王冬晴,李貴森,2△

IgA腎病(IgA nephropathy,IgAN)仍然是我國終末期腎病(end stage kidney disease,ESKD)最主要的原因之一,需要進一步研究其發(fā)病機制和防治策略。大量的研究證實IgAN是一種自身免疫介導(dǎo)性疾病,IgA1的合成和糖基化異常導(dǎo)致血清中半乳糖缺陷型IgA1增加,導(dǎo)致后續(xù)的一系列病理生理過程。目前,IgAN比較公認(rèn)的發(fā)病機制是四重打擊學(xué)說[1, 2]。補體系統(tǒng)的異?；罨荌gAN發(fā)病機制的重要環(huán)節(jié),局部和全身補體的激活促進了腎臟的炎癥級聯(lián)反應(yīng),加重了腎臟損傷。但補體活化與IgAN發(fā)病相關(guān)的機制尚不完全清楚。目前的主要證據(jù)多來源于IgAN患者循環(huán)和腎臟局部補體活化,而尿液作為臨床更容易獲得的標(biāo)本,可動態(tài)觀察補體的變化,近年來成為研究的重要手段之一。越來越多的證據(jù)表明,IgAN患者存在尿液補體成分異常的證據(jù),且與IgAN發(fā)病及疾病進展相關(guān)[3]。本文將回顧IgAN尿液補體異常的研究證據(jù),有助于進一步了解IgAN的發(fā)病機制。

1 IgAN發(fā)病機制概述

IgAN是世界上最常見的原發(fā)性腎小球腎炎,可導(dǎo)致患者平均預(yù)期壽命減少6～10年[4, 5],具有重大的個人和社會經(jīng)濟損害。因此,加強對IgAN發(fā)病機制的認(rèn)識具有重大意義。目前認(rèn)為IgAN發(fā)病機制的啟動環(huán)節(jié)是IgA1糖基化異常。在此基礎(chǔ)上提出的“四重打擊”學(xué)說[6]受到了眾多學(xué)者的認(rèn)可,其理論框架如下所述。第一次打擊:循環(huán)中半乳糖缺陷型IgA 1(Gd-IgA1)水平升高。IgAN患者的血清IgA1的O-糖鏈缺乏半乳糖,導(dǎo)致N-乙酰半乳糖胺末端殘基暴露,成為自身抗原[7]。第二次打擊:抗聚糖抗體IgG或IgM識別Gd-IgA1。第三次打擊:包含Gd-IgA1的免疫復(fù)合物形成。第四次打擊:免疫復(fù)合物沉積在腎小球系膜,導(dǎo)致系膜細(xì)胞增殖和補體激活,最終出現(xiàn)腎衰竭。

IgAN發(fā)病機制的“四重打擊”學(xué)說表明補體激活參與了疾病的發(fā)生發(fā)展。目前,已有的許多證據(jù)表明補體系統(tǒng)異?；罨贗gAN疾病嚴(yán)重性和活動性中具有重要作用。同時,正在進行的補體抑制劑的臨床試驗也將深入了解補體活性在IgAN發(fā)病機制中的重要性。

2 補體系統(tǒng)

補體蛋白的早期知識源于19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的正常血漿中的熱不穩(wěn)定成分,該成分通過抗體增強了細(xì)菌的調(diào)理作用,并使抗體能殺死細(xì)菌。補體系統(tǒng)由近60種可溶性和表面表達的蛋白質(zhì)組成[8]。補體激活的途徑有三種:經(jīng)典途徑(CP)、替代途徑(AP)和凝集素途徑(LP)[9],三條途徑匯聚成終末途徑(TP),最后產(chǎn)生膜攻擊復(fù)合物C5b-9(MAC)。此外,液相和膜結(jié)合相補體調(diào)節(jié)蛋白調(diào)控免疫的動態(tài)平衡,防止補體的不適當(dāng)激活(圖1)。

圖1 補體激活途徑和靶向補體治療IgAN示意圖

當(dāng)C1q與免疫復(fù)合物IgG或IgM的Fc區(qū)的補體結(jié)合位點相結(jié)合時,經(jīng)典途徑被激活。隨后C1r和C1s被激活,形成活化的C1qrs。C1qrs裂解C4和C2,形成經(jīng)典途徑的C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2a)。在此途徑中,液相調(diào)節(jié)蛋白C1抑制劑(C1INH)發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)功能,它通過抑制C1r和C1s負(fù)向調(diào)節(jié)經(jīng)典途徑。循環(huán)中的C3自發(fā)水解形成C3b的“滴答”過程啟動替代途徑。因子D裂解因子B形成Bb,并與C3b結(jié)合,形成一種不穩(wěn)定的C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb),該C3轉(zhuǎn)化酶的活性由備解素P穩(wěn)定。此外,因子I、因子H、膜輔助因子蛋白(MCP/CD46)、衰變加速因子(CD55/DAF)以及補體受體1(CR1)分別通過液相或膜結(jié)合相負(fù)向調(diào)節(jié)替代途徑。凝集素途徑由微生物表面的碳水化合物與纖維膠原素(Ficolins)或甘露糖結(jié)合凝集素(MBLs)結(jié)合而觸發(fā),繼而激活甘露糖結(jié)合凝集素相關(guān)絲氨酸蛋白酶(MASP-1/MASP-2)。MASP裂解C4和C2,形成C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2a)。此外,C1INH也可通過抑制MASP活性負(fù)向調(diào)節(jié)凝集素途徑。CD55還能促進C4b2a的解離,負(fù)向調(diào)節(jié)經(jīng)典途徑與凝集素途徑。

