楊智博 劉 力

1.天津市兒童醫(yī)院 天津大學(xué)兒童醫(yī)院綜合內(nèi)科（免疫）（天津 300074）；2.天津醫(yī)科大學(xué)研究生院（天津 300070）

單基因狼瘡是單基因變異引起的一類表現(xiàn)為狼瘡樣癥狀的自身免疫性疾病總稱，多呈早發(fā)趨勢，通常由兒童免疫科醫(yī)師確診。盡管該病因只占系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）發(fā)病的很小一部分，但了解其機制有助于臨床醫(yī)師深刻理解并精準(zhǔn)診療SLE。單基因狼瘡患者的臨床癥狀與其他SLE 患者不同，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和皮膚癥狀為主，尤其是單基因狼瘡患者會出現(xiàn)皮膚凍瘡樣皮損[1]。當(dāng)患者臨床癥狀不典型時，精確診斷仍需基因測序。相關(guān)研究指出，已有30多個單基因的100 多個位點變異可致SLE 表型[1]。這些發(fā)現(xiàn)加深了臨床醫(yī)師對于SLE 的理解，但其他未知的變異也是未來需研究的方向。有研究認為，SLE患者早發(fā)型或反復(fù)感染都應(yīng)進行免疫檢查和基因檢測[2]。本文將從單基因狼瘡概念，基因測序技術(shù)應(yīng)用，以及單基因狼瘡致病機制等方面進行分析，以期為其精準(zhǔn)診斷和治療提供方向。

1 單基因狼瘡概念與診斷

單基因狼瘡是SLE 中較為少見的分支，通常在兒童期發(fā)病，與家族遺傳高度相關(guān)。研究表明，89.8%的患者符合歐洲抗風(fēng)濕聯(lián)盟/美國風(fēng)濕病學(xué)會（EULAR/ACR）-2019 診斷標(biāo)準(zhǔn)，而93.9%患者符合系統(tǒng)性紅斑狼瘡國際臨床協(xié)助組（SLICC）-2012診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，提示僅依據(jù)現(xiàn)有診斷標(biāo)準(zhǔn)判斷SLE 患者是否為單基因變異所致很困難。但有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SLE 患者滿足以下條件時，應(yīng)高度懷疑單基因狼瘡：①早發(fā)型狼瘡，首發(fā)年齡＜10歲；②高度懷疑或者已經(jīng)確診為免疫缺陷，或有反復(fù)感染史；③臨床癥狀不典型；④病情嚴(yán)重，危及生命；⑤病程進展快，迅速惡化或器官損傷積累；⑥對治療不敏感；⑦有家族史；⑧近親結(jié)婚等[4]。還有一項基因異質(zhì)性研究認為，當(dāng)兒童早發(fā)型SLE 合并腎臟和血液系統(tǒng)疾病時，更可能為遺傳病因所致[5]。同時，要精準(zhǔn)診斷單基因狼瘡，需要進行基因檢測，而若要判斷變異來源，對患者及直系親屬全部進行基因檢測是精準(zhǔn)診斷的前提。

2 基因測序技術(shù)概述及應(yīng)用

基因測序技術(shù)可分為全基因組測序技術(shù)（whole genome sequencing，WGS）、全外顯子測序技術(shù)（whole exome sequencing，WES）和靶向基因面板測序（a targeted next-generation sequencing panel，NGS）等。WGS和WES是廣撒網(wǎng)式測序，而NGS通常只對目標(biāo)基因進行測序。有研究提到，運用父母-子代一家系的樣本進行WGS，可找到幾乎所有的單核苷酸變異和絕大多數(shù)更小的插入-刪除變異，同時確定許多變異的親本來源[6]。通常對患者血液淋巴細胞中分離的DNA進行基因測序，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和測序平臺分析找出變異位點，可診斷單基因狼瘡[4-6]。而精準(zhǔn)診療有賴于大量病例報道中基因測序確定的致病位點。

3 基因變異與單基因狼瘡致病機制

由單基因變異引起的機體功能異常而致病的機制大致可分為以下幾類：①細胞清除異常；②Ⅰ型干擾素（IFN-1）的過度產(chǎn)生；③自身免疫耐受受損；④其他單基因變異異常等。

