徐藝 何永成
·綜述·
IgA腎病的扁桃體免疫學(xué)變化與疾病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展
徐藝 何永成
IgA腎病是一類常見的原發(fā)性腎小球疾病,全球范圍內(nèi)在原發(fā)性腎小球疾病中所占比例差異較大,亞洲人群中比例較高。我國單中心報(bào)道13 519例腎活檢病例中,IgA腎病約占原發(fā)性腎小球疾病的45.26%[1]。既往認(rèn)為IgA腎病預(yù)后較好,但koyama等[2]報(bào)道20年觀察期結(jié)束時(shí)約有20.4%的IgA腎病患者出現(xiàn)腎功能相關(guān)的死亡。韓國的一個(gè)隨訪研究提示IgA腎病患者10年、20年、30年的生存率分別為96.3%,91.8%和82.7%[3]。IgA腎病的發(fā)病機(jī)理較為復(fù)雜,目前認(rèn)為多因素參與了發(fā)病。其發(fā)病的分子學(xué)基礎(chǔ)是IgA1鉸鏈區(qū)O-聚糖的半乳糖缺陷,異常糖基化的IgA1被體內(nèi)的IgG及IgA抗體識(shí)別,形成抗原抗體復(fù)合物,沉積于腎臟系膜細(xì)胞,觸發(fā)免疫炎癥瀑布樣反應(yīng);而黏膜感染尤其是扁桃體炎后的B細(xì)胞應(yīng)答可能產(chǎn)生這種致腎炎的IgA1分子,黏膜免疫缺陷可能是IgA腎病發(fā)病的主要機(jī)理[4]。
扁桃體組織不僅在鼻咽部的局部免疫反應(yīng)中起作用,而且參與系統(tǒng)性的免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)中。扁桃體作為一個(gè)獨(dú)立的免疫器官,其功能的缺陷與多種特定疾病的發(fā)病機(jī)制相關(guān),如IgA腎病、掌跖膿皰病及阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等。扁桃體為黏膜淋巴器官,是口咽部的第一線防御器官,是上呼吸道中最主要的免疫活性組織,在系統(tǒng)免疫和局部黏膜免疫中均發(fā)揮作用,抵御侵犯黏膜上皮表面的各種抗原及包括T、B淋巴細(xì)胞在內(nèi)的免疫活性細(xì)胞。其本身作為一個(gè)次級(jí)淋巴器官,是由包括了各種類型極不均勻的免疫細(xì)胞組成的,如T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞以及黏膜上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞。各種細(xì)胞共同對(duì)抗誘導(dǎo)免疫應(yīng)答反應(yīng)的抗原及隨之釋放的細(xì)胞因子及趨化因子。目前由扁桃體提取的淋巴細(xì)胞及組織用于黏膜免疫及起源于生發(fā)中心的特定體液免疫相關(guān)機(jī)理研究中。
最早關(guān)于扁桃體與IgA腎病關(guān)系的研究報(bào)道是1983年,TOMINO等發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者腎組織洗脫的抗體能夠特異性結(jié)合在該病人的扁桃體細(xì)胞核區(qū),而與健康人的扁桃體細(xì)胞核區(qū)不結(jié)合,且此結(jié)合可被抗人IgA抗血清完全阻斷[5]。臨床??捎^察到,IgA腎病有部分患者呈發(fā)作性肉眼血尿表現(xiàn),且不少患者與上呼吸道感染密切相關(guān),常在黏膜感染后數(shù)小時(shí)至兩天內(nèi)出現(xiàn)明顯肉眼血尿的改變。
另外,IgA腎病患者腎移植后有高達(dá)60%患者可能出現(xiàn)移植腎中腎小球IgA沉積,臨床觀察到在腎移植后的IgA腎病患者復(fù)發(fā)時(shí),切除扁桃體仍可見到腎功能及蛋白尿的改善[6]。這提示黏膜免疫可能有著持續(xù)的致病作用。
