陳 琴，王 蔚，王 莉△

(1.遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院腎臟內(nèi)科，四川 成都 610072)

IgA 腎病(IgAN)又稱Berger’s病，由J.Berger和Hinglais于1968年首次提出，它是全世界范圍內(nèi)最常見的原發(fā)性腎小球腎炎[1]，亞洲是IgA腎病的高發(fā)區(qū)，在我國(guó)占腎活檢患者的38%～58%，并呈逐年升高的趨勢(shì)[2]。腎臟穿刺活檢目前是確診IgAN的“金標(biāo)準(zhǔn)”，且需要排除系統(tǒng)性紅斑狼瘡，過敏性紫癜，慢性肝炎等繼發(fā)疾病引起的腎臟IgA沉積。IgAN的病理特征是IgA 或以IgA為主(通常伴有C3和IgG)的免疫復(fù)合物沉積于腎小球系膜區(qū)或毛細(xì)血管壁[3]。IgAN臨床表現(xiàn)多樣，但主要以血尿和(或) 蛋白尿?yàn)橹?。盡管大多數(shù)IgAN預(yù)后良好，但有大量研究表明在確診IgA腎病10～20年，將有15%～40%患者不可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)展為終末期尿毒癥(ESRD)[4]。目前已知，IgAN具有很強(qiáng)的異質(zhì)性，具有共同免疫病理特征，但不同患者的臨床、病理表現(xiàn)，疾病進(jìn)展速度和預(yù)后均有較大的不同。

然而，IgAN的發(fā)生發(fā)展存在著較大的個(gè)體差異，其病因及病程進(jìn)展機(jī)制目前尚不完全清楚，近年來IgAN已被廣泛認(rèn)為是一種多基因多因素參與的復(fù)雜性疾病，目前已有5個(gè)全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的結(jié)果顯示：IgAN的疾病易感性與參與抗原處理和遞呈、黏膜免疫系統(tǒng)、補(bǔ)體替代途徑中的基因變異有關(guān)[5]。本文主要從IgAN的免疫生物學(xué)和遺傳學(xué)方面進(jìn)行回顧，展望IgAN發(fā)病機(jī)制的研究方向。

1 免疫機(jī)制

1.1糖基化異常IgA1IgA約占人體血清免疫球蛋白總量的15%，是人體內(nèi)含量最多的免疫球蛋白。從結(jié)構(gòu)上可分為IgA1和IgA2，每一種又可以分為單體型、雙聚體型和多聚體型；從來源上可以分為血清型和分泌型，分泌型IgA主要由胃腸道和呼吸道的漿細(xì)胞分泌，包括IgA1和IgA2，二者的主要區(qū)別是IgA1分子絞鏈區(qū)含有23個(gè)氨基酸和5個(gè) O型糖基化位點(diǎn)，而IgA2分子僅有10個(gè)氨基酸，且沒有O型糖基化位點(diǎn)。

目前認(rèn)為IgAN的核心是IgA1在腎小球系膜區(qū)的沉積，并導(dǎo)致腎小球系膜細(xì)胞的增殖和系膜基質(zhì)增多。研究表明：沉積在腎小球系膜區(qū)的IgA是多聚IgA1，且患者血清中多聚IgA1的水平也升高[6]。近年來多種研究方法的結(jié)果均顯示IgAN患者的IgA1分子存在異常糖基化，即：O-半乳糖鏈的缺失[7]。這種半乳糖缺乏的IgA1(Gd-IgA1)由終端N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)或唾液酸酯(GalNAc)組成[8]。

在IgA1的鉸鏈區(qū)域內(nèi)，0型鏈聚糖的半乳糖缺陷可能是IgA1導(dǎo)致腎臟損傷的開始。近年來，Moldoveanu等通過Helix aspersa凝集素識(shí)別GalNAc殘留物，首次證實(shí)了IgAN患者血清Gd-IgA1水平增高[9]，并從患者的血液中提取出的IgA1-分泌細(xì)胞和健康患者進(jìn)行比較，結(jié)果表明，Gd-IgA1與核心1-3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶(C1 galT1)的活性降低和2、6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶2(ST6 galNAc-II)的活性增加有關(guān)[10]。

1.2黏膜免疫近年研究表明2、6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶2(ST6 galNAc-II)活性可能受遺傳機(jī)制調(diào)節(jié)和黏膜免疫失調(diào)的影響[11]。如在扁桃體炎和上呼吸道感染等黏膜感染時(shí)，IgAN患者的尿蛋白及紅細(xì)胞增加。C1 galT1和ST6 galNAc-II通過白介素(IL)-6和IL-4調(diào)節(jié)Gd-IgA1的分泌[12]，Toll樣受體(TLR9)在IgAN病的發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用，而扁桃體TLR9的過度表達(dá)與Gd-IgA1的生產(chǎn)有關(guān)[13]。并且，反復(fù)刺激TLR9可誘發(fā)扁桃體表達(dá)增生性配體(April)，它與生成抗體的細(xì)胞產(chǎn)生與存活有關(guān)，導(dǎo)致了Gd-IgA1的生產(chǎn)[14]。Kiryluk等研究表明IgAN 腎病的發(fā)生與炎性腸病(IBD)易感性、維持腸道屏障功能的遺傳位點(diǎn)有關(guān)[15]。此外，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步揭示了腸道產(chǎn)生IgA的免疫途徑紊亂是IgAN發(fā)病是中心環(huán)節(jié)，這也清楚的解釋了為何IBD與IgAN這兩種疾病同時(shí)發(fā)生頻率較高[16]，再次有力證實(shí)了IgAN的發(fā)生與黏膜免疫的密切相關(guān)。

