当前位置： 烫伤性皮肤综合征 > 治疗手段 > 20150608特发性膜性肾病的分子
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谢丽君,廖蕴华.特发性膜性肾病的分子发病机制［J/CD］.中华肾病研究电子杂志,，4(6)：-.
特发性膜性肾病(IMN)是国内外常见的引起成人肾病综合征的病理类型之一。在中国人群中，近年来特发性膜性肾病在原发性肾小球疾病中所占比例明显升高。由于病因及发病机制仍不清楚，以及缺乏预测疾病活动性的生物学标志物，因此目前治疗所带来的经济负担以及药物毒性仍具有争议和挑战。IMN是一种器官特异性的自身免疫性疾病，非炎症性自身抗体与足细胞上的靶抗原结合，在基底膜外侧上皮下形成原位免疫复合物，激活补体，从而引起足细胞损伤和蛋白尿。Heymann肾炎模型是经典的膜性肾病动物模型，然而其靶抗原Megalin并不是人类膜性肾病发生的原因。之后，中性肽链内切酶（NEP）被证实为母胎同种异体产前膜性肾病的靶抗原。直到年，磷脂酶A2受体（PLA2R）被证实为IMN的靶抗原。在IMN患者血浆中检测到抗PLA2R-IgG4，其特异性高达%，敏感性约为70%~80%。抗PLA2R-IgG4滴度可以预测疾病的活动性，其与PLA2R抗原结合形成原位免疫复合物，激活补体凝集素途径，形成C5b-9膜攻击复合物沉积在足细胞上，引起足细胞损伤，导致蛋白尿形成。HLA-DQA1与PLA2R基因多态性均与IMN的发病相关，二者的风险基因具有叠加效应。综上所述，IMN的发生是多种因素共同作用的结果，包括易感基因、靶抗原、自身抗体、补体等，这些研究进展对于IMN的诊断和治疗具有重要意义。
特发性膜性肾病；动物模型；足细胞；磷脂酶A2受体；人类白细胞抗原-DQA1
膜性肾病（membranousnephropathy，MN）是一个病理学诊断，占成人原发性肾病综合征（nephroticsyndrome，NS）的20%~50%，是国内外常见的引起NS的病理类型之一。MN特征性的病理学表现为光镜下可见肾小球基底膜增厚以及钉突形成；免疫荧光主要表现为基底膜外侧上皮下IgG、补体C3以及膜攻击复合物C5b-9沉积；电镜主要表现为上皮下电子致密物沉积［1］。然而，组织病理学并不能很好地反应疾病的本质，其中70%的病例找不到特定病因，称之为特发性膜性肾病（idiopathicmembranousnephropathy，IMN）；其余30%被归为继发性MN，其病因有感染、系统性红斑狼疮、肿瘤以及药物毒性等。
IMN可以影响各个年龄阶段以及所有种族的人群，但在男性较女性更为多见，性别比约为2∶1。发病年龄高峰在30~50岁。近年国内外均有报道IMN在原发性肾小球疾病中所占比例有明显上升趋势，朱平等［2］研究发现IMN在原发性肾小球疾病中所占比例从~年的16.80%上升到~年的29.35%。其原因目前仍不完全清楚，考虑一方面可能是由于IMN的诊断水平的提高，另外一方面可能与外界环境污染有关。IMN的预后多变且不可预测，约1/3的IMN患者可以达到NS的完全缓解［3-4］，然而也有部分患者对免疫抑制治疗的反应性差，表现为持续大量蛋白尿，最终甚至进展为终末期肾脏病（ESRD）［5］。40%进行了肾移植的IMN患者会经历疾病的复发，这也是其移植失败的原因之一［6-7］。
