補體系統在特發性膜性腎病發病中作用機制的研究進展*

李 賢，覃蘭清，李菊英，沈 婕，蔡淑宇，申杏梅，楊楨華

（1.廣西醫科大學第一臨床醫學院，南寧 530021；2.廣西醫科大學第一附屬醫院腎內科，南寧 530021）

膜性腎病（membranous nephropathy，MN）是成人腎病綜合征最常見的病理類型，病理上以腎小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）上皮側免疫復合物沉積和基底膜增厚為特征，可見IgG、補體C3 和膜攻擊復合物C5b-9(membrane attack complex，MAC)沿腎小球毛細血管壁沉積[1-2]。近年來MN在我國的發病率在逐年升高[3]，比例由12.2%增至24.9%，而且患病率平均每年增加13%。MN根據病因可分為特發性膜性腎病（idiopathic membranous nephropathy，IMN）和繼發性膜性腎病（second-ary membranous nephropathy，SMN），其中IMN 在MN中約占75%，IMN患者的病情易反復，約30%的患者在10年內可發展為終末期腎臟病，預后不容樂觀，但IMN 病因及發病機制尚未完全清楚[4]。故對IMN的發病機制研究顯得異常重要。

目前研究認為，IMN主要是由于足細胞上的靶抗原與抗體結合形成免疫復合物沉積在GBM，通過3 條途徑激活補體系統，形成補體蛋白水解片段及補體終末激活產物C5b-9，進一步損傷足細胞，引起腎小球濾過屏障受損進而出現大量蛋白尿[5-6]。現已發現的多個IMN相關足細胞靶抗原，包括M型磷脂酶A2 受體（M-type phospholipase A2 receptor，PLA2R）、血小板反應蛋白7A 域（thrombospondin type-1domain-containing 7A，THSD7A）、抗中性肽鏈內切酶、抗醛糖還原酶、超氧化物歧化酶和α-烯醇化酶等，其對應的自身抗體均為IgG4 亞型，主要通過旁路途徑及凝集素途徑激活補體系統[7]。已有研究表明，在缺乏IgG激活補體系統或缺乏補體C6因子導致C5b-9 無法形成的情況下，僅會形成免疫復合物沉積而不會進一步導致足細胞損傷。由此可見，補體系統的激活和C5b-9 的形成都是誘導IMN足細胞損傷和發生蛋白尿的必要條件[8]。鑒于補體系統對IMN發病產生的重要作用，現就補體系統在IMN 患者發病過程中的作用機制的研究進展進行綜述。

1 補體激活的3 種途徑在IMN 發病中的作用及機制

補體系統是先天免疫系統的重要組成部分，它參與宿主防御，也參與自身免疫性疾病。補體主要是由肝細胞及巨噬細胞生成的球蛋白，由30多種蛋白質組成。循環中的補體蛋白酶是以酶原的形式存在，一旦酶原被激活，它們就會通過特定靶點的裂解或與其他蛋白質的相互作用而發生級聯擴增反應。補體系統是一類具有精準調節機制的蛋白質反應系統，因激活物不同分為3種激活途徑，分別為循環免疫復合物沉積或原位免疫復合物結合C1q啟動的經典途徑；由甘露糖結合凝集素(mannanbinding lectin，MBL)激活的MBL 途徑；由病原微生物誘導、自C3開始激活的旁路途徑。目前的研究進展提示在IMN 患者中補體系統主要通過激活凝集素途徑或旁路途徑致病。

