自身抗體在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎個體化醫(yī)療中的應(yīng)用進展

李曉軍，洪俐，陳慧（東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室，南京210002）

個體化醫(yī)療（personalized medicine，PM）是根據(jù)患者個體遺傳、環(huán)境和生活方式等方面的特異性，結(jié)合遺傳學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)水平上的生物信息學(xué)和生物標志物分析等手段，而制定個體化的精準預(yù)防、精準診斷和精準治療方案。PM是近年衛(wèi)生健康領(lǐng)域發(fā)展迅速的學(xué)科之一，涵蓋遺傳學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、檢驗醫(yī)學(xué)、病理學(xué)、人類基因組學(xué)、藥物基因組學(xué)和環(huán)境因素等各個領(lǐng)域。PM已經(jīng)不再是單純的疾病診斷與治療，也用于疾病風(fēng)險的預(yù)測、疾病預(yù)防、預(yù)后判斷及治療藥物的選擇等診療全過程［1-2］。

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種以慢性關(guān)節(jié)滑膜炎為主要病理改變的系統(tǒng)性自身免疫性風(fēng)濕病，臨床特征表現(xiàn)為手和足小關(guān)節(jié)、多關(guān)節(jié)、對稱性滑膜炎改變，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨和骨的破壞及關(guān)節(jié)功能障礙。RA在全世界患病率為0.5%～1.0%，我國RA的平均患病率為0.28%［3］。目前一致認為，RA發(fā)病是一個漸進、隱匿的過程，經(jīng)歷了高危期（易感期）—臨床前期—早期RA—確診RA的連續(xù)過程。RA的發(fā)生是在遺傳因素的基礎(chǔ)上，攜帶易感基因的個體在外界因素（如感染、吸煙等刺激）、個體因素（如肥胖、性激素、飲食等）的誘導(dǎo)作用下發(fā)病。蛋白質(zhì)瓜氨酸化修飾和抗瓜氨酸化蛋白抗體（anti-citrullinated protein antibody，ACPA）的產(chǎn)生是RA發(fā)病的始動因素。RA患者血液中可出現(xiàn)多種自身抗體，其中類風(fēng)濕因子（rheumatoid factor，RF）和ACPA已被納入2010年美國風(fēng)濕病學(xué)會（ACR）／歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟（EULAR）RA分類標準中。多項研究表明，自身抗體不僅在RA診斷，而且在疾病預(yù)測和預(yù)防、活動性和預(yù)后判斷、療效監(jiān)測及藥物選擇等診療過程中發(fā)揮重要作用。本文將重點圍繞自身抗體在PM中的作用和臨床意義進行闡述。

1 RA相關(guān)自身抗體

1.1 RF RA的診斷指標之一。RA患者RF陽性率可達70%～80%。高效價的RF常伴有嚴重的活動性關(guān)節(jié)疾患及并發(fā)癥，預(yù)后較差。健康個體中，RF陽性率隨著年齡的增長而增加，85歲以上老年人中RF陽性率超過25%。最近研究表明，改變Fc糖基化、物理化學(xué)處理、抗原結(jié)合或物理吸附到疏水表面引起構(gòu)象變化，可促進循環(huán)IgG上RF表位的暴露［4］。相比健康人RF，從RA患者中分離出的RF具有更高的親和力，包含更多的體細胞突變，表現(xiàn)更多的異質(zhì)性V基因，并且更易發(fā)生同型轉(zhuǎn)換［5］。

