田苡簫，李菁，王遷

作者單位：100032 北京，中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院風濕免疫科，風濕免疫病學教育部重點實驗室

炎性肌病是一類異質(zhì)性較大的自身免疫性疾病，特征為慢性肌無力、肌肉疲勞、骨骼肌中單核細胞和淋巴細胞浸潤，包括多發(fā)性肌炎(polymyositis，PM)、皮肌炎(dermatomyositis，DM)、包涵體肌炎(inclusion body myositis，IBM)和嗜酸粒細胞性肌炎等。典型皮肌炎(classical dermatomyositis，CDM)指有近端肌無力、肌炎的客觀依據(jù)、皮肌炎樣特征性皮損的DM。此外，DM有一種特殊的亞型，即具有典型的DM皮疹，但在6個月之內(nèi)無肌肉受累的臨床和實驗室表現(xiàn)(如肌肉活檢、血清酶學和肌電圖的異常)，稱為無肌病性皮肌炎(amyopathic dermatomyositis，ADM)。有研究者進一步細分，將無肌病臨床表現(xiàn)但是有實驗室表現(xiàn)的DM稱為輕微肌病皮肌炎(hypomyopathic dermatomyositis,HD)，將其與ADM合稱為臨床無肌病性皮肌炎(clinically amyopathic dermatomyositis，CADM)。

抗黑色素瘤分化相關(guān)基因-5(melanoma differentiation-associated gene-5，MDA5)抗體是一種首先發(fā)現(xiàn)于CADM中的自身抗體，常見于DM，在PM、系統(tǒng)性硬化癥等其他疾病中偶有弱陽性的報道。成年人皮肌炎(adult dermatomyositis，aDM)與青少年型皮肌炎(juvenile dermatomyositis，JDM)在臨床表現(xiàn)、病理變化和發(fā)病機制上存在差異，因此擬分別闡述。

1 MDA5蛋白的概念

維甲酸誘導基因Ⅰ樣受體(retinoic acid-induced gene Ⅰ like receptor，RLR)是一類模式識別受體(pattern recognition receptors，PRRs)，是固有免疫系統(tǒng)中識別病原體的I型跨膜蛋白。MDA5、維甲酸誘導基因Ⅰ(retinoic acid-induced gene Ⅰ，RIG-Ⅰ)以及遺傳和生理學實驗室蛋白2(laboratory of genetic and physiology 2，LGP2)都是RLR家族成員(圖1)。

MDA5蛋白由解旋酶C域1誘導的干擾素基因(interferon induced with helicase C domain 1，IFIH1)編碼，在絕大多數(shù)細胞的細胞質(zhì)中表達，由1 025個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量為140 000，通過分子結(jié)構(gòu)識別長度大于1kb的雙鏈(double strand，ds)-RNA。MDA5包含以下5個結(jié)構(gòu)域：N端由2個串聯(lián)的半胱天冬氨酸激活和募集結(jié)構(gòu)域(caspase activation and recruitment domain，CARD)負責向下游傳遞信號，中間為識別ds-RNA的DExD box解旋酶，C端是無活性的羧基末端結(jié)構(gòu)域，可以結(jié)合ds-RNA(圖1)。

MDA5與ds-RNA結(jié)合后，與線粒體外膜上的線粒體抗病毒信號蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein，MAVS)通過雙方各自的CARD相互作用而連接，從而募集于線粒體外膜上[1](圖2)。MDA5-MAVS復合體的作用為：(1)與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(tumor necrosis factor rece-ptor-associated factor，TRAF)3結(jié)合，之后再通過與TANK結(jié)合激酶1(TANK binding kinase 1，TBK1)等分子結(jié)合，使干擾素調(diào)節(jié)因子(inter-feron regulatory factor，IRF)3或IRF7磷酸化，進而使Ⅰ型和Ⅲ型干擾素(interferon，IFN)的合成增加，使100個以上的IFN刺激基因(interferon-stimulated gene，ISG)上調(diào)，從而引發(fā)宿主的抗病毒防御反應(yīng)；(2)通過激活核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)而使編碼促炎癥因子和IFN的基因上調(diào)，激活NF-κB有多種途徑，包括MDA5-MAVS復合體通過腫瘤壞死因子Ⅰ型受體相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白與Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白、受體相互作用蛋白形成的復合體結(jié)合，MDA5-MAVS復合體與TRAF2或TRAF6結(jié)合等。