3.1 細胞清除異常

細胞清除異常是指細胞程序性凋亡的產(chǎn)物不能被及時清除，從而引起自身免疫性疾病。其中吞噬細胞清除程序性死亡細胞的胞葬作用最重要。細胞清除異常時，任何殘余產(chǎn)物均可作為損傷相關(guān)的分子標(biāo)志物（damage-associated molecular patterns，DAMP），刺激免疫細胞活化和分化，觸發(fā)免疫反應(yīng)，引起自身免疫病。

3.1.1 補體系統(tǒng)缺陷 補體系統(tǒng)缺陷是單基因狼瘡最早被發(fā)現(xiàn)且最常見的病因。補體系統(tǒng)參與凋亡細胞的識別、調(diào)理吞噬和清除作用。具體機制如下：當(dāng)單基因變異導(dǎo)致補體缺陷時，凋亡細胞碎片和免疫復(fù)合物不能被清除，暴露成為自身抗原，刺激自身抗體產(chǎn)生，放大自身免疫效應(yīng)，且持續(xù)損傷機體，從而表現(xiàn)出狼瘡樣癥狀。研究表明，早期補體蛋白（C1q、C1r/C1s、C2和C4）缺陷被認為是由于調(diào)理作用受損而觸發(fā)自身免疫導(dǎo)致，這對清除免疫復(fù)合物和吞噬細胞凋亡小體至關(guān)重要[1]。還有研究指出，雜合的C2缺陷變異與低復(fù)制量的C4A同時存在時，是SLE 等疾病的重要危險因素之一[7]。有病例報道發(fā)現(xiàn)，當(dāng)絲氨酸蛋白酶抑制劑家族G成員1（serpin family G member 1，SERPING-1）基因發(fā)生移碼變異時，血漿中C1 抑制劑（C1-INH）的水平變低，遺傳的C1-INH 缺陷會導(dǎo)致自發(fā)的早期補體經(jīng)典途徑活化，消耗患者血漿中C4，導(dǎo)致單基因狼瘡[8]。還有研究發(fā)現(xiàn)，p.His198Gln變異的C1q和腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白4（C1q and tumor necrosis factor related protein 4，C1QTNF4）蛋白在TNF-α 刺激下抑制NF-κB 的激活，該變異位于C1q 第二結(jié)構(gòu)閾，在C1QTNF4基因中功能改變也可導(dǎo)致早發(fā)型SLE[9]。

需注意的是，補體缺陷與早發(fā)型狼瘡相關(guān)，但其性別比差異不大，關(guān)節(jié)炎多見C2缺乏，狼瘡腎多見C4A/ C4b 缺陷，抗核抗體（ANA）常見，但只有20%的患者顯示抗ds-DNA，相反，抗Ro/SSA抗體在80%的C1q和C4缺陷患者中呈陽性，補體遺傳缺陷中也可見血清總補體CH50水平低下和正常的血清C4、C3水平[10]。具有狼瘡樣表現(xiàn)和高ANA滴度（＞1:1000）的兒童，尤其是發(fā)病初癥狀非典型的，如復(fù)發(fā)性肺炎和支氣管擴張，也應(yīng)該考慮C4缺乏型單基因狼瘡[11]。總之，單基因變異引起的補體系統(tǒng)缺陷很可能導(dǎo)致患者表現(xiàn)為狼瘡，通常早發(fā)、嚴(yán)重且可追溯家族史，變異引起細胞清除異常是導(dǎo)致單基因狼瘡的主要致病機制之一。