1.1 補體經典途徑與IMN 補體C1q 通過與免疫復合物中的IgG 或IgM 的Fc 段結合而啟動補體經典激活途徑[9]。IgG 是IMN 免疫沉積物中最主要的免疫球蛋白，而SMN 尤其是繼發于狼瘡性腎炎者，免疫沉積主要為IgG、IgA 和IgM。而IgG 的亞型還可鑒別IMN 和SMN，IMN 患者腎組織中免疫球蛋白以IgG4為主，而SMN以IgG1、IgG2、IgG3沉積為主[10]。SMN患者腎組織中發現有C1q的明顯沉積，進一步提示補體經典途徑在SMN 腎組織中被激活[10]。而在IMN 患者中，最常見的IMN 自身抗體PLA2R 抗體和THSD7A 抗體均為IgG4 亞型的免疫球蛋白，而IgG4 并不具備與C1q 結合的活性，且大部分IMN 患者腎組織中并未發現有Clq 沉積[11]，故通常認為補體經典激活途徑并未參與IMN 的發病過程。而IMN 患者的腎小球中有大量補體蛋白沉積，這表明其可能來源于補體激活的旁路途徑或凝集素途徑。Huang 等[12]的研究結果提示，在IMN 腎組織中早期以IgG1 沉積為主，晚期以IgG4 沉積為主，同時伴有C1q 沉積，且C1q 沉積與IgG1 呈正相關，不除外IgG自身抗體可能在IMN疾病進展過程中經歷了從IgG1 到IgG4 的亞類轉換，而補體經典激活途徑可能在部分IMN患者早期發病中起作用，而隨著疾病的進展，逐漸由凝集素激活途徑或旁路途徑成為主導機制。另外，國內有研究表明，IMN患者血清C1q 水平較健康對照者明顯升高，且腎活檢C1q 沉積幾乎全部為陰性[13]，這是否提示IMN 患者體內存在補體經典途徑的激活？而這種激活主要存在于血液循環中。目前關于補體經典激活途徑在IMN發病中的作用機制仍需進一步探索。

1.2 補體凝集素途徑與IMN 病原微生物等表面的糖結構活化MBL相關絲氨酸蛋白酶而啟動MBL途徑，再依次活化C4 和C2，進而形成C3 轉化酶C4b2a。研究表明，MBL 基因的多態性與IMN 中IgG4 亞類抗體激活補體凝集素通路有關[14]。在PLA2R 抗體陽性的IMN 患者血清中，MBL 和MBL相關絲氨酸蛋白酶水平顯著升高，腎組織中也發現了MBL 和PLA2R 抗體在上皮細胞內共定位[15-16]，IgG4亞類抗體的碳水化合物側鏈與MBL結合進而激活補體MBL途徑，最終形成激活產物膜攻擊復合物C5b-9，通過誘發足細胞凋亡、誘導DNA 損傷從而引起足細胞增生不足及足細胞脫落等機制引起足細胞減少，導致腎小球濾過膜通透性增加及蛋白尿形成[16-17]。日本的一項研究結果顯示，內源性抗原（PLA2R 和THSD7A）相關MN 組與非內源性抗原相關MN組相比，甘露糖結合MBL沉積的比例更高、染色強度更強，腎小球內MBL染色強度與IgG4相關，且是IMN患者蛋白尿緩解和腎功能不全的不良預測因素，腎小球MBL陽性組的間質纖維化更嚴重、臨床結局更差[18]。另外，有研究在動物模型上驗證THSD7A 抗體可通過激活小鼠補體MBL 途徑而誘導MN，患病小鼠血清中的MBL、MBL 相關絲氨酸蛋白酶、C3a、C5a 等補體蛋白水平顯著升高[19]。目前的研究表明，IMN 的補體MBL 途徑被明顯激活，且與IMN 的發病過程、疾病嚴重程度及臨床不良預后密切相關。