MDA5蛋白除了通過結(jié)合ds-RNA而被激活外，其編碼基因(IFIH1基因)的獲得性功能突變可以使其在無外源性RNA結(jié)合的情況下自發(fā)進行信號轉(zhuǎn)導。當MDA5上第331位色氨酸被異亮氨酸或精氨酸取代時發(fā)生肌肉骨骼疾病(如Jaccoud關(guān)節(jié)病)及皮膚病(銀屑病)的風險會增高[2]。

2 抗MDA5抗體陽性炎性肌病臨床特征

MDA5抗體檢測陰性者比較，抗MDA5抗體陽性DM在肺、皮膚、骨骼肌病變差異最為顯著，RPILD發(fā)生率和死亡率更高，常有特征性的皮膚病變，肌肉癥狀往往無或較輕。因此有研究者認為可以將抗MDA5抗體陽性DM(包括經(jīng)典皮肌炎和CADM)作為一個亞型。此外，抗MDA5抗體陽性DM的臨床特征可能存在種族差異。

圖 1 RLRs的分子結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1 Scatter diagram of RLRs molecular structure

圖 2 MDA5-MAVS激活的信號轉(zhuǎn)導通路在皮肌炎發(fā)病機制中的作用Fig 2 Effects of signal pathway activated by MDA5-MAVS on pathogenesis of DM

2.1 抗MDA5抗體陽性炎性肌病患者肺間質(zhì)病變的特點

Moghadam-Kia等人按照人口學特征進行1∶1配對納入CADM和CDM成年患者各61例，以白種人為主，研究發(fā)現(xiàn)，與抗MDA5抗體陰性組相比，抗MDA5抗體陽性組患者急進性肺間質(zhì)病變(rapid progressive interstitial lung disease，RPILD)和肺間質(zhì)病變(interstitial lung diseases，ILD)的發(fā)生率較高，非RPILD的發(fā)生率較低而死亡率較高，肺功能也更差[3]。英國報道的JDM患者中抗MDA5抗體陽性率為9.5%(21/221)，可能低于日本的33.3%(18/54)，ILD和RPILD的發(fā)生率均較低[4-5](表1)。但是，Hall等[6]在對160例DM患者的研究中發(fā)現(xiàn)，11例(6.9%)抗MDA5抗體陽性患者中8例并發(fā)ILD，程度較輕，其中2例為RPILD，治療后緩解。研究結(jié)果顯示抗MDA5抗體與ILD有關(guān)，與RPILD無關(guān)。

表1 ILD、RPILD和RPILD在抗MDA5抗體陽性和陰性患者中的發(fā)生率[(ILD例數(shù)/抗MDA5陽性或陰性例數(shù))，%]Table 1 Incidence of ILD,RPILD, and RPILD in the patients with anti-MDA5+ and anti-MDA5- (ILD number/ [anti-MDA5+ or anti-MDA5-],%)

2.2 抗MDA5抗體陽性DM皮膚病變、肌病及其他臨床特點

與抗MDA5抗體陰性DM比較，抗MDA5抗體陽性DM患者特點如下：(1)皮膚潰瘍的發(fā)生率較高[1,9-10]，且皮膚潰瘍數(shù)目和深度與抗體水平可能呈正相關(guān)。Cao等[11]對15例抗MDA5抗體陽性DM患者進行觀察，發(fā)現(xiàn)4例抗體水平>500 U/ml者出現(xiàn)多發(fā)潰瘍，8例<500 U/ml者為單發(fā)淺表性潰瘍，抗體水平最低的3例(<40 U/ml)均未出現(xiàn)皮膚潰瘍。Fiorentino等[10]發(fā)現(xiàn)皮膚潰瘍好發(fā)于Gottron疹、指腹、甲周及肘部，技工手、頭皮及V區(qū)紫紅色斑疹也比較多見。(2)肌炎表現(xiàn)較為輕微，抗MDA5抗體陽性者肌力得分較高，病理評分較低[5]，肌酸激酶升高的水平較低[12]。(3)Li等[12]的Meta分析發(fā)現(xiàn)，抗MDA5抗體陽性aDM患者中縱隔氣腫、技工手、V字征、脂膜炎、脫發(fā)、關(guān)節(jié)炎或關(guān)節(jié)痛發(fā)生率較高。其他研究也發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)炎發(fā)生率及縱隔氣腫發(fā)生率較高[5,7,10，13]。(4)口腔潰瘍較多見[5,10]。(5)手部水腫較多見[10]。(6)實驗室檢查顯示血清鐵蛋白、谷氨酰轉(zhuǎn)移酶水平較高，CD4+T細胞減少，CD8+T細胞減少和CD4+/CD8+T細胞比例升高較為多見[7]，抗核抗體陽性率較低[7,13]，KL-6、LL-37和cfDNA水平較高[7](表2)。

