補(bǔ)體在產(chǎn)科抗磷脂綜合征中的作用機(jī)制

陳思運(yùn)，蔣慧，王楚涵，黃璨，趙久良，趙巖，曾小峰

產(chǎn)科抗磷脂綜合征(obstetric antiphospholipid syndrome，OAPS)是一種以病理妊娠為主要臨床表現(xiàn)、伴抗磷脂抗體持續(xù)陽性為特征的自身免疫性疾病，其中病理妊娠包括反復(fù)早期流產(chǎn)、子癇或重度子癇前期，胎盤功能不全相關(guān)并發(fā)癥及中晚期胎兒死亡[1]。據(jù)多項(xiàng)臨床研究報(bào)道，約有2%～15%的反復(fù)早期流產(chǎn)、8%～20%的胎盤功能不全以及約10%的≥20周的胎死宮內(nèi)與APLs相關(guān)[2]。

目前OAPS機(jī)制研究尚不明確。既往臨床研究及動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，APS患者循環(huán)中補(bǔ)體水平減低、補(bǔ)體激活物水平升高[3- 7]，胎盤組織可見補(bǔ)體沉積[8- 9]，補(bǔ)體通路缺陷的OAPS小鼠模型病理妊娠事件發(fā)生率減少[10]，證明補(bǔ)體在OAPS發(fā)病中有重要和獨(dú)特的作用。

目前OAPS的標(biāo)準(zhǔn)治療為小劑量阿司匹林和/或低分子肝素，即抗血小板和/或抗凝治療。上述標(biāo)準(zhǔn)治療可使活產(chǎn)率提升至70%以上，但仍有20%～30%經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)治療的APS患者不能達(dá)到活產(chǎn)結(jié)局[2]。這些OAPS患者中，除了凝血通路異常，補(bǔ)體活化可能也參與其中，可能會通過針對補(bǔ)體通路的治療進(jìn)一步獲益。

本文通過文獻(xiàn)回顧，從補(bǔ)體啟動與激活階段、補(bǔ)體自我擴(kuò)增及補(bǔ)體效應(yīng)3個階段綜述補(bǔ)體在OAPS發(fā)病中的作用，以期加深臨床醫(yī)生對補(bǔ)體通路的認(rèn)識。

1 補(bǔ)體系統(tǒng)在免疫系統(tǒng)中的作用

補(bǔ)體是存在于血液和其他體液中的一類可溶性蛋白質(zhì)集合，是機(jī)體固有免疫的重要組成部分。補(bǔ)體通過一系列循環(huán)模式識別蛋白(pattern recognition protein，PRPs)識別病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMP)并啟動補(bǔ)體級聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)檢測、標(biāo)記和消除微生物入侵者。補(bǔ)體涉及經(jīng)典途徑、凝集素途徑和旁路途徑三個典型的激活途徑。

經(jīng)典途徑中，抗原與抗體結(jié)合后，C1q識別并結(jié)合抗體CH2的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)，C1q構(gòu)型改變后激活C1r和C1s；C1s可分解C4，較大的裂解產(chǎn)物C4b結(jié)合到細(xì)胞表面，裂解C2形成C2a，共同組成C3轉(zhuǎn)化酶，引起下游補(bǔ)體激活[11]。凝集素途徑由模式識別受體甘露糖結(jié)合凝集素(mannose-binding lectin，MBL)和/或纖維膠凝蛋白觸發(fā)，其識別N-氨基半乳糖或甘露糖后，依次活化MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶(MBL-associated serine proteases，MASP)1和2，再激活C4，進(jìn)一步形成C3轉(zhuǎn)化酶，后引起下游激活。旁路途徑為各種來源的C3b分子結(jié)合絲氨酸蛋白酶因子B(FB)和因子D(FD)形成C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb復(fù)合物)，C3bBb將C3切割成C3a和額外的C3b，形成自我擴(kuò)增環(huán)[12]。

C3b與C3轉(zhuǎn)化酶繼續(xù)形成C5轉(zhuǎn)換酶，裂解C5形成C5a及C5b，引起補(bǔ)體激活晚期事件。C5b觸發(fā)膜攻擊復(fù)合物(membrane attack complex，MAC)的組裝，引起細(xì)胞裂解。C5a則與C5a受體結(jié)合發(fā)揮炎癥效應(yīng)[13]。

