- 腎內(nèi)科學(xué)(第2版)
- 諶貽璞主編
- 3741字
- 2021-04-16 12:54:43
第二節(jié) 急進(jìn)性腎炎發(fā)病機(jī)制的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
一、發(fā)病機(jī)制概述
對RPGN發(fā)病機(jī)制的研究最早始于動(dòng)物模型試驗(yàn)。1934年Masugi的抗腎抗體腎炎模型(用異種動(dòng)物抗腎皮質(zhì)血清建立的兔、大鼠抗腎抗體腎炎模型)、1962年Steblay的抗GBM腎炎模型(用羊自身抗GBM抗體建立的羊抗GBM腎炎模型)及1967 年Lerner的Goodpasture綜合征動(dòng)物模型(用注入異種抗GBM抗體的方法在松鼠猴體內(nèi)制作出的肺出血-腎炎綜合征模型)都確立抗GBM抗體在本病中的致病作用。隨著Couser免疫病理分類法在臨床的應(yīng)用,對本病發(fā)病機(jī)制的研究從Ⅰ型(抗GBM型)逐漸擴(kuò)展至Ⅱ型(免疫復(fù)合型)和Ⅲ型(寡免疫沉積物型)。研究水平也由早期的整體、器官水平轉(zhuǎn)向細(xì)胞水平(單核巨噬細(xì)胞、T、B淋巴細(xì)胞、腎小球固有細(xì)胞等),目前更深入到分子水平(生長因子、細(xì)胞因子、黏附分子等),但是對本病的確切發(fā)病機(jī)制仍尚未完全明白。
RPGN在病因?qū)W和病理學(xué)上有一個(gè)顯著的特征,即多病因卻擁有一個(gè)基本的病理類型。表明本病起始階段有多種途徑致病,最終可能會(huì)有一共同的環(huán)節(jié)導(dǎo)致腎小球內(nèi)新月體形成。研究表明腎小球毛細(xì)血管壁損傷(基底膜斷裂)是啟動(dòng)新月體形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基底膜斷裂(裂孔)使單核巨噬細(xì)胞進(jìn)入腎小囊囊腔、纖維蛋白于囊腔聚集、刺激囊壁壁層上皮細(xì)胞增生,而形成新月體。進(jìn)入囊腔中的單核巨噬細(xì)胞在新月體形成過程中起著主導(dǎo)作用,具有釋放多種細(xì)胞因子,刺激壁層上皮細(xì)胞增生,激活凝血系統(tǒng)和誘導(dǎo)纖維蛋白沉積等多種作用。新月體最初以細(xì)胞成分為主(除單核巨噬細(xì)胞及壁層上皮細(xì)胞外,近年證實(shí)臟層上皮細(xì)胞,即足細(xì)胞,也是細(xì)胞新月體的一個(gè)組成成分),隨之為細(xì)胞纖維性新月體,最終變?yōu)槔w維性新月體。新月體纖維化也與腎小囊囊壁斷裂密切相關(guān),囊壁斷裂可使腎間質(zhì)的成纖維細(xì)胞進(jìn)入囊腔,產(chǎn)生Ⅰ型和Ⅲ型膠原(間質(zhì)膠原),促進(jìn)新月體纖維化。
腎小球毛細(xì)血管壁損傷(GBM斷裂)確切機(jī)制仍欠明確,主要有如下解釋:
(一)體液免疫
抗GBM抗體(IgG)直接攻擊GBM的Ⅳ膠原蛋白α3鏈引發(fā)的Ⅱ型(細(xì)胞毒型)變態(tài)反應(yīng)和循環(huán)或原位免疫復(fù)合物沉積在腎小球毛細(xì)血管壁或系膜區(qū)引發(fā)的Ⅲ型(免疫復(fù)合物型)變態(tài)反應(yīng),均可激活補(bǔ)體、吸引中性粒細(xì)胞及激活巨噬細(xì)胞釋放蛋白水解酶,造成GBM損傷和斷裂。20世紀(jì)60~90年代體液免疫一直是本病發(fā)病機(jī)制研究的重點(diǎn),在Ⅰ型和Ⅱ型RPGN也都證實(shí)了體液免疫的主導(dǎo)作用。
(二)細(xì)胞免疫