3.1.2 核酸降解相關(guān)酶缺陷 基因組廣泛關(guān)聯(lián)研究（genome wide association studies，GWAS）已發(fā)現(xiàn)30 多個單基因的100 多個位點變異導(dǎo)致SLE 表型，如TREX1、SAMHD1、DNASE1、DNASE1L3、TMEM173等，與單基因SLE 的脫氧核糖核苷酸1（deoxyribonuclease 1，DNASE1）密切相關(guān)，脫氧核糖核苷酸1樣3（deoxyribonuclease 1 like 3，DNASE1L3）基因編碼的主要酶可以分裂單鏈和雙鏈DNA，并從病原體和凋亡細胞中去除外源DNA和自體DNA[12]。DNASE1/DNASE1L3基因缺陷導(dǎo)致細胞外核酸的積累，血漿中低于120bp的短DNA分子數(shù)量增加與抗dsDNA抗體的存在有關(guān)[13]，而攜帶長DNA分子的微粒具有免疫原性，與其相關(guān)的抗原可能會造成狼瘡腎損害[14]。這些胞外累積的核酸也可被toll樣受體（TLR7和TLR9）等DNA/RNA傳感器識別，導(dǎo)致IFN-1的過度生成，從而導(dǎo)致單基因狼瘡。有學(xué)者認為，癥狀早發(fā)、肺出血、腎小球腎炎、復(fù)發(fā)性蕁麻疹和抗中性粒細胞抗體（ANCA）陽性等表現(xiàn)提示臨床上要警惕單基因狼瘡，特別是青少年SLE中DNASE1L3缺陷的單基因狼瘡[15]?；驕y序應(yīng)用有助于發(fā)現(xiàn)這些基因變異位點。

3.2 干擾素過度產(chǎn)生

IFN 是可以限制病毒復(fù)制組裝的抗病毒細胞因子。盡管IFN-1 可以保護機體免受病毒侵害，但IFN-1 的過度產(chǎn)生同樣會使患者出現(xiàn)單基因狼瘡。IFN-1 的過度表達可以通過以下機制發(fā)生：核酶活性的缺陷（TREX1、SAMHD1、ADAR1、RNASEs、DNASEs），IFN 信號抑制調(diào)控因子的缺陷（ISG15、USP18）和先天免疫傳感器的組合活化（MDA5、RIG-I、STING）等[1]。IFN-1 與異二聚體受體（IFNAR1和IFNAR2）結(jié)合，激活Janus 激酶（JAK）-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）信號通路，誘導(dǎo)數(shù)百個干擾素刺激基因（interferon-stimulated gene，ISG）的轉(zhuǎn)錄[1]。這些途徑的任何編碼基因發(fā)生變異時都會導(dǎo)致IFN-1 的過度表達，從而導(dǎo)致Ⅰ型干擾素疾病，如單基因狼瘡。

例如，Aicardi-Goutières 綜合征（AGS）就是一種典型的Ⅰ型干擾素疾病，它是由單基因變異引起，表現(xiàn)為狼瘡樣癥狀的綜合征。對于早發(fā)的凍瘡樣皮損、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀（顱內(nèi)鈣化、白質(zhì)病變、肌張力異常）、發(fā)育遲緩、自身免疫抗體陽性、SLE 臨床表現(xiàn)不典型或常規(guī)治療無效的SLE 患者，應(yīng)考慮AGS[16]。宿主DNA可以通過干擾素基因刺激因子（stimulator of interferon genes，STING）變異觸發(fā)胞漿內(nèi)的固有傳感器，并激活干擾素產(chǎn)生和ISG 的表達上調(diào)[17]。所有攜帶DNA 代謝酶的功能缺失性變異（如TREX1或SAMHD1）或DNA傳感器/適配器功能獲得性變異（TMEM173/STING1）的患者在AGS或嬰兒發(fā)病的STING 相關(guān)血管炎（SAVI）這兩種疾病中都分別表現(xiàn)出高且持續(xù)的ISG 表達[17]。說明了ISG 的表達增加在相關(guān)疾病發(fā)病機制中的關(guān)鍵作用。