補(bǔ)體途徑還存在可溶的和膜結(jié)合的兩種形式的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，限制異常補(bǔ)體激活。參與負(fù)性調(diào)控的分子，包括膜結(jié)合蛋白如補(bǔ)體受體1型(complementreceptor 1，CR1)、膜輔助因子蛋白(membrane cofactor protein，MCP或CD46)、補(bǔ)體衰減加速因子(decay accelerating factor，DAF或CD55)，和循環(huán)中的可溶性血漿蛋白如因子H(FH)、C4b結(jié)合蛋白(C4BP)等。這些調(diào)節(jié)蛋白通過破壞C3轉(zhuǎn)化酶的穩(wěn)定和/或作為調(diào)節(jié)蛋白酶因子I(FI)的輔助因子發(fā)揮作用：如CD55加速C3轉(zhuǎn)化酶衰變，CD46促進(jìn)作為調(diào)理蛋白的補(bǔ)體成分如C3b被FI降解，而CR1、FH和C4BP同時發(fā)揮這兩種作用[13-15]。補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的異常也可引起補(bǔ)體的異常激活從而參與疾病發(fā)生。

2 補(bǔ)體激活參與OAPS發(fā)病

越來越多的臨床研究和動物模型證據(jù)支持補(bǔ)體參與OAPS患者發(fā)病。多個研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道OAPS患者存在低補(bǔ)體血癥或血漿補(bǔ)體激活產(chǎn)物水平升高，胎盤補(bǔ)體沉積水平增高。De Carolis等[4]研究提示低補(bǔ)體血癥是原發(fā)性抗磷脂綜合征(primary antiphospholipid syndrome，PAPS)孕婦發(fā)生胎兒生長受限及早產(chǎn)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，Reggia等[5]發(fā)現(xiàn)PAPS孕婦較健康孕婦血清有輕度低補(bǔ)體血癥，而發(fā)生子癇前期的患者則在整個妊娠期間均有低補(bǔ)體血癥。另外，有研究者認(rèn)為血漿補(bǔ)體激活產(chǎn)物比低補(bǔ)體血癥對于檢測補(bǔ)體激活更加敏感，Scambi等[16]發(fā)現(xiàn)發(fā)生不良妊娠結(jié)局的APS患者血漿C5a及C5b- 9水平高于健康妊娠女性，Breen等[3]亦發(fā)現(xiàn)OAPS患者血漿Bb、C3a-desArg水平升高。

胎盤相關(guān)病理及蛋白組學(xué)研究也支持補(bǔ)體參與OAPS發(fā)病。Cohen等[9]對比21例系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)和/或APS患者與22例其他原因?qū)е碌奶簩m內(nèi)死亡患者及48例健康對照的胎盤，發(fā)現(xiàn)母胎界面彌漫性C4d沉積是SLE/APS組胎盤的特征性表現(xiàn)，且與宮內(nèi)胎兒死亡相關(guān)。Scambi等[16]發(fā)現(xiàn)發(fā)生不良妊娠結(jié)局患者胎盤C5b- 9沉積量顯著高于妊娠結(jié)局良好的患者胎盤。Shamonki等[17]也報(bào)道APLs陽性患者胎盤C4d和C3b沉積水平升高。

APS小鼠模型也證明了補(bǔ)體參與OAPS的發(fā)病過程。研究者們發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)APLs不能誘導(dǎo)補(bǔ)體缺陷的小鼠發(fā)生不良妊娠事件，這些補(bǔ)體缺陷包括C1q、C3、C4、C5、B因子等。同樣，使用補(bǔ)體轉(zhuǎn)換酶抑制劑或補(bǔ)體抑制劑也可減低不良妊娠事件發(fā)生率[8，10，18- 20]。這些試驗(yàn)不僅證明了補(bǔ)體參與OAPS發(fā)病，也為解答補(bǔ)體如何參與OAPS致病提供了線索，并為疾病的治療提供了新思路。

