T細胞在IgA腎病發病機制中的作用

李婷婷, 石 磊

(天津中醫藥大學研究生院/天津中醫藥大學第一附屬醫院, 天津 300000)

IgA腎病是世界上許多地區最常見的原發性腎小球腎炎，發病前常有上呼吸道和/或消化道感染存在[1]。發病時青少年常表現為無痛性肉眼血尿和蛋白尿；成人則表現為鏡下血尿、蛋白尿、高血壓和不同程度的慢性腎病。該疾病最典型的特征是腎小球系膜中含有完全屬于IgA1亞型的IgA免疫沉積物。經過多年的研究，目前人們普遍認為，IgA腎病由“多重打擊”進展而來[2，3]。第一重打擊指鉸鏈區異常O-糖基化的循環IgA1水平升高。這些分子在鉸鏈區的一些O-聚糖中缺乏半乳糖(半乳糖缺乏型IgA1，Gd-IgA1)，因此暴露N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)作為末端聚糖；第二重打擊指聚糖特異性IgG或IgA1自身抗體的形成，其靶向作用位點為Gd-IgA1含有GalNAc的鉸鏈區末端；第三重打擊指含有Gd-IgA1和IgG自身抗體的循環免疫復合物形成；第四重打擊指一些循環免疫復合物通過腎小球毛細血管中的窗孔進入系膜區，引起系膜細胞增殖和細胞外基質、細胞因子及趨化因子的過量產生，最終導致慢性腎小球損傷。本文我們重點關注T細胞及其細胞因子在其發病進程中的作用。

1 Gd-IgA1的合成

IgA腎病發病機制的第一重打擊是在循環中出現半乳糖缺乏型IgA1，即Gd-IgA1。Gd-IgA1的出現是IgA1翻譯后修飾過程中半乳糖基化減少的結果[3]。有兩種原因可能導致半乳糖基化速率降低:①ST6 N-乙酰半乳糖胺α-2,6-唾液酸轉移酶2(ST6GALNAC2)的過早唾液酸化，可阻止將半乳糖添加到GalNAc中；②核心1β1,3-半乳糖基轉移酶(C1GALT1)的活性降低，其活性依賴于C1GALT1特異性伴侶蛋白1(C1GALT1C1)，此蛋白之前被稱為特異性分子伴侶(COSMC)。事實上，IgA腎病患者產生Gd-IgA1的細胞反過來能夠升高ST6GALNAC2的表達，降低C1GALT1和C1GALT1C1的表達[4]。

T細胞及其細胞因子參與IgA1鉸鏈區的翻譯后修飾開始于將GalNAc添加至位于鉸鏈區的絲氨酸或蘇氨酸。如圖1所示，生理上該過程由活性C1GALT1向GalNAc添加半乳糖維持。隨后通過ST6GALNAC2的唾液酸化可阻止GalNAc的進一步半乳糖基化。在IgA腎病中，白細胞介素(IL)-4(Th2型白細胞介素)，IL-17(Th17型白細胞介素)和轉化生長因子β(TGF-β)的水平升高與C1GALT1及C1GALT1C1的表達降低有關。IL-6可升高ST6GALNAC2的表達并降低C1GALT1的表達。IL-21(Tfh型白細胞介素)能夠增強IgA1的產生，并參與刺激抗Gd-IgA1的產生。即所有提及到的細胞因子均對Gd-IgA1的產生發揮了刺激作用。

首先，IL-4通過抑制C1GALT1及C1GALT1C1的表達而導致C1GALT1活性下調，從而促進了IgA1的產生并改變了分泌型IgA1的末端糖基化。其還可通過促進C1GALT1C1基因啟動子中CpG島的高甲基化，下調C1GALT1C1 mRNA的表達，刺激B細胞中異常糖基化IgA1的更高分泌[5]。另一方面，IL-4誘導的C1GALT1C1 mRNA水平降低在IgA腎病B細胞中高于健康兒童和患有其他腎臟疾病兒童的淋巴細胞[5]，即來自IgA腎病患者的B細胞對IL-4更敏感。IL-17有著相似的作用機制，在IL-17刺激的B細胞系中，C1GALT1和C1GALT1C1 mRNA的表達顯著降低。同時發現5-氮雜胞苷逆轉了由IL-4或IL-17誘導的IgA1低糖基化[5]，也證明Th2和Th17衍生的白細胞介素通過表觀遺傳機制干擾IgA1的半乳糖基化。此外，用IL-6刺激IgA腎病患者的IgA1分泌細胞后，ST6GALNAC2活性增加，C1GALT1的活性降低，說明IL-6促進了IgA1的低半乳糖基化。