3 MDA5與炎性肌病發(fā)病機制相關(guān)研究

3.1 炎性肌病中MDA5和抗MDA5抗體

Suárez-Calvet等[17]發(fā)現(xiàn)RIG-Ⅰ和MDA5在5例 DM患者的束周纖維中均過度表達，而僅在1例PM患者和1例包涵體肌炎患者的散在壞死肌纖維中過度表達。Allenbach等人發(fā)現(xiàn)抗MDA5抗體陽性DM患者的肌肉組織中MDA5的表達高于正常人，低于抗MDA5抗體陰性對照組[14]。Preusse 等[18]發(fā)現(xiàn)JDM患者肌肉組織中MDA5含量與正常對照組比較無明顯差異，但是aDM則顯著升高。

Sato等[19]于2005年對298例日本結(jié)締組織病患者血清進行檢測，在8例CADM患者中檢出一種抗140 000多肽抗體，與該抗體檢測陰性DM者比較，其發(fā)生RPILD的比率更高。2009年該研究者用互補DNA文庫和免疫沉淀法確定了該抗體的靶抗原是IFIH1編碼的MDA5[20]?？筂DA5抗體陽性不僅見于CADM患者，也可見于CDM，在東亞與歐美、東亞各族之間的陽性率存在差異，東亞人高于歐美人，漢族高于日本人(表3)?？筂DA5抗體為DM的特異性抗體，但在PM[9]、系統(tǒng)性硬化[15]、系統(tǒng)性紅斑狼瘡[7]、原發(fā)性干燥綜合征[5]患者中也有該抗體弱陽性的報道?？筂DA5抗體還可見于部分慢性移植物抗宿主病患者，Lepelletier等[21]在接受異體造血干細胞移植的患者中檢測出抗MDA5抗體(6/83)，受檢的6例中有3例出現(xiàn)了DM樣皮膚病變和RPILD，另1例ADM皮膚病變但是發(fā)生了RPILD，另2例既無DM樣表現(xiàn)也無ILD，6例均無肌肉癥狀?？筂DA5抗體陽性組DM樣皮膚病變和ILD的發(fā)生率高于抗MDA5抗體陰性組。

表2 抗MDA5抗體陽性與陰性的ADM流行病學特征、病理特征、器官受累、臨床表現(xiàn)和轉(zhuǎn)歸的差異Table 2 Differences of epidemiology,pathology,organ damage,clinical manifestations, and progression between anti-MDA5+ and anti-MDA5-

表3 抗MDA5抗體在不同自身免疫性疾病的陽性率 [(抗MDA5+患者數(shù)/受檢例數(shù))，%]Table 3 Positive rate of MDA5 antibody in different autoimmunal diseases (anti-MDA5+ cases/total subjects,%)

抗MDA5抗體的水平可發(fā)生動態(tài)變化，在炎性肌病患者中可以轉(zhuǎn)陰。Sato等[22]在10例并發(fā)RPILD且抗MDA5抗體陽性DM患者中發(fā)現(xiàn)，3例治療有效的患者呼吸癥狀完全緩解時抗體水平下降到臨界值以下，而4例死亡的患者中雖然有3例抗體水平下降，但是治療前和死亡時的檢測結(jié)果無統(tǒng)計學差異。Muro等[23]在CADM患者的治療過程中觀察抗MDA5抗體水平的變化，發(fā)現(xiàn)隨病情緩解，9例患者抗MDA5抗體轉(zhuǎn)陰，1例抗MDA5抗體水平下降到接近臨界值，1例治療3個月后死于ILD時抗體水平略有下降。Abe等[13]每2個月檢測1次患者抗體水平，發(fā)現(xiàn)治療的前2個月所有患者的抗體水平均下降，且程度無明顯差異；2個月后存活者抗體水平持續(xù)下降(死亡者未行進一步檢測)。此外，尚有部分患者雖然已進入緩解期，但抗體仍持續(xù)呈陽性。由此推測，抗MDA5抗體水平可能與并發(fā)RPILD的DM患者疾病活動度有關(guān)，可用來評估治療反應(yīng)，但治療后抗體水平下降與預后的關(guān)系尚不明確。