前面研究也提到，IgAN患者的腎小球中沉積的IgA1是異常糖基化的Gd-IgA1。部分腎小球沉積物中的Gd-IgA1可從尿液排泄，因此可作為IgAN的特殊標(biāo)記，即尿中存在Gd-IgA1可作為用于區(qū)別IgAN和其他可產(chǎn)生尿蛋白的腎臟疾病[17]。有研究使用了一種新型的單克隆抗體(KM55 mAb)用于測(cè)量Gd-IgA1的血清水平[18]；該方法可用于IgA腎病患者血清Gd-IgA1的檢測(cè)，且可通過免疫熒光法在腎小球系膜區(qū)也可以檢測(cè)Gd-IgA1水平。

目前研究認(rèn)為：Gd-IgA1有自我聚集的能力，并與血清其他IgA1分子形成多聚體，涉及的多肽成份包括多聚IgA1或IgM。針對(duì)鉸鏈區(qū)異常糖基化IgA1的抗體產(chǎn)生，形成免疫復(fù)合物IgA1-IgA或IgA1-IgG。最后免疫復(fù)合物通過其受體CD89結(jié)合到腎小球系膜細(xì)胞。免疫復(fù)合物的沉積激活了補(bǔ)體，導(dǎo)致腎小球系膜細(xì)胞增殖和最終腎小球硬化。

2 遺傳機(jī)制

IgA腎病在亞洲人群中發(fā)病率最高(40%～50%)，歐洲人口中發(fā)病率較低(20%～30%)，在非洲人群中發(fā)病率最低(<5%)，并且有一個(gè)明顯的由西向東逐漸上升的傾向[19]。這種地理分布差異是否會(huì)受到各地腎活檢政策以及技術(shù)差異的影響尚存爭(zhēng)議。盡管如此，IgAN在不同種族的發(fā)病率不同，IgAN的家族聚集性，以及在患者親屬中有腎臟疾病的證據(jù)[19，20]，如Hussein等在黎巴嫩一名通過腎活檢確診的IgAN患者家族中，共確定了15名腎臟受累的親屬，其中1名經(jīng)腎活檢確診為IgAN，其余14名是慢性腎功能衰竭患者。這些都有力的證實(shí)了遺傳因素在IgAN中的重要貢獻(xiàn)。

IgAN遺傳學(xué)機(jī)制的研究主要基于兩種研究設(shè)計(jì)，一種設(shè)計(jì)是基于家族性 IgAN 的家系連鎖分析，另一種是以散發(fā)性IgA的病例對(duì)照研究。

2.1基因連鎖分析第一個(gè)對(duì)家族性IgAN進(jìn)行基因連鎖的研究是Gharavi等在6q22-23發(fā)現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的連鎖關(guān)系，表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳伴不完全外顯的遺傳方式[21]。Bisceglia等發(fā)現(xiàn)了2個(gè)與IgAN有關(guān)的遺傳易感位點(diǎn)位于4q26-31和17q12-22[22，23]。Paterson等在2q36檢測(cè)到 IgAN病家系的較強(qiáng)連鎖[22]。雖然基于基因連鎖分析方法發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)染色體區(qū)段與家族性IgA 腎病連鎖，但仍然未發(fā)現(xiàn)任何致病基因，這在一定程度上可能是由于遺傳的異質(zhì)性，加上基因連鎖分析方法本身對(duì)于如IgAN這樣的多基因共同作用的復(fù)雜性疾病的統(tǒng)計(jì)效能較低。

2.2基因關(guān)聯(lián)分析基因關(guān)聯(lián)分析包括有遺傳假設(shè)的候選基因關(guān)聯(lián)分析及無遺傳假設(shè)的全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)。遺傳假設(shè)即以發(fā)病機(jī)制研究的結(jié)果為基礎(chǔ)建立遺傳假設(shè)，即候選基因(通常是少數(shù)幾個(gè)) 的遺傳變異參與疾病發(fā)病，通過檢測(cè)候選基因的遺傳變異在病例-對(duì)照人群中是否存在差異，來驗(yàn)證前期遺傳假設(shè)；而無遺傳假設(shè)的全基因組關(guān)聯(lián)分析則是在整個(gè)基因組范圍內(nèi)無偏向地挑選眾多遺傳標(biāo)記(通常大于百萬(wàn))，篩選與疾病相關(guān)聯(lián)的遺傳標(biāo)記[24]。

