禹程遠(yuǎn),陳曉靜,王姣姣,解汝娟
1.深圳市人民醫(yī)院老年病科,廣東深圳,518020;2.西安市紅會醫(yī)院內(nèi)科,陜西西安 710000;3.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)科,黑龍江哈爾濱 150000
特發(fā)性膜性腎?。↖MN)是臨床上常見的腎小球濾過屏障損傷的疾病,是成人腎病綜合征(NS)最為常見的病因,其血栓栓塞并發(fā)癥高達(dá)7%~50%[1]。疾病的發(fā)展與靜脈血栓栓塞事件發(fā)生的風(fēng)險相關(guān)[2]。目前IMN的血栓發(fā)生機(jī)制主要包括凝血功能增強(qiáng)(因子V、VIII,纖維蛋白生成增加,血小板聚集等)、抗凝作用減弱(抗凝血酶III、蛋白C的丟失)[3],微粒表達(dá)增加等[4]。但是,常規(guī)的抗血栓治療后仍會有心血管事件的發(fā)生,且對于治療時機(jī)的選擇仍存在爭議[5],因此,進(jìn)一步了解IMN血栓形成機(jī)制尤為重要。臨床中約有70%的IMN患者循環(huán)中抗磷脂酶A2受體(PLA2R)抗體陽性,該抗體已成為IMN診斷治療的一項指標(biāo)[6],但血清抗體水平并不能及時準(zhǔn)確反映疾病進(jìn)展,且與腎組織中抗體表達(dá)不一致[7],因此尋找新的指標(biāo)對于監(jiān)測疾病進(jìn)展尤為重要。近年來,在多種免疫相關(guān)性血栓疾病中發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞在各種氧化應(yīng)激環(huán)境中可生成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),稱為中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)(NETs),由DNA、組蛋白及顆粒蛋白等部分組成,具有抗炎、促凝等功能,其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠捕獲血小板、紅細(xì)胞和纖維蛋白等促凝物質(zhì),亦能夠與循環(huán)中微粒結(jié)合為復(fù)合體,激發(fā)凝血瀑布反應(yīng),其中組蛋白也能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)促凝表型,最終導(dǎo)致血栓形成[8-9]。研究表面IMN患者外周血中性粒細(xì)胞被大量激活[10-11],且在發(fā)病后有活性氧簇(ROS)系統(tǒng)的激活,而后者是NETs形成過程中重要機(jī)制[12],基于以上觀點,研究者提出IMN患者體內(nèi)存在NETs高表達(dá),可將其可作為一種新的監(jiān)測指標(biāo)反映腎臟損傷情況以及評估血栓前狀態(tài)。正常腎臟存在三層濾過屏障,腎臟有孔內(nèi)皮細(xì)胞、基底膜以及上皮細(xì)胞,內(nèi)皮表面存在糖萼、硫酸軟骨素及透明質(zhì)酸等成分使得有孔腎臟內(nèi)皮連接緊密,蛋白無法漏出,當(dāng)內(nèi)皮受刺激后,糖萼成份被破壞,硫酸軟骨素及透明質(zhì)酸被降解,內(nèi)皮間隙增寬,大分子蛋白才得以漏出,隨著基底膜、足細(xì)胞的進(jìn)一步破壞,出現(xiàn)蛋白尿[13]。研究者考慮內(nèi)皮損傷是IMN疾病進(jìn)展的關(guān)鍵一步。正常內(nèi)皮對維持正常血流過程及出凝血平衡,因此IMN多部位血栓事件的發(fā)生與內(nèi)皮損傷密不可分。本研究擬探究NETs在加重IMN內(nèi)皮功能紊亂并促進(jìn)高凝形成、疾病進(jìn)展中的作用,為IMN的診治提供新思路。
篩選年齡在18~80歲之間且于2019年3月—2020年12月在哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院腎內(nèi)科行腎活檢病理診斷為IMN,且病理分期為II、III期的患者,行雙下肢彩超或雙腎血管彩超,根據(jù)彩超對于急慢性血栓的診斷標(biāo)準(zhǔn)排除陳舊血栓影響,分為有血栓組、無血栓組各20例為IMN組,再選取健康者20例為對照組。所有人員均對此項研究知情且同意。排除標(biāo)準(zhǔn):年齡<18歲或>80歲,合并其他已知腎臟疾病(如糖尿病腎病、IgA腎病等)、惡性高血壓、糖尿病患者,尿路感染,尿路結(jié)石,免疫相關(guān)性疾病、惡性腫瘤病史,鐵、葉酸和維生素B12缺乏,近一個月內(nèi)抗凝劑、溶栓治療、腎毒性藥物與非甾體抗炎藥。
