危重癥COVID-19患者的治療提供了新的方向。

1.3抗IFN-γ自身抗體 IFN-γ主要由活化的TH1細(xì)胞和天然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生，在防御胞內(nèi)病原體感染中發(fā)揮重要作用。IFN-γ軸的遺傳缺陷將導(dǎo)致分枝桿菌、沙門菌、真菌和病毒等的嚴(yán)重機(jī)會(huì)性感染。研究發(fā)現(xiàn)，高滴度的中和性抗IFN-γ自身抗體(neutralizing anti-interferon gamma autoantibodies, nAIGA)能抑制IFN-γ依賴性STAT1磷酸化并表現(xiàn)出類似IFN-γ軸遺傳缺陷的感染表型，這一自身免疫獲得性IFN-γ缺陷又被稱為繼發(fā)性成人起病的免疫缺陷綜合征[11]。

分枝桿菌感染是nAIGA引發(fā)的主要感染表型，95%以上的病例為嚴(yán)重的播散性非結(jié)核分枝桿菌(nontuberculous mycobacteria，NTM)感染[1]。Yoshizawa等[12]發(fā)現(xiàn)，播散性NTM感染患者經(jīng)抗分枝桿菌治療后nAIGA滴度下降，提示nAIGA可作為疾病轉(zhuǎn)歸的潛在生物標(biāo)志物。

nAIGA不僅引發(fā)播散性NTM感染，還可能伴有其他機(jī)會(huì)性感染，如非傷寒沙門菌(nontyphoidal salmonella, NTS)、伯克霍爾德菌、青霉菌、組織胞漿菌、隱球菌和水痘帶狀皰疹病毒(Varicella-zoster virus，VZV)等[11]。

1.4IL-6自身抗體 IL-6是一種多效性細(xì)胞因子，組織損傷和感染時(shí)迅速產(chǎn)生。最先在酒精性肝硬化的細(xì)菌感染患者中發(fā)現(xiàn)抗IL-6自身抗體，其與反復(fù)性感染有關(guān)，而與肝病嚴(yán)重程度無關(guān)[1]。2例伴有中和性抗IL-6自身抗體、表現(xiàn)為嚴(yán)重的細(xì)菌性化膿性感染的患者血液中卻未檢測(cè)到C反應(yīng)蛋白，表明患者對(duì)IL-6反應(yīng)受損[13]。這一異常表現(xiàn)可能成為診斷這種罕見免疫缺陷的關(guān)鍵線索。

1.5TH17軸細(xì)胞因子自身抗體(IL-17A/F，IL-22，IL-23) TH17軸細(xì)胞因子包括IL-17A/F、IL-22和IL-23，參與炎癥和自身免疫疾病發(fā)生。IL-17A/F和IL-22協(xié)同誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子參與中性粒細(xì)胞的生成、募集和抗菌肽的產(chǎn)生，在黏膜免疫中十分重要。研究發(fā)現(xiàn)IL-17軸產(chǎn)生缺陷的患者易患慢性黏膜皮膚念珠菌病(chronic mucocutaneous candidiasis, CMC), IL-12/IL-23信號(hào)受損的患者也顯示CMC發(fā)生率增加[14-15]。

在患有自身免疫性多內(nèi)分泌腺病綜合征Ⅰ型(autoimmune polyendocrinopathy syndrome type I，APS1)和胸腺瘤的患者中可檢測(cè)到針對(duì)TH17軸細(xì)胞因子的自身抗體[15-16]。CMC通常是APS1的唯一感染性表現(xiàn)，并發(fā)生在5歲以前[17]。研究表明，APS1伴有的CMC表現(xiàn)與中和性抗IL-17A/F和抗IL-22自身抗體有關(guān)，這些抗體的血清水平與念珠菌感染的嚴(yán)重程度相關(guān)，并且滴度隨著年齡增長(zhǎng)而下降[18]。與APS1相似，胸腺瘤相關(guān)CMC的患者也可檢出抗IL-17、IL-22自身抗體或高水平的抗IL-23自身抗體[19]。這些發(fā)現(xiàn)表明，中和TH17軸細(xì)胞因子的自身抗體作為APS1和胸腺瘤患者中復(fù)雜的抗細(xì)胞因子模式的一部分，與CMC存在顯著的相關(guān)性。

2 抗細(xì)胞因子自身抗體與自身免疫性疾病

2.1抗IFN自身抗體 在一項(xiàng)涉及49例SLE患者的研究中，使用流式微珠陣列術(shù)(cytometric bead array, CBA)檢測(cè)患者體內(nèi)相關(guān)細(xì)胞因子抗體，發(fā)現(xiàn)高達(dá)27%的患者血清中存在抗IFN-α和IFN-γ的自身抗體,盡管其對(duì)IFN信號(hào)和SLE發(fā)病機(jī)制的影響尚不清楚，但中和性抗IFN-α自身抗體與IFN-α的生物活性和病情嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[20]。處于疾病活動(dòng)靜止期的患者中抗IFN-α抗體的流行率更高，證實(shí)中和抗IFN-α抗體在SLE中起保護(hù)作用[21]。Gupta等[22]發(fā)現(xiàn)，抗IFN-γ自身抗體與SLE疾病活動(dòng)得分、抗dsDNA抗體滴度以及IFN-α/β誘導(dǎo)型基因表達(dá)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明，抗IFN自身抗體在SLE中可能作為免疫調(diào)節(jié)劑影響疾病進(jìn)展，有望成為疾病預(yù)后生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)。