體液免疫的特征是免疫復(fù)合物的存在。1979 年Stilmant和Couser等報(bào)道了16例原發(fā)性RPGN患者的腎小球并無免疫沉積物,對體液免疫在這些患者中的致病作用提出了質(zhì)疑。而后,1988年Couser對RPGN進(jìn)行疾病分型時(shí),直接提出第3種類型,即“腎小球無抗體沉積型”,它的發(fā)病機(jī)制可能與細(xì)胞免疫或小血管炎相關(guān)。1999年Cunningham在15例Ⅲ型患者腎活檢標(biāo)本的腎小球中,觀察到活化的T細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞和組織因子的存在,獲得了細(xì)胞免疫在本型腎炎發(fā)病中起重要作用的證據(jù)。由T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫主要通過細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD4 -CD8 +)的直接殺傷作用和遲發(fā)型超敏反應(yīng)T細(xì)胞(CD4 +CD8 -)釋放各種細(xì)胞因子、活化單核巨噬細(xì)胞的作用,而導(dǎo)致毛細(xì)血管壁損傷。
(三)炎癥細(xì)胞
中性粒細(xì)胞可通過補(bǔ)體系統(tǒng)活性成分(C3a、C5a)的化學(xué)趨化作用、F C受體及C3b受體介導(dǎo)的免疫黏附作用及毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷釋放的細(xì)胞因子(如白細(xì)胞黏附因子),而趨化到并聚集于毛細(xì)血管壁受損處,釋放蛋白溶解酶、活性氧和炎性介質(zhì)損傷毛細(xì)血管壁。
新月體內(nèi)有大量的單核巨噬細(xì)胞,其浸潤與化學(xué)趨化因子、黏附因子及骨橋蛋白相關(guān)。巨噬細(xì)胞既是免疫效應(yīng)細(xì)胞也是炎癥效應(yīng)細(xì)胞。它可通過自身殺傷作用破壞毛細(xì)血管壁,也可通過產(chǎn)生大量活性氧、蛋白溶解酶及分泌細(xì)胞因子而損傷毛細(xì)血管壁;它還能刺激壁層上皮細(xì)胞增生及纖維蛋白沉積,從而促進(jìn)新月體形成。
(四)炎性介質(zhì)
在本病中T淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞、上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞均可釋放各自的炎性介質(zhì),它們在RPGN的發(fā)病中起著重要作用。已涉及本病的炎癥介質(zhì)包括:補(bǔ)體成分(C3a、C5a、膜攻擊復(fù)合體C5b-9等),白介素(IL-1,IL-2,IL-4,IL-6,IL-8),生長因子(轉(zhuǎn)化生長因子TGFβ、血小板源生長因子PDGF、成纖維細(xì)胞生長因子FGF等),腫瘤壞死因子(TNFα),干擾素(IFNβ,IFNγ),細(xì)胞黏附分子(細(xì)胞間黏附分子ICAM、血管細(xì)胞黏附分子VCAM)及趨化因子,活性氧(超氧陰離子O 2 -、過氧化氫H 2O 2、羥自由基HO -、次鹵酸如次氯酸HOCl),一氧化氮(NO),花生四烯酸環(huán)氧化酶代謝產(chǎn)物(前列腺素PGE 2、PGF 2、PGI 2及血栓素TXA 2)和酯氧化酶代謝產(chǎn)物(白三烯LTC4、LTD4),血小板活化因子(PAF)等。炎性介質(zhì)具有網(wǎng)絡(luò)性、多效性和多源性特點(diǎn),作用時(shí)間短且局限,多通過相應(yīng)受體發(fā)揮致病效應(yīng)。