RPMI1640細(xì)胞培養(yǎng)基、DMEM細(xì)胞培養(yǎng)基、胰酶細(xì)胞消化液、胎牛血清(美國Gibico)。人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞ScienCell(CA,USA)。 PMA、DNase I、中性粒細(xì)胞分離液、紅細(xì)胞裂解液(Sigma-Aldrich)。 PBS緩沖液(Solarbio);中性粒細(xì)胞髓過氧化物酶試劑盒(Boster)。中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶試劑盒、TAT復(fù)合體檢測試劑盒(Blue-Gene)。 Quant-iT PicoGreen ds-DNA 試劑盒(Invitrogen)。VE-cadherin、Anti-TF、CD31、anti-human MPO、anti-human NE(abcam)。 DAPI(Hoechst)。
所有研究對象于治療前,禁食8~12 h后留取肘靜脈血5 mL,采血管中含有3.2%的檸檬酸鈉,并緩慢搖勻。在采集30 min內(nèi),將樣品在室溫下離心(200×g,10 min)得到富血小板血漿,再次離心(2 500×g,2次,每次15 min)得到乏血小板血漿,將其儲存在-80℃。
采用Percoll梯度密度離心法收集血液中的中性粒細(xì)胞,并通過賴特-吉姆薩和臺盼藍(lán)染色檢測這些細(xì)胞的活性和純度,其結(jié)果不低于98%。中性粒細(xì)胞(1×106)接種于聚L-賴氨酸修飾的24孔板中,37℃孵育30 min,然后用IMN有血栓組、無血栓組或?qū)φ战M的血漿對中性粒細(xì)胞進(jìn)行處理,并在37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)4 h,用RPMI洗滌細(xì)胞,每孔加入RPMI 2 mL。然后大力搖動樣品,將上清液以20×g的速度離心5 min后收集上清液中的網(wǎng)狀物,并儲存在-20℃冰箱中備用。
為了進(jìn)一步觀察NETs的形成,使用免疫熒光顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)。首先將中性粒細(xì)胞接種到聚L-賴氨酸修飾的24孔板中,用顯微鏡觀察細(xì)胞基本貼壁后,用磷酸鹽緩沖(PBS)溶液對多聚賴氨酸氨酸爬片清洗三次,每次3~5 min。中性粒細(xì)胞在有或無刺激的情況下,加入4%多聚甲醛固定(10~15 min),PBS清洗1~2次。每孔加入100μL BSA溶液封閉30 min,吸掉封閉液,緊接著加入1∶100的彈性蛋白酶抗體(2%BSA配置),濕毛巾包裹后4℃過夜。吸走一抗,并進(jìn)行PBS清洗,加入MPO-DNA抗體,室溫下孵育30 min,PBS清洗后在避光環(huán)境下每孔加入100μL DAPI溶液,通透5 min后PBS清洗1~2次,加入二抗后,所有操作需避光,在避光環(huán)境下?lián)钙?,將防淬滅甘油滴在載玻片上,然后封片劑封片。免疫熒光顯微鏡對其進(jìn)行熒光定量分析,觀察計算中心粒細(xì)胞釋放NETs占同視野全部細(xì)胞的百分比,并進(jìn)行三次重復(fù)試驗。
如先前概述方法進(jìn)行凝時間及TAT測定[14-15]。