IMN是一种器官特异性的自身免疫性疾病，非炎症性自身抗体与足细胞上的靶抗原结合，在基底膜外侧形成原位免疫复合物，激活补体，从而引起足细胞损伤和蛋白尿。由于对IMN的病因及发病机制仍不清楚，以及缺乏预测疾病活动性的生物学标志物，因此目前治疗所带来的经济负担以及药物毒性仍具有争议和挑战。近年来关于IMN的病因及发病机制的研究取得了突破性的进展。年，磷脂酶A2受体（phospholipaseA2receptor，PLA2R）被证实为IMN的靶抗原，在IMN患者血浆中检测到抗PLA2R抗体，其特异性高达%，敏感性约为70%~80%［8］，抗PLA2R抗体滴度可以预测IMN的活动性［9］。人类白细胞抗原-DQA1（humanleukocyteantigen-DQA1，HLA-DQA1）与PLA2R基因均与IMN的发病相关，二者的风险等位基因具有叠加效应［10］。这些发现对于明确IMN的发病机制以及诊断和治疗IMN均具有重要意义，本文归纳了近年IMN发病机制的研究进展，就此作一综述。
一、膜性肾病靶抗原的寻找
1.动物模型：年，Heymann课题组［11］利用肾脏粗蛋白提取物免疫Lewis大鼠，建立了MN的大鼠模型，也称之为“Heymann肾炎模型”。继而用离体肾脏灌注系统证实了抗体与足细胞上的抗原结合，说明MN由原位免疫复合物引发。随后Kerjaschki等［12］人证实Megalin是“Heymann肾炎”模型中的靶抗原。Megalin是一种足细胞蛋白，是低密度脂蛋白受体超家族的一员，与网格蛋白一起表达在足细胞的足突底部，此处是免疫复合物形成的地方。尽管Megalin也表达于人类足细胞［13］，但遗憾的是，在人类MN患者肾小球上皮下免疫复合物中未能检测到Megalin抗原，Megalin抗体也未能在MN患者血液中被检测到，因此Mgnalin抗原不是人类MN发生的原因［14］。
Border课题组［15］利用兔子建立了另一MN模型，之后又利用反复注射阳离子牛血清白蛋白（bovineserumalbumin，BSA）的方法建立了小鼠和大鼠的MN模型。阳离子BSA是一种种植抗原，只有接受了阳离子BSA免疫的兔子能形成上皮下IgG和C3沉积，而接受了阴离子或电中性的BSA免疫的兔子主要表现为系膜区免疫复合物沉积。免疫阳离子BSA的兔子的蛋白尿比免疫阴离子或电中性BSA的兔子的蛋白尿要更为严重。因肾小球毛细血管壁带负电荷，Border等［16］人的实验说明抗原电荷是上皮下免疫复合物形成的关键因素。
年Zhang等［17］利用合成的人类IV型胶原纤维α3链非胶原区（rh-α3(IV)NC1domain）免疫DBA/1、FcγR-/-、FcγRIII-/-小鼠建立了MN模型，其主要表现为大量白蛋白尿、NS、上皮下IgG和C3沉积、肾小球基底膜增厚以及足突受累。FcγR的敲除并没有使MN病变减轻。人类IV型胶原纤维α3链非胶原区是抗肾小球基底膜病的靶抗原，但是在该MN模型中无新月体形成及肺脏受累。临床上部分病人先发生MN，其后发展为抗肾小球基底膜病，或病理表现为新月体肾炎与MN病变同时存在［18］。这两种疾病之间的联系，目前仍不清楚。
目前为止，仍未能建立能完全代表人类MN发生与进展的动物模型，但是MN动物模型与人类MN之间存在密切联系。这一联系随着人类内源性自身抗原以及外源性抗原的发现而被证实。足细胞自身抗原或外来种植抗原与循环中的抗体结合，并以免疫复合物形式沉积在足细胞表面，激活补体，从而引起足细胞损伤和蛋白尿形成。