扁桃體切除術(shù)曾是臨床推薦的治療IgA腎病的方案,其機(jī)制可能是去除致病原、減少黏膜相關(guān)淋巴組織,使得糖基化異常的IgA1產(chǎn)生減少[7]。但目前扁桃體切除術(shù)是否有助于IgA腎病的控制爭議較多,其原因主要是很多臨床試驗(yàn)的結(jié)果相差較大,且多數(shù)試驗(yàn)為非隨機(jī)對(duì)照性,循證級(jí)別不高。2016年Liu等[8]進(jìn)行Meta分析共納入14項(xiàng)研究1 794例患者,其中10例研究共1 431例患者顯示扁桃體切除術(shù)對(duì)IgA腎病明顯的臨床緩解,各亞組進(jìn)行分析的結(jié)果提示,扁桃體切除+激素沖擊治療優(yōu)于單用激素沖擊,扁桃體切除+常規(guī)劑量激素治療優(yōu)于單用常規(guī)劑量激素,扁桃體切除治療優(yōu)于一般治療,且患者進(jìn)入ESRD的比率下降。日本首個(gè)全國多中心的RCT研究證實(shí),扁桃體切除加激素沖擊治療對(duì)比激素沖擊治療其減少尿蛋白作用明顯,但不能減輕血尿的程度及增加臨床的緩解率[9]。近期歐洲IgA腎病VALIGA研究的亞組分析提示,扁桃體切除術(shù)對(duì)于蛋白尿、eGFR下降50%或ESRD的終點(diǎn)事件發(fā)生沒有明顯影響[10],但同時(shí)發(fā)現(xiàn)扁桃體切除后血中異常糖基化的IgA1水平明顯下降[11]。
2012年KDIGO指南指出,由于IgA腎病患者扁桃體切除治療有效的觀點(diǎn)均基于回顧性研究及一項(xiàng)非隨機(jī)研究的結(jié)果,且級(jí)別較低的結(jié)果之間互相矛盾,不推薦實(shí)施扁桃體切除術(shù)。但2016年最新的日本指南提出,扁桃體切除術(shù)聯(lián)合糖皮質(zhì)激素沖擊治療和單純扁桃體切除術(shù)均可能改善IgA腎病患者的尿液改變、延緩腎功能不全的進(jìn)展,可作為治療選擇[推薦等級(jí):C1只有弱的科學(xué)基礎(chǔ),弱推薦][12]。
扁桃體炎與IgA腎病的發(fā)作明顯相關(guān),是否是病原體刺激并參與扁桃體感染后導(dǎo)致?1993年Kunimoto[13]進(jìn)行IgA腎病患者扁桃體的病毒分離及多聚酶鏈反應(yīng)等方法分析,但未能發(fā)現(xiàn)扁桃體病毒感染在IgA腎病的發(fā)病機(jī)制中存在作用。之后另有研究進(jìn)行IgA腎病患者扁桃體組織的細(xì)菌培養(yǎng)及藥敏試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)對(duì)照IgA腎病與普通慢性扁桃體炎細(xì)菌檢出率、感染細(xì)菌譜及藥敏試驗(yàn)無明顯差異,均為甲型溶血性鏈球菌最常見[14]。雖然IgA腎病患者與其他非腎病患者的扁桃體在病原體培養(yǎng)中差異不大,但仍然不少實(shí)驗(yàn)證實(shí)使用溶血性鏈球菌及在革蘭氏陰性桿菌外膜的主要組成成分-脂多糖為抗原來模仿IgA腎病的黏膜感染,可刺激扁桃體體外分離出淋巴細(xì)胞,可能出現(xiàn)一系列的免疫學(xué)變化。副流感嗜血桿菌是常見的扁桃體所帶細(xì)菌之一,Suzuki等[15]發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者血清中抗副流感嗜血桿菌的抗體升高,且在腎小球系膜區(qū)發(fā)現(xiàn)副流感嗜血桿菌外膜抗原的沉積。Liu等[16]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者的扁桃體單核細(xì)胞經(jīng)脂多糖及溶血性鏈球菌刺激后可產(chǎn)生高水平的IgA和IgA1,并且此作用可能因?yàn)槠浠罨T導(dǎo)胞嘧啶核苷脫氨酶及Iα-Cα表達(dá)增加有關(guān)。這些均提示局部的黏膜感染與IgA腎病的發(fā)病機(jī)制相關(guān)。另外,Kusano等[17]首次報(bào)道了在腭扁桃體中幽門螺旋桿菌的形態(tài),顯示這種球形幽門螺桿菌存在于扁桃體隱窩的復(fù)層鱗狀上皮角質(zhì)化層, 研究發(fā)現(xiàn)IgA腎病患者扁桃體隱窩中培養(yǎng)出幽門螺旋桿菌陽性率比無腎病的扁桃體炎患者明顯增高,提示球形幽門螺桿菌亦可能是IgA腎病的致病抗原之一。
