抗β2糖蛋白I抗體在SLE血栓形成中的臨床意義

郭文玲(綜述),薛 原(審校)

(福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院風(fēng)濕血液科,福州 350005)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種自身免疫介導(dǎo)的,以慢性免疫性炎癥為突出表現(xiàn)的彌漫性結(jié)締組織病。常累及多個(gè)器官和系統(tǒng)，是繼發(fā)性的抗磷脂綜合征(antiphospholipid syndrome，APS)的典型代表，可出現(xiàn)動(dòng)靜脈血栓形成。實(shí)驗(yàn)室檢查出現(xiàn)多種自身抗體是其特點(diǎn)之一，抗β2糖蛋白I(β2-glycoprotein I,β2-GPI)抗體就是其中常見的一種自身抗體，與SLE患者的血小板減少、血栓形成等嚴(yán)重并發(fā)癥密切相關(guān)。

1 β2-GPI

β2-GPI是一種存在于循環(huán)血液中的高濃度蛋白質(zhì)。近年的研究發(fā)現(xiàn)[1-4],β2-GPI才是抗磷脂抗體的主要抗原,是導(dǎo)致血栓病態(tài)和致死的主要介質(zhì)，并且認(rèn)為這種蛋白在先天免疫系統(tǒng)中有重要功能。

β2-GPI 是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量約為50×103的糖蛋白。β2-GPI與負(fù)電荷磷脂結(jié)合，屬于補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白超家族，由326個(gè)氨基酸組成，可分為五個(gè)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白結(jié)構(gòu)域，從蛋白質(zhì)分子的N端到C端依次命名為DⅠ-Ⅴ[5]。前四個(gè)結(jié)構(gòu)域都由保守序列組成，但是第五結(jié)構(gòu)域與前四個(gè)不同。第五結(jié)構(gòu)域包含插入的6個(gè)氨基酸殘基，C末端延伸的19個(gè)氨基酸殘基，以及一個(gè)包含C末端半胱氨酸的二硫鍵。這些額外的氨基酸是該補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白結(jié)構(gòu)域具有獨(dú)特功能的原因，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成一個(gè)較大的正電荷區(qū)，正是這個(gè)正電荷區(qū)決定了與負(fù)電荷磷脂的親和力。

β2-GPI的晶體結(jié)構(gòu)顯示前四個(gè)結(jié)構(gòu)域呈直線排列，結(jié)構(gòu)域Ⅴ與其他結(jié)構(gòu)域呈直角，像一個(gè)曲棍球棒[6]。磷脂結(jié)合位點(diǎn)位于結(jié)構(gòu)域Ⅴ的底部。該位點(diǎn)包含兩個(gè)主要部分：一個(gè)較大的由14個(gè)氨基酸組成的正電荷區(qū)及一個(gè)有柔性和疏水性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在這個(gè)柔性環(huán)的界面區(qū)含有一個(gè)經(jīng)典的Trp-Lys序列，使它能夠插入到細(xì)胞膜[7]。有研究人員預(yù)測(cè)，當(dāng)β2-GPI結(jié)合到脂質(zhì)層時(shí)，域Ⅰ-Ⅳ的指向是遠(yuǎn)離脂質(zhì)層的，而充分暴露出與β2-GPI自身抗體結(jié)合的潛在位點(diǎn)位于結(jié)構(gòu)域Ⅰ[8]。小角X射線散射實(shí)驗(yàn)表明，在溶液中β2-GPI呈S形構(gòu)象，在域Ⅱ和Ⅲ之間有一個(gè)附加的扣環(huán)結(jié)構(gòu)[9]。由于域Ⅱ和Ⅲ之間的扭轉(zhuǎn)，糖基被定位于一種特定的結(jié)構(gòu)方式，可以屏蔽位于域Ⅰ的與自身抗體結(jié)合的抗原表位。

最近，人們發(fā)現(xiàn)β2-GPI存在兩個(gè)完全不同的構(gòu)象。在血漿中，它是呈一個(gè)域Ⅰ與域Ⅴ相接的環(huán)形蛋白質(zhì)。與陰離子表面相互作用之后，蛋白質(zhì)的環(huán)形結(jié)構(gòu)打開，變成曲棍球棒式構(gòu)象，類似于晶體結(jié)構(gòu)[10]?？量痰慕Y(jié)晶條件(高鹽，高pH值)可導(dǎo)致β2-GPI呈現(xiàn)開放構(gòu)象。圓形構(gòu)象提示，自身抗體的抗原表位被同一分子中的域Ⅴ屏蔽，域Ⅴ內(nèi)也存在被屏蔽的抗原表位[10]。人們觀察到β2-GPI通過域Ⅴ與細(xì)胞受體結(jié)合，而且這種結(jié)合在抗體存在時(shí)得到很大程度的加強(qiáng)，這些現(xiàn)象也證明了上述提示[11]?？梢姦?-GPI可以通過與周圍環(huán)境的相互作用來改變自己的構(gòu)象，這可能是由β2-GPI各個(gè)結(jié)構(gòu)域之間的連接序列的長(zhǎng)度和彈性決定的。β2-GPI暴露于極端的酸堿度條件下可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的再折疊[12]。不同的實(shí)驗(yàn)室對(duì)β2-GPI功能的研究結(jié)果是相互矛盾的，可能是因?yàn)樵诩兓?-GPI時(shí)導(dǎo)致β2-GPI表現(xiàn)為不同的構(gòu)象。