脊椎軟骨發(fā)育不良伴免疫調(diào)節(jié)異常（SPENCDI）也屬Ⅰ型干擾素病，是一種罕見的常染色體隱性遺傳的骨骼發(fā)育不良，以椎體和干骺端放射性病變?yōu)樘卣鱗18]，其免疫調(diào)節(jié)異?？梢员憩F(xiàn)為SLE 等自身免疫病。該病由抗酒石酸酸性磷酸酶5（acid phosphatase 5，ACP5）基因純合變異導(dǎo)致的酒石酸抗性酸性磷酸酶（TRAP）失活所引起[19]，在非核酸相關(guān)的刺激/調(diào)節(jié)Ⅰ型干擾素途徑中發(fā)揮作用[18-20]。當(dāng)該病患者的免疫調(diào)節(jié)異常表現(xiàn)為狼瘡時，這也是一種單基因狼瘡。

3.3 自身免疫耐受受損

SLE 患者體內(nèi)廣泛存在自身抗體，當(dāng)某些基因變異時，自身反應(yīng)性T細胞或B細胞無效清除，對其陰性選擇失效就會觸發(fā)自體免疫和耐受受損，從而發(fā)生自身免疫性疾病，如單基因狼瘡。

3.3.1 T 細胞免疫耐受受損 鼠類肉瘤病毒基因同源物（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）基因變異時，增強了絲裂原活化蛋白激酶信號傳導(dǎo)通路（RAS-MAPPK）的傳導(dǎo)信號，刺激淋巴細胞增殖，并抑制T 淋巴細胞凋亡，導(dǎo)致單基因狼瘡等癥狀出現(xiàn)，在臨床上稱為Noonan 綜合征。如NRAS、SOS1、PTPN11、RAF和SHOC2等基因變異也與Noonan綜合征相關(guān)[10]。

3.3.2 B細胞免疫耐受受損 蛋白激酶Cδ（protein kinase C delta，PRKCD）基因編碼的蛋白激酶Cδ（PKC-δ）是一種促凋亡因子，作用于B細胞的凋亡。當(dāng)PRKCD基因純合錯義變異時，PKC-δ表達降低，B 細胞凋亡減少導(dǎo)致未成熟的B 細胞過度聚集，自身抗體增多，形成免疫復(fù)合物而出現(xiàn)一系列自身免疫性疾病癥狀[10]。

TLR7 是一種病毒RNA 的傳感器，TLR7 信號傳導(dǎo)增強也是自身免疫性疾病的一種發(fā)病機制。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，由于TLR7 功能獲得性變異引起對鳥苷的親和力增加，TLR7激活閾值降低會導(dǎo)致B細胞驅(qū)動自身免疫，造成SLE等自身免疫疾病[21]。TLR7促進了被B 細胞受體激活的高自身反應(yīng)性未成熟B細胞的異常存活，并以細胞固有的方式累積CD11c+年齡相關(guān)B 細胞和生發(fā)中心B 細胞，濾泡和濾泡外輔助性T 細胞也隨之增加。雖然人類TLR7Y264H變異足以在小鼠中誘導(dǎo)出狼瘡，但除了增加Ⅰ型干擾素基因轉(zhuǎn)錄外，對核苷酸酶H2亞基B（ribonuclease H2subunit B，RNASEH2B）半合子沒有明顯的增加效應(yīng)，在存在環(huán)境因素刺激的情況下，該變異在人類中的作用可能會增加，包括依賴TLR7 免疫的單鏈RNA病毒，如新冠病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）等[22]。這證明了失調(diào)的TLR7 能夠驅(qū)動自身抗體產(chǎn)生和SLE 的發(fā)生，或許可以為治療單基因狼瘡提供新思路。

P2Y受體8（P2Y receptor family member 8，P2RY8）是一種在抑制生發(fā)中心B細胞遷移和生長調(diào)節(jié)中具有既定作用的受體，P2RY8 雜合錯義變異同樣會對B 細胞免疫耐受造成損傷并導(dǎo)致SLE 癥狀。低P2RY8水平與狼瘡性腎炎相關(guān)，與年齡相關(guān)B細胞和漿細胞的增加相關(guān)[23]。編碼區(qū)變異或某些環(huán)境因素可以損害狼瘡患者的P2 RY8 功能，導(dǎo)致P2RY8減少。

