免疫球蛋白與糖尿病腎病研究進展*

李含雨 綜述 劉芳 審校

(四川大學華西醫院腎內科,四川 成都610041)

糖尿病腎病是造成慢性腎臟病的最常見原因，臨床上以持續存在的蛋白尿、腎功能下降及血壓升高等為臨床特點[1]，病理上以系膜及系膜基質等增生、K-W結節的形成、入球及出球小動脈的玻璃樣變為特征[2]。 糖尿病腎病的發病機制復雜，其中遺傳、炎癥、免疫應答、內分泌等多種機制參與其中，但具體機制尚不十分清楚[3]。 免疫球蛋白(Ig)是由B細胞接受抗原刺激后增殖分化生成的漿細胞產生的一類糖蛋白，能與相應的抗原結合，是介導體液免疫的重要效應分子。Ig重鏈由450～550個氨基酸殘基組成，分子量約為50～75KDa，分為μ、δ、γ、α和ε鏈，根據其重鏈的不同將免疫球蛋白分為5個同種型，即IgM、IgD、IgG、IgA、IgE[4]。目前有大量研究表明，免疫球蛋白參與糖尿病腎病發生和發展的各個步驟當中，本文將對免疫球蛋白與糖尿病腎病近年來的研究進展進行綜述。

1 體液免疫與糖尿病腎病

免疫是機體的一種生理功能，免疫系統在其功能上的表現主要是防御、監視和免疫自穩。其中體液免疫主要防御細胞外微生物及中和其毒素，具體可分成感應階段、反應階段和效應階段三個階段，分為兩個關鍵：①產生記憶性T細胞和記憶性B細胞得以保存，當同種抗原再次入侵時候，可迅速、高效、特異性應答。②產生高效但短暫的漿細胞，由漿細胞分泌的抗體發揮中和病毒、免疫調理、細胞毒作用來殺傷靶細胞。體液免疫是通過B細胞產生抗體來達到保護的特異性免疫，B細胞產生于骨髓，是獲得性免疫系統中最重要的一個成員，在受到抗原刺激時發生增殖、分化，進入激活狀態，B細胞能夠遞呈抗原并分泌抗體，迅速向漿細胞分化，IgG、IgA類抗體通過其Fab段與細菌等病原體結合，Fc段與吞噬細胞的FcR結合后吞噬病原體[5]。

1型和2型糖尿病發病均與機體免疫狀態異常有關 ，其中1型糖尿病被認為是一種T細胞介導的胰島β細胞進行性破壞的自身免疫性疾病，胰島β細胞自身抗原釋放和暴露可激活B細胞，分泌ICA、IAA、GADAb、蛋白酪氨酸磷酸酶-2β等抗體，同時B淋巴細胞可以促進CD8+T淋巴細胞向細胞毒性T細胞轉化，分泌INF-γ、IL-1和TNF-α等細胞因子，參與1型糖尿病的發生[6]。在非肥胖的糖尿病大鼠體內注射抗CD20或者抗CD22的單克隆抗體消耗B細胞后，可阻止大鼠糖尿病的發生[7]，對新近診斷的1型糖尿病患者使用抗CD20單克隆抗體(利妥昔單抗)注射后，患者體內B細胞的消耗可以維持患者胰島β細胞的功能，延遲胰島素開始治療的時間[8]。2型糖尿病則與免疫及炎癥反應引起的胰島素抵抗和胰島β細胞分泌功能減退有關，其中淋巴細胞、炎癥因子、自身抗體、補體等均參與到2型糖尿病患者胰島細胞的損害過程。Zhang C等發現在2型糖尿病患者體內CD4+/CD8+T細胞比例失調，Th17細胞增多，Treg細胞減少。B淋巴細胞分泌的IL-8和IL-10的比例失調，放大了炎癥反應，加重了疾病的進展[9]。

糖尿病腎病是在遺傳因素的背景下，其他危險因素共同作用導致的疾病，其主要危險因素包括糖代謝異常、炎癥作用、微循環障礙、氧化應激、脂代謝異常等。近期有研究顯示，糖尿病腎病是一種炎癥過程，免疫細胞可能參與到其發生和進展過程當中[10]，由于巨噬細胞是糖尿病腎病發生最先侵潤的免疫細胞，目前大多數研究關注巨噬細胞在糖尿病腎病發病機制中的作用[11]，巨噬細胞侵潤數量與腎損害程度呈正相關[12]。在1型糖尿病患者中，T細胞在腎小球旁器的聚集和激活會加重糖尿病的發展，并且與腎小球濾過膜和尿蛋白排泄相關，與非糖尿病的野生型小鼠相比，腎小球和間質的CD4+T細胞、CD8+T細胞會成倍增加[13]。提示早期糖尿病腎病的發展與淋巴細胞侵潤相關。淋巴細胞的募集是糖尿病腎病進展的關鍵步驟，缺乏細胞間粘附分子-1(ICAM-1)的小鼠，淋巴細胞和巨噬細胞向腎組織募集缺陷，可緩解腎臟病變的進展。ICAM-1缺陷的db/db小鼠CD4+T細胞向腎小球聚集的能力也下降[14]。B細胞可通過產生自身抗體進而導致腎臟免疫復合物的形成和沉積[15], 腎臟免疫復合物的沉積可誘導巨噬細胞聚集，通過釋放細胞因子和激活補體促進炎癥的發生[16]，產生損傷級聯反應,加重糖尿病腎病的進展。