3 OAPS補(bǔ)體經(jīng)典途徑異常

多個研究團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)提示經(jīng)典途徑是OAPS補(bǔ)體激活與啟動的主要方式[21- 22]。補(bǔ)體層面研究中發(fā)現(xiàn)，C4成分在病理妊娠中發(fā)揮重要作用。Cohen等[9]以及Scambi等[16]報(bào)道OAPS小鼠或患者胎盤較健康患者胎盤C4d沉積水平顯著增高，且與宮內(nèi)胎兒死亡相關(guān)。此外，Arfors等[23]發(fā)現(xiàn)APS患者血清C4、C2水平稍減低，提示補(bǔ)體存在經(jīng)典途徑激活過程(圖1)。

圖1 補(bǔ)體在產(chǎn)科抗磷脂綜合征中的作用Fig 1 Role of complement in obstetric antiphospholipid syndromeOAPS中，C1q識別抗磷脂抗體CH2區(qū)的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)，與之結(jié)合，后繼續(xù)激活C1r和C1s，形成具有酶活性的C1s，C1s序貫激活C4及C2，形成C3轉(zhuǎn)換酶，即經(jīng)典途徑激活過程；C3b沉積在細(xì)胞表面活化，F(xiàn)B、FD促進(jìn)C3自我擴(kuò)增，放大下游效應(yīng)；C5轉(zhuǎn)換酶分解C5形成C5a、C5b，C5a與C5aR1受體引起炎癥效應(yīng)，導(dǎo)致病理妊娠事件；FB：B因子；FD：D因子；TNF：腫瘤壞死因子

動物實(shí)驗(yàn)中，Girardi等[10]發(fā)現(xiàn)C4缺陷對OAPS小鼠模型的不良妊娠事件發(fā)揮保護(hù)作用。雖然經(jīng)典途徑和凝集素途徑都可激活C4，進(jìn)一步引起下游反應(yīng)。然而，研究者們在人和動物試驗(yàn)均未在胎盤中檢測到MBL，故OAPS中并未發(fā)現(xiàn)凝集素途徑激活補(bǔ)體的證據(jù)。另外，使用C1q和D因子同時缺陷的小鼠，即同時切斷經(jīng)典途徑和旁路途徑后，發(fā)現(xiàn)注射APLs的小鼠和注射對照抗體的小鼠相比，兩組病理妊娠率無顯著差異，上述實(shí)驗(yàn)均說明OAPS中，凝集素途徑不參與補(bǔ)體激活[9]。

4 OAPS補(bǔ)體旁路途徑異常

研究者們確認(rèn)了C3及B因子在OAPS中發(fā)揮作用。Holers等[18]最早使用C3抑制劑處理OAPS模型小鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠胎兒吸收率減低，胎兒生長受限改善；C3缺陷的小鼠病理妊娠發(fā)生亦可得到改善。Girardi等[10]、Thurman等[20]多個團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)B因子缺陷或應(yīng)用B因子抑制劑的小鼠注射APLs較正常小鼠胎兒吸收率減低，胎兒出生體重水平增加，病理示胎盤C3沉積量減少。Breen等[3]發(fā)現(xiàn)OAPS患者血漿Bb水平升高，Kim等[24]也發(fā)現(xiàn)發(fā)生不良妊娠事件的SLE伴或不伴APLs陽性的患者血漿Bb水平顯著升高。這些研究與發(fā)現(xiàn)均說明了旁路途徑參與OAPS發(fā)病(圖1)。