1.2 ACPA 蛋白質(zhì)瓜氨酸化是由肽酰基精氨酸脫亞胺酶（peptidyl arginine deiminase，PAD）介導(dǎo)的將蛋白質(zhì)精氨酸轉(zhuǎn)化為瓜氨酸的酶促反應(yīng)。原聚絲蛋白及其降解產(chǎn)物、角蛋白、纖維蛋白原、波形蛋白、纖連蛋白、α－烯醇化酶等均是公認的瓜氨酸化蛋白底物，被定義為“RA瓜氨酸組”［6］。ACPA識別的表位譜不僅限于“RA瓜氨酸組”，還包括其他翻譯后修飾（post-translational modification，PTM）肽，例如氨基甲酰化和乙酰化［7］。這種重疊反應(yīng)性可以解釋ACPA的廣泛反應(yīng)性及其異質(zhì)性。此外，ACPA對瓜氨酸肽的多樣性和親和性會隨著時間的推移而發(fā)生變化。Kongpachith等發(fā)現(xiàn)，在克隆相關(guān)B細胞親和力成熟過程中積累的體細胞超突變改變了抗體結(jié)合部位，從而介導(dǎo)“表位擴散”和RA患者ACPA的多反應(yīng)性［8］。與RF相比，ACPA具有更高的診斷特異性（88%～98%）。ACPA與RF、MHCⅡ類分子共同表位（shared epitope，SE）聯(lián)合檢測，對預(yù)測侵蝕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生有極高的判斷價值。視ACPA陽性與否，可將RA患者分為ACPA陽性組和陰性組，兩組在易感因素及藥物反應(yīng)性上均有所不同［1］。

1.3 抗突變型瓜氨酸化波形蛋白抗體（anti-mutated citrullinated vimentin antibody，抗MCV） 抗MCV自身抗體的靶抗原是波形蛋白經(jīng)由PAD催化形成瓜氨酸化波形蛋白。Meta分析表明，抗MCV的RA診斷準確性與ACPA相同，抗MCV敏感性（39%～78%）較ACPA更高，而特異性（74%～100%）相似，在診斷ACPA陰性患者上更具優(yōu)勢［9］。

1.4 抗PAD抗體 PAD也可以作為自身抗原誘導(dǎo)RA患者產(chǎn)生抗PAD抗體。抗PAD4抗體出現(xiàn)在20%～45%的RA患者中，并與疾病嚴重程度相關(guān)。抗PAD4抗體在RA發(fā)病前平均4年即可檢測出［10］。抗PAD4抗體診斷RA的敏感性和特異性為18.1%和98.8%［10］。抗PAD3抗體出現(xiàn)在12%～18%的RA患者中，并常與抗PAD4抗體同時存在，后驗證發(fā)現(xiàn)這些自身抗體為抗PAD3／PAD4交叉反應(yīng)抗體，與疾病嚴重程度和進行性關(guān)節(jié)損害相關(guān)，并可增加間質(zhì)性肺疾病的危險性［11］。最近發(fā)現(xiàn)，抗PAD2出現(xiàn)在18.5%的RA患者中，并與關(guān)節(jié)損傷程度相關(guān)［12］。

1.5 抗氨基甲酰化蛋白（carbamylated proteins，CarP）抗體 氨基甲酰化是蛋白質(zhì)非酶促反應(yīng)，當(dāng)異氰酸型氰酸鹽與賴氨酸的“-NH2基團”結(jié)合后，通過氨基甲酰化反應(yīng)產(chǎn)生高瓜氨酸。抗CarP抗體存在于40%的RA患者中，比RF更早在血清中出現(xiàn)。已鑒定出的RA患者血清抗CarP抗體的部分靶點包括氨基甲酰化α-1抗胰蛋白酶、纖維蛋白原、波形蛋白、α－烯醇化酶等［13］。在近45%早期ACPA陽性的RA患者中發(fā)現(xiàn)有抗CarP抗體［5］，這可能是因為瓜氨酸和高瓜氨酸之間的相似性。抗CarP抗體在RA診斷中的敏感性為18%～46%，特異性超過90%。大約8%～16%的ACPA陰性患者的抗CarP抗體呈陽性［5］。

1.6 抗瓜氨酸化α－烯醇化酶多肽－1（citrullinated α-enolase peptide-1，CEP-1）抗體 CEP-1是一種將2－磷酸甘油酸水解成磷酸烯醇丙酮酸的糖酵解同工酶。抗CEP-1抗體是特異性ACPA中的一種，存在于42%的RA患者中，特異性為97%，與牙周病和RA活動性相關(guān)［9］。

