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中性粒细胞胞浆抗原的化学性质与致病机制

发布时间:2019-09-29

  1982年,在节段性坏死性肾小球肾炎患者血清中,Davies等首次发现一种IgG类性质的抗体,而这类抗体的靶抗原就是中性粒细胞胞 浆 抗原,又将其称为抗中性粒细胞胞浆 抗 体(ANCA)。1985年,在Wegner肉 芽 肿 (WG)患 者 血 清 中,Vander又发现其存在ANCA,他对ANCA与WG诊断的特异度给予肯定。从此以后,许多学者致力于其他血管炎与AN-CA的研究,如显微镜下多动脉炎(MPA)、Churg-Strauss综合征(CSS)等,他们发现ANCA与它们都有相关性,故认为AN-CA可能是原发性小血管炎的血清标记抗体。随着研究的不断深 入,ANCA在 其 他 疾 病 中 也 被 发 现,如 类 风 湿 关 节 炎(RA)、溃疡性结肠炎(UC)、特发性坏死性新月体性肾小球肾炎(NCGN)、原发性胆汁性肝硬化(PBC)等。

  1 ANCA检测方法及其靶抗原的化学性质

  间接免疫荧光法(IIF)是检测ANCA最早采用的方法,也是临床上最常用的检测法。它是一种筛选试验,常用的固定剂是乙醇,其次是甲醛及Hep2细胞。如前文所述,ANCA主要是IgG型。它和抗核抗体谱一样,是一类针对抗中性粒细胞胞浆抗原的自身抗体总称。中性粒细胞中的髓样颗粒蛋白是这类抗体作用的主要抗原成分。而对中性粒细胞中的髓样颗粒蛋白进行研究分析,发现其主要的颗粒蛋白有两种,一种是蛋白水解酶3(PR3);另外一种是髓过氧化物酶(MPO)。当然除了这两种主要成分,还包括其他成分,如乳铁蛋白、弹性蛋白酶、溶酶体、防御素、β葡萄糖醛酸酶、组织蛋白酶G、α-烯醇化酶、增加通透性杀菌蛋白(BPI)、天青杀素、人溶酶体相关膜蛋白2(H-LAMP 2)等。本文重点阐述前两种:通过免疫荧光方法,图形表现为CANCA的靶抗原,主要为PR3[1],约占80%.

  其次还有BPI、弹力蛋白、组织蛋白G、天青杀素等[2];表达PANCA的靶抗原主要为MPO,其次是溶酶体、LF及部分天青杀素、BPI也 有 表 现 为ANCA的 报 道[3].针 对 于 上 述 对ANCA靶抗原的研究,根据不同的靶抗原,ANCA被分为不同的亚型。

  2 ANCA分型、致病机制及疾病相关性

  ANCA通过IIF检测,其阳性荧光染色模型被分为两种类型,一种是胞浆型(CANCA);另外一种是核周型(PANCA)。这两种类型在荧光显微镜下,呈现的结果不同:在中性粒细胞中,CANCA呈现粗 颗粒,表现为 弥 散 分 布,而 中 央 较 浓 密;PANCA则是不同的图形,其呈核周围云絮状染色,这样的图形和粒细胞特异性抗核抗体(GS-ANA)类似。

  IIF检测PAN-CA的灵敏度为80%~90%,特异度为60%~80%.可因技术手段不同而影响实验结果[4].近来有报道一种特殊类型的ANCA,其表现为一种特殊的荧光谱,是一种更为弥散的胞浆荧光,学者们将它称之为非典型ANCA(xANCA)。不同类型的ANCA常与不同的疾病有关联,又与疾病的活动性有关,它们可能在疾病缓解期,出现浓度下降,甚至消失。

  2.1 PR3-ANCA PR3主要是CANCA的抗原。在中性丝氨酸蛋白酶家族中,它是其中的一员,它由228个氨基酸组成,相对分子质量为27×103.PR3作用于血管壁成分,如弹力蛋白及其他细 胞 外 基 质,作 用 的 结 局 可 将 其 进 行 降 解 及 消 化。