1.3 補體旁路途徑與IMN 補體旁路途徑與凝集素途徑類似，其激活無需依賴于免疫復合物，啟動活化不通過C1q，也無需經過C4、C2 活化，而是在B、D、P因子的調節下，C3b直接與激活物結合，生成C3轉化酶C3（H2O）Bb，進而啟動補體酶促擴增連鎖反應。有研究報告表明，IMN 可以在MBL 完全缺乏的患者中發生，這些患者表現為典型的腎病綜合征，在腎小球免疫沉積物中發現B 因子、PLA2R、IgG4、C3 及C5b-9 染色較強，且未見明顯C1q、C4d和IgG1沉積，這提示補體系統的經典途徑及凝集素途徑均未被激活，B因子的沉積進一步說明IMN患者中補體旁路途徑的激活[20-21]。在IMN小鼠模型中發現，B因子的缺失比補體C5的缺失更能減少蛋白尿，原因是C5 的缺失只能阻止C5 下游的活化(如C5b-9 的形成)，而B 因子的缺失則可抑制旁路途徑在C3水平的活化，在更高水平上阻斷了補體系統激活進而減輕IMN 小鼠的腎臟損傷[22]。補體調節蛋白H因子是旁路途徑的主要抑制劑，而硫酸肝素鏈是GBM 陰離子電荷的主要決定因子，生理情況下GBM 通過硫酸肝素鏈招募H 因子來調節局部補體旁路途徑的激活[23]，而在IMN 患者中由于GBM 硫酸肝素鏈丟失無法招募H因子，破壞了補體旁路途徑的局部調節機制，減弱了對旁路途徑的抑制作用，導致補體旁路途徑明顯激活，加重IMN 患者GBM損傷[24]，且有研究在IMN患者中發現了H因子的自身抗體，其可能進一步減弱了H因子的抑制作用[25]。由此可見，在IMN患者中MBL缺乏者主要通過旁路途徑激活補體，而B 因子的參與及H 因子的調節機制充分說明補體旁路途徑激活在IMN 患者發病中的作用。

2 膜攻擊復合物C5b-9 在IMN 的足細胞損傷中的作用及機制

IMN 發病機制的核心是免疫復合物沉積觸發的補體激活進而導致腎組織損傷，而足細胞是這一作用過程中重要的靶細胞，足細胞是高度特異性的終末分化細胞，位于GBM 的外側，具有支撐GBM和維持腎小球濾過屏障的重要功能，膜攻擊復合物C5b-9 導致足細胞損傷及脫落，腎小球濾過功能下降進而出現大量蛋白尿。

IMN 患者腎組織中已明確存在C5b-9 沉積，且IMN 患者尿中C5b-9 的排泄升高，尿中C5b-9 水平與IMN疾病進展相關[10]。C5b-9也稱為膜攻擊復合物，是一種大分子復合物，由C5 通過蛋白水解生成C5b，然后與C6、C7 結合形成C5b6、7 絡合物，這是一種嗜兩性分子，具有細胞膜脂質雙分子層的結合位點。C5b6、7絡合物再與C8、C9分子結合，形成膜攻擊復合物C5b-9后插入細胞膜的脂質雙分子層形成通道。C5b-9 的插入對非有核細胞(如紅細胞)是致死性的，而在足細胞等有核細胞會導致亞致死性損傷，足細胞可通過脫去C5b-9 來免受補體介導的損傷，但同時C5b-9 可導致足細胞多種信號通路的激活，引起足細胞細胞骨架改變導致足細胞裂孔隔膜分子異常分布，促進足突融合消失和功能障礙[8,26]。足細胞在C5b-9 的損傷效應下，細胞周期明顯縮短、增殖能力下降，逐漸走向凋亡并從GBM上脫落[27]，增加了GBM對尿蛋白濾過的通透性。C5b-9 還可誘導足細胞產生多種物質，如活性氧、蛋白酶、前列腺素、細胞外基質等[28]。其中活性氧可誘發GBM的脂質過氧化反應，繼而降解GBM的IV型膠原蛋白，進一步加重了GBM的損傷。在實驗性MN中C5b-9還可使足細胞的金屬蛋白酶表達增加導致毛細血管的通透性增加，這也是蛋白尿產生的原因之一[29]。大多數C5b-9 直接作用在足細胞上，同時也可插入鄰近的細胞，導致系膜細胞、腎小球內皮細胞和腎小管上皮細胞損傷[21,28]。實驗性缺乏C6的IMN 大鼠由于不能形成C5b-9，可以防止IMN 的發生[8]。這些研究均為C5b-9在IMN發病過程中的重要作用提供了有力的證據。