糖尿病病程的延長可導致糖基化終產物(ACE)的產生增加，糖基化終產物修飾蛋白可結合白細胞，刺激促炎細胞因子的合成和釋放[17],同時，糖基化終產物可激活NF-κB信號通路，在B細胞的產生和激活過程中發揮作用[18]。糖尿病腎病患者RASS系統的激活和內皮功能紊亂為白細胞活化和細胞因子表達產生促炎和增生效應提供微環境[19],因此糖尿病腎病患者的代謝和血流動力學異常會觸發免疫介導的炎癥反應和細胞因子生成。

2 IgM與糖尿病腎病

IgM作為一種機體在初次免疫應答過程中所出現的抗體，其來源：①通過B-2細胞與外來抗原進行初次免疫應答而出現。②由于B-1細胞受病毒、細菌的影響及誘導出現克隆活化逐步形成，病原菌表面的糖成分為該抗體的主要靶點。 一般分布于人體血液中，在免疫防御早期應答中扮演著重要角色[20]。在患有早期傳染性疾病以及類風濕性關節炎等免疫性疾病的患者血清中能夠發現IgM的存在，一旦在血清中發現IgM就表示患者最近出現過感染情況。為此，IgM經常被用于對患者是否存在感染情況的早期診斷[21]。

持續存在的蛋白尿是糖尿病患者發生心血管疾病和腎衰竭的高危因素，有研究[22]表明白蛋白尿可作為預測糖尿病患者心血管疾病死亡率和腎衰竭發生的獨立危險因子。Omean等[23]比較了1型和2型糖尿病患者的尿蛋白排泄情況，首次發現2型糖尿病患者尿IgM比1型糖尿病患者高，揭示了1型糖尿病患者蛋白尿主要是由于腎小球毛細血管壁電荷選擇性造成，而在2型糖尿病患者中，則是由濾過膜的分子選擇性引起。RafidTofik等[24]發現糖尿病患者尿IgM排泄的增加，其心血管事件和腎臟終點事件的發生率也隨之增加，在白蛋白尿相同的情況下，尿IgM對預后判斷的敏感性更高, 并且在2型和1型糖尿病患者中發現了同樣的上述規律，提示尿IgM可作為評估糖尿病患者預后的無創性檢查[25]。在我們的一項納入了132人經腎活檢確診糖尿病腎病的患者的回顧性研究中，腎組織免疫球蛋白沉積占55.04%，其中IgM陽性的占41.86%，大部分分布在腎小球毛細血管，少量分布在系膜區域和腎小球囊，IgM的沉積與患者eGFR、血清C3、尿酸、甘油三酯的降低相關，多因素回歸分析認為，腎小球IgM的沉積是糖尿病腎病患者進展為ESRD的獨立危險因素。

3 IgG與糖尿病腎病

IgG的最大特點在于其是目前研究發現的人體中含量最高的一種免疫球蛋白。通過對比IgG鉸鏈區長度及二硫鍵位置兩者間的差異，人類IgG大致包括IgG1、IgG2、IgG3、IgG4四種，它們分別對應的分子量為146KDa、146 KDa、165 KDa、146 KDa。通常情況下，可以在B細胞參與再次免疫應答過程中發現IgG，該免疫球蛋白是再次免疫應答的主要抗體，此外它還具有較好的補體活化功能，能幫助吞噬細胞提升吞噬病原體的作用[26]。

Koki Mise等[27]發現糖尿病腎病患者腎組織IgG呈線狀沿腎小球及腎小管基底膜分布，其強度與患者的腎臟預后相關，在調整了臨床和其他的腎臟損害等多因素后，IgG沉積的強度越高，其全因死亡率相應增加，上述研究提示糖尿病腎病患者IgG沉積的強度可作為判斷糖尿病腎病患者預后的指標。糖尿病腎病患者IgG在腎小球及腎小管沉積的原因尚不十分清楚，目前可能的機制如下: ①腎小球基底膜結構的改變，引起濾過膜的通透性變化，使血漿中白蛋白和帶負電荷的蛋白質的通透性減少，進而導致基底膜兩側的電荷發生變化，因而在糖尿病早期，腎臟清除帶負電荷的IgG4的比例增加[28]。②膠原IV特征性的存在于腎小球基底膜當中，并且是基底膜的主要構成成分，Kanie等[29]測量了血清中抗膠原IV的抗體(IgG)，發現糖尿病腎病患者血清抗膠原IV抗體(IgG)明顯高于非糖尿病患者，提示糖尿病腎病患者基底膜結構的破壞，導致膠原IV的碎片的形成，刺激機體產生抗膠原IV的抗體(IgG)在腎小球和腎小管沉積[30]。