5 OAPS補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)異常

研究者們發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的異?？赡芘cOAPS不良妊娠結(jié)局相關(guān)。Zhang等[25]發(fā)現(xiàn)OAPS模型小鼠胎盤DAF和CD46水平降低，同時伴有C3沉積、中性粒細(xì)胞浸潤和胎盤中促炎細(xì)胞因子水平升高。研究者繼續(xù)用siRNA特異性敲除小鼠DAF后，胎盤C3，IL-1β，IL- 8和TNF-α水平顯著上升，胎兒吸收率、胎盤損害程度也顯著升高，說明了補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)在OAPS中的作用。Scambi等[16]對比17例妊娠APS患者與8個健康孕婦，發(fā)現(xiàn)她們胎盤CD46、CD55水平無顯著差異，CD59水平偏低；5例妊娠高風(fēng)險(xiǎn)患者中，4例發(fā)生不良妊娠結(jié)局的患者胎盤CD55較未發(fā)生不良結(jié)局患者低，綜上得出結(jié)論，胎盤補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的下調(diào)可能提示患者妊娠高風(fēng)險(xiǎn)，與不良妊娠結(jié)局相關(guān)。而Wirstlein等[26]的研究中對補(bǔ)體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的變化則發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)APS患者胎盤中CD46、CD55轉(zhuǎn)錄及表達(dá)水平高于對照組，對此他們考慮，該改變可能繼發(fā)于胎盤的炎癥反應(yīng)，而非原發(fā)改變。Gropp等[27]發(fā)現(xiàn)β2GPI則可能通過增強(qiáng)H因子降解C3/C3b抑制補(bǔ)體活化。

6 OAPS補(bǔ)體的效應(yīng)成分

在OAPS中，發(fā)生病理妊娠需要C5成分參與。Girardi等[10]對OAPS模型小鼠使用抗C5單抗或使用C5缺陷的小鼠后發(fā)現(xiàn)小鼠病理妊娠發(fā)生率降低。研究者又進(jìn)一步驗(yàn)證了C5a-C5aR是APLs介導(dǎo)病理妊娠的關(guān)鍵介質(zhì)。研究者向OAPS模型小鼠注射抗C5aR多肽后病理妊娠率降低，繼續(xù)應(yīng)用C5aR缺陷的小鼠進(jìn)行研究[28]，發(fā)現(xiàn)此類缺陷對OAPS小鼠具有保護(hù)作用，病理妊娠發(fā)生率減低[10]。這些試驗(yàn)說明了補(bǔ)體的炎癥效應(yīng)是病理妊娠發(fā)生的重要機(jī)制。C5a與C5aR結(jié)合后可以引起中性粒細(xì)胞募集，以及包括TNFα在內(nèi)的多種炎癥因子水平升高[8](圖1)。基于以上的研究證據(jù)，提示針對炎癥因子的靶向治療也可能使OAPS患者獲益。目前有一項(xiàng)賽妥珠單抗應(yīng)用于妊娠APS患者的臨床試驗(yàn)正在開展(ClinicalTrials.NCT03152058[29])，暫無研究結(jié)果公示。

膜攻擊復(fù)合物的形成是否參與病理妊娠發(fā)生尚無定論。Tedesco等[22]研究中提及C6缺陷的OAPS模型小鼠流產(chǎn)率與非C6缺陷的小鼠無顯著差異。Shamonki等[17]對比43例APLs陽性患者及23名健康對照者，發(fā)現(xiàn)APLs陽性患者胎盤C5b- 9在絨毛滋養(yǎng)層表達(dá)水平低于對照組。但是另外一些研究則提示C5b- 9與疾病或者不良妊娠事件相關(guān)。Tedesco等[22]發(fā)現(xiàn)11例PAPS共13孕次的胎盤可見C5b- 9沉積在血管內(nèi)皮下、絨毛以及絨毛間纖維蛋白。Scambi等[16]發(fā)現(xiàn)APS妊娠患者胎盤C5b- 9水平高于健康妊娠患者；5例高風(fēng)險(xiǎn)OAPS患者(既往發(fā)生不良妊娠事件)中有1例發(fā)生不良妊娠結(jié)局，該患者胎盤C5b- 9水平高于另外4例。

7 APLs可通過激活補(bǔ)體致病

純化的人APLs注射小鼠腹腔可以誘導(dǎo)出現(xiàn)OAPS小鼠模型，說明了APLs在OAPS中有致病作用[10，18，20]。Girardi[10]進(jìn)一步研究APLs引起病理妊娠的機(jī)制，間接地發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體的激活參與發(fā)病。