2.同种异体免疫-中性肽链内切酶（neutralendopeptidase，NEP）：NEP是新生儿同种异体免疫MN的靶抗原。年新英格兰医学杂志报道了一例新生儿出生时即伴有呼吸窘迫和急性肾功能衰竭，随后出现肾病水平蛋白尿和高血压，结合肾脏组织病理结果被诊断为MN。这一疾病被称之为“母胎同种异体产前MN”，主要是由于来源于母体的抗体穿过胎盘，与胎儿足细胞结合，介导了胎儿产前肾损伤［19］。这一与被动“Heymann肾炎”模型相似的机制首次在人体得到证实。NEP是致病性抗体的靶抗原，其首次以S形出现并长期存在于成熟肾脏中。胎儿母亲缺乏NEP，但其健康状况良好，因此同种异体免疫应该是在之前的自发流产病程或怀孕过程中，母体免疫系统第一次暴露于胎盘合体滋养层来源的NEP时就已经发生。在后续怀孕过程中，母体产生的抗NEP抗体穿过胎盘与胎儿肾脏足细胞上的NEP结合，致使原位免疫复合物形成，激活补体，从而造成胎儿足细胞损伤［20］。
NEP由膜金属肽链内切酶基因（membranemetallo-endopeptidase，MME）编码，其包含24个外显子。目前已报道5个来自不同国家的家族出现“母胎同种异体产前MN”，这些母亲由于7号和15号外显子截短突变而不能产生NEP［21-23］。缺乏NEP的母体在接触到NEP时（之前的自发流产病程或怀孕过程中）可产生抗NEP抗体，并在本次孕期最后3个月将此致病性抗体通过胎盘传递给胎儿，从而引起胎儿MN。此外，将母体的抗NEP抗体转移给孕兔可引发疾病，而将父亲的抗NEP抗体转移给孕兔却无致病性［19］。
对于“母胎同种异体产前MN”的新生儿，在出生后随着来自于母体的抗NEP抗体被快速清除，其肾功能可显著改善，因此母胎同种异体产前MN的发生率被低估。筛查出现过这种疾病的家族是有重要意义的，产前或围产期肾单位的散失，可导致成年后慢性肾脏病的发生，部分病人甚至需要肾脏替代治疗；而且生育过“母胎同种异体产前MN”婴儿的母亲在后续怀孕过程中胎儿风险升高［24］。因此在被怀疑有“母胎同种异体产前MN”的家族中，应该检测胎儿及母亲的抗NEP抗体水平，确定母亲的尿液及粒细胞中缺乏NEP，并且对家族成员进行基因筛查以明确有无基因缺失［14］。
尽管“母胎同种异体产前MN”是一种罕见病，但是其为MN发病机制的研究提供了证据和线索，即足细胞蛋白可以作为上皮下免疫复合物的靶抗原。
3.特异性自身抗原-M型PLA2R：PLA2R是于年被发现的IMN的特异性靶抗原，是可溶性磷脂酶A2（soluble-PLA2，sPLA2）的多功能受体。PLA2R主要表达于人体肺、肾、胎盘［25］，在肾脏中，PLA2R表达于足细胞的胞浆和胞膜，而不表达于其他的肾小球细胞［26］。sPLA2是一种潜在的促炎症酶，PLA2R可与sPLA2结合并将其清除，从而抑制sPLA2的促炎症效应。PLA2R作为清道夫受体参与抗炎活动，这一生物学功能可被抗PLA2R抗体影响［27］。因此我们推测，在抗PLA2R抗体阳性的IMN患者中，抗PLA2R抗体通过与位于肾小球足细胞上的PLA2R结合，影响PLA2R与sPLA2结合，导致sPLA2无法被及时清除，sPLA2促炎症效应得不到抑制，从而导致足细胞的损伤。另一方面，无法被清除的sPLA2可与PLA2R结合进一步诱导人类足细胞凋亡［27］。此外，PLA2R可通过产生活性氧物质及活化DNA损伤通路而调节足细胞衰老［28］，在IMN患者足细胞中检测到衰老的标志物过表达，可能与PLA2R调节足细胞衰老这一生物学功能被抗PLA2R抗体影响有关。因此抗PLA2R活性拮抗剂有望成为治疗PLA2R相关MN的手段［29］。
