刘湘源
硬皮病(Scleroderma, Scl)是以局限或弥漫性皮肤增厚和纤维化为特征、可影响多脏器的自身免疫性疾病。其自身抗体谱较独特,熟悉和了解它们有助于临床医生对Scl作早期诊断、分类及预后判定。现简述如下。
1. 抗Scl-70抗体(Anti-topoisomerase )
最早于1979年发现。其抗原为天然分子量为86kd 或95/100 kd 的DNA-拓扑异构酶I。因在纯化过程中有部分降解,实际上发生免疫反应的是分子量为70 kd 的非组蛋白碱性蛋白质抗原,故又称之为Scl-70。
1.1 抗原分子结构和功能
拓扑异构酶I位于核质中, 其cDNA已被克隆和测序,羧基端有一段在结构上非常保守且具有催化特性的区域。它在DNA复制和转录中起了中心作用,它通过催化DNA超螺旋解聚来调节染色体结构。
1.2 临床意义
抗Scl-70抗体位于核质和核仁中,是Scl的特异性标记抗体。其阳性率受种族和弥漫型Scl患者比率的影响。该抗体阳性的Scl患者多合并有肢端凹陷性瘢痕、肺间质纤维化和周围血管病变,皮肤硬化程度更重、范围更广,但与心肾受累无关。Steen等检测了来自Pittsburgh大学的397例Scl患者,发现有102例患者阳性(阳性率为26%),该抗体与肢端凹陷性疤痕及较高的皮肤增厚得分相关。而在局限型Scl患者,抗Scl-70抗体阳性患者比阴性患者有更严重的关节、皮肤和肺部受累。
2 抗RNA多聚酶I、II、III抗体
2.1 抗原结构与功能
1982年最早描述。RNA多聚酶I、II、III(RNAPI、II、III)均由分子量在100kd以上的2个大蛋白质和一些较小的蛋白质组成的蛋白质复合物。人RNAP I、II 和III的两个最大蛋白质亚单位分别称为IA和IB、IIA和IIC,及IIIA和IIIB。另外,RNAP II还有一个磷酸化的蛋白质亚单位和一个非磷酸化亚单位,称为IIO和IIB亚单位。RNAPI、II、III分别催化核仁中的rRNA前体、mRNA前体及胞浆中多数小核RNA(snRNA)、和胞浆中的小RNA如5S rRNA和tRNA的合成。
2.2 临床意义
抗RNAP抗体主要与弥漫型Scl相关。弥漫型Scl的阳性率明显高于局限型Scl者;它们常单独或同时存在于同一患者,且特异性较高。抗RNAP I 抗体(+)者有更广泛的皮肤硬化。抗RNAP IIO抗体和抗Scl-70抗体同时阳性比单纯抗Scl-70抗体阳性发生弥漫型皮肤受累、色素改变、屈曲挛缩和肢端骨溶解更多[3]。在弥漫型Scl患者中,抗RNAP III抗体比抗Scl-70抗体阳性率更高,且前者阳性者比后者有更高的皮肤增厚得分和肾危象发生率, 而毛细血管扩张、炎性肌病、限制性肺疾病和严重心脏异常较少。抗RNAPI、II和III抗体同时阳性者更多地为男性、发病更晚、肾脏和心脏受累率较高,而出现外周血管病和肺部受累较少,5年累计生存率较低。
3 抗着丝点抗体(Anticentromere antibodies, ACA)
1980年首次描述。着丝点是两条已复制的染色单体紧密配对的一个局限性区域。针对着丝点结构相关蛋白而产生的自身抗体即抗着丝点抗体。
3.1 抗原结构和功能