很多證據(jù)表明,IgA腎病患者循環(huán)中IgA的產(chǎn)生是機(jī)體針對(duì)一系列抗原物質(zhì)產(chǎn)生了異常的免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)反應(yīng)。而這種增加的IgA分子結(jié)構(gòu)與其它非腎小球腎炎患者受抗原刺激后循環(huán)中升高的IgA結(jié)構(gòu)明顯不同。IgA腎病在腎小球系膜區(qū)沉積的均為IgA1,而這些患者的扁桃體淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的IgA主要是多聚IgA1。
早在1983年Emancipator等[18]使用大鼠模型證實(shí)通過口腔免疫產(chǎn)生系膜區(qū)含有IgA抗體的免疫復(fù)合物沉積。扁桃體本身是一個(gè)黏膜淋巴組織,是呼吸道和消化道的抗原抗體反應(yīng)通路,啟動(dòng)黏膜免疫應(yīng)答。部分學(xué)者認(rèn)為IgA腎病是一個(gè)Th2型疾病[19]。Gang等[20]觀察到IgA腎病患者外周血及扁桃體組織中的記憶性B細(xì)胞明顯增加,并與蛋白尿及鏡下血尿水平正相關(guān),且扁桃體切除手術(shù)后外周血中的記憶性B淋巴細(xì)胞數(shù)量有明顯下降,提示黏膜-骨髓軸的免疫調(diào)節(jié)受損,IgA腎病患者通過扁桃體的黏膜免疫產(chǎn)生異常免疫信號(hào)并向骨髓傳遞。亦有學(xué)者提出黏膜-腎臟軸,認(rèn)為無論對(duì)于上呼吸道黏膜或胃腸道黏膜,對(duì)其抗原的系統(tǒng)性免疫應(yīng)答即造成了IgA腎病腎臟損傷的發(fā)生[21]。
雖然各種證據(jù)證實(shí)IgA腎病與扁桃體之間的聯(lián)系,但I(xiàn)gA腎病患者的扁桃體特定基因表達(dá)并不明確。低糖基化尤其是O型聚糖的半乳糖基化已被觀察到,血清、腎組織及扁桃體IgA1異常O-糖基化已在近十余年的文獻(xiàn)中被證實(shí)為IgA腎病發(fā)病機(jī)制中的重要一環(huán)。糖基化代表著最復(fù)雜的翻譯后修飾,在蛋白質(zhì)成熟過程中起著舉足輕重的作用,但目前IgA腎病中低糖基化IgA1合成的過程尚未明確。IgA1的O-糖基是基于核心N乙酰半乳糖胺在β1,3半乳糖轉(zhuǎn)移酶及分子伴侶作用下進(jìn)入半乳糖的[22]。在IgA腎病患者扁桃體CD19陽性的B淋巴細(xì)胞中β3GalT基因表達(dá)顯著下調(diào),且與GFR正相關(guān),而與蛋白尿、腎小球和腎間質(zhì)損傷評(píng)分呈負(fù)相關(guān)[23]。Iwatani等[24]進(jìn)行扁桃體基因微陣列分析,對(duì)比慢性扁桃體炎患者后發(fā)現(xiàn),上調(diào)的基因包括肌肉相關(guān)基因和免疫相關(guān)基因,下調(diào)的基因包括參與單核苷酸多態(tài)性的多聚免疫球蛋白受體。
系膜區(qū)沉積的IgA主要是由半乳糖苷酶聚合不佳的IgA1組成,這種IgA1鉸鏈區(qū)的低糖基化改變可能是IgA腎病發(fā)病的始動(dòng)因素。研究觀察到IgA1鉸鏈區(qū)有特殊的類粘蛋白結(jié)構(gòu),其包括O型多聚糖及富含脯氨酸的多肽。發(fā)現(xiàn)在IgA腎病患者扁桃體IgA1鉸鏈區(qū)去唾液酸半乳糖型O-多聚糖的水平顯著增加。結(jié)果表明,扁桃體產(chǎn)生了低糖基化IgA1分子,然后進(jìn)入血液,并沉積在腎小球[25]。新近的研究證實(shí)腎小球系膜區(qū)的IgA1可由黏膜免疫引發(fā)的漿細(xì)胞衍生而來,即已接觸抗原刺激的漿細(xì)胞來源。IgA1的O型多聚糖結(jié)構(gòu)可能由扁桃體的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。B細(xì)胞可能接受IgA類別轉(zhuǎn)換,以此獲得通過黏膜相關(guān)淋巴樣組織的T細(xì)胞依賴性或非依賴性途徑的IgA表達(dá),然后分化為IgA漿細(xì)胞及其系統(tǒng)家族。樹突狀細(xì)胞,包括漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞和另一種類型的抗原固定細(xì)胞—濾泡樹突狀細(xì)胞,在產(chǎn)生IgA誘導(dǎo)信號(hào)的IgA類開關(guān)機(jī)制中具有不可替代的作用[26]。