3.2 MDA5及其傳導通路對炎性肌病發(fā)病機制的影響

MDA5及其傳導通路對炎性肌病發(fā)病機制的影響見圖2及表4。

表4 MDA5-MAVS激活信號轉(zhuǎn)導通路相關(guān)產(chǎn)物在抗MDA5抗體陽性和陰性DM患者中的差異Table 4 Differences of MDA5-MAVS activated signal pathway-related products in the patients with and without anti-MDA5

3.2.1 IFN途徑： Liao等[24]發(fā)現(xiàn)，DM患者血清IFN-β水平和檢測陽性率(35%)均顯著高于其他肌病患者和健康人，但DM患者的血清IFN-α、IFN-ω水平和檢測陽性率與正常組無明顯差異。然而，Horai等[25]檢測到抗MDA5陽性DM患者的血清IFN-α水平卻顯著高于抗MDA5陰性者，后者與健康對照組無明顯差異，且IFN-α的水平與抗MDA5抗體的水平無明顯相關(guān)；抗MDA5抗體陽性組、陰性組和健康對照組間IFN-β水平無明顯差異。Rodero等[26]測得JDM患者血清IFN-α水平高于健康對照組。由此可見，IFN-α和IFN-β何者對DM的發(fā)病機制影響更大尚無定論，但是目前傾向于IFN-β的研究證據(jù)更多。IFN-β可以導致束周萎縮[17]、毛細血管內(nèi)皮細胞受損[27]以及DM皮膚病變[28]，前二者是DM的特征性病變，損傷位于肌束邊界和肌束膜的結(jié)締組織，這種交界性病變在肌肉疾病中比較特異，也見于DM皮膚表皮層的角朊細胞[29]。Liao等[24]認為在DM患者皮膚中，IFN-Ⅰ基因標志物與IFN-β的關(guān)聯(lián)大于IFN-α，他們在體外研究中觀察到，當僅IFN-α或IFN-ω高表達時，功能芯片檢測不到IFN-Ⅰ信號轉(zhuǎn)導，由此推測只有IFN-β與干擾素基因評分具有相關(guān)性。

IFN-Ⅰ可以上調(diào)干擾素刺激基因(interferon stimulating genes，ISGs)，包括：(1)黏病毒抗性蛋白1(myxovirus resistance protein 1，MX1)，又稱MxA：Uruha等[30]發(fā)現(xiàn)骨骼肌胞漿MxA診斷DM的敏感性為71%，特異性為98%；有皮膚癥狀無束周萎縮的DM患者中44%檢測到MxA，17%檢出膜攻擊復合物，所以MxA是比束周萎縮和膜攻擊復合物敏感度更高的DM標志物。(2)ISG15：是一種類泛素樣修飾因子，可以與肌纖維和毛細血管中的多種蛋白質(zhì)結(jié)合，導致束周萎縮。Preuβe等[16]發(fā)現(xiàn)在出現(xiàn)典型炎性肌病癥狀的DM患者骨骼肌中ISG15呈強陽性。(3)RIG-Ⅰ：Suárez-Calvet等[31]在50%DM患者的肌束中發(fā)現(xiàn)RIG-Ⅰ，檢測到RIG-Ⅰ的患者中32%未見束周萎縮，但是在未檢測到RIG-Ⅰ的DM患者中部分已發(fā)生束周萎縮。在PM等其他炎性肌病中，RIG-Ⅰ的檢出率是11%，二者具有顯著差異。(4)MDA5：見2.1[14,17-18]。

3.2.2 核因子-κB途徑：核因子-κB (nuclear factor-κB，NF-κB)途徑的產(chǎn)物較多且復雜，如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)(又稱NOS2)、趨化因子等。Allenbach等[14]發(fā)現(xiàn)，抗MDA5抗體陽性患者與炎性束周血管交界的肌束中存在大量NOS2+纖維，與分子伴侶熱休克蛋白70和神經(jīng)細胞黏附分子有明顯的共存關(guān)系，抗MDA5抗體陰性患者中無類似發(fā)現(xiàn)，由此推測NOS2對損傷的肌纖維有修復作用。Takada等[32]發(fā)現(xiàn)在并發(fā)ILD、抗MDA5抗體陽性的CADM患者的血清中抗MDA5抗體水平與趨化因子CX3CL1之間存在相關(guān)性。

4 小結(jié)

綜上所述，MDA5及其抗體不僅通過多種途徑參與了炎性肌病的發(fā)病過程，也可以作為炎性肌病特定臨床亞型的生物標志物，在炎性肌病流行病學特征、實驗室檢查、病理特征、臨床表現(xiàn)和轉(zhuǎn)歸等方面都有別于抗MDA5陰性患者，有可能會成為疾病活動度的監(jiān)測指標。