宋潔 湯寶鵬 周賢惠

自身抗體是由致病的B 淋巴細(xì)胞靶向作用于自身組織時(shí)產(chǎn)生的異常抗體,最常見的自身抗體誘導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)生在自身免疫性疾病中,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥等[1]。自身免疫性疾病在一般人群中的發(fā)病率為7.6%～9.4%[2],其具有慢性、全身性的疾病特征,心臟器官經(jīng)常受累。自身抗體介導(dǎo)的心臟組織結(jié)構(gòu)異?？蓪?dǎo)致不同的臨床表現(xiàn),如心力衰竭、心律失常,甚至心源性猝死[1]。近年來,越來越多的證據(jù)表明,自身抗體在室性心律失常(ventricular arrhythmias,VAs)的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用[3]。與VAs相關(guān)的自身抗體主要有:抗β1腎上腺素能受體自身抗體(β1-adrenergic receptor autoantibody,β1-AAb)、抗M2毒蕈堿乙酰膽堿受體自身抗體(M2-muscarinic receptor autoantibody,M2-AAb)、抗Ro/SSA 自身抗體和抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體等。筆者擬對自身抗體與VAs的相關(guān)研究及進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)綜述,旨在為VAs的臨床診斷、治療帶來一定幫助和啟發(fā)。

1 自身抗體與VAs

1.1 抗β1-AAb β腎上腺素能受體(βadrenergic receptor,β-AR)是一種七次跨膜受體,屬于G 蛋白偶聯(lián)受體家族,β1-AR是人體心臟中主要的β-AR,占心室中β-AR 的70%～80%[4]。β1-AAb是特異性識別β1-AR 的自身抗體。研究表明,心肌病、Chagas病和特發(fā)性VAs等患者血清中β1-AAb與VAs的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)[5]。

研究證實(shí),與健康受試者(n＝40)相比,肥厚型心肌病患者(n＝134)血清β1-AAb 濃度明顯升高[48.23(38.49,55.98)ng/ml vs(24.51±6.89)ng/ml,P＜0.001][6]。Iwata等[7]納入104 例擴(kuò)張型心肌病(DCM)患者的研究顯示,38%患者可檢測出β1-AAb,抗體陽性患者室性心動(dòng)過速(簡稱室速)比率高于陰性患者(65%vs 34%),提示β1-AAb可能是室速的獨(dú)立預(yù)測因素。Maciel等[8]研究顯示,40 例左室功能保留的Chagas病人中,β-AAb陽性較陰性病人有更高的VAs發(fā)生率(47%vs 22%)。Zuo等[9]基于入院心電圖研究納入了41例VAs和100例正常人群,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測血清β1-AAb水平,結(jié)果表明VAs患者β1-AAb陽性率[53.7%(22/41)]遠(yuǎn)高于健康對照人群[5.0%(5/100)];后續(xù)研究分為免疫組(n＝9)、IgG 陰性組(n＝8)和生理鹽水組(n＝9),免疫組用陽性患者血清中提純的β1-AAb通過尾靜脈注射方式免疫大鼠,IgG 陰性組用β1-AAb陰性患者血清中提純的IgG 以相同方式免疫大鼠,生理鹽水組只注射同等劑量生理鹽水作空白對照,結(jié)果證實(shí)β1-AAb免疫組心律失常發(fā)生率[66.7%(6/9)]明顯高于IgG 陰性組[12.5%(1/8)]和生理鹽水組[11.1%(1/9)],且β1-AAb免疫組心律失常類型以VAs為主。Zhao等[10]用單克隆β1-AAb通過尾靜脈注射方式免疫豚鼠和灌流離體心臟后記錄10 min心電圖,結(jié)果表明β1-AAb免疫組較對照組室性早搏誘發(fā)率升高(4/5 vs 1/5,P＜0.05),且灌流的β1-AAb增加了離體豚鼠心臟的室速/心室顫動(dòng)的易感性[室速/心室顫動(dòng)閾值降低:(8.8±1.5)V vs(11.0±2.1)V;持續(xù)時(shí)間延長:(1 608.0±135.0)ms vs(833.0±125.0)ms,P均＜0.05]。