(1)內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng):內(nèi)皮細(xì)胞的復(fù)蘇傳代,顯微鏡下觀察內(nèi)皮培養(yǎng)基情況,細(xì)胞生長至均勻的平鋪一層,進(jìn)行下一步實驗操作。用鑷子將普通細(xì)胞爬片置于24孔板中,PBS進(jìn)行沖洗(2~3次),每次5 min,清洗后備用。棄掉內(nèi)皮培養(yǎng)基中的培養(yǎng)液,清洗2次,加入1~2 mL胰酶消化,輕輕拍打瓶身,并實時在鏡下進(jìn)行觀察,致大量細(xì)胞形態(tài)變?yōu)闄E圓狀懸浮于培養(yǎng)液后,加入2 mL培養(yǎng)液終止胰酶消化。吸取液體離心(800×g,3~4 min),棄上清,于離心管中加入3~5 mL培養(yǎng)液,吸管吹打,用槍頭吸10μL左右液體,進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)板計數(shù),將ECs稀釋到細(xì)胞濃度為106/mL,將稀釋后的細(xì)胞均勻的移入24孔板。當(dāng)細(xì)胞生長覆蓋70%~80%,將之前提取出的NETs作為刺激物,刺激鋪板后的內(nèi)皮細(xì)胞24 h。(2)內(nèi)皮細(xì)胞免疫熒光步驟:細(xì)胞爬片進(jìn)行刺激處理后,PBS沖洗3次,多聚甲醛固定30 min,再次沖洗之后加入BSA封閉30 min,用VE-cadherin、TF、CD31的抗體對HUVEC進(jìn)行染色。將樣本與Alexa Fluor647、488或555結(jié)合的二抗孵育,最后加入DAPI 30 min后防淬滅甘油封片,免疫熒光顯微鏡觀察ECs的形態(tài)變化。用流式細(xì)胞術(shù)對CD31、VE-cadherin進(jìn)行檢測,結(jié)果用平均熒光強(qiáng)度表達(dá),重復(fù)4次實驗。
cfDNA、MPO-DNA復(fù)合體、NE均作為患者血漿中NETs的替代指標(biāo)[16]。將采集好的血漿和試劑盒恢復(fù)至室溫,根據(jù)制造商說明,使用Quant-it PicoGreen dsDNA試劑盒定量測定IMN患者血漿樣本中的cf-DNA水平。ELISA用于定量血漿MPO-DNA復(fù)合物,如之前的描述[17]。根據(jù)提供的說明,還使用特異的ELISA試劑盒檢測NE。450 nm波長下讀取OD值,進(jìn)行MPO-DNA復(fù)合物及NE濃度計算。
采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
IMN組患者血漿白蛋白、血脂、中性粒細(xì)胞、PLT、APTT、Fibrinogen、D-dimer等與對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,0.01,0.001,0.0001),但有血栓組與無血栓組間對比無明顯差異,見表1。
表1 IMN患者和對照組受試者的基本特征
與對照組相比,IMN伴有血栓和不伴有血栓患者外周血MPO-DNA復(fù)合物、cell-freeDNA、NE水平均明顯升高差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),有血栓組較無血栓組水平明顯升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖1。
圖1 IMN患者和對照組循環(huán)血液中的NETs相關(guān)指標(biāo)
IMN患者組可見明顯的絲狀結(jié)構(gòu),并用免疫熒光觀察DNA、MPO、NE,發(fā)現(xiàn)MPO、NE均黏附在DNA鏈上,其含量較對照組明顯增加,同時對能夠產(chǎn)生NETs的中性粒細(xì)胞百分比進(jìn)行比較,IMN組患者與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),有血栓組與無血栓組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖2。
圖2 IMN血漿更有可能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的細(xì)胞外陷阱。(免疫熒光×400)
與對照組相比,IMN組患者CT明顯縮短,有血栓組比無血栓組時間縮短更明顯。用anti-TF、DNase可有效抑制NETs導(dǎo)致的促凝影響,且DNaseI作用更強(qiáng)。而IMN組患者較對照組患者凝血酶-抗凝血酶水平更高,有血栓組較無血栓組更明顯,用anti-TF、DNase可減少TAT復(fù)合物生成,見圖3。