1.7 抗藥物抗體（anti-drug antibodies，ADA） 隨著各種生物制劑類藥物（如抗體等）的廣泛應(yīng)用，RA患者體內(nèi)會產(chǎn)生針對藥物的抗體即ADA。ADA的出現(xiàn)會降低、中和血液藥物濃度，拮抗藥物作用，減弱臨床療效。研究結(jié)果表明，約30%接受adalimumab治療的RA患者，3年內(nèi)可產(chǎn)生ADA；高達44%的infliximab治療患者體內(nèi)測出ADA，ADA陽性患者對抗腫瘤壞死因子－α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）反應(yīng)性明顯低于ADA陰性患者。etanercept免疫原性較弱，ADA的產(chǎn)生率僅0～7%［2］。早期檢測血清ADA水平有助于及時調(diào)整治療方案。當(dāng)藥物效果下降或失效時，建議檢測ADA，從而對患者實施精準的個性化治療方案［2］。

2 自身抗體在預(yù)測RA發(fā)生中的作用

大部分RA患者在確診前均經(jīng)歷一個無明顯臨床癥狀的過程，該過程患者血液中可特征性地出現(xiàn)自身抗體，包括RF、ACPA、抗MCV、抗PAD及抗CarP等［14-17］，這一過程稱為RA臨床前期（preclinical RA，pre-RA），pre-RA期可以為1年到10年，此期間關(guān)節(jié)滑膜僅發(fā)生輕微的炎性改變。自身抗體的提前出現(xiàn)，為醫(yī)生提供了早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防疾病的機會。見表1。

表1 自身抗體在RA臨床前期風(fēng)險評估中的價值

芬蘭學(xué)者Aho等最早發(fā)現(xiàn)自身抗體預(yù)測作用，他們用7 217份血清庫血清進行RF檢測，8年后，在21例發(fā)展為RA的患者中，發(fā)現(xiàn)15例在發(fā)病前即檢測出RF［18］。ACPA特別是IgG類ACPAs可以在RA關(guān)節(jié)癥狀出現(xiàn)前1～14年的血清樣本中檢測到，并且比IgM類RF出現(xiàn)早10年［15-16］。對瑞典北部150 000份血清的回顧性檢測發(fā)現(xiàn)，83例發(fā)展為RA的患者中，有1／3患者于幾年前即可檢出抗CCP抗體［16］；Nielen等［15］用荷蘭Sanquin生物樣本庫血清進行檢測，發(fā)現(xiàn)IgM類RF或抗CCP抗體在RA患者發(fā)病前平均4.5年（年限范圍0.1～13.8年）即可出現(xiàn)，陰性預(yù)測值為75%，陽性預(yù)測值可達100%。丹麥的一個隊列研究發(fā)現(xiàn)，RF水平升高的健康個體患RA的概率增高達26倍，10年發(fā)生RA的絕對風(fēng)險高達32%［19］。抗CarP也可在RA發(fā)病前十多年被檢測到，并且早于IgM類RF［20］。

在某些未定型關(guān)節(jié)炎和關(guān)節(jié)痛患者血清中測到RF、ACPA、抗MCV或抗CarP，有助于預(yù)測RA的發(fā)展。ACPA比其他抗體在預(yù)測早期未定型關(guān)節(jié)炎發(fā)展為RA中有更強的提示作用。對318例被診斷為未定型關(guān)節(jié)炎患者隨訪3年，發(fā)現(xiàn)有40%患者發(fā)展為RA，其中ACPA陽性者RA患病率為93%，而ACPA陰性者患病率僅為25%［21］。荷蘭團隊對374名關(guān)節(jié)痛患者進行抗環(huán)瓜氨酸肽－2（cyclic citrullinated peptide-2，CCP2）抗體或RF監(jiān)測隨訪32個月，發(fā)現(xiàn)抗CCP2基線水平較高者有更好的RA預(yù)測價值，抗CCP2和RF雙陽性預(yù)測能力最高［22］。

多種自身抗體聯(lián)合檢測可以顯著提高RA的預(yù)測效果。ACPA和RF聯(lián)合檢測對預(yù)測RA發(fā)病的特異性可高達99%［5］。Shi等［23］在分析萊頓早期關(guān)節(jié)炎患者時發(fā)現(xiàn)，RF、ACPA和抗CarP 3種抗體均陽性幾乎只存在于RA，在其他形式的關(guān)節(jié)炎中未發(fā)現(xiàn)。Regueiro等發(fā)現(xiàn)，抗CarP與RA的關(guān)聯(lián)明顯弱于ACPA和RF，增加抗CarP并不能明顯提高ACPA和RF雙檢測對RA診斷的敏感性［24］。Verheul等的meta分析結(jié)果表明，抗CarP、ACPA和RF三聯(lián)檢測雖可提高特異性（98%～100%），但降低了敏感性（11%～39%）［25］。Regueiro等［26］研究顯示，3種抗體聯(lián)合檢測能夠有效預(yù)測RA的發(fā)病，陽性預(yù)測值為96.1%，優(yōu)于目前可用的分類標準（陽性預(yù)測值為88.8%）。