這三條途徑分別形成的C3轉(zhuǎn)化酶(C4b2a/C3bBb)通過擴增環(huán)繼續(xù)裂解C3,形成C5轉(zhuǎn)化酶(C4b2a3b/C3bBb3b),C5轉(zhuǎn)化酶將C5裂解成C5a和C5b,C5b促進C6、C7、C8和C9結(jié)合,形成膜攻擊復(fù)合物C5b-9 (MAC)。在此過程中,蛋白S和MAC抑制蛋白(CD59)通過抑制MAC的形成發(fā)作重要的負(fù)調(diào)節(jié)功能。

3 IgA腎病與補體

3.1 IgAN腎組織補體激活的證據(jù)早期,在IgAN腎組織活檢的描述中,超過90%的病例腎活檢系膜中有IgA和C3的共沉積[10, 11],這一發(fā)現(xiàn)在其他IgAN腎組織活檢中得到重復(fù)[12],證實了IgAN中存在局部補體激活。此外,全基因組關(guān)聯(lián)研究[13]的重要發(fā)現(xiàn)強調(diào)了H因子相關(guān)蛋白(CFHR1/CFHR3)基因缺失與IgAN腎病發(fā)病風(fēng)險降低相關(guān),IgAN局部補體的激活受到廣泛的關(guān)注。目前,在IgAN患者腎組織中先后檢測多種補體成分,包括C3a、C5a、C4d、MBL、MASP、L-ficolin、B因子(CFB)、以及H因子(CFH)和CFHR5[14～19],它們分別與血肌酐升高、估算腎小球濾過率(eGFR)下降、蛋白尿增多以及組織學(xué)病變嚴(yán)重度相關(guān)。上述研究證明了IgAN患者腎小球補體蛋白沉積的復(fù)雜性,加深了我們對IgAN發(fā)病的理解,即腎臟局部補體激活與疾病嚴(yán)重度及活動性相關(guān),有助于疾病進展,可能是腎功能衰竭的機制之一。

3.2 IgAN血清補體激活的證據(jù)雖然在IgAN中補體C3降低是少見的,但在IgAN中可見檢測到其他補體活化的標(biāo)志物,并且與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。幾個中心已經(jīng)描述了IgAN患者血漿中替代途徑補體C3、Ba、CFHRs水平的變化。研究發(fā)現(xiàn)血清C3、Ba、CFHR1、CFHR5水平分別與蛋白尿、高血壓和eGFR降低以及嚴(yán)重的組織學(xué)病變相關(guān)[20～24]。循環(huán)中凝集素途徑補體的水平也與IgAN的嚴(yán)重程度有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),血清中MBL水平升高或降低均與IgAN疾病進展相關(guān),包括eGFR下降和蛋白尿增加[25]。這一矛盾現(xiàn)象可能是由于IgAN包含許多不同的病理過程,在不同的個體中具有不同的致病優(yōu)勢。此外,對IgAN腎病中其他血清凝集素途徑補體的分析發(fā)現(xiàn),與健康對照組相比,IgAN患者血清中M-ficolin、L-ficolin、MASP-1和MBL相關(guān)蛋白(MAp)19水平升高[18]。綜上所述,這些數(shù)據(jù)顯示了IgAN患者補體活化的血清學(xué)和組織學(xué)之間的聯(lián)系,進一步支持凝集素途徑及替代途徑激活對腎小球損傷的貢獻,但補體激活的詳細(xì)機制及其在腎小球炎癥和損傷中的作用尚需進一步研究。

3.3 IgAN尿液補體活化的證據(jù)IgAN腎病尿液補體激活的標(biāo)志物也可以被檢測到,并且與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。早期的研究發(fā)現(xiàn),IgAN患者的尿液iC3b、Bb水平與蛋白尿和血肌酐呈正相關(guān)[26]。其次,通過口服碳酸氫鈉糾正酸中毒后,患者尿液iC3b、Bb排泄顯著減少,而血清補體水平無明顯改變[26],提示尿液補體激活可作為疾病治療監(jiān)測的指標(biāo)。在一項使用質(zhì)譜法檢測尿蛋白的研究中,與正常對照組相比,IgAN患者尿液中有18種蛋白分布不同,其中補體C3和C4a占主要成分[27],表明尿液補體激活可能是診斷IgAN患者的有前途的生物標(biāo)志物。另一個中心的研究發(fā)現(xiàn),與膿毒癥患者相比,IgAN患者血清C3a、C5a水平正常,而尿C3a、C5a水平在組織學(xué)損害更重的IgAN患者中明顯升高,且與血清肌酐、蛋白尿以及腎臟病理分級呈正相關(guān)[17]。這一研究表明,相比于循環(huán)補體激活,IgAN患者尿液補體的激活更能反應(yīng)疾病活動性及嚴(yán)重程度。