着丝点蛋白质(Centromere Proteins, CENPs)主要有3种: CENP-A、CENP-B和CENP-C。CENP-A是位于着丝点周边的异染色质中、分子量为17kd的蛋白质。CENP-B是位于着丝点盘下的着丝点异染色质中、分子量为80kd或65kd的DNA结合蛋白质。 CENP-C是位于着丝体内盘成分中、分子量为140kd或107kd的大蛋白质。着丝点自身抗原主要作用是参与染色体有丝分裂。它为纺锤体微管提供附着点;并可接收触发有丝分裂后期开始的细胞内信号; 在有丝分裂后期,它还作为一个位点使姐妹染色单体向纺锤体极运动。微注射抗着丝点抗体可干扰有丝分裂后期的着丝点装配,产生异常的着丝点结构,破坏有丝分裂过程。
3.2 临床意义
ACA 主要与局限型Scl相关。其阳性率在局限型Scl患者中明显高于弥漫型Scl患者,且不随时间和病程的改变而改变。它与雷诺现象、局限性皮肤增厚、毛细血管扩张和钙质沉着有强烈相关。ACA阳性者除有单纯的肺动脉高压外,极少有严重的限制性肺疾病(间质纤维化)、心脏受累和肾脏危象。ACA可作为具有CREST 综合征和较轻病程的一个临床亚型的标志。但也有研究认为,ACA与Scl患者因缺血而发生的截指现象相关。由于ACA在SS、SLE、RA、重叠综合症、原发胆汁性肝硬化和重症肌无力等疾病中也可阳性,但这些患者多有雷诺现象,故认为与ACA相关的特异性临床症状是雷诺现象。ACA如与抗线粒体M2(丙氨酸脱氢酶)和M4抗体成分同时存在则提示有活动性肝损害。ACA(+)的局限型Scl患者10年存活率达92%~96%。
4. 抗核仁成分抗体
包括抗纤丝蛋白(U3小rRNA)、抗Th/ToRNP(RNase MRP/ RNaseP) 和PM-Scl抗体。
4.1 抗纤丝蛋白(U3小rRNA)抗体
4.1.1抗原结构与功能 :
纤丝蛋白(Fibrillarin)的结构和功能均较保守,常与整个小核仁核糖核蛋白颗粒(small nucleolar ribonucleaprotein particles, snoRNP)家族同时存在,该家族有丰富的U3和欠丰富的U8、U13、U14、U15和Y-snoRNP。它分3个区:含80个氨基酸的氨基末端区;90个氨基酸的中央区及151个氨基酸的羧基末端a螺旋区。它主要参与rRNA加工,如U3 snoRNP是核糖体周围RNA成熟裂解的必要成分。
4.1.2临床意义
抗纤丝蛋白抗体的阳性率有种族差异。Reimer 等报告了抗纤丝蛋白抗体(+)的Scl患者,发现在关节受累少的年轻男性中阳性率高。Okano等对比了24例抗纤丝蛋白抗体阳性和392例该抗体阴性患者的临床表现,发现前者指端凹陷性疤痕、钙质沉着、肌病和放射学上的小肠受累较多,随诊期间有4例该抗体(+)者死亡,其中有3例有单纯肺动脉高压,有趣的是这3例均为弥漫型Scl。
4.2 抗Th/To RNP抗体(抗RNase MRP/ RNase P抗体)
1982年, Hardin等以发现存在此抗体的两位患者的姓名命名。
4.2.1 抗原结构与功能
Th/To RNP抗原包括2种小RNA和几种蛋白质。其中有一种蛋白质含量最丰富,含有主要抗原决定簇,分子量为40kd。此种蛋白质通过RNA-蛋白质相互作用,与线粒体RNA处理酶(Mitochondrial RNA processing enzyme ,RNase MRP) 及转运RNA前体处理酶(a processing enzyme for all precursor tRNA,RNase P)直接连在一起。它们在细胞核内的核糖体生物合成上发挥了重要作用。
4.2.2临床意义
主要与局限型Scl相关。Okano等检测了371例Scl患者的抗Th/To RNP抗体,有15例阳性,除1例为弥漫型外,其余14例均为局限型。该抗体阳性者有较多的手指肿胀、小肠受累、甲状腺功能低下,较少的关节炎/痛,10年累计死亡率较低。
