自身免疫疾?。?/font>autoimmune diseases,AID)是指機(jī)體對(duì)正常組織發(fā)生異常免疫反應(yīng),導(dǎo)致自身抗體過度產(chǎn)生,這些自身抗體會(huì)攻擊機(jī)體自身的細(xì)胞、組織、器官,引起炎癥反應(yīng),最終對(duì)機(jī)體造成損害的一類慢性系統(tǒng)性疾病。根據(jù)免疫反應(yīng)發(fā)生的部位可以分為系統(tǒng)性自身免疫病和器官特異性自身免疫病兩類。其中系統(tǒng)性自身免疫病包括:系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoidarthritis,RA)、原發(fā)性干燥綜合征(primary Sjogren syndrome,SS);器官特異性自身免疫病包括:Ⅰ型糖尿?。?/font>type 1 diabetes,T1D)、特發(fā)性膜性腎?。?/font>idiopathic membranous nephropathy,IMN)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)、重癥肌無(wú)力(myasthenia gravis,MG)、擴(kuò)張型心肌?。?/font>dilated cardiomyopathy,DCM)等30多種。
目前免疫抑制劑、單克隆抗體藥物以及器官切除、血漿置換(plasma exchange,PE)等在常規(guī)自身免疫性疾病的應(yīng)用較為廣泛,免疫抑制劑和單克隆抗體藥物雖然具有特異性,但通常需要終身免疫抑制治療;而器官切除、血漿置換等方法伴隨著各種副作用和感染風(fēng)險(xiǎn),因此開發(fā)更有針對(duì)性的方法來(lái)應(yīng)對(duì)該類疾病是相關(guān)領(lǐng)域一個(gè)重要的目標(biāo),針對(duì)性去除免疫系統(tǒng)中特定自身免疫成分的新療法——免疫吸附(immunoadsorption,IA)成為了治療自身免疫疾病的熱門研究方向。
免疫吸附療法是將患者血液引出后,首先通過血漿分離器將血液的血細(xì)胞成分(包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板)和血漿分開,血細(xì)胞成分輸回患者體內(nèi),血漿進(jìn)入吸附器,利用具有高度親和力的吸附劑(包括具有物理化學(xué)親和力的某些特定物質(zhì)、抗原或抗體)結(jié)合特定物質(zhì),吸附后的血漿再回輸至患者體內(nèi)。
Schematic diagram of immunoadsorption therapy
免疫吸附(immunoadsorption,IA)主要是通過吸附柱的物理靜電吸附或通過抗原抗體結(jié)合的原理去除血液中的致病因子,包括乙酰膽堿受體(acetylcholine receptor,AChR)、神經(jīng)節(jié)苷酯抗體及N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)抗體等疾病特異性的自身抗體、補(bǔ)體和炎癥因子。
常用的免疫吸附類型包括非選擇性免疫吸附(如蛋白A吸附、多克隆抗人IgG抗體吸附、色氨酸吸附等)和選擇性免疫吸附。非選擇性免疫吸附是指吸附劑可以結(jié)合多種非致病蛋白質(zhì)或者參與自身免疫疾病的一類特定蛋白質(zhì)。
蛋白A是從A型金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁分離而得的一種分子質(zhì)量約42 ku的蛋白質(zhì),其氨基末端有4個(gè)高度類同的Fc結(jié)合區(qū),可與免疫球蛋白IgG1、IgG2和IgG4的Fc部分結(jié)合,并對(duì)IgG3、IgA、IgM和IgE有較低親和力。此外,蛋白A還能有效與免疫復(fù)合物結(jié)合。由于蛋白A的免疫吸附對(duì)IgG不同亞類的親和力并不相同,其對(duì)不同類型抗體吸附效果的不同。因此,蛋白A能通過非選擇免疫吸附多種抗體(包括致病抗體)從而改善疾病程度。
