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系统性红斑狼疮（SLE）目前仍是医学上最具挑战性的疾病之一，为了对SLE患者进行最有效和安全的治疗，研究人员希望对SLE发病机制有更深入的了解。现有相关研究已经确定了导致SLE发生的两个关键介质家族，即I型干扰素（IFN-I）和针对核酸和核酸结合蛋白的自身抗体。在具有显著遗传风险的生育背景下，触发刺激（可能是微生物）会诱导IFN-I和/或自身抗体的产生。当先天性和适应性免疫系统细胞参与自身免疫反应中并相互协作时，可发展为临床SLE。 近期，美国纽约玛丽·柯克兰狼疮研究中心发表于Ann Rheum Dis的一项系统性综述分析了SLE患者遗传/基因分析的最新数据，并详细介绍了目前有关先天和适应性免疫功能的研究进展及数据，这些研究的目标是了解疾病机制，确定治疗靶点，促进开发能够改善患者预后的治疗方法。本篇着重介绍SLE相关遗传风险部分的重要内容，以飨读者。 目前对SLE发病机制的了解可以追溯到1948年Hargraves等对红斑狼疮（LE）细胞的描述，LE细胞代表与患者血浆相互作用后被吞噬中性粒细胞吞噬的细胞核。摄入的物质是核染色质，并对解聚DNA进行染色，类似于紫外线（UV）辐射或氮芥可能产生的物质。血浆中的丙种球蛋白部分含有所需的患者衍生因子。Holman等人认为该因子可能是一种对DNA特异的自身抗体，尽管Schett等人的数据后来支持了对染色质中组蛋白H1成分的特异性。Harvey报告82%的SLE患者血浆中有LE细胞形成，假阳性率非常低。抗核抗体（ANA）检测至少反映了LE细胞机制的一个特征，即存在与细胞核反应的自身抗体。值得注意的是，虽然ANA检测对SLE不是特异性的，但最近公布的欧洲抗风湿病联盟/美国风湿病学会（EULAR/ACR）SLE分类标准“要求ANA阳性”，这就支持了ANAs对了解SLE的基石贡献。扩展以免疫系统为中心的框架，以考虑遗传和社会风险和触发因素，免疫系统激活的驱动因素，支持损伤累积的组织和器官易损性可以拓宽我们的视野，增强SLE患者的治疗和预防方法（图1）。  图1.SLE发病机制的概述 1 社会经济因素 美国国家卫生统计中心2003-2013年多种死因数据库的数据显示，无论社会经济地位如何，非洲裔美国人狼疮患者的死亡率最高，死亡年龄最低，而低收入农村白人患者的死亡年龄最高，表明与祖先或种族、文化因素相关的遗传特征可能比社会经济因素对狼疮相关死亡率的决定因素更有影响。社会和文化因素如何跨界遗传致使SLE发展风险和不良结局上升，仍需进一步研究。 2 常见遗传变异 Marion和Postlethwaite将SLE的复杂性和异质性描述为由“复杂遗传程序的随机执行”所驱动。台湾一项研究评估了该地区的医疗系统数据，结论是44%的SLE发病风险可归因于遗传因素，30.3%的风险可归因于非共有环境因素。此外，SLE患者双胞胎后代发生SLE的相对风险为316，支持遗传因素与SLE风险的高度相关性。 疾病相关的遗传变异体为IFN-I通路激活和致病性自身抗体的产生提供了温床。在健康个体中表现出内在基础可变性并影响免疫系统稳态设定点的基因转录本中，有受IFN- I刺激的基因，这些基因与整个人群对病毒感染的可变稳健免疫应答及其对SLE发展带来的风险一致。主要组织相容性复合体（MHC）II类基因在健康个体中的表达也表现出较高的内在可变性，对表达B8-DR3等位基因单倍型（一种与SLE风险相关的特征）的个体免疫功能的研究描述了类似于SLE中所见的T细胞应答改变。来自健康B8-DR3阳性个体的体外刺激单核细胞减少了白介素（IL）-2的产生，这是狼疮患者的缺陷特征。 SLE发展风险可归因于常见变异体的组合，每种变异体对疾病风险的影响较小，罕见突变具有高外显率，对发展风险的影响较大。用于鉴定与狼疮诊断相关的具有统计学意义的常见遗传变异体的实验方法主要基于全基因组关联研究（GWAS），使用识别单核苷酸多态性（SNPs）的平台。一项使用免疫芯片平台检测患有其他自身免疫性疾病的白人的研究，目前已鉴定出150多种常见的遗传变异体，其中大多数位于调控区而非编码区，这些变异体与SLE的诊断存在统计学关联。