1.2 抗M2-AAb M2毒蕈堿乙酰膽堿受體與β-AR 同屬G蛋白耦聯(lián)受體家族,抗M2-AAb是針對M2受體所產(chǎn)生的特異性自身抗體。與抗β1-AAb 類似,多種疾病中可檢出抗M2-AAb,如圍產(chǎn)期心肌病(peripartum cardiomyopathy,PPCM)和特發(fā)性VAs。

Liu等[11]為評估PPCM 與心血管自身抗體的相關(guān)性,納入了37例PPCM 患者和36例正常孕婦,ELISA 測定血清β1-AAb和M2-AAb水平,研究發(fā)現(xiàn)的PPCM 患者血清β1-AAb、M2-AAb陽性率高于正常孕婦[59.5%(22/37)vs 19.4%(7/36);45.9%(17/37)vs 16.67%(6/36),P均＜0.05]。Mallikethi-Reddy 等[12]使用全國住院樣本數(shù)據(jù)庫(2007～2012年),對納入的9841例PPCM 住院患者進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,18.7%的住院PPCM 患者合并有心律失常,其中室速(4.2%)是最常見的心律失常類型。近期,一項(xiàng)個(gè)案報(bào)道證實(shí)[13],PPCM 患者可表現(xiàn)為持續(xù)性VAs。此外,有研究報(bào)道,約40%的特發(fā)性室速患者中抗M2-AAb 陽性[14]。然而,一項(xiàng)納入79例無心臟結(jié)構(gòu)變化的慢性Chagas病人群的橫斷面研究表明,抗M2-AAb滴度OD 值＞9較＜9患者傳導(dǎo)阻滯患病率高,但兩組間心律失常的發(fā)生率無顯著差異(31.6%vs 25.0%,P＝0.584)[15]。

1.3 抗Ro/SSA 自身抗體 抗Ro/SSA 自身抗體包括抗Ro/SSA-52k D 和-60kD 兩種亞型,屬于IgG 類多克隆抗體[16]?？筊o/SSA 陽性在結(jié)締組織病(connective tissue disease,CTD)中很常見,尤其是干燥綜合征和系統(tǒng)性紅斑狼瘡。既往研究證實(shí),抗Ro/SSA 與先天性房室傳導(dǎo)阻滯密切相關(guān)[17]。然而,越來越多的證據(jù)[18]表明,抗Ro/SSA 與長QT 綜合征(long-QT syndrome,LQTS)有關(guān),尤其是抗Ro/SSA-52k D 可能導(dǎo)致成人VAs,且矯正的QT 間期(QTc)延長是最常見的心電圖異常。LQTS患者容易發(fā)生尖端扭轉(zhuǎn)型室速(torsades de pointes,TdP),且QT 間期延長越多,罹患TdP風(fēng)險(xiǎn)越高。

多項(xiàng)研究表明,抗Ro/SSA 自身抗體與CTD 患者的QTc間期延長、VAs發(fā)生相關(guān)。Lazzerini等[19]納入了49例成人CTD 患者,記錄靜息心電圖以計(jì)算QTc間期,ELISA和蛋白免疫印跡試驗(yàn)測定抗Ro/SSA 自身抗體水平和特異性(抗Ro/SSA-52k D 和-60k D),研究證實(shí)QTc間期延長時(shí)間與血清中抗Ro/SSA-52k D 水平呈正相關(guān)(r＝0.38,P＝0.007)。Tufan等[18]開展了一項(xiàng)納入15 例抗核抗體和抗Ro/SSA-52k D 均陽性的CTD 患者、39例抗核抗體陽性而抗Ro/SSA-52k D 陰性的CTD 患者以及22例健康受試者的橫斷面研究,比較各組心電圖以確定與心室復(fù)極相關(guān)的因素,研究表明與抗核抗體單純陽性和健康對照組相比,抗Ro/SSA-52k D 陽性T 波峰末間期和QT 離散度[(84.0±5.5)ms vs(77.3±8.3)ms vs(69.4±4.0)ms,(40.0±11.3)ms vs(27.2±10.3)msv s(20.1±5.9)ms,P均＜0.001]均增加,提示抗核抗體陽性尤其是合并抗Ro/SSA-52kD 陽性的CTD 患者,在易感條件下更容易發(fā)生心律失常。一例個(gè)案報(bào)道[20]和一項(xiàng)小樣本臨床研究[21]均表明,抗Ro/SSA 陽性母親的嬰兒存在明顯的QTc間期延長合并室速和/或TdP。