多克隆抗人IgG抗體通過用高度純化的人IgG抗體對(duì)動(dòng)物進(jìn)行免疫,然后從動(dòng)物的血漿中分離出抗原特異性的抗人IgG抗體。常采用多克隆羊抗人IgG抗體共價(jià)結(jié)合制成吸附柱。由于不同免疫球蛋白類不同Fc表位之間的交叉反應(yīng)性,IgG、IgA、IgM和部分IgE被吸附到綿羊抗體上,從而去除患者血漿中的Ig。
色氨酸在其分子結(jié)構(gòu)上同時(shí)具有親水性和疏水性基團(tuán),因此致病物質(zhì)可通過離子和疏水相互作用吸附在色氨酸柱表面。聚乙烯醇基質(zhì)上的色氨酸與IgG、IgM、IgA和一些IgE結(jié)合。色氨酸吸附后的血漿中補(bǔ)體成分C3、C1、C3b和C4b下降均超過50%。色氨酸柱的顯著特征是免疫原性低、對(duì)IgG3亞類親和力高、IA后感染風(fēng)險(xiǎn)最小。
選擇性免疫吸附即抗體特異性免疫吸附,是將與某種特定致病抗體受體相同結(jié)構(gòu)的合成肽偶聯(lián)到瓊脂糖柱或其他吸附柱上,通過選擇性吸附特定致病抗體(例如,抗β1腎上腺素受體抗體(anti-β1-adrenoceptor antibodies,β1-AR Ab)、抗VRT-101抗體(anti-VRT-101 antibodies)和抗乙酰膽堿受體抗體(anti-AChR antibodies,AchR-Ab)等),從而改善疾病程度。
免疫吸附(immunoadsorption,IA)在自身免疫疾病中的研究
由于自身免疫疾病治療的常規(guī)方法缺乏足夠的安全性和長(zhǎng)效性,免疫吸附在諸如擴(kuò)張型心肌病、特發(fā)性膜性腎病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、重癥肌無(wú)力等多自身免疫疾病中已開展了相關(guān)研究和臨床應(yīng)用。
擴(kuò)張型心肌?。?/font>DCM)是一種慢性心肌疾病,其特征是與心臟擴(kuò)張相關(guān)的收縮功能障礙,這是心力衰竭的常見原因,也是心臟移植的主要適應(yīng)癥之一。研究人員在DCM患者中發(fā)現(xiàn)了針對(duì)各種心臟細(xì)胞蛋白的抗體,如β1腎上腺素受體(β1-adrenoceptor, β1-AR)、線粒體蛋白、心肌肌球蛋白、毒蕈堿受體和收縮蛋白等。其中,有充分的證據(jù)表明針對(duì)β1腎上腺素受體的抗體,直接影響心功能及其病理生理學(xué)。此外,在動(dòng)物中,這些自身抗體已被證明可誘導(dǎo)類似于人類DCM患者的心臟功能障礙。這些針對(duì)心臟蛋白的抗體主要屬于IgG類,因此,針對(duì)這些自身抗體的免疫吸附治療對(duì)DCM患者來(lái)說(shuō)可能是一種很有前途的新治療選擇。
Schematic showing of autoantigens in IMN,DCM,MG and SLE
IMN是以腎小球基底膜上皮細(xì)胞下免疫復(fù)合物沉積伴基底膜彌漫性增厚為病理特點(diǎn)的自身免疫性疾病,是成人腎病綜合征最常見的病因之一。其臨床表現(xiàn)為蛋白尿、血尿和水腫。研究發(fā)現(xiàn),70%~80%的IMN患者可檢測(cè)到M型磷脂酶A2受體(PLA2R)的抗體,約有5%~10%的IMN患者中可發(fā)現(xiàn)Ⅰ型血小板反應(yīng)蛋白7A結(jié)構(gòu)域(THSD7A)抗體,并且抗足細(xì)胞PLA2R和THSD7A的腎源性自身抗體與膜性腎病相關(guān)。這兩個(gè)抗體主要為IgG4亞類,但所有IgG亞類均可檢測(cè)到。1999年,Esnault等首次報(bào)道免疫吸附在IMN中的治療應(yīng)用,Weinmann-Menke等使用羊抗人Ig抗體(TheraSorb-Ig)免疫吸附柱(可以去除IgG (IgG1-IgG4)、IgA、IgM、IgE和免疫復(fù)合物),表明免疫吸附可能是治療THSD7A抗體陽(yáng)性膜性腎病患者的有效方法。