在過去30年里，關(guān)于IgAN的候選基因關(guān)聯(lián)的研究較為廣泛。主要涉及了適應(yīng)性免疫和先天免疫、IgA1糖基化和腎素-血管緊張素系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域，其中包括了HLA-DQ和HLA-DR等位基因。然而，大多數(shù)候選基因并不是IgAN的特異性致病因素，加上這些研究大多受到樣本量小、統(tǒng)計(jì)效能不足以及缺乏獨(dú)立樣本的驗(yàn)證而受限制。

GWAS無需假設(shè)易感基因，它采用高密度基因芯片對(duì)全基因組范圍內(nèi)的單核苷酸多態(tài)性(SNP) 進(jìn)行分析，定位微效及中效易感基因效能強(qiáng)于連鎖分析，廣泛應(yīng)用于研究復(fù)雜性疾病的遺傳易感基因[25]。目前為止，GWAS識(shí)別了以下的位點(diǎn)與IgAN發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。第一項(xiàng)GWAS研究是Feehally等在一個(gè)英國(guó)隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)了位于主要組織相溶性抗原復(fù)合物(MHC)區(qū)域與IgAN 的關(guān)聯(lián)[26]。第二個(gè)GWAS是Gharavi等發(fā)現(xiàn)了5個(gè)易感基因位點(diǎn)，其中有3個(gè)位 MHC，分別是HLA-DQB1/DRB1、PSMB9/TAP1、DPA1/DPB2位點(diǎn)以及分別位于1q32染色體的 CFHR3/R1和22q12 染色體的HORMAD2位點(diǎn)與IgA腎病的易感性相關(guān)[27]。接著，Gharavi等應(yīng)用GWAS關(guān)聯(lián)分析在歐洲和亞洲20，612樣本進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)新基因與IgAN關(guān)聯(lián)，其中4個(gè)在ITGAM-ITGAX、VAV3和CARD9，以及在HLADQB1和DEFA的兩個(gè)新的獨(dú)立信號(hào)[16]。

我國(guó)的GWAS研究：Yu等在中國(guó)漢族人IgAN中進(jìn)行了一項(xiàng)兩階段的GWAS研究：發(fā)現(xiàn)階段有1434例患者和4270例對(duì)照組；驗(yàn)證階段有2703例患者和3464例對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)了61個(gè)SNPs與IgA腎病的易感性相關(guān)，并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證及評(píng)估，最終確定了17p13和8p23為IgAN的易感基因，而他們是編碼腫瘤壞死因子(TNFSF13)和α-防御素(DEFA)的基因。此外，還發(fā)現(xiàn)rs660895與臨床亞型、蛋白尿和血清IgA水平有關(guān)。研究結(jié)果表明，IgAN與涉及先天性免疫和炎癥的基因的變異相關(guān)[28]。此后，該團(tuán)隊(duì)又在發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證階段加大樣本量，進(jìn)行更深入的分析，在3q27.3上的ST6 gAL1、11p11.2上的ACCS和8q22.3上的ODF1-KLF10上發(fā)現(xiàn)了新的關(guān)聯(lián)，并驗(yàn)證了先前在ITGAX-ITGAM(16p11.2)上報(bào)道的關(guān)聯(lián)。這些位點(diǎn)中的大多數(shù)，都涉及先天免疫和產(chǎn)生IgA的基因[29]。

近年來，GWAS已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了11個(gè)與IgAN發(fā)病相關(guān)的位點(diǎn)(表1)[30]，可初步了解IgAN的遺傳特點(diǎn)。

表1 GWAS發(fā)現(xiàn)的IgAN位點(diǎn)

3 總結(jié)及展望

IgAN是全世界范圍內(nèi)最常見的腎小球疾病，且預(yù)后不良。近年來，已經(jīng)有大量的研究從遺傳學(xué)和黏膜免疫方面探索了IgAN 的發(fā)病機(jī)制，逐步揭示了其錯(cuò)綜復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制。今后需要整合基于家系的連鎖分析、散發(fā)人群的關(guān)聯(lián)分析、高通量基因測(cè)序及生物信息分析技術(shù)，隨著新一代測(cè)序成本的降低以及分析測(cè)序結(jié)果的統(tǒng)計(jì)方法改進(jìn)，有可能繼續(xù)挖掘IgAN新的易感基因。其次，探索少見變異和結(jié)構(gòu)變異在IgAN發(fā)病機(jī)制中的作用。最后，我們需要明確能夠影響IgAN臨床表型和進(jìn)展至終末期腎臟疾病風(fēng)險(xiǎn)的易感基因，對(duì)易感人群進(jìn)行早期診斷和個(gè)體化治療，這是未來我們面臨的挑戰(zhàn)。