進(jìn)一步研究證實(shí),無論是否存在CTD 或其他自身免疫性疾病,抗Ro/SSA 都與LQTS/TdP 密切相關(guān)。Lazzerini等[22]在普通人群中連續(xù)納入了25例TdP受試者,發(fā)現(xiàn)超過50%的受試者存在抗Ro/SSA-52k D 自身抗體。一項(xiàng)納入7 339名美國退伍軍人的觀察性隊(duì)列研究顯示,Ro/SSA 陽性受試者(612/7 339)QTc間期延長的患病率增加[QTc＞470 ms(男性)/480 ms(女性),6.5%(479/7 339);QTc＞490 ms,2.3%(170/7339);QTc＞500 ms,1.3%(96/7 339)],且無論是否存在CTD,抗Ro/SSA 自身抗體都是該人群QTc間期延長的危險(xiǎn)因素(QTc＞500 ms:OR:2.27,95%CI:1.34～3.87),推測Ro/SSA 陽性個(gè)體可能是易患VAs或心源性猝死的亞群[23]。

1.4 抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體 Na＋/K＋-ATP酶是一種整合到細(xì)胞膜上的蛋白復(fù)合物,由α、β和γ三種亞基構(gòu)成,參與直接調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外Na＋、K＋濃度和間接調(diào)控細(xì)胞內(nèi)Ca2＋濃度?，F(xiàn)有研究表明,抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體主要與DCM 中VAs發(fā)生相關(guān)。

Baba等[24]對100例DCM 患者和100例年齡和性別相匹配的健康受試者進(jìn)行抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體篩查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)DCM 患者抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體陽性率明顯高于健康受試者[26%(26/100)vs 2%(2/100),P＜0.05],多灶性室性早搏、非持續(xù)性室速在陽性患者中更常見,多因素Logistic回歸分析顯示抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體水平是VAs發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測因子。

1.5 其他自身抗體 其他自身抗體在VAs中也有致病作用,由于多來自單中心或小樣本研究,證據(jù)力度有限。一項(xiàng)納入80例DCM 患者的隊(duì)列研究顯示,I型鈣通道的自身抗體陽性患者室速(59%)和猝死(21%)的發(fā)生率很高[25]。Nakamura等[26]首次報(bào)道,在一例不明原因的獲得性LQTS女性患者中,心電圖顯示明顯的QT 間期延長和TdP發(fā)作,膜片鉗檢查提示患者血清可使HEK2細(xì)胞KCNH2電流顯著降低,蛋白免疫印跡證實(shí)其血清中含抗KCNH2 自身抗體。Peretto等[27]納入了116 例病毒陰性心肌炎合并VAs患者的隊(duì)列研究顯示,抗閏盤自身抗體陽性狀態(tài)(15/116)與VAs事件(持續(xù)性室速和心室顫動(dòng))獨(dú)立相關(guān)(HR:8.0,95%CI:2.6～25.2)。一項(xiàng)招募了75 名多發(fā)性肌炎或皮肌炎心臟受累患者的回顧性隊(duì)列研究證實(shí),抗線粒體自身陽性是該人群發(fā)生VAs的獨(dú)立預(yù)測因子(OR:3.484,95%CI:1.192～10.183)[28]。