  CANCA主要见于WG(阳性率占80%,且与病程、严重性和活动性有关),是其特异性抗体。80年代,通过应用IIF进行检测发现ANCA对 活动性WG诊断的灵敏度和特异度 可 高 达90%以上[5],所以,环磷酰胺(CTX)治疗曾被一些学者建议用在ANCA阳性,并有WG临床症状的患者中。随后一些研究表明,在组 织 病 理 证 实 的WG患 者 中,ANCA灵 敏 度 仅 为59%~69%[6].但在诊断WG的特异度方面,ANCA具有重要作用,表现其被用在WG的活动期和未应用皮质类固醇激素治疗的病例上。除此以外,有人发现ANCA滴度的改变,和WG疾病活动有一定的关联。例如Jayne等[7]报道7例用静脉注射免疫球蛋白、激素和免疫抑制剂治疗的病例,当疾病稳定后,ANCA滴度也下降。尽管ANCA阳性在WG活动期有很高的价值,但由于ANCA在其他疾病也可被检出,所以存在25%的假阳性[8].如在其他原发性血管炎中,类似变态反应性肉芽肿[9]、过敏性紫癜[10]等中可被检出。有文献指出,ANCA对一些疾病具有致病作用。如前文所述,PR3位于中性粒细胞胞浆嗜苯胺蓝颗粒中,是一种丝氨酸蛋白水解酶,且具有前炎症因子作用,又能够受到α1-抗胰蛋白酶(α1-AT)抑制。如果PR3-ANCA与PR3结合,则PR3与α1-AT形成复合物的途径就会受到抑制。然而,PR3-ANCA与PR3这种结合方式是可逆的,在炎症部位,该复合物可以被分解,在分解过程中PR3起着水解作用,同时血管内皮被损伤。这不仅是PR3-ANCA唯一的致病机制,它还有可能利用像白细胞介素-1、肿瘤坏死因子(TNF)、转移生长因子等前炎症因子来激活中性粒细胞。

  上述因子是中性粒细胞细胞膜表面表达的一些活性物质,能刺激中性粒细胞进行脱颗粒,并同时释放氧自由基,激活酶系统,这一系列的反应最终使组织损伤。另外,PR3-ANCA还有一定的诱导作用,它能诱导一些细胞因子释放,如TNF,它与血管炎发生有相关性。因此,PR3-ANCA可能与血管炎发生有关。ANCA对呼吸道有亲和性,致上、下呼吸道坏死,肉芽肿形成。当然,在一些文献中提到,在少数MPA、CSS、PBC、系统性红斑狼疮(SLE)、过敏性紫癜等中也可以发现ANCA.

  2.2  MPO-ANCA  MPO是MPO-ANCA主 要 抗 原 物 质。

  MPO相对分子质量为(133~155)×103,它由两条重链和两条轻链组成,是中性粒细胞内浓度最高的蛋白质。

  MPO具有催化作用,体现在中性粒细胞的氧爆炸或产生超氧阴离子过程。

  MPO-ANCA与显微镜下多动脉炎相关。但它的相关性不及PR3-ANCA与WG的相关性那样密切。

  MPO-ANCA还在其他一些疾病,如变态反应性肉芽肿、特发性坏死性增生性肾小球肾炎、RA、感染性肠病、自身免疫性肝病中出现[11].

  MPO-ANCA与RA的关节外损伤及血管损伤有相关性[12].IIF相关研究表明,对UC患者进行血清学分析,发现其PANCA阳性率达49% ~83%,而且UC进展型患者ANCA阳性率更高[13].克隆病患者中PANCA的阳性率达19%~40%;慢活肝患者中PANCA阳性率为22%~75%;PBC为60%~85%.

  定位于中性粒细胞嗜苯胺蓝颗粒内,它是一种高阳离子化蛋白质,相对分子质量146×103.在参与氧自由基释放上,MPO也具有一定的作用。有研究认为,由于一定原因激活中性粒细胞后,中性粒细胞将释放,游离的MPO在肾小球基底膜处与其结合,结合后二者相互作用,而该相互作用对肾脏造成了一定损伤。对SLE患者进行研究,发现大概有15%患者存在特异性的MPO-ANCA或弹力蛋白-ANCA,那么考虑MPO-AN-CA对SLE患者的肾损伤是不是有一定的促进作用;如果对SLE患者进行血清学检测,结果出现ANCA阳性,是不是这类患者更容易罹患系统性血管炎?