其次，Tfh通過IL-21參與IgA和Gd-IgA1的合成過程[6](圖2所示)。IL-21在成熟B細胞中上調活化誘導的胞苷脫氨酶(AID)、DNA編輯酶的表達，在活化B細胞分化為漿細胞期間介導IgA類轉換[6]。IgA轉換的特異性T細胞依賴機制是通過CD40L介導的，這種膜結合細胞因子在除調節性T細胞(Tregs)的所有Th亞群(Th1，Th2，Tfh，Th17)上激活后存在。除此之外，TGF-β是由許多細胞如γδT細胞和Tregs產生的細胞因子，通過刺激IgA腎病患者B細胞中T細胞依賴性IgA類轉換參與Gd-IgA1的合成過程。更重要的是，TGF-β顯著降低C1GALT1和C1GALT1C1的mRNA水平，從而有助于產生更高水平的Gd-IgA1。諸多研究也證實了這一點，孟等在IgA腎病患者中發現血清TGF-β1濃度與總血清濃度和分泌型IgA與Gd-IgA1之間存在正相關聯系[7]。此外還發現IgA腎病患者γδT細胞比例、產生IgA的B細胞比例和血清IgA水平呈正相關。除上述T細胞依賴性IgA類轉換外，非T細胞依賴性IgA轉換同樣參與了IgA腎病患者IgA和Gd-IgA1的產生過程。這種IgA轉換是通過分子如腫瘤壞死因子配體超家族成員13[8]和13b[9](分別稱為April和BAFF)介導的。而且已經發現IgA腎病患者April和BAFF血清水平均升高，且April誘導了IgA腎病患者培養淋巴細胞中Gd-IgA1的過量產生[8]。

圖1 T細胞及其細胞因子參與IgA1鉸鏈區的翻譯后修飾

2 抗Gd-IgA1自身抗體的產生

IgA腎病發病機制的第二重打擊是抗Gd-IgA1自身抗體的產生，這些自身抗體主要存在于IgG2亞類中。異常糖基化的IgA1是一種自身抗原，針對它的免疫反應導致抗IgA1抗體的產生[10]。抗Gd-IgA1自身抗體來自于產生抗Gd-IgA1細胞中VH基因區段的體細胞超突變(SHM)，而IL-21通過增加IgA腎病患者B細胞中AID的表達促進了SHM。

此外有研究發現，與上呼吸道感染有關的病毒和革蘭氏陽性細菌表面具有含GalNAc的結構，可以模擬Gd-IgA1鉸鏈區的GalNAc[10](圖2所示)。因此，這種感染刺激了與Gd-IgA1交叉親和抗體的產生，隨后導致病理性免疫復合物形成。

圖2 T細胞及其白介素參與抗Gd-IgA1自身抗體的產生

3 病理性循環免疫復合物形成

IgA腎病發病機制的第三重打擊是含有Gd-IgA1和IgG自身抗體的循環免疫復合物形成。目前認為腎小球系膜細胞上的轉鐵蛋白受體(CD71)在與含Gd-IgA1免疫復合物的結合和系膜細胞的活化中起重要作用[3]。CD71是一種多配體受體，已被證明可與多聚IgA1結合。而且CD71在IgA腎病患者腎小球系膜細胞表面過表達，其定位與IgA沉積部位相關。另一方面，免疫復合物的大小和組成決定了其生物活性。根據大小，IgA腎病患者含有IgA1的循環免疫復合物可分為兩組:高分子量(>800kDa)的免疫復合物和低分子量(≤800kDa)的免疫復合物。高分子量復合物能夠激活培養的人腎小球系膜細胞，導致細胞增殖、細胞因子(如IL-6和TGF-β)和細胞外基質成分的過量產生，而低分子量復合物則表現出抑制作用。組成方面，在培養的人腎小球系膜細胞模型中發現，IgA腎病患者的含Gd-IgA1的免疫復合物結合細胞的效率高于未復合的IgA1或來自健康對照的免疫復合物。具有較高Gd-IgA1含量的循環免疫復合物具有增強誘導腎小球系膜細胞增殖的能力，而不含Gd-IgA1的復合物或單獨的Gd-IgA1不具有增殖作用，體外形成的免疫復合物實驗也證實了這一點。但T細胞及其細胞因子是否參與了受體與Gd-IgA1免疫復合物的結合過程、是否對免疫復合物的大小和組成產生影響目前尚不清楚，有待進一步研究。