4.3 抗PM-Scl抗体: 它是PM-1抗体中的一种。因主要存在于多肌炎与Scl重叠的患者中,故命名为抗PM- Scl抗体。
4.3.1 抗原结构与功能
PM-Scl抗原是分子量在20~110kd的11~16种蛋白质组成的复合物。没有核酸与之相连。其作用尚不清楚,可能在核酸前体的生物合成中发挥作用。
4.3.2 临床意义
抗PM-Scl抗体与肌炎和Scl重叠综合征相关。在肌炎-Scl重叠综合征患者中该抗体阳性率为24%,而在单纯PM/DM仅5%,单纯Scl仅2%。该抗体与炎性肌病、局限型Scl及关节炎的一组临床类型相关。此抗体阳性者预后较好,对激素或免疫抑制剂反应良好,往往无严重的内脏受累。
5. 其它抗体
5.1 抗组蛋白抗体(AHA)
抗组蛋白抗体在Scl中的阳性率为5%~25%,其中弥漫型高于局限型(44%µ29%)。AHA与肺纤维化相关,尤其与弥漫型Scl肺纤维化的严重性相关。该抗体针对的抗原成分因疾病而不同。Scl主要为H1,而SLE主要为H1和H2B。由于该抗体在药物性狼疮、特发SLE、RA、幼年慢性关节炎及全身性硬斑病也存在,故并非是Scl的特异性自身抗体。
5.2 抗异型核RNP抗体(heterogeneous nuclear RNP, hnRNP)
该抗体最早由Fritzler等于1984年描述。其抗原是异型核RNA与特殊蛋白质相连形成异型核RNP复合物。人体内有20种左右的hnRNP蛋白质,分别命名为hnRNP-A至U。高滴度的抗hnRNP-I蛋白(多嘧啶通道结合蛋白, polypyrimidine-tract binding protein )抗体较特异性地出现在Scl各种亚型,其阳性率为22/40,而在Scl早期或局限型Scl阳性率更高(13/24),在Scl中期和弥漫型阳性率较低(7/16)。在其它疾病如SLE 、MCTD和RA患者也可检测到抗hnRNP抗体,但其针对的抗原主要为hnRNP-A/B蛋白质。
5.3 抗泛素(Ubiquitin)抗体(Antiubiquitin antibody, AUbA)
泛素抗原是在一种在进化上高度保守、由76个氨基酸组成的热休克蛋白,以游离态或与核蛋白、胞浆蛋白和膜蛋白相结合的形式普遍存在于真核细胞中,结合态泛素介导异常蛋白质的选择性降解。抗泛素抗体最早于1988年由Muller描述,它广泛存在于自身免疫性疾病和神经变性疾病。它在局限型和弥漫型Scl中的阳性率无明显差别(为42%~44%),与特殊临床亚型无相关性。但常与AHA同时存在。由于在其它自身免疫性疾病如SLE、DM等也存在,故对Scl特异性较低。
5.4 抗Calpastatin抗体
Calpastatin抗原是Calpain的内源性蛋白酶抑制剂。Calpain是一种钙依赖性半胱氨酸蛋白酶。它广泛分布于动物组织中,参与细胞内与钙离子有关的活动,它可降解软骨中的蛋白聚糖,导致关节软骨破坏。抗Calpastatin抗体可使Calpain活性增加,在关节炎、组织损伤和炎症发挥了重要作用。有研究显示,Scl患者的抗Calpastatin抗体阳性率为24%,尤其是ACA阳性的Scl患者的阳性率明显增高,提示抗Calpastatin抗体与ACA存在相关。另外,还发现IgM型抗Calpastatin抗体阳性的弥漫型Scl患者更容易出现关节炎和肌肉的受累,IgG型抗Calpastatin抗体水平与Scl的ESR水平呈正相关。