圖3 NETs促進(jìn)了IMN患者的促凝血活性
NETs刺激組ECs皺縮,細(xì)胞間距離增大,CD31的表達(dá)降低,TF表達(dá)增加,使得內(nèi)皮細(xì)胞向促凝活性轉(zhuǎn)變,且VE-cadherin的表達(dá)降低,細(xì)胞邊緣顯著延長。流式細(xì)胞儀對CD31、VE-cadherin表達(dá)定量分析,顯示二者菌顯著降低,見圖4。
圖4 NETs損害內(nèi)皮細(xì)胞并促進(jìn)其促凝表型(免疫熒光×400)
本文通過對IMN高凝狀態(tài)的探究,提出了NETs可作為免疫與血栓聯(lián)系的橋梁,可作為一種新的監(jiān)測指標(biāo),反映疾病進(jìn)展程度。研究者得出以下結(jié)果:(1)IMN患者血漿更容易促使中性粒細(xì)胞表達(dá)NETs,且隨著凝血的加重,NETs升高更明顯,也說明NETs能更敏感地反映高凝狀態(tài)的形成。(2)NETs可明顯縮短CT,促進(jìn)凝血酶的生成,而抗組織因子抗體和DNase I可減弱NETs促凝作用。(3)NETs高表達(dá)可損傷內(nèi)皮細(xì)胞,使得內(nèi)皮結(jié)構(gòu)改變,同時向促凝表型轉(zhuǎn)化。NETs不僅可作為疾病早期血栓并發(fā)癥程度的監(jiān)測指標(biāo),同時也能為抗血栓治療提供新的方向。
之前對于IMN血栓相關(guān)性的研究認(rèn)為,其與血小板活化、凝血因子啟動、抗凝物質(zhì)減少、纖溶抵抗[17]等因素有關(guān),近些年又有人提出微粒促進(jìn)高凝狀態(tài)形成[18],現(xiàn)有抗栓治療并不能很好地解決血栓并發(fā)癥的發(fā)生,目前臨床上主要以血漿白蛋白水平作為預(yù)防性抗凝治療指標(biāo),但治療效果不佳,因此對于治療時機(jī)的選擇仍存在爭議。這就需要我們進(jìn)一步探究IMN患者血栓發(fā)生機(jī)制,尋找新的監(jiān)測指標(biāo)。IMN患者是一種免疫相關(guān)的腎臟疾病,隨著免疫系統(tǒng)的激活,多種炎癥因子、炎癥介質(zhì)高表達(dá),促進(jìn)凝血系統(tǒng)的激活[19],但目前主要聚焦于T、B細(xì)胞的研究,固有免疫細(xì)胞參與疾病的過程涉及相對較少,越來越多的研究發(fā)現(xiàn)IL-17A在腎臟損傷中發(fā)揮重要作用,與其伴隨的中性粒細(xì)胞的聚集有關(guān)[20]。有Th17介導(dǎo)的炎癥的MN患者有更多的靜脈血栓事件的發(fā)生,利妥昔單抗治療可誘導(dǎo)Th1和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞細(xì)胞因子,但并不能有效抑制Th17細(xì)胞,伴有IL-17升高的MN患者預(yù)后較差。IL-17與中性粒細(xì)胞作用密切相關(guān),如果對中性粒細(xì)胞參與IMN患者發(fā)病機(jī)制進(jìn)行相關(guān)性研究,抗體合并相應(yīng)抑制劑治療是否能改善預(yù)后[21]。因此研究者將中性粒細(xì)胞作為主要研究對象。而內(nèi)皮作為第一道屏障,在凝血-抗凝平衡的維持,血栓的發(fā)生過程起到重要作用,因此研究者認(rèn)為內(nèi)皮在IMN患者血栓的發(fā)生中也起著重要作用。本文主要探究了中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用對IMN患者高凝狀態(tài)形成的影響。
NETs在心腦血管、腎臟相關(guān)等疾?。?2]中已有不少報道,從開始的抗炎研究,到后期的促炎、促凝的研究,對于NETs的了解越來越深入。在IMN中對于NETs的研究目前仍較少,2002年有相關(guān)研究報導(dǎo)游離的磷脂酶A2(sPLA2-IB)與中性粒細(xì)胞表面相關(guān)受體—PLA2R1結(jié)合,使得p38MAPK信號激活,進(jìn)而刺激了NE釋放和細(xì)胞粘附,同時sPLA2與受體結(jié)合,激活下游分子后具有促凋亡作用。在多種疾病研究中發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞存在一種新的死亡方式,稱之為NETosis,其在炎癥和血栓中發(fā)揮重要作用。