3 自身抗體與藥物選擇

目前治療RA的藥物包括非甾體抗炎藥（NSAUDs）、糖皮質(zhì)激素和改善病情的抗風(fēng)濕藥（DMARDs）。DMARDs是治療RA的核心藥物，分為3類：傳統(tǒng)合成DMARDs（csDMARDs）、生物制劑DMARDs（bDMARDs）及靶向合成DMARDs（tsDMARDs）。不同RA患者對上述藥物反應(yīng)性呈現(xiàn)不同效果，隨著各種生物制劑（抗體等的應(yīng)用），預(yù)測患者對該類藥物的反應(yīng)性顯得尤為重要。

Dekkers等的隨訪研究表明，在接受甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）單藥治療的患者中，ACPA或RF陽性與否均不影響RA的短期緩解或EULAR反應(yīng)［27］。但對于血清學(xué)陽性的RA患者，高起始劑量的MTX比低劑量更有效［28］。Seegobin等發(fā)現(xiàn)，MTX、環(huán)孢素和潑尼松龍三聯(lián)療法僅在ACPA陽性的早期RA患者中能有效地降低疾病活動度［29］。

隨著大量bDMARDs如TNF-α抑制劑、IL-6（R）拮抗劑、B細胞消耗制劑rituximab及T細胞共刺激分子抑制劑（abatacept）等的應(yīng)用，自身抗體在預(yù)測bDMARDs治療反應(yīng)中的作用引起廣泛關(guān)注（見表2）。多項隨機對照研究表明，在治療起始，RF和ACPA陽性的RA患者對rituximab及abatacept有較好的反應(yīng)性，特別是針對那些TNF-α抑制劑治療失敗的患者［30-31］。提示ACPA和RF基線水平可作為abatacept有效性和安全性的預(yù)測標志物。14項rituximab和6項tocilizumab（IL-6R抑制劑）治療的綜合數(shù)據(jù)顯示，治療起始時RF陽性患者對rituximab有良好的臨床反應(yīng)［32］。Courvoisier等匯總了27 583名RA患者治療數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)血清陽性與rituximab和abatacept治療后的藥物滯留時間延長和疾病活動性降低相關(guān)；血清陽性與tocilizumab有效性之間存在輕微關(guān)聯(lián)，但與TNF抑制劑無關(guān)［33］。上述結(jié)果提示，在ACPA或RF陽性RA患者中，適合選擇rituximab和abatacept治療。

4 自身抗體與活動性及療效監(jiān)測

自身抗體與藥物治療后活動性程度相關(guān)。研究表明，RA患者接受適當(dāng)?shù)腄MARDs（infliximab、etanercept、adalimumab、rituximab和tocilizumab）治療后，隨著疾病活動性降低，可同時伴隨RF水平的逐漸降低。infliximab和adalimumab治療RA，隨著產(chǎn)生臨床有效反應(yīng)，患者血清IgM類RF和ACPA水平有所下降，其中IgG4ACPA下降程度（48%）最高［34］。Cambridge等［35］首次證實，rituximab治療能顯著降低IgA類RF、IgG類RF和ACPA水平，并同時產(chǎn)生高效臨床反應(yīng)性（見表2）。