綜上所述,在RPGN發(fā)病機(jī)制中,致腎小球毛細(xì)血管壁損傷(GBM斷裂)的過程,既有免疫機(jī)制(包括細(xì)胞免疫及體液免疫)也有炎性機(jī)制參與。今后繼續(xù)對各種炎性介質(zhì)的致病作用進(jìn)行深入研究,將有助于從分子水平闡明本病發(fā)病機(jī)制,也能為本病治療提供新的思路和線索。
二、發(fā)病機(jī)制研究的進(jìn)展
近年,RPGN發(fā)病機(jī)制的研究有很大進(jìn)展,本文將著重對抗GBM抗體及ANCA致病機(jī)制的某些研究進(jìn)展作一簡介。
(一)抗腎小球基底膜抗體新月體腎炎 1.抗原位點(diǎn)
GBM與肺泡基底膜中的膠原Ⅳ分子,由α3、α4和α5鏈構(gòu)成,呈三股螺旋排列,其終端膨大呈球形非膠原區(qū)(NC1區(qū)),兩個(gè)膠原Ⅳ分子的終端球形非膠原區(qū)頭對頭地相互交聯(lián)形成六聚體結(jié)構(gòu)。原來已知抗GBM抗體的靶抗原為膠原Ⅳα3鏈的NC1區(qū),即α3(Ⅳ)NC1,它有兩個(gè)抗原決定簇,被稱為E A(氨基酸順序17-31)及E B(氨基酸順序127-141);而近年發(fā)現(xiàn)膠原Ⅳα5鏈的NC1區(qū),α5(Ⅳ)NC1,也是抗GBM抗體的靶抗原,同樣可以引起抗GBM病。
在正常的六聚體結(jié)構(gòu)中,兩個(gè)頭對頭交聯(lián)的α3(Ⅳ)NC1形成雙聚體,抗原決定簇隱藏于中不暴露,故不會(huì)誘發(fā)抗GBM抗體。在某些外界因素作用下(如震波碎石,呼吸道吸入烴、有機(jī)溶劑或香煙),此雙聚體被解離成單體,隱藏的抗原決定簇暴露,即可誘發(fā)自身免疫形成抗GBM抗體。
2.抗體滴度與抗體親和力
抗GBM抗體主要為IgG1亞型(91%),其次是IgG4亞型(73%),IgG4亞型并不能從經(jīng)典或旁路途徑激活補(bǔ)體,因此在本病中的致病效應(yīng)尚欠清。北京大學(xué)第一醫(yī)院所進(jìn)行的研究已顯示,抗GBM抗體親和力和滴度與疾病病情及預(yù)后密切相關(guān)。2005年他們報(bào)道抗GBM抗體親和力與腎小球新月體數(shù)量相關(guān),抗體親和力越高,含新月體的腎小球就越多,腎損害越重。2009年他們又報(bào)道,循環(huán)中抗E A或(和)E B抗體滴度與疾病嚴(yán)重度和疾病最終結(jié)局相關(guān),抗體滴度高的患者,診斷時(shí)的血清肌酐水平及少尿發(fā)生率高,最終進(jìn)入終末腎衰竭或死亡者多。此外,北京大學(xué)第一醫(yī)院還在少數(shù)正常人的血清中檢測出GBM抗體,但此天然抗體的親和力和滴度均低,且主要為IgG2亞型及IgG4亞型,這種天然抗體與致病抗體之間的關(guān)系值得深入研究。
3.細(xì)胞免疫
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P脱芯恳扬@示,在缺乏抗GBM抗體的條件下,將致敏的T細(xì)胞注射到小鼠或大鼠體內(nèi),小鼠或大鼠均會(huì)出現(xiàn)無免疫球蛋白沉積的新月體腎炎。α3(Ⅳ)NC1中的多肽序列—pCol(28-40)多肽,或與pCol(28-40)多肽序列類似的細(xì)菌多肽片段均能使T細(xì)胞致敏。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還顯示,CD4 +T細(xì)胞,特別是Th1和Th17細(xì)胞,是致新月體腎炎的重要反應(yīng)細(xì)胞;近年,CD8 +T細(xì)胞也被證實(shí)為另一個(gè)重要反應(yīng)細(xì)胞,給WKY大鼠腹腔注射抗CD8單克隆抗體能有效地預(yù)防和治療抗GBM病,減少腎小球內(nèi)抗GBM抗體沉積及新月體形成。對抗GBM病患者的研究還顯示,CD4 +CD25 +調(diào)節(jié)T細(xì)胞能在疾病頭3個(gè)月內(nèi)出現(xiàn),從而抑制CD4 +T細(xì)胞及CD8 +T細(xì)胞的致病效應(yīng)。