2 自身抗體致VAs的電生理機(jī)制

與VAs相關(guān)的自身抗體根據(jù)其靶點(diǎn)和作用分為以下幾類:①神經(jīng)激素調(diào)節(jié)蛋白:抗β1-AAb、抗M2-AAb;②酶:質(zhì)膜(抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體)和線粒體膜(抗線粒體自身抗體);③膜通道:抗Ro/SSA 自身抗體(與L 型Ca2＋通道、T 型Ca2＋通道、人類果蠅相關(guān)基因HERG-K＋通道交叉反應(yīng))、I型鈣通道自身抗體和抗KCNH2自身抗體(電壓門控K＋通道)。

然而,此分類方法并不是絕對的,隨著自身抗體相關(guān)機(jī)制的深入研究,未來可能有更多的分類方式。筆者擬概述主要自身抗體(抗β1-AAb、抗M2-AAb、抗Ro/SSA 和抗Na＋/K＋-ATP)的致VAs電生理機(jī)制(圖1)。

2.1 抗β1-AAb 抗β1-AAb與β1-AR 特異性結(jié)合發(fā)揮下游生物學(xué)效應(yīng),但只有受體的細(xì)胞外第二肽段具有擬交感神經(jīng)作用[4]。抗β1-AAb可以激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)-c AMP-蛋白激酶A(PKA)級聯(lián)反應(yīng),延遲快速激活鉀電流(IKr)和L型鈣電流(ICa-L),致心肌細(xì)胞電不穩(wěn)定,促進(jìn)VAs 的發(fā)生[29]。除此之外,在心肌細(xì)胞中,抗β1-AAb還能激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK 1/2),從而促進(jìn)心肌肥厚和心力衰竭[30]。Zuo等[9]用純化的β1-AAb免疫大鼠,36 周時(shí)采集體表心電圖計(jì)算QTc間期,分離心室肌細(xì)胞后全細(xì)胞膜片鉗測定動(dòng)作電位時(shí)程(APD)和離子通道電流,結(jié)果顯示免疫組較IgG 陰性組QTc間期[(510±15)ms vs(330±18)ms,P＜0.01]和APD[(51.09±2.66)ms vs(33.26±2.58)ms,P＜0.01]均顯著延長,潛在機(jī)制是β1-AAb抑制心肌細(xì)胞鉀電流、促進(jìn)鈣超載[9]。Zhao等[10]通過單克隆源性的β1-AAb灌注豚鼠心臟,0 min和10 min時(shí)用定制的電極導(dǎo)管放在左室心外膜上測定單項(xiàng)動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間(MAPD)和有效不應(yīng)期(ERP),并用MAPD 90%復(fù)極化率(反映心肌復(fù)極總的持續(xù)時(shí)間)減去30%復(fù)極化率(反映心肌復(fù)極早期持續(xù)時(shí)間)計(jì)算MAPD90-30以反映心肌復(fù)極晚期持續(xù)時(shí)間,結(jié)果證實(shí)灌注10 min 時(shí)與對照組相比,β1-AAb 可以延長MAPD90-30[(37.0±5.0)ms vs(21.0±3.0)ms,P＜0.05],縮短ERP[(84.0±15.0)ms vs(100.0±7.0)ms,P＜0.05]。