糖尿病患者體內多種修飾蛋白具有免疫原性，其中包括人對氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)免疫應答后產生抗氧化低密度脂蛋白免疫復合物[31], 抗ox-LDL免疫復合物可以通過激活補體的經典途徑誘導巨噬細胞產生促炎的細胞因子，包括IL-1、IL-6和TNF-α[32]。在1型糖尿病患者當中，ox-LDL免疫復合物的沉積與大量蛋白尿相關。Virella G等[33]發現在1型糖尿病患者中IgG抗體明顯升高，且獨立于循環免疫復合物、血肌酐和尿蛋白的排泄，其IgG抗體主要為促炎的IgG1和IgG3亞型，這些免疫復合物在體外可誘導產生單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)和集落刺激因子-1(CSP-1)，通過系膜細胞產生膠原促進腎小球纖維化的發生[34]。

4 IgA與糖尿病腎病

IgA是人類合成最多的免疫球蛋白，每天合成IgA的量大約為66mg/kg，其半衰期約為6天，人體中的IgA可以單體、二聚體、三聚體和四聚體形式存在，粘膜表面和分泌液中的IgA是主要的免疫球蛋白，抵抗病原體經粘膜上皮特別是呼吸道、腸道和泌尿道的感染[35]。IgA可以發揮中和作用，可以阻止病原體進入細胞造成細胞損傷，同時IgA具有調理作用[36]，可與粘膜表面的單核細胞和中性粒細胞表面的Fc受體結合，吞噬病原體[37]。Forshaw M J等[38]發現克隆恩病患者中腸道IgA陽性的B細胞明顯增多，腸道分泌增多的IgA沉積于腎臟，引起患者血尿、蛋白尿和腎功能變化。當患者體內出現衣原體感染后，血漿中IgA水平的升高，其發生心血管事件的風險也升高，可能與IgA抗體調控腸道微生物產生致動脈粥樣硬化作用相關[39]。

IgA腎病約占非糖尿病腎損害的59%，有單個病例報道，IgA腎病疊加糖尿病腎病會加重患者的腎臟損傷[40]，但lai等[41]比較隨訪觀察了7個IgA腎病合并糖尿病腎病的患者1年，與單純性糖尿病腎病患者相比，其最終的肌酐及肌酐清除率無明顯差異。IgA腎病疊加糖尿病腎病的患者并不少見，糖尿病患者腎小球結構和功能的改變為免疫復合物的沉積提供了條件[42]，IgA腎病疊加糖尿病腎病對患者腎功能的影響取決于原發腎臟疾病的病理損害程度和IgA腎病在糖尿病腎病病程中的發生時間[43]。

5 其他

IgD 和 IgM二者均是B 細胞在發育過程中出現最早的抗體。但從功能上來看， IgD明顯優于IgM，而且其在調節免疫應答及平衡免疫系統中發揮著更加突出的作用；從其分類來看，大致包括分泌型IgD (sIgD)和膜結合型IgD (mIgD)。IgD不但能夠作為 B 細胞表面受體BCR以達到更好發揮免疫功能的作用，同時也可以被當作配體和其受體進行結合并完成對下游信號通路的激活[44]。自IgD在1965年被從骨髓瘤患者血清中發現以來，經過后期大量研究發現，患有感染性疾病及自身免疫性疾病等的病人其血液中sIgD水平偏高，另有研究表明[45]，對患有關節炎的實驗小鼠在其發病早期為其注射抗IgD 抗體，結果顯示關節病變情況有所改善。IgE則是在B細胞出現類型轉換時形成的抗體類型，研究表明，對于血脂異常的男性患者來說，他們外周血液中所存在的IgE指標值偏高，而這也是導致其發生心肌梗死、心源性猝死等的危險因素，IgE基于對肥大細胞功能的調節使其進一步加速動脈粥樣硬化的形成，而且其還與過敏及哮喘發病等有著密切關系[46]。目前文獻尚未發現IgD和IgE與糖尿病腎病的確切關系。

6 小結

綜上所述，免疫系統的激活在糖尿病腎病的發生和發展過程中發揮著重要作用，免疫球蛋白作為下游的效應產物，與糖尿病腎病臨床表現差異、預后密切相關，為糖尿病腎病的治療提供了新的靶點。