扁桃體的免疫炎癥反應(yīng)如何遠(yuǎn)程調(diào)控腎臟的病變?黏膜分泌的IgA1細(xì)胞可能由于表面歸巢受體的錯(cuò)誤表達(dá)而發(fā)生遷移至骨髓或其它系統(tǒng)的“錯(cuò)誤轉(zhuǎn)運(yùn)”。隨著IgA腎病全基因組關(guān)聯(lián)分析研究的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)對(duì)于遺傳易感個(gè)體進(jìn)行抗原刺激時(shí),存在增強(qiáng)的黏膜IgA1應(yīng)答,會(huì)導(dǎo)致黏膜位點(diǎn)的溢出,循環(huán)中糖基化異常的IgA1水平不斷增加[27-28]。
Tang等[29]在試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)植物凝集素刺激扁桃體單核細(xì)胞,可下調(diào)HK-2細(xì)胞中的bcl-2,且呈時(shí)間及濃度依賴,其亦上調(diào)腎小管上皮間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)化、E鈣黏蛋白及α-SMA關(guān)鍵部分的表達(dá),起到抗腎小管上皮細(xì)胞增殖,促進(jìn)凋亡的作用,提示扁桃體炎癥能遠(yuǎn)程調(diào)控腎小管上皮細(xì)胞間質(zhì)纖維化的關(guān)鍵步驟。扁桃體單核細(xì)胞分泌物可上調(diào)系膜細(xì)胞分泌TGF-B1,纖溶蛋白酶原激活抑制劑-1,IL-6的水平[30]。
扁桃體激惹是指使用超短波刺激(用扁桃體刺激器每側(cè)刺激5 min)、機(jī)械性刺激(每側(cè)扁桃體按摩5 min)或藥物刺激(注射透明質(zhì)酸酶2 000 U/ml,每側(cè)0.5 ml)對(duì)扁桃體進(jìn)行刺激試驗(yàn),其結(jié)果判定:①體溫15 min后上升超過0.55 ℃;②血白細(xì)胞 3 h后上升超過1 200/mm3;③血沉1 h后升高超過12 mm;④3 h后尿蛋白增加超過30 mg/dl或沉渣紅細(xì)胞超過10/HP[31]。在臨床試驗(yàn)中亦有驗(yàn)證扁桃體激惹的現(xiàn)象,如Liu等[32]觀察到進(jìn)行扁桃體手術(shù)之后血中IgA1的水平在第三日升高,并于第五日回落。
六、結(jié)語
臨床資料顯示扁桃體與IgA腎病關(guān)聯(lián)緊密,但扁桃體切除術(shù)對(duì)于IgA腎病患者疾病緩解還缺乏前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),而較多回顧性分析的結(jié)果相差較大。扁桃體及黏膜免疫在IgA腎病的發(fā)病機(jī)制中的研究提示,無論臨床切除扁桃體用于治療IgA腎病是否能夠取得臨床緩解或遠(yuǎn)期有無腎臟保護(hù)作用,均有證據(jù)證實(shí)黏膜免疫在其發(fā)病過程中的作用。有關(guān)于扁桃體及黏膜免疫對(duì)IgA腎病的影響尚需要更多的實(shí)驗(yàn)研究來進(jìn)一步證實(shí)。
[1] Li LS, Liu ZH. Epidemiologic data of renal diseases from a single unit in china: analysis based on 13519 renal biopsies[J]. Kidney Int, 2004, 66(3): 920-923.