2.2 抗M2-AAb 抗M2-AAb通過靶向M2受體調(diào)節(jié)多種離子電流[如ICa-L和乙酰膽堿敏感型鉀通道(IKAch)],從而影響心肌細(xì)胞跨膜電位,參與心律失常發(fā)生。Hong等[31]使用M2毒蕈堿受體胞外第二環(huán)肽免疫家兔以研究抗M2-AAb對兔心房電生理特性的影響,結(jié)果證實(shí)與正常對照組(n＝16)相比,抗M2-AAb 陽性組(n＝16)心房有效不應(yīng)期(AERP)顯著縮短[(62.1±8.3)ms vs(83.9±7.5)ms,P＜0.01],左房IKAch的兩個(gè)組成基因Kir 3.1和Kir 3.4 m RNA 水平升高(1.86±0.19 vs 0.91±0.17;1.52±0.24 vs 0.42±0.13,P均＜0.05),L 型鈣通道α亞基m RNA 水平降低(0.55±0.10 vs 0.91±0.12)。目前研究顯示抗M2-AAb與心房電生理改變關(guān)系密切,可能的原因是M2毒蕈堿受體在心房密度是心室的2～5 倍[31],與VAs相關(guān)電生理研究局限于Chagas病且缺乏潛在的電生理機(jī)制。Medei等[32]在一項(xiàng)隨訪10年的回顧性縱向研究中,連續(xù)招募了32例中重度左室功能不全的慢性Chagas患者,對其心電圖進(jìn)行分析并用患者血清進(jìn)行離體兔心臟灌流以研究心室復(fù)極,研究證實(shí)抗M2-AAb陽性的Chagas患者(n＝17)較陰性患者(n＝15)的QT 間期離散度升高[(75.9±5.5)ms vs(51.3±4.0)ms,P＜0.001],其血清可使離體兔心臟QT 間期延長[(255.0±6.1)ms vs(241.3±6.1)ms,P＝0.002],并且離體兔心臟QT 間期差異與血清供體患者QT 間期離散度呈正相關(guān)(r＝0.65,P＝0.0003),提示抗M2-AAb自身抗體可以誘導(dǎo)心室復(fù)極障礙,直接參與了心室復(fù)極異質(zhì)性和VAs的發(fā)生。

2.3 抗Ro/SSA 自身抗體 抗Ro/SSA 自身抗體可抑制多個(gè)離子通道(如HERG-K＋通道、Ca2＋通道),而K＋通道、Ca2＋通道對心肌細(xì)胞APD 有著相反的影響(平臺期阻滯ICa-L,APD 縮短;復(fù)極期阻滯IKr,APD 延長)[33]。因此,抗Ro/SSA 自身抗體對心肌APD 產(chǎn)生相互矛盾的影響,心電圖上表現(xiàn)為QT 間期延長,進(jìn)而誘導(dǎo)VAs/Tdp的發(fā)生[34]。Yue等[35]利用從自身免疫性疾病患者中提純的抗Ro/SSA-52k D自身抗體在表達(dá)HERG 通道的HEK293細(xì)胞和原代心肌細(xì)胞上研究對IKr、APD 和QTc等影響,推測的作用機(jī)制是抗Ro/SSA-52k D 自身抗體通過與HERG-K＋通道外環(huán)的S5-S6 片段特異性結(jié)合,抑制IKr、延長APD,Ro/SSA-52k D 抗原免疫成年豚鼠較免疫前QTc延長[(272.5±23.0)ms vs(248.3±30.0)ms,P＜0.05]。Fabris等[36]研究得出一致的結(jié)論,用HERG-K＋外孔區(qū)域的對應(yīng)肽段免疫豚鼠設(shè)置免疫組(n＝10),相同免疫方案加干擾肽設(shè)置對照組(n＝6),在免疫前和免疫后10、21、32、42、48 和62 天記錄心電圖,膜片鉗記錄豚鼠心室肌細(xì)胞的IKr、APD,馬松染色評估免疫組和對照組兩組的心肌纖維化程度,結(jié)果表明與免疫前相比,免疫后62天豚鼠的QTc間期延長[(312.0±5.0)ms vs(263.0±4.0)ms,P＝0.0001],免疫組血清顯著抑制了IKr峰值的27.6%和尾部電流的29.0%(P＜0.01),并使APD90延長30%(P＜0.01),免疫組和對照組兩組間纖維化無差異(0.21±0.04 vs 0.18±0.03),計(jì)算機(jī)建模驗(yàn)證了抗Ro/SSA-52k D 自身抗體能夠抑制IKr,從而導(dǎo)致APD 和QTc間期延長。