4.遺傳因素
對抗GBM病遺傳背景的研究已顯示,本病與主要組織相容性復(fù)合物(MHC)Ⅱ類分子基因具有很強(qiáng)的正性或負(fù)性聯(lián)系。1997 年Fisher等在西方人群中已發(fā)現(xiàn) HLA-DRB1*15及 HLA-DRB1*04基因與抗GBM病易感性密切相關(guān),近年日本及中國人群的研究也獲得了同樣結(jié)論。而HLA-DRB1 *0701及HLA-DRB1 *0101卻與抗GBM病易感性呈負(fù)性相關(guān)。
(二)抗中性白細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性新月體腎炎 1.抗體作用
近年對ANCA的產(chǎn)生及其致病機(jī)制有了較清楚了解。感染釋放的腫瘤壞死因子α(TNF-α)及白介素1(IL-1)等前炎癥細(xì)胞因子,能激發(fā)中性粒細(xì)胞使其胞漿內(nèi)的髓過氧化物酶(MPO)及蛋白酶3(PR3)轉(zhuǎn)移至胞膜,刺激ANCA產(chǎn)生。ANCA的(Fab) 2段與細(xì)胞膜表面表達(dá)的上述靶抗原結(jié)合,而Fc段又與其他中性粒細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合,致使中性粒細(xì)胞激活。激活的中性粒細(xì)胞能高表達(dá)黏附分子,促其黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞,還能釋放活性氧及蛋白酶(包括PR3),損傷內(nèi)皮細(xì)胞,導(dǎo)致血管炎發(fā)生。
2.補(bǔ)體作用
補(bǔ)體系統(tǒng)在本病中的作用,近來才被闡明。現(xiàn)已知中性粒細(xì)胞活化過程中釋放的某些物質(zhì),能促進(jìn)旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶C3bBb形成,從而激活補(bǔ)體系統(tǒng),形成膜攻擊復(fù)合體C5b-9,殺傷血管內(nèi)皮細(xì)胞;而且,補(bǔ)體活化產(chǎn)物C3a和C5a還能趨化更多的中性粒細(xì)胞聚集到炎癥局部,進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥效應(yīng)。
3.遺傳因素
對ANCA相關(guān)小血管炎候選基因的研究很活躍。對MHCⅡ類分子基因的研究顯示 ,HLA-DPBA*0401與肉芽腫多血管炎(原稱韋格納肉芽腫)易感性強(qiáng)相關(guān),而 HLA-DR4及 HLA-DR6與各種ANCA相關(guān)小血管炎的易感性均相關(guān)。
此外,還發(fā)現(xiàn)不少基因與ANCA相關(guān)小血管炎易感性相關(guān),這些基因編碼的蛋白能參與免疫及炎癥反應(yīng),如CTLA4(其編碼蛋白能抑制T細(xì)胞功能), PTPN22(其編碼蛋白具有活化B細(xì)胞功能), IL-2RA(此基因編碼高親和力的白介素-2受體), AAT Z等位基因(α-抗胰蛋白酶能抑制PR3活性,減輕PR3所致內(nèi)皮損傷。編碼α-抗胰蛋白酶的基因具有高度多態(tài)性,其中 AAT Z等位基因編碼的α-抗胰蛋白酶活性低,抑制PR3能力弱)。
總之,對RPGN發(fā)病機(jī)制的研究,尤其在免疫反應(yīng)及遺傳基因方面的研究,進(jìn)展很快,應(yīng)該密切關(guān)注。
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