IMN患者血漿抗PLA2R抗體明顯增加,那么IMN中增加的抗PLA2R抗體是否能與中性粒細(xì)胞反應(yīng),發(fā)生類似凋亡作用,目前仍未被證實,這也許是IMN患者外周血中NETs生成增加的重要原因。本文主要證明了IMN患者中存在NETs的高表達(dá),但并沒有對其生成機(jī)制進(jìn)一步探究,最近的報道證明,空氣中的PM2.5生成可促進(jìn)IMN患者體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)一步促進(jìn)NETs生成,NETs的生成促進(jìn)PLA2R抗體表達(dá)[12]。因此對于抗體與NETs出現(xiàn)的先后順序仍具有爭議,這也是本次研究我們未將抗體與中性粒細(xì)胞進(jìn)行分析的原因,我們需要進(jìn)一步探究,后期需通過構(gòu)建動物模型進(jìn)行研究,目前血漿抗體水平變化與蛋白尿變化,疾病緩解并不一致[23],如果能夠?qū)⒖贵w與NETs的相互關(guān)系了解清楚,那么對于IMN的治療將會有很大意義。
腎臟內(nèi)皮細(xì)胞作為三層濾過屏障之一,在蛋白尿的形成中發(fā)揮重要作用。生理情況下,其存在電荷屏障和分子屏障,在IMN中,先是電荷屏障破壞,一些小分子蛋白能夠濾過,隨著疾病的加重,內(nèi)皮結(jié)構(gòu)改變,間隙增寬,會導(dǎo)致大分子蛋白也濾過,雖然對于濾過屏障的研究,大多數(shù)人認(rèn)為足細(xì)胞骨架發(fā)揮重要作用,但不可否認(rèn),內(nèi)皮作為第一道屏障,只有當(dāng)其破壞越嚴(yán)重,才能出現(xiàn)越來越多的蛋白向足細(xì)胞屏障濾過。同時內(nèi)皮也是凝血-抗凝系統(tǒng)平衡的重要調(diào)節(jié)物質(zhì),而IMN患者中NETs的高表達(dá)導(dǎo)致內(nèi)皮損傷,因此呈現(xiàn)出大量蛋白尿以及高凝的表現(xiàn)。而DNaseI、抗組織因子抗體的抑制能夠減輕NETs損傷,這也許能夠作為一種新的治療手段。內(nèi)皮表面表達(dá)CD31,VE-cadherin是細(xì)胞間重要的連接分子,我們的體外細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)NETs刺激內(nèi)皮細(xì)胞后,CD31、VE-cadherin水平均降低,同時內(nèi)皮發(fā)生皺縮、間隙增大等結(jié)構(gòu)改變,證明了NETs通過對內(nèi)皮結(jié)構(gòu)的破壞影響其功能。
之前對于IMN患者高凝機(jī)制的研究多以腎病綜合征病理類型劃分,或以疾病病理分期進(jìn)行研究,考慮到我們?nèi)朐夯颊咧蠭MN患者病理類型多以II、III期為主,且I期、IV期患者的臨床表現(xiàn)以及病理并不典型,以及多合并其他疾病發(fā)生,如微小病變性腎病或狼瘡性腎炎,因此我們選擇了較為典型的II、III期IMN患者,且臨床指標(biāo)多提示高凝,我們根據(jù)彩超結(jié)果排除陳舊性血栓的影響將其分為有血栓組和無血栓組,結(jié)果證實了NETs升高越明顯,血栓發(fā)生幾率越大。在患者篩選中對照組患者較實驗組年齡偏低,是由于樣本量問題,在篩血栓組過程中擴(kuò)大了年齡范圍,因此實驗組年齡普遍偏高,但在有血栓組和無血栓組中,年齡不作為影響疾病嚴(yán)重程度的因素,對照組與實驗組本身也不能排除年齡對于血管狀態(tài)的影響,但對于NETs生成的影響作用不大,其仍主要是與中性粒細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。而且無血栓組與對照組年齡并無明顯差別,可通過這二者的對比,相對排除年齡因素對于疾病指標(biāo)的影響。
綜上所述,研究證明了IMN患者外周血中高表達(dá)的NETs可反映腎臟內(nèi)皮損傷程度,同時能夠及時監(jiān)測高凝狀態(tài)的形成,通過有效地抑制,對于疾病的緩解具有重要意義,且有望縮短目前治療病程,減少并發(fā)癥的發(fā)生。為預(yù)防和治療開拓了新的思路,提供了新的靶點。