5 自身抗體與預(yù)后判斷

大量臨床數(shù)據(jù)證實，RF和ACPA是快速發(fā)生關(guān)節(jié)損害的預(yù)測因子。RF，特別是高滴度的IgM類和IgA類RF，是公認的預(yù)測RA發(fā)生侵蝕性關(guān)節(jié)炎和關(guān)節(jié)外癥狀如系統(tǒng)性血管炎和心包炎的重要因素［19，30，36］。ACPA和IgM類RF基線水平能預(yù)測6～10年內(nèi)會否發(fā)展為更嚴重的侵蝕性關(guān)節(jié)炎，是影像學(xué)改變獨立預(yù)測因子［37］；ACPA陽性者常伴隨持續(xù)炎癥活動，紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）和28個關(guān)節(jié)疾病活動評分（28-joint disease activity score，DAS28）持續(xù)升高。99例早期RA患者，在前3年中出現(xiàn)ACPA陽性者，與Sharp評分（OR 3.2）、侵蝕分數(shù)（OR 5.3）和關(guān)節(jié)間隙狹窄分數(shù)（OR 2.8）密切相關(guān)［38］。ACPA比其他指標［RF、IgM類RF、C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、ESR、基質(zhì)金屬蛋白酶3（matrix metalloprotease-3，MMP-3）］具有更高的預(yù)測關(guān)節(jié)損傷和侵蝕陽性預(yù)測值。在預(yù)測10年后關(guān)節(jié)損傷的4項指標中，ACPA的預(yù)測價值（OR 4.0）高于其他指標（女性、ESR、RF、IgM RF、CRP、MMP-3）［38］（見表2）。

表2 自身抗體在RA中的臨床應(yīng)用特點

6 自身抗體與RA預(yù)防

基于自身抗體特別是ACPA在預(yù)測RA中的作用，目前已建立并完成多項臨床試驗，評估藥物干預(yù)在預(yù)防自身抗體陽性高危個體發(fā)生RA中的作用。其中已完成的項目包括PRAIRI（Prevention of clinically manifest RA by B cell directed therapy in the earliest phase of the disease），該研究將81例ACPA和RF陽性及CRP升高的個體隨機分為rituximab藥物組和安慰劑對照兩組，隨訪29個月后，兩組中發(fā)展為RA的比例分別為34%（藥物組）和40%（安慰劑組），藥物組中25%RA病例發(fā)病時間推遲了近12個月［39］。目前正在實施的臨床試驗包括：（1）美國StopRA（Strategy for the Prevention of Onset of Clinically-Apparent RA）試驗，對抗CCP陽性個體進行羥氯喹干預(yù)治療；（2）英國和荷蘭的APIPPRA（Arthritis Prevention in the Pre-Clinical Phase of RA with Abatacept）試驗，將有關(guān)節(jié)痛、ACPA或ACPA和RF雙陽性人員，進行abatacept干預(yù)治療；（3）其他研究還包括他汀類藥治療自身抗體陽性個體；MTX治療關(guān)節(jié)痛或亞臨床關(guān)節(jié)炎患者［39］。隨著上述臨床試驗數(shù)據(jù)不斷完善，將為RA預(yù)測標志物模型的建立、藥物安全性和有效性評估提供有益數(shù)據(jù)。

7 總結(jié)及展望

RA患者存在病理生理學(xué)復(fù)雜性和臨床表型異質(zhì)性。個體化醫(yī)療貫穿RA診治的完整過程，在健康狀態(tài)個體、部分未定型關(guān)節(jié)炎和臨床前期RA患者中，進行有效識別和預(yù)測并采取早期藥物干預(yù)，可為預(yù)防或延遲RA發(fā)展提供有效警示作用；一旦診斷明確，選擇特異性敏感藥物實施精準給藥，從而達到安全有效的治療目的。RA患者從無癥狀的自身免疫反應(yīng)期過渡到臨床活化期，貫穿了自身抗體多樣性及水平的改變。因此，自身抗體的出現(xiàn)及其特征分析，將成為預(yù)測RA發(fā)生發(fā)展并提供預(yù)防性治療措施的有力生物標志物，RF、ACPA、抗CarP、抗PAD等自身抗體在疾病預(yù)測和預(yù)防、預(yù)后判斷、活動性和療效監(jiān)測及藥物選擇等方面均發(fā)揮重要作用。隨著體外診斷技術(shù)的發(fā)展，自身抗體檢測方法從定性手工操作逐步向定量儀器操作模式發(fā)展，也愈加多樣化。因此，隨著臨床對自身抗體檢測結(jié)果的認可度和依賴性逐步增高，推廣運用自身抗體自動化、定量及高通量檢測技術(shù)，建立完善自身抗體檢測標準化和一致化的質(zhì)量要求將會成為未來的發(fā)展趨勢。