2.2IFN-γ誘導(dǎo)蛋白-10(IP-10)自身抗體 IP-10是趨化TH1淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞等至炎癥組織的CXC類趨化因子。2016年Gupta等首次在SLE中發(fā)現(xiàn)了抗IP-10自身抗體[22]，然而抗IP-10自身抗體在SLE發(fā)生機(jī)制中所起作用并不清楚。

2.3抗B細(xì)胞激活因子(B cell activating factor，BAFF)自身抗體 BAFF作為腫瘤壞死因子家族一員，參與B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、促進(jìn)B淋巴細(xì)胞增殖和存活。研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者血清中抗BAFF抗體水平遠(yuǎn)高于健康人對(duì)照組，并具有中和活性[21]。一項(xiàng)針對(duì)亞洲多種族SLE患者的研究也發(fā)現(xiàn)，多數(shù)病例檢測(cè)到抗BAFF抗體水平升高，并與臨床疾病活動(dòng)性、抗dsDNA抗體滴度和血清BAFF水平呈負(fù)相關(guān)，表明其可作為監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展的指標(biāo)[23]。

2.4抗骨橋蛋白(osteopontin，OPN)自身抗體 OPN是多效性促炎細(xì)胞因子，可促進(jìn)系統(tǒng)性自身免疫性疾病的慢性炎癥進(jìn)程。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)中，抗OPN抗體與疾病活動(dòng)性呈負(fù)相關(guān)[21]。多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)復(fù)發(fā)緩解期的患者較原發(fā)、繼發(fā)進(jìn)展型MS和健康人對(duì)照組，表現(xiàn)出更高水平的抗OPN自身抗體；在接受治療的活動(dòng)性疾病患者中，自身抗體水平高于未經(jīng)治療的患者，并與MS嚴(yán)重程度評(píng)分較低有關(guān)，提示抗OPN自身抗體可成為較好的預(yù)后指標(biāo)和治療靶標(biāo)[24]。

2.5其他抗細(xì)胞因子自身抗體 其他ACAA(包括抗IL-1α、IL-6、IL-8和TNF-α自身抗體等)在自身免疫疾病發(fā)病機(jī)制中也發(fā)揮著獨(dú)特的作用。RA患者血清抗IL-1α中和抗體以及SLE患者抗TNF-α和抗IL-1α抗體水平與疾病活動(dòng)度呈負(fù)相關(guān)，是預(yù)后判斷較好的標(biāo)志[20-21]。系統(tǒng)性硬化癥中形成的IL-6-抗IL-6抗體復(fù)合物仍保留與IL-6受體結(jié)合能力，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞并增強(qiáng)疾病活動(dòng)度；IL-8-抗IL-8抗體免疫復(fù)合物與RA嚴(yán)重程度和關(guān)節(jié)損傷呈正相關(guān)[21]。

3 抗細(xì)胞因子抗體相關(guān)疾病診斷

疾病診斷是研究和治療ACAA相關(guān)疾病的難點(diǎn)之一，大多數(shù)檢測(cè)只能在研究性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，尚缺乏檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化。目前的檢測(cè)策略都是以特定的細(xì)胞因子為誘餌進(jìn)行標(biāo)記(放射性標(biāo)記、熒光標(biāo)記等)檢測(cè)，如放射免疫技術(shù)和熒光素酶免疫沉淀法(Luciferase-based immunoprecipitation assay，LIPS)通過標(biāo)記特定的細(xì)胞因子作為誘餌，與血漿共溫育，通過蛋白A或蛋白G瓊脂糖微珠捕獲總IgG進(jìn)行放射性或熒光定量檢測(cè)，此方法具有較高的靈敏度和特異性但需使用放射性試劑。ELISA和Luminex檢測(cè)技術(shù)也是基于類似的策略。其中，ELISA操作簡(jiǎn)便易于執(zhí)行且較為經(jīng)濟(jì)，適用于多數(shù)實(shí)驗(yàn)室。Luminex芯片檢測(cè)技術(shù)僅需少量血漿即可進(jìn)行多重篩選，尤其適用于描述APS1和胸腺瘤患者中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜抗細(xì)胞因子模式[4,25]。

抗細(xì)胞因子抗體活性評(píng)估需要驗(yàn)證其阻斷或刺激靶細(xì)胞因子的活性，檢測(cè)方法包括細(xì)胞因子釋放試驗(yàn)和靜態(tài)磷酸化試驗(yàn)，通過激活細(xì)胞因子誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)或蛋白質(zhì)表達(dá)來進(jìn)行評(píng)估，如使用逆轉(zhuǎn)錄PCR或微陣列測(cè)mRNA表達(dá)，使用免疫印跡法或流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)磷酸化蛋白等[4]。

4 展望

ACAA在自身免疫性感染疾病發(fā)生發(fā)展中扮演了重要角色。在原因不明、遲發(fā)性異常反復(fù)性感染病例中應(yīng)開展細(xì)胞因子抗體檢測(cè)，早干預(yù)早治療。ACAA還參與了自身免疫性疾病的進(jìn)程并與預(yù)后相關(guān)，可作為疾病監(jiān)測(cè)的血清學(xué)標(biāo)志物。目前ACAA的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異，亟需診斷試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化。ACAA疾病發(fā)病機(jī)制的研究為了解炎癥、感染、自身免疫等提供了新的方向，并可能成為相關(guān)疾病干預(yù)的新靶點(diǎn)。