β2-GPI在生物學(xué)、人體循環(huán)及進(jìn)化過程中發(fā)揮了多種作用。盡管如此，β2-GP缺陷個(gè)體似乎是健康的，β2-GPI缺陷小鼠不表達(dá)明確的表現(xiàn)型，表明β2-GPI并不是生命必需的。目前研究認(rèn)為,在不存在抗β2-GPI抗體的情況下,β2-GPI并不致病[13]。

2 β2-GPI自身抗體

β2-GPI以閉環(huán)構(gòu)象在血液中循環(huán)，這種閉環(huán)結(jié)構(gòu)使抗β2-GPI抗體的抗原表位在血漿中被屏蔽。與陰離子表面相互作用之后，β2-GPI的閉環(huán)結(jié)構(gòu)打開，暴露出抗原表位。人們觀察到一個(gè)現(xiàn)象：自身抗體識(shí)別β2-GPI內(nèi)部隱蔽的抗原決定簇。此外，從APS患者體內(nèi)分離的CD4陽性T細(xì)胞可以與β2-GPI片段和化學(xué)修飾后的β2-GPI發(fā)生免疫反應(yīng)，但不與天然β2-GPI發(fā)生免疫反應(yīng)，表明隱蔽抗原表位的表達(dá)是誘導(dǎo)β2-GPI自身抗體產(chǎn)生的一個(gè)先決條件[14]。什么病理生理?xiàng)l件可以誘導(dǎo)這些抗體發(fā)生這種變化？許多研究已表明，抗磷脂抗體的出現(xiàn)與感染病史相關(guān)[15]。解釋這種相關(guān)性的普遍理論是分子模擬。外源蛋白和自身蛋白之間序列的相似性足以誘導(dǎo)免疫耐受的丟失，導(dǎo)致自身抗體的形成。另一種理論是，感染性病原體可以作為免疫反應(yīng)的佐劑[16]。佐劑去折疊注入的蛋白質(zhì)，從而增強(qiáng)受體的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致暴露出通常會(huì)被屏蔽的抗原表位。

在傳統(tǒng)的檢測(cè)抗β2-GPI抗體的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)中，自身抗體可以結(jié)合于β2-GPI的任何結(jié)構(gòu)域，抗β2-GPI抗體是一組異構(gòu)的抗體群，似乎只有其中的一小部分與臨床表現(xiàn)相關(guān)。

3 β2-GPI及抗β2-GPI抗體在APS血栓形成機(jī)制中的作用

APS是一種自身免疫性疾病，其特征在于血漿中存在所謂的抗磷脂抗體的情況下，出現(xiàn)動(dòng)脈和靜脈的血栓并發(fā)癥，以及妊娠相關(guān)并發(fā)癥?？沽字贵w是一種針對(duì)各種負(fù)電荷磷脂-蛋白復(fù)合物的自身抗體或同種抗體，主要包括抗心磷脂抗體、狼瘡抗凝物和抗β2-GPI抗體。目前研究一致認(rèn)為，β2-GPI是抗磷脂抗體的主要靶抗原，抗β2-GPI抗體比抗心磷脂抗體和狼瘡抗凝物在APS患者中更具有特異性[17]。在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，研究人員認(rèn)為抗β2-GPI抗體和血栓形成有直接關(guān)系[18]。自身抗體導(dǎo)致血栓形成的機(jī)制仍是一個(gè)謎。一種可能的理論是，自身抗體可以引起不同類型細(xì)胞的激活，這些細(xì)胞參與止血平衡的調(diào)節(jié)，如內(nèi)皮細(xì)胞、血小板、成纖維細(xì)胞和單核細(xì)胞[19-22]。通常情況下，β2-GPI是以閉環(huán)構(gòu)象存在于血液循環(huán)中，與陰離子表面的親和性相對(duì)較低[10]。當(dāng)β2-GPI遇到其表面上暴露出陰離子磷脂的細(xì)胞時(shí)，β2-GPI會(huì)與這些磷脂結(jié)合，導(dǎo)致β2-GPI的構(gòu)象改變，暴露自身抗體與之相結(jié)合的抗原表位[10]。自身抗體將與該抗原表位結(jié)合，并使β2-GPI穩(wěn)定在曲棍球棒式構(gòu)象。這種自身抗體的結(jié)合也可以形成二價(jià)復(fù)合物?？贵w-β2-GPI復(fù)合物對(duì)陰離子磷脂有更強(qiáng)的親和力，而且與這些暴露出陰離子磷脂的細(xì)胞所表達(dá)的不同受體也有更強(qiáng)的親和力。

4 抗β2-GPI抗體和APS患者血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)