3.4 其他單基因變異引起的狼瘡

有病例報道，在單基因狼瘡患者中發(fā)現(xiàn)了脂多糖應(yīng)答性米色樣錨定蛋白（lipopolysaccharideresponsive beige-like anchor protein，LRBA）基因變異缺陷[24]。LRBA促進細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA4）表達，SLE患者的T細胞在激活時不能上調(diào)CTLA4，該通路的改變則可能是LRBA 缺陷導(dǎo)致單基因狼瘡的致病機制。

某些狼瘡繼發(fā)于單基因變異引起的原發(fā)性免疫缺陷類疾病。如RAG1、NRAS、PIK3CD、PSYPIP1、TNFAIP3等單基因雜合變異引起原發(fā)性免疫缺陷疾病，都可能繼發(fā)狼瘡[25]。此外，胞質(zhì)分裂作用因子8（dedicator of cytokinesis 8，DOCK8）缺陷導(dǎo)致的高IgE綜合征也會表現(xiàn)為SLE[26]。

4 結(jié)論與展望

近年來，隨著基因測序技術(shù)在SLE 患者診斷及研究中的廣泛應(yīng)用，很多單基因相關(guān)的變異被發(fā)現(xiàn)，其中有許多罕見變異位點，也有越來越多的兒童患者及其家庭愿意參與基因測序來尋找病因，為深入了解單基因狼瘡的致病機制提供了思路與方向。相關(guān)研究分析表明，罕見變異所受到連鎖不平衡的影響遠小于常規(guī)變異[27]。已有學(xué)者把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的31 個單基因狼瘡變異位點（C1QA、C1QB、C1QC、C1R、C1S、C2、C3、TREX1、RNASEH2A、RNASEH2B、RNASEH2C、SAMHD1、ADAR、DNASE1、DNASE1L3、PRKCD、ACP5、SLC7A7、IFIH1、TMEM173、ISG15、CYBB、FAS、FASLG、KRAS、NRAS、MAN2B1、PEPD、PTPN11、RAG2、SHOC2）作為靶向基因，運用NGS診斷自身炎性疾病。所有早發(fā)型SLE患者，無論有無家族史，都應(yīng)該通過NGS檢測單基因缺陷[28]?？傊?，大部分變異都是通過影響炎癥通路和機體免疫調(diào)節(jié)產(chǎn)生自身抗體或有害炎癥因子，通過其持續(xù)作用而導(dǎo)致自身免疫性疾病如單基因狼瘡的發(fā)生。

過去，狼瘡的治療藥物選擇有限，大多采用激素和免疫抑制劑等非特異性治療，但隨著對單基因狼瘡認識的加深，既有助于更全面了解SLE 這類疾病，也可為針對不同的致病途徑進行精準(zhǔn)阻斷治療提供新的方向和依據(jù)。比如，貝利木單抗是一種人源性單克隆IgG抗體，可抑制B淋巴細胞刺激因子，導(dǎo)致B 細胞數(shù)量減少并調(diào)節(jié)其功能，可有效緩解成人SLE 患者的皮膚和關(guān)節(jié)癥狀，也有其治療兒童單基因狼瘡患者（C1q 缺陷）后關(guān)節(jié)炎癥狀得到完全緩解的先例，因此貝利木單抗可作為一種輔助治療應(yīng)用于難治性單基因狼瘡患者[29]。此外還有其他治療手段，如某病例報道中提到的，應(yīng)用造血干細胞移植治療表現(xiàn)為SLE 的DOCK8 缺陷患者[26]。補充DNASE1L3也可以作為一種療法，用來幫助該種缺陷的患者[13]。更有新鮮冰凍血漿和造血干細胞移植應(yīng)用到C1q缺乏的早發(fā)型SLE患者中，替代由單核細胞產(chǎn)生蛋白缺失的先例等[30]。

盡管已有很多前期研究，但由于該病患者基數(shù)小且大部分為兒童，診療與成人患者相比更具有局限性和不確定性，對單基因狼瘡的認識仍不足。在未來，發(fā)現(xiàn)更多可能的變異位點，厘清發(fā)病機制仍是研究單基因狼瘡的努力方向，精準(zhǔn)診療等也需要更深入的討論和驗證。