4 腎小球損傷

IgA腎病發病機制的第四重打擊指一些循環免疫復合物進入系膜區，最終導致腎小球損傷。IgA腎病腎活檢的免疫組織化學染色表明腎臟主要由αβT細胞浸潤，進展期則主要由γδT細胞浸潤。多變量分析顯示腎小管間質T細胞浸潤與IgA腎病的進展獨立相關，這表明T細胞參與IgA腎病的腎損傷過程[11]。

圖3 腎小球損傷的形成

一方面，Gd-IgA1通過刺激系膜細胞使其產生Th17(CCL20)和Th22細胞(CCL20，CCL22和CCL27)的趨化因子[12]。患者外周血中Th22細胞水平升高與腎臟組織學的較差表現相關，Th22細胞百分比與腎臟MEST評分呈正相關。而研究發現IgA腎病患者的CCL20、CCL22和CCL27在腎臟中的表達較高，尤其是伴有扁桃體炎的患者更為明顯。由此可見，扁桃體炎通過誘導Th22淋巴細胞增多、Th22促進腎纖維化加重了IgA腎病的腎損傷[13]。此外，Th2的極化增強了腎小球細胞對IgA免疫復合物的反應，并直接和間接降低腎小球濾過率(Glomerular filtration rate，GFR)。

另一方面，在IgA腎病的動物模型中發現，患者的Tregs不能有效抑制系膜區IgA的沉積、系膜基質擴張，以及腎小球系膜細胞的廣泛增殖，即IgA腎病中Tregs的免疫抑制功能降低。導致這種結果的原因可能有:①IgA腎病患者外周血單核細胞(PBMC)中miR-155缺乏、miR-133a和miR-133b表達升高抑制了Treg細胞的成熟和分化[14]。②慢性扁桃體炎的影響。2010年黃等發現IgA腎病患者扁桃體Tregs比率下降，扁桃體切除術后血液中Treg細胞數量有所增加，但仍低于健康受試者[15]。③CTLA-4(一種膜結合蛋白)的表達下降。Jacob等發現由CTLA-4基因表達下降導致的多態性與IgA腎病患者的高蛋白尿有關[16]。IgA腎病患者腎活檢的組織學嚴重程度往往更差，并且與血液Tregs水平的降低同時發生。因此，Treg群體不能有效抑制IgA腎病的腎損傷是導致損傷加重的另一原因。

5 小 結

T細胞尤其是Th2，Th17，Tfh和Th22亞群的過度激活，在IgA腎病發病機制中起重要作用。Th2、Th17和Tfh型白介素有助于Gd-IgA1的合成升高，并且Tfh細胞可通過IL-21刺激抗Gd-IgA1自身抗體的產生。同時Th2、Th17、Th22和Treg細胞以不同作用形式加重了腎小球的損傷。T細胞及其亞群在IgA腎病發病機制中作用的闡明有助于IgA腎病早期生物標志物及治療靶點的發現。但是目前使用的用于治療IgA腎病的免疫抑制藥物靶向所有的T細胞群，是非特異性的。因此，通過調節細胞因子水平或抑制細胞因子受體來降低特定T細胞亞群的活性，同時改善Treg細胞的功能減輕腎損傷可能是IgA腎病的最佳免疫療法。除此之外，增加體內異常IgA1的清除途徑、改變關鍵遺傳易感點、平衡體內糖基化轉移酶、抑制免疫復合物形成等對發病過程各個環節采取針對性治療措施也是未來疾病靶向療法的發展方向。