抗β2-GPI是一項(xiàng)正式的診斷APS的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，已被人們證實(shí)是APS相關(guān)的血栓和習(xí)慣性流產(chǎn)的致病原因。盡管如此，在沒有出現(xiàn)APS相關(guān)臨床事件的個(gè)體體內(nèi)仍可以檢測(cè)到β2-GPI。在很多不是自身免疫的疾病狀態(tài)中也可以發(fā)現(xiàn)抗β2-GPI抗體，如動(dòng)脈粥樣硬化綜合征和麻風(fēng)病、特應(yīng)性皮炎的嬰幼兒，甚至表面上看起來健康的嬰幼兒[23-25]。在非APS患者中存在中高滴度的抗β2-GPI抗體證明了一種假設(shè)：致病性抗體在非發(fā)病患者體內(nèi)可能存在不同的構(gòu)型[25]。

抗β2-GPI抗體可分為IgG、IgM、IgA三個(gè)亞型。有研究認(rèn)為，IgM型抗體和動(dòng)脈血栓形成有關(guān),而IgG型抗體和靜脈血栓的形成相關(guān)[26]。Mehrani等[27]研究認(rèn)為，IgA型和IgG型抗體與靜脈血栓形成都有明顯相關(guān)性，且IgG型抗體和靜脈血栓的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，但I(xiàn)gM型抗β2-GPI抗體與動(dòng)脈或靜脈血栓形成沒有顯著關(guān)聯(lián)。

抗β2-GPI抗體結(jié)合β2-GPI抗原決定簇的位置一直存在許多爭(zhēng)議。國(guó)外有研究認(rèn)為,抗β2-GPI抗體是一組異構(gòu)的抗體群，可以識(shí)別不同的抗原結(jié)合位點(diǎn),根據(jù)與抗原結(jié)合位點(diǎn)的不同，抗β2-GPI抗體可分為不同的亞群，目前研究較多的有抗D1抗體、抗D2抗體、抗D4抗體、抗D5抗體、抗D4/5抗體。最新研究表明，APS患者體內(nèi)的抗β2-GPI抗體可以優(yōu)先識(shí)別D1[25]?？笵1抗體似乎更與血栓病史相關(guān)[28]。所以，抗D1抗體被看作是與APS 相關(guān)的更特異的抗β2-GPI抗體亞群。另外，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型證明抗磷脂抗體對(duì)血栓形成的影響可以通過用一種模擬D1的肽來減弱[29]。在非血栓狀態(tài)下，可以檢測(cè)到其他分子的特異性。動(dòng)脈粥樣硬化患者體內(nèi)的抗體可以與D4結(jié)合[23]，麻風(fēng)病患者體內(nèi)的抗體識(shí)別D5[24]，而自身免疫病嬰幼兒體內(nèi)的抗體可以識(shí)別結(jié)合D4/5[25]。

5 抗β2-GPI抗體與SLE

SLE是繼發(fā)性APS的典型代表，血栓/栓塞的發(fā)生是嚴(yán)重的并發(fā)癥，而這些患者并不存在高血脂、高血壓、高血糖、骨折、長(zhǎng)期臥床、嚴(yán)重低蛋白血癥、大量使用利尿劑以及心房顫動(dòng)等血栓/栓塞的易患因素。所以，臨床上迫切需要找到能夠預(yù)測(cè)SLE患者這種血栓前狀態(tài)的指標(biāo)，并且為預(yù)防SLE患者血栓相關(guān)性并發(fā)癥的發(fā)生提供依據(jù),從而提高患者生活質(zhì)量。近年來人們認(rèn)為抗β2-GPI抗體對(duì)APS的診斷更具有特異性，且在SLE患者抗β2-GPI抗體與血栓形成的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。但是，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)體內(nèi)抗β2-GPI抗體陽性的SLE患者中只有部分患者發(fā)生血栓/栓塞。誘導(dǎo)或者抑制APS進(jìn)展的因素是多方面的，而且它們之間的相互作用是有個(gè)體差異性的。如何處理為抗β2-GPI抗體陽性的患者仍然是一個(gè)難題，特別是那些不符合APS臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者。

6 結(jié) 語

β2-GPI作為抗磷脂抗體的主要靶抗原，抗β2-GPI抗體比狼瘡抗凝物和抗心磷脂抗體在APS患者中更具有特異性，對(duì)APS血栓形成的發(fā)病機(jī)制具有重要意義?？功?-GPI抗體是一組異構(gòu)的抗體群，似乎只有其中的一小部分與臨床表現(xiàn)相關(guān)?？功?-GPI抗體陽性的SLE患者中只有部分患者發(fā)生APS綜合征。因此，在臨床工作中迫切需要找到能夠預(yù)測(cè)SLE患者血栓前狀態(tài)的指標(biāo)。當(dāng)然,要明確闡述不同亞群及亞型抗β2-GPI抗體在SLE血栓形成中的作用,及SLE中血栓形成的發(fā)病機(jī)制和病理生理過程，還有賴更多的臨床和實(shí)驗(yàn)室研究。

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