SLE是一種較常見的累及多系統(tǒng)、多器官的自身免疫性疾病,主要以免疫系統(tǒng)攻擊自身組織,產(chǎn)生大量自身抗體。自身抗體是SLE的標(biāo)志,其中有些抗體是致病性的,它們直接或通過形成免疫復(fù)合物與細(xì)胞和底物結(jié)合,誘導(dǎo)細(xì)胞激活、炎癥和組織損傷,例如抗dsDNA抗體、抗核糖體P蛋白抗體、抗核小體抗體、抗組蛋白抗體。研究已經(jīng)證明,針對(duì)細(xì)胞外膜成分的狼瘡抗體可與腎臟結(jié)合并造成損害,抗原目標(biāo)表位是位于層黏連蛋白α鏈球狀部分的21肽,命名為VRT-101???/font>VRT-101抗體的滴度與疾病活性相關(guān),其致病特性也在小鼠實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。自身抗體(主要是IgG類)是SLE主要的致病因子,因此可以通過免疫吸附治療降低患者血漿中的致病抗體,緩解病情、減緩靶器官的損傷。
MG是一種以肌肉無(wú)力和骨骼肌疲勞為特征,針對(duì)骨骼肌神經(jīng)肌肉接點(diǎn)(NMJ)的抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病。在大多數(shù)MG患者中(~85%),自身抗體針對(duì)肌肉乙酰膽堿受體(AChR)。AChR由5個(gè)同源亞基組成。雖然AChR有幾個(gè)靶向表位,但大多數(shù)抗AChR抗體是針對(duì)主要免疫原性區(qū)(MIR),這是位于AChRα亞基上的一組重疊表位,這些亞基的核心是由氨基酸67~76形成的。參與MG的大多數(shù)抗原表位位于AChR亞基的胞外結(jié)構(gòu)域(ECD),而超過一半的自身抗體針對(duì)所謂的主要免疫原性區(qū)域,因此免疫吸附可以作為一種適合MG患者治療的技術(shù)。
數(shù)十年來(lái)對(duì)免疫吸附(immunoadsorption,IA)應(yīng)用于自身免疫疾?。?/font>autoimmune diseases,AID)的研究已經(jīng)證明這是可行的。然而,由于研究對(duì)象數(shù)量較少,缺乏隨機(jī)和對(duì)照等,導(dǎo)致結(jié)果存在偏差,很難將這種方法推廣成標(biāo)準(zhǔn)臨床應(yīng)用。到目前為止,這種治療還沒有產(chǎn)生成本效益,效果并沒有優(yōu)于當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)治療,而且成本更高,程序也更復(fù)雜。盡管如此,在更接近臨床應(yīng)用條件下的體內(nèi)實(shí)驗(yàn),仍可更好地評(píng)估免疫吸附(immunoadsorption,IA)治療潛力。隨著對(duì)自身免疫疾病病理機(jī)制的深入研究,越來(lái)越多體外免疫吸附的潛在靶點(diǎn)被確定,選擇性免疫吸附被正式用于臨床治療的希望正在快速實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
JI Fang-Ling,WU Jian,JIA Ling-Yun.Research Progress of Immunoadsorption in The Treatment of Autoimmune Diseases: a Review[J].Progress in Biochemistry and Biophysics,2022,49(01):139-148.