  Jennette等对约10%的抗肾小球基底膜抗体介导的肾小球肾炎患者进行血清学分析,发现ANCA阳性,而绝大多数患者又伴有系统性坏死性动脉炎。

  有报道抗肾小球基底膜抗体阳性的肾小球肾炎患者中大概有约30%检出ANCA阳性。所以,MPO-ANCA与肾及坏死性血管炎有相关性,其关系有待进一步研究。在诊断特异性方面,PANCA不如CANCA,其主要表现与MPA相关,也可见于CSS、PAN、SLE、RA、系 统 性 硬 化 症 (SSc)等。可 以 说,PANCA患者的血管炎病变程度重,常会有多系统的损伤。其他慢性炎症对应的荧光模型及靶抗原见表1.

  2.3 xANCA xANCA与PANCA、CANCA不容易区别,并且它的主要靶抗原目前研究仍不清楚,所以在临床上很多实验室将xANCA与PANCA归于一类,以此进行分析。xANCA检测阳性见于UC、自身免疫性肝炎、自身免疫性肝炎和慢性炎症疾病,在前两者中阳性率分别为49% ~83%和22% ~75%.

 

  3小结

  在原发性小血管炎患者血清中,人们最早发现ANCA.

  现已公认ANCA与WG、MPA和CSS存在一定联系,所以人们把WG、MPA、CSS这3种疾病称为 “抗中性粒细胞胞浆抗体相关性小血管炎”.随着对ANCA研究的深入,发现与AN-CA相关的疾病也越来越多。必须指出,在临床上用IIF法检测的ANCA阳性并非就意味着血管炎,非血管炎性疾病也可检测出ANCA阳性,包括肺部炎症性疾病、自身免疫性肝胆疾病、RA等。然而上述ANCA相关疾病的ANCA特异性靶抗原却不是PR3和MPO,而是如BPI、蛋白酶、组蛋白酶G、乳铁蛋白、天青杀素和防御素等其他类型的特异性抗原成分。尽管出现这样的现象,但是除了抗PR3和抗MPO这两种以外,上述的其他特异性自身抗体多与临床疾病活动性无关,其在疾病中的机制都不是很明朗,所以目前研究较多还是抗PR3和抗MPO自身抗体。已有研究证明上述两种抗体与小血管炎的发病机制有关,所以,中性粒细胞能被抗PR3和抗MPO自身抗体激活,激活后进行脱颗粒,同时产生一些物质,如大量有害的蛋白水解酶及释放氧自由基,一系列的反应将损伤小血管壁,最终导致血管炎形成。迄今为止,在ANCA研究领域内,原发性小血管炎性疾病仍是与其联系最密切的临床疾病,最重要的诊断依据则是对抗PR3和抗MPO自身抗体的检测。对于临床上怀疑的原发性小血管炎患者,应尽快进行ANCA检测。

  单纯IIF下ANCA阳性,并没有单一的诊断价值,所以对怀疑原发性小血管炎的患者,除了相应的检查外,还应进一步对ANCA所作用的特异性抗原成分进行检测,尤其是PR3和MPO.

  参考文献

  [1]Hauschiild S,Schmitt WH,Csermok E,et al.ANCA in wegener,sgranulomatosis and related vasculitides[J].Adv Exp Med Biol,1992,49(8):875-876.

  [2]Zhao MH,Jones SJ,Lockwood CM.Bactericidal/permeability-in-creasing protein(BPI)is an important antigen for anti-neutrophilcytoplasmic autoantibodies(ANCA)in vasculitis[J].Clin ExpImmunol,1995,99(1):49-56.

  [3]By E,Christiaan H,Bart E,et al.Antineutrophil cytoplasmic anti-bodies:a review of the antigens involved,the assays,and the clinaland possible pathogenetic conseqnences[J].Blood,1993,81(8):1996-2002.

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