研究者們制得APLs的F(ab)′2片段，發(fā)現(xiàn)抗體識別區(qū)F(ab)′2片段不能引起小鼠胚胎吸收及生長受限，說明APLs并非僅通過F(ab)′2片段或中和作用引起病理妊娠。而后研究者又進(jìn)一步研究抗體功能區(qū)作用，γ亞基在Fc受體下游信號通路中有重要作用，研究者發(fā)現(xiàn)γ亞基缺陷的小鼠被注射APLs后病理妊娠發(fā)生率不減少，說明Fc端與Fc受體結(jié)合激活下游信號通路引起的抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用(ADCC，antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)，亦并非APLs發(fā)揮致病作用的主要的途徑。F(ab)′2片段和FcR缺陷的兩組試驗(yàn)間接說明了APLs可能是通過激活補(bǔ)體發(fā)揮致病作用。

Agostinis等[30]則通過小鼠試驗(yàn)為APLs通過激活補(bǔ)體引起病理妊娠提供了直接支持證據(jù)。Agostinis團(tuán)隊(duì)制得一種重組抗β2GP1抗體，該抗體可結(jié)合β2GP1，并引起小鼠流產(chǎn)及胎兒生長受限，但是，當(dāng)將該抗體含有補(bǔ)體激活區(qū)的CH2區(qū)去除后，抗體結(jié)合補(bǔ)體能力顯著下降，小鼠胚胎吸收率及胎兒生長受限發(fā)生率顯著降低，且向OAPS模型小鼠注射該修飾抗體，小鼠妊娠丟失率由31%(±13%)降低至14%(±10%)(P=0.03)。綜上，說明OAPS中，APLs免疫復(fù)合物通過激活補(bǔ)體發(fā)揮致病作用，而非通過F(ab)′2中和作用或Fc-FcR結(jié)合引起ADCC效應(yīng)。

8 OAPS補(bǔ)體治療趨勢

目前已有多種靶向補(bǔ)體通路的藥物。對于經(jīng)典途徑，有抗C1q抗體、抗C1s抗體、補(bǔ)體1抑制因子重組蛋白等。與APLs發(fā)揮競爭性抑制作用的非補(bǔ)體激活性抗體或許也可成為潛在治療靶點(diǎn)，但目前僅在動物試驗(yàn)中應(yīng)用[30]。對于效應(yīng)階段，有針對C5、C5a及C5aR等靶點(diǎn)的藥物，這些藥物在其它補(bǔ)體相關(guān)疾病的臨床試驗(yàn)中顯示出良好的治療效果，如冷凝集素病等，然而目前暫無OAPS的適應(yīng)證[18]。依庫珠單抗是一種抗C5單抗，是目前臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最多的抗補(bǔ)體藥物，其適應(yīng)證為非典型溶血尿毒綜合征(atypical haemolytic uraemic syndrome，aHUS)及陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥；目前有2例應(yīng)用于OAPS患者的成功案例報(bào)道，1例為妊娠期間發(fā)生CAPS的患者，1例為反復(fù)血栓形成的妊娠患者，2例患者均在妊娠晚期使用依庫珠單抗，達(dá)到緩解臟器損害、延長妊娠期、最終產(chǎn)下健康胎兒的結(jié)局；安全性方面，2個案例中母親和胎兒均未發(fā)生感染[31- 32]。ALXN1007是一種抗C5a單抗，目前完成了一項(xiàng)APSⅡa期臨床試驗(yàn)，納入的9例APS患者中有2例發(fā)生肝損、骨折、流產(chǎn)等嚴(yán)重不良反應(yīng)，8例發(fā)生包括呼吸系統(tǒng)感染、骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)等不良反應(yīng)(clinicaltrials.NCT02128269[33])。Avacopan是一種靶向C5aR1的小分子藥物，目前已獲得了C3腎小球病和aHUS的孤兒藥指定，并且正在獲得這兩種疾病的適應(yīng)證認(rèn)證[13]。

9 結(jié)論與展望

多項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)和人體研究均已證明補(bǔ)體在OAPS中的獨(dú)特和重要作用，為OAPS發(fā)病機(jī)制提供了新的見解。在未來，對補(bǔ)體在OAPS疾病中的認(rèn)識將推動OAPS患者的診斷、危險(xiǎn)分層及治療進(jìn)展，確定最佳的補(bǔ)體靶向治療，真正在臨床實(shí)踐中使患者獲益。