[2] Koyama A, Igarashi M, Kobayashi M. Natural history and risk factors for immunoglobulin A nephropathy in Japan.Research Group on Progressive Renal Diseases[J]. Am J Kidney Dis, 1997, 29(4): 526-532.
[3] Lee H, Kim DK, Oh KH, et al. Mortality of IgA nephropathy patients: a single center experience over 30 years[J]. PLoS One 2012, 7(12): e51225.
[4] Lai KN. Pathogenesis of IgA nephropathy[J]. Nat Rev Nephrol, 2012, 8(5): 275-283.
[5] Tomino Y, Sakai H, Endoh M. Cross-reactivity of IgA antibodies between renal mesangial areas and nuclei of tonsillar cells in patients with IgA nephropathy[J]. Clin Exp Immunol, 1983, 51(3): 605-610.
[6] Kurata N, Takahashi M, Koda H. Tonsillectomy in recurrent IgA nephropathy after renal transplantation[J]. Nihon Jibiinkoka Gakkai Kaiho, 2012, 115(1): 29-36.
[7] Vergano L, Loiacono E, Albera R, et al. Can tonsillectomy modify the innate and adaptive immunity pathways involved in IgA nephropathy[J]. J Nephrol, 2015, 28(1): 51-58.
[8] Liu LL, Wang LN, Jiang Y, et al. Tonsillectomy for IgA nephropathy: a meta-analysis[J]. Am J Kidney Dis, 2015, 65(1): 80-87.
[9] Kawamura T, Yoshimura M, Miyazaki Y. A multicenter randomized controlled trial of tonsillectomy combined with steroid pulse therapy in patients with immunoglobulin A nephropathy[J]. Nephrol Dial Transplant, 2014, 29(8): 1546-1553.
[10]Feehally J, Coppo R, Troyanov S, et al. Tonsillectomy in a European cohort of 1147 patients with IgA nephropathy[J]. Nephron 2016, 132(1): 15-24
[11]Vergano L, Loiacono E, Albera R, et al. Can tonsillectomy modify the innate and adaptive immunity pathways involved in IgA nephropathy?[J]. J Nephrol, 2015, 28(1): 51-58.
[12]Yukio Yuzawa, Ryohei Yamamoto, Kazuo Takahashi, et al. Evidence-based clinical practice guidelines for IgA nephropathy 2014[J]. Clin Exp Nephrol, 2016, 20(4): 511-535.
[13]Kunimoto M. Analysis of viral infection in patients with IgA nephropathy[J]. Acta Otolaryngol, 1993, 508: 11-18.
[14]Huang H, Sun W, Liang Y, et al. Comparative study of bacterial strains and antibiotic susceptibility tests between chronic tonsillitis patients with IgA nephropathy and without nephritis[J]. Ren Fail, 2013, 35(10): 1334-1337.
[15]Suzuki S, Nakatomi Y, Sato H, et al. Haemophilus parainfluenzae antigen and antibody in renal biopsy samples and serum of patients with IgA nephropathy[J]. Lancet, 1994, 343(8888): 12-16.