PLA2R作为IMN特异性的靶抗原，约70%的IMN患者血浆中抗PLA2R抗体阳性，而在其他原发性肾小球疾病及继发性MN中，抗PLA2R抗体阳性率几乎为0。因此，血浆抗PLA2R抗体水平目前已作为诊断IMN和监测IMN疾病活动的分子标志物。诊断时抗PLA2R抗体的滴度与基线尿蛋白水平显著相关,具有较高抗PLA2R抗体水平的IMN患者，其NS的自发缓解率显著低于较低抗PLA2R抗体水平的IMN患者［30］。临床上用于抗PLA2R抗体的检测手段，目前Westernblot方法已经被酶联免疫吸附试验所取代，目前商品化的酶联免疫吸附试验试剂盒已经应用于临床（EUROIMMUNAG,Lübeck,Germany），可快速、定量检测血循环中的抗PLA2R抗体。
目前关于PLA2R抗原表位的寻找是研究的热点之一。在非还原状态下，PLA2R是一个跨膜糖蛋白（相对分子质量约×），包含一个大的糖基化的胞外段，一个简单的跨膜区以及一个短的胞内段。其中胞外段包含1个N端的半胱氨酸富集区域(N-terminalcysteine-richdomain,CysR)，1个纤连蛋白样Ⅱ型区域(fibronectin-liketypeⅡdomain,FnII)以及7个C型凝集素样区域(C-typelectin-likedomain1-7,CTLD1-7)。胞内段短而富有维持PLA2R基本循环的重要基序［31］。PLA2R的构像变化有赖于PH、低聚物及配体结合等因素的调节。Kao等［32］的研究证实在PLA2R相关MN患者中，主要的免疫显性抗原表位位于N端的CysR-FnII-CTLD1区域。抗CysR-FnII-CTLD1抗体的活性与抗全长PLA2R抗体的活性相当，并且抗CysR-FnII-CTLD1抗体能完全阻断抗全长PLA2R抗体的活性［32］。Fresquet等［33］的研究表明PLA2R的主要抗原表位位于N端的CysR区域，这一表位能被90%的抗PLA2R抗体识别。此外，这一表位覆盖了一条位于PLA2RN端的31-mer的长肽（WQDKGIFVIQSESLKKCIQAGKSVLTLENCK），这一长肽能抑制85%的抗PLA2R抗体与足细胞结合，从而调节后续的抗PLA2R抗体介导的细胞生物学反应。因此对于PLA2R抗原表位的认识有助于研究出新的治疗措施应用于临床。Seitz-Polski等［34］近期的研究表明，CysR,CTLD1和CTLD7是PLA2R的活性区域，而CysR区域是起始的抗原表位，可以扩展至CTLD1和CTLD7。在随访过程中发现，出现抗原表位扩展是IMN病人不良预后的独立危险因素。另外，在随访过程中，出现抗原表位扩展的病人，如果又出现抗原表位逆扩展至仅有CysR区域，提示其疾病预后良好。迄今为止，国外PLA2R抗原表位研究结果仍未在中国人群中进行验证。并且，目前所报道的均为B细胞表位，PLA2R的T细胞表位研究仍有待进行。
4.外源性食物抗原:阳离子牛血清白蛋白(bovineserumalbumin,BSA)：BAS被证实是小于5岁的儿童MN的外源性食物抗原［35］。部分MN的患者，尤其是小于5岁的儿童患者，循环中抗BSA抗体滴度高。这些抗体与BSA的某个肽段区域反应，但却不与人血白蛋白相应的同源肽段区域发生反应。从儿童血循环中纯化出来的BSA可以在碱性PH值下发生迁移，而从成年人血循环中纯化的BSA为电中性的BSA，可以在中性环境下发生迁移。在血循环中检测到阳离子BSA及其特异性的抗BSA抗体的MN患者，其肾小球上皮下免疫复合物中可以检测到到BSA，这部分患者肾小球上皮下免疫复合物中未能检测到PLA2R。因此MN的一个亚型是由一种外源性食物抗原引发人体的免疫反应而引起。目前，对于阳离子BSA的形成机制仍然不清楚，推测不同的食物处理方式以及肠道菌群的差异可能会对于BSA的修饰产生影响［36］。在既往动物实验中证实阳离子BSA在血循环中运输并结合到肾小球毛细血管壁上，从而导致原位免疫复合形成［15-16］。