3 C3 和C5 在IMN 發病中的作用及機制

C3 轉化酶(C4b2a 和C3bBbP)在補體系統的3條激活途徑中均起重要作用，可將補體C3裂解成C3a 和C3b，C3b 進一步參與生成C5 轉化酶(C4b2a3b 和C3bBb3b)，將補體C5 裂解成C5a 和C5b[30]。在IMN患者的腎組織中，與低強度C3沉積組患者相比，高強度C3沉積組患者在基線時的疾病嚴重程度及隨訪期間的臨床結局更差[31]。研究顯示，IMN患者血漿C3a和C5a水平均升高，且C5a可在12 個月內預測IMN 患者的蛋白尿緩解[32]。C3a受體和C5a 受體分布廣泛，IMN 患者足細胞膜上有C3a受體表達，系膜細胞也可表達C5a受體，與C3a、C5a結合后產生效應。C3a和C5a為過敏性蛋白，與G 蛋白偶聯受體結合后發揮過敏性毒素作用，作用于腎組織細胞可趨化多種炎癥細胞，如巨噬細胞、中性粒細胞、肥大細胞等，并釋放血管活性物質導致通透性增加[33]。尚有研究表明C5a與細胞凋亡密切相關，同時具備抗凋亡和促凋亡作用，對炎癥細胞起抗凋亡作用，而對腎臟細胞(如足細胞)則起著促凋亡作用[28]。

4 補體治療在IMN 中的臨床應用

在IMN 患者中有1/3 極易復發，并在10～15 年內進展為終末期腎病。目前IMN 的主要治療策略是使用激素、免疫抑制劑或針對B 細胞的利妥昔單抗等藥物治療，但這些藥物有明顯的毒副作用，且約25%的患者對免疫抑制治療無效[34-35]。補體治療是IMN治療的一種新方法，尤其是對傳統療法效果欠佳或腎功能迅速惡化的患者。不同的補體抑制劑針對不同的激活途徑，并阻斷不同的效應通路。GVB-EDTA可抑制補體激活的所有途徑，完全阻斷補體介導的IMN 細胞毒性，而Mg-EGTA 僅抑制經典途徑和凝集素途徑。在Lateb 等[36]的研究中，對48 例PLA2R 相關IMN 患者給予補體抑制劑，其中37 例補體介導的細胞毒性水平高的IMN 患者受益于補體抑制劑治療，誘導更早的緩解和更少的足細胞損傷，Mg-EGTA對經典途徑和凝集素途徑的抑制減輕了大部分補體介導的細胞毒性。埃庫珠單抗eculizumab 是補體C5 抑制劑，有117 例IMN 患者接受了16 周的埃庫珠單抗治療后蛋白尿未見明顯減少[37]，其原因可能是用藥時間過短，也有可能是用量偏少沒有完全阻斷末端補體的激活。另外，MASP2抑制劑OMS721 和C3 激活抑制劑APL-2 目前正進行MN的藥物臨床試驗[38]。補體抑制劑包括口服制劑、重組蛋白、小分子、新型單克隆抗體、小干擾RNA制劑以及上調天然補體抑制劑，這些抑制劑將在不久之后投入臨床使用[39]。

5 總結與展望

目前IMN的病因及發病機制尚未研究透徹，循環免疫復合物沉積或原位免疫復合物形成是腎小球濾過膜受損的始動因素，補體系統激活、形成膜攻擊復合物C5b-9導致足細胞損傷是IMN發病的關鍵環節。針對IMN 患者不同補體激活途徑的抑制劑也正開展臨床試驗，今后仍需進一步的臨床研究來揭示IMN 患者能否從補體抑制治療當中獲益。IMN發病機制復雜，未來仍需深入挖掘IMN與補體系統之間的具體機制，闡述補體系統與IMN的病理生理之間的關聯，為IMN的臨床診斷及治療提供新的思路及依據，有望通過干預補體途徑治療IMN。