[16]Liu H, Peng Y, Liu F, et al. Expression of IgA class switching gene in tonsillar mononuclear cells in patients with IgA nephropathy[J]. Inflamm Res, 2011, 60(9): 869-878.
[17]Kusano K, Tokunaga O, Ando T, et al. Helicobacter pylori in the palatine tonsils of patients with IgA nephropathy compared with those of patients with recurrent pharyngotonsillitis[J]. Hum Pathol, 2007, 38(12): 1788-1797.
[18]Emancipator SN, Gallo GR, Lamm ME. Experimental IgA nephropathy induced by oral immunization[J]. J Exp Med, 1983, 157(2): 572-582.
[19]Suzuki Y, Tomino Y. The mucosa-bone marrow axis in IgA nephropathy[J]. Contrib nephrol, 2007, 157: 70-79.
[20]Wu G, Peng YM, Liu FY, et al. The role of memory B cell in tonsil and peripheral blood in the clinical progression of IgA nephropathy[J]. Hum Immunol, 2013, 74(6): 708-712.
[21]Floege J, Feehally J. The mucosa-kidney axis in IgA nephropathy[J]. Nat Rev Nephrol, 2016, 12(3): 147-156.
[22]He L, Peng Y, Liu H, et al. Activation of the interleukin-4/signal transducer and activator of transcription 6 signaling pathway and homeodomain- interacting protein kinase 2 production by tonsillar mononuclear cells in IgA nephropathy[J]. Am J Nephrol, 2013, 38(4): 321-332.
[23]Inoue T, SugiyamaH, Kitagawa M, et al. Abnormalities of glycogenes in tonsillar lymphocytes in IgA nephropathy[J]. Adv Otorhinolaryngol, 2011, 72: 71-74.
[24]Iwatani H, Iio K, Nagasawa Y. Microarray analysis of tonsils of IgA nephropathy patients[J]. Adv Otorhinolaryngol, 2011, 72: 75-78.
[25]Hiki Y, Horie A, Yasuda Y, et al. IgA nephropathy and tonsils--an approach from the structure of IgA1 produced by tonsillar lymphocytes[J]. Acta Otolaryngol Suppl, 2004, (555): 28-31.
[26]Meng H, OhtakeH, Ishida A, et al. IgA production and tonsillar focal infection in IgA nephropathy[J]. J Clin Exp Hematop 2012, 52(3): 161-170.
[27]Magistroni R, D’Agati VD, Appel GB, et al. New developments in genetic, pathogenesis and therapy of IgA nephropathy[J]. Kidney Int, 2015, 88(5): 974-989.
[28]Kiryluk K, Novak J. The genetics and immunobiology of IgA nephropathy[J]. J Clin invest, 2014, 124(6): 2325-2332.
[29]Tang Y, PengY, YangS, et al. Effect of tonsillar mononuclesr cell supernatants in patients with IgA nephropathy on renal tubular epithelial cells[J]. Inflamm Res, 2013, 62(1): 46-52.
[30]Huang H, Peng Y, Long XD, et al. Tonsillar CD4+CD25+ regulatory T cells from IgA nephropathy patients have decreased immunosuppressive activity in experimental IgA nephropathy rats[J]. Am J Nephrol, 2013, 37(5): 472-480.
[31]Meng H, Ohtake H, Ishida A, et al. IgA production and tonsillar focal infection in IgA nephropathy[J]. J Clin Exp Hematopathol, 2012, 52(3): 161-170.
[32]Liu Y, Liu H, Tu X, et al. Study of tonsillectomy for IgA nephropathy patients: short- and longer-term observation[J]. Int Urol Nephrol, 2014, 46(6): 1153-1159.
10.3969/j.issn.1671-2390.2017.04.013
深圳市科創(chuàng)委基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(No.JCYJ20140414170821185)
511436 廣州,廣州醫(yī)科大學(xué)研究生院(徐藝);518035 深圳,深圳大學(xué)第一附屬醫(yī)院&深圳市第二人民醫(yī)院腎內(nèi)科(徐藝,何永成)
2016-11-13
2017-02-05)