尽管MN在儿童中极其少见，但是其治疗十分困难。食物抗原的发现对于MN机制的研究和治疗是一个重大的突破。对于儿童BSA相关的MN，相对于免疫抑制治疗而言，祛除食物中的BSA可能更为有效。在儿童时期肠道屏障通透性高并且经常发生胃肠炎，因此儿童时期接触的其他食物抗原也有可能参与MN的发生［37］。此外，一些来自于外界环境中的其他抗原物质也有可能参与MN的发病，这一设想需要进一步的研究来证实。
5.其他的自身抗原：1型血小板反应蛋白7A域（thrombospondintype-1domain-containing7A,THSD7A），也有学者称之为血小板凝血酶敏感蛋白-1型，是于年新发现的IMN的靶抗原［38］，其与PLA2R具有相似的结构和生化特性。约5%~10%抗PLA2R抗体阴性的IMN患者循环中可以检测到针对THSD7A的自身抗体。IMN患者只能识别THSD7A或PLA2R两种抗原中的一种，不会同时对两种抗原起反应。这就提示THSD7A相关的MN和PLA2R相关的MN是通过不同的机制参与发病。
此外，醛糖还原酶（aldosereductase,AR）和超氧化物歧化酶2（superoxidedismutase,SOD2）是既往被报道的IMN的两种靶抗原［39］，二者均表达在足细胞胞浆，并沿足细胞胞膜内侧分布。在IMN患者血浆中可检测到特异性的抗AR-IgG和抗SOD2-IgG。从血浆抗体水平较高的患者肾活检组织中，可洗脱下抗AR-IgG和抗SOD2-IgG。共聚焦免疫电镜显示抗AR-IgG和抗SOD2-IgG与C5b-9膜攻击复合物共定位于肾小球足突电子致密物中。体外实验证实，在应用过氧化氢处理后，表达在足细胞膜上的SOD2增加。因此，可以确定AR和SOD2是人类IMN的靶抗原，其中氧化应激反应可促使肾小球SOD2表达增加。
二、免疫球蛋白G
免疫球蛋白G（IgG）在MN的发病中至关重要。人IgG有四个亚型：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4，因其各自不同的特性，其生物学功能也不同。
Zhang等［17］利用合成的人类α3链IV型胶原纤维非胶原区［rh-α3(IV)NC1domain］免疫DBA/1、FcγR-/-、FcγRIII-/-小鼠建立的MN模型，其致病性的IgG亚型主要为IgG1,IgG2a和IgG2b。在“母胎同种异体产前MN”中，母体的抗NEPIgG1是致病性的抗体亚型,而如果仅产生IgG4型抗体，并不会引起蛋白尿［21,40］。部分MN患者，尤其是小于5岁的儿童患者，循环中抗BSA抗体滴度高，其主要抗体亚型为IgG1和IgG4［35］。
IgG4是抗PLA2R抗体主要的抗体亚型［8］，另外抗THSD7A抗体的主要亚型也是IgG4［38］。少数针对AR或SOD2抗原的IMN患者，其致病性抗体亚型也为IgG4［39］。IgG4由Th-2免疫反应所诱导产生,而Th2细胞介导的体液免疫反应，常无明显炎症细胞参与［41-42］。IgG4为单价、低亲和力的免疫球蛋白，不能激活补体的经典途径。
抗体与抗原结合形成循环或原位免疫复合物，沉积于肾脏足细胞。其中抗体与足细胞上的自身抗原结合，除了影响抗原本身的生物学功能外，还能激活补体，直接损伤足细胞，引起蛋白尿。
三、补体
血清补体(
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