然而,抗Ro/SSA 自身抗體也可與心臟Ca2＋通道發(fā)生交叉反應(yīng)。Xiao等[37]為了研究母體孕期高水平的抗Ro/SSA 自身抗體對新生幼兔ICa-L的影響,利用Ro/SSA-52k D重組蛋白免疫新西蘭成年雌兔,使用全細(xì)胞膜片鉗測定其所產(chǎn)幼兔心肌細(xì)胞ICa-L密度、ELISA 測定幼兔心肌組織中L型鈣通道蛋白含量,結(jié)果表明與正常幼兔對照組相比,免疫組幼兔中ICa-L密度降低了31.0%±3.4%(P＝0.02),L 型鈣通道蛋白減少了30.0%±2.6%(P＝0.02)。因此,抗Ro/SSA 自身抗體可以抑制Ca2＋通道,從而縮短APD,可能的原因是在平臺期抗Ro/SSA 自身抗體相關(guān)的ICa-L抑制部分抵消由IKr抑制產(chǎn)生的APD 延長效應(yīng)[36]?？傊?以上研究表明,抗Ro/SSA 自身抗體與HERG-K＋通道、Ca2＋通道交叉反應(yīng)參與QTc延長和VAs發(fā)生。

2.4 抗Na＋/K＋-ATP酶自身抗體 Na＋/K＋-ATP酶在交感神經(jīng)系統(tǒng)激活過程中,是腎上腺素能反應(yīng)的重要參與者,也是一種在心肌細(xì)胞動(dòng)作電位發(fā)生中起關(guān)鍵作用的肌膜酶。Na＋/K＋-ATP酶是心肌細(xì)胞主要的Na＋排出途徑,消耗ATP將3個(gè)Na＋泵出以交換2個(gè)K＋泵入。Swift等[38]使用低濃度的哇巴因選擇性阻斷小鼠原代心室肌細(xì)胞的Na＋/K＋-ATP酶,通過膜片鉗記錄Na＋電流,繪制Na＋電流函數(shù)曲線、擬合求得鈉鈣交換體(NCX)活性,結(jié)果表明NCX 活性降低25%和44%(哇巴因濃度分別為0.3μmol/L、5μmol/L),由此得出Na＋-Ca2＋交換電流Na＋/K＋-ATP酶在功能上與心肌細(xì)胞內(nèi)NCX 相耦聯(lián),Na＋/K＋-ATP酶對調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞Ca2＋穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要?？筃a＋/K＋-ATP 酶自身抗體能夠靶向抑制Na＋/K＋-ATP 酶活性,增加細(xì)胞內(nèi)Na＋濃度,減少NCX 介導(dǎo)的Ca2＋排出,介導(dǎo)心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2＋超載表型,導(dǎo)致心室肌細(xì)胞去極化延遲,從而增加VAs的風(fēng)險(xiǎn)[24,39]。

3 小結(jié)

隨著對VAs發(fā)病機(jī)制的深入研究,自身抗體在VAs中的作用日益受到重視。事實(shí)上,越來越多的證據(jù)表明,特異性自身抗體不僅在全身性自身免疫病過程中可能與VAs的發(fā)病相關(guān),而且在特發(fā)性VAs中也起著重要作用。然而,不同性質(zhì)自身抗體誘發(fā)VAs的具體機(jī)制、靶向干預(yù)的研究較少,未來仍需深入研究闡明自身抗體在VAs發(fā)生、發(fā)展中的作用,以期改善VAs人群的臨床獲益。通過免疫抑制劑或免疫吸附技術(shù)去除自身抗體,或許能為普通人群或自身免疫病患者合并VAs的預(yù)防和治療開辟新的前景。