先前的研究發(fā)現(xiàn),尿MBL水平與IgAN的腎功能、蛋白尿和高血壓以及組織病理學(xué)指標(biāo)相關(guān)[28]。更重要的是,隨訪結(jié)束時未緩解IgAN患者的尿MBL水平明顯高于緩解期患者。這一發(fā)現(xiàn)提示尿MBL可作為評估IgAN病情嚴(yán)重程度和預(yù)測預(yù)后的無創(chuàng)生物標(biāo)志物。最近的研究發(fā)現(xiàn),IgAN患者尿C3a、C5a、Bb、C4D、MBL和補體終末活化產(chǎn)物C5b-9水平與血肌酐和蛋白尿以及新月體比例相關(guān)[29]。這一發(fā)現(xiàn)表明IgAN中新月體的形成和快速進展的腎衰竭與尿液補體過度激活有關(guān),可能是監(jiān)測疾病活動性的潛在生物標(biāo)記物。此外,研究者還檢測了血清中的補體產(chǎn)物與臨床參數(shù)的相關(guān)性[29],結(jié)果沒有統(tǒng)計學(xué)意義。這一結(jié)果再次提示,尿液補體激活可能代表腎臟補體激活,而不代表血清補體激活,可作為潛在的無創(chuàng)生物標(biāo)志物。

H因子是替代途徑的主要調(diào)節(jié)因子,加速C3bBb轉(zhuǎn)換酶的衰變。幾個中心的研究發(fā)現(xiàn),IgAN患者尿CFH水平明顯升高,尿CFH水平與血肌酐、eGFR、蛋白尿、腎小管間質(zhì)損害和新月體形成等組織損害相關(guān)[30～32]。并且,在腎組織有H因子沉積的IgAN患者中,尿H因子水平明顯升高,患者的腎功能較差[30]。這些結(jié)果表明,尿H因子水平與腎H因子沉積密切相關(guān),尿H因子水平較高可能預(yù)示著嚴(yán)重的腎臟損害,可作為動態(tài)監(jiān)測IgAN患者腎臟損害的非侵入性生物標(biāo)志物。

4 IgA腎病的補體抑制治療

為了專門阻斷補體替代途徑的激活,已開發(fā)出針對B因子和C3的抑制劑。關(guān)于IONIS-FB-LRx(一種CFB mRNA的反義抑制劑)對原發(fā)性IgAN療效的臨床研究正在進行(NCT04014335)。Iptacopan(LNP023),也是一種CFB抑制劑。目前,IgAN患者使用不同劑量LNP023的安全性和有效性的臨床研究(NCT03373461)已經(jīng)完成,結(jié)果正在評估。Pegcetacoplan(APL-2),作為一種C3抑制劑,也正在作為治療IgAN的一種選擇進行測試(NCT03453619)。除了以替代途徑為靶點外,終末途徑的補體抑制劑也用于IgAN進行臨床測試。對IgAN患者中進行的小干擾RNA靶向補體C5(Cemdisiran/ALN-CC5)的試驗數(shù)據(jù)的初步分析顯示,患者24小時尿蛋白與肌酐比率降低(NCT03841448)。此外,一種新的長效C5補體抑制劑Raverizumab正在IgAN患者中進行第2階段試驗(NCT04564339)。雖然許多臨床試驗正在進行中且結(jié)果尚不明確,但一些報道支持補體抑制劑在IgAN中的益處。Eculizumab可以抑制C5轉(zhuǎn)化酶的活性,阻斷C5到C5a的裂解。一項病例報告表明,在進展性IgAN患者中早期開始使用Eculizumab治療能夠減少蛋白尿并穩(wěn)定腎小球濾過率[33]。在一項使用Avacopan(CCX-168,C5a受體拮抗劑)治療IgAN的研究中,7名參與者中有6名蛋白尿減少[34]。Narsoplimab(OMS721)是MASP-2的單抗,Narsoplimab治療可能使高危IgAN患者的蛋白尿降低和eGFR保持穩(wěn)定[35]。盡管補體干預(yù)治療已經(jīng)取得一定的進展,但是安全有效的補體靶向治療藥物的開發(fā),以及準(zhǔn)確選擇補體抑制治療獲益大于風(fēng)險的患者,需要對IgAN補體激活和疾病嚴(yán)重度的關(guān)聯(lián)進行更深入的了解。

5 展望

尿液補體活化失衡與疾病活動性及嚴(yán)重程度相關(guān),對尿液補體活化的進一步研究不僅可以為IgAN發(fā)病機制的研究提供線索,還可能為開發(fā)補體激活的特異性無創(chuàng)生物標(biāo)志物提供可能。此外,對尿液補體的動態(tài)監(jiān)測不僅有助于識別補體持續(xù)激活的患者,還可作為疾病治療監(jiān)測的指標(biāo),幫助準(zhǔn)確識別哪些患者將受益于補體抑制治療,為未來臨床治療決策提供參考。