只有一小部分风险变异会引起蛋白质的变化序列，如Fc受体。数据表明，累积遗传风险的影响是非线性的，当总遗传风险负荷高时，某些等位基因的影响更大。 免疫芯片数据已用于生成基于OR加权的遗传风险评分（GRS），该评分与发病较早、损伤累积更多、增殖性肾炎、终末期肾病增加以及抗双链（ds）DNA和抗心磷脂自身抗体在GRS最高四分位数患者中的高患病率相关。另一项研究使用来自欧洲（EA）和中国队列的全基因组SNP数据来定义GRS，提示其与疾病早期发作和狼疮性肾炎相关。与SLE对女性的极端偏斜相关，计算男性相对于女性的相对GRS，结果显示男性得分显著更高。这些最近的研究表明，反映多种分子途径的疾病相关SNP数据的汇总可能提供了SLE发病的指征。 研究证实，除了广泛分布的SNPs外，MHC中的扩展单倍型与欧洲白人、亚洲和非洲裔美国人祖先的SLE诊断密切相关。鉴于经典途径在清除潜在致病性免疫复合物中的重要作用，MHC III类区域中的补体基因座特别令人感兴趣。在SLE患者、干燥综合征患者和健康献血者中，C4基因拷贝数较少者的风险增加，其中C4A的影响大于C4B，且男性的基因拷贝数大于女性。来自小鼠研究的数据支持C4A在介导自身抗原清除方面特别有效这一结论。 在阐明MHC风险单倍型的免疫致病后果以及非编码基因组区的其他风险变异方面，Wakeland小组对28个GWAS鉴定的风险基因座进行了靶向深度测序和广泛分析，得出的一般原则（对理解狼疮发病机制具有重要意义）是：风险SNP通常标记一种所谓的超级增强子，该增强子可调节该单倍型中多个基因的表达水平。风险单倍型会影响转录因子的结合，如CCCTC结合因子（CTCF）或IFN调节因子4 （IRF4），这是一种调节B细胞分化和树突细胞上HLA II类分子转录水平的关键蛋白。因此，一个风险单倍型可以增加至少几个基因的转录和表达，促进广泛的免疫系统激活，在MHC风险单倍型的情况下，可以增加DR和DQ分子的表达，增加许多抗原的呈递和随后的T细胞激活。Sandling等人综合GWAS数据得出结论，T细胞分化途径受HLA基因座的影响，先天性免疫系统激活反映在与JAK-STAT通路和IFN-κ基因附近基因座的遗传关联中。在基于GWAS数据的机制探究中，发现toll样受体（TLR）7通路和IFN-I涉及的基因产物是突出的。换句话说，SLE相关变异体会影响参与先天或适应性免疫系统功能的信号和调节途径，其中IFN-I途径、NF-kB途径以及T细胞和B细胞的活化和分化尤其受到影响。 表1 部分SLE相关的常见遗传变异体（或提示狼疮发病机制中涉及的分子通路）   3 单基因和寡基因变体 SLE常见的风险变异占其遗传风险的大部分；然而，罕见突变可产生足以导致SLE的严重影响。C2缺乏症是SLE最常见的补体相关疾病，与HLA-DR2单倍型相关。C4缺陷可基于C4A*Q0（空）等位基因发生，也编码在MHC中。最近的数据支持以下因素增加SLE风险：在低C4拷贝数环境中基于杂合部分C2基因缺失的补体缺乏。 影响补体缺乏的机制可能是多方面的，其中细胞碎片、凋亡物质或含核酸免疫复合物的清除受损最为重要，有助于增强内体TLR的活化和IFN-I的产生。C1q缺乏也会影响CD8+ T细胞的功能。编码降解DNA的酶的基因突变也有助于核酸传感器的激活和SLE的发生。偶尔在SLE儿童中发现DNASE1（一种血清核酸酶）缺乏。DNASE1L3（编码一种负责凋亡细胞衍生微粒中染色质降解的酶）突变已在儿童SLE中被证明与抗dsDNA自身抗体相关。DNASE2主要在细胞内发挥作用，其缺乏与胞质和内体TLR DNA传感器启动的分子途径激活有关。 Aicardi-Goutieres综合征（AGS）等罕见狼疮样疾病被视为“极端表型”，对理解潜在致病机制具有重要意义。AGS病的特征是神经系统疾病和皮肤病变伴有高水平的IFN-I和自身抗体，可归因于编码调节或降解内源性核酸的蛋白质的几个基因之一的突变。 与SLE诊断相关的基因组位点和突变的鉴定指向狼疮病理发生的中枢机制。此外，关于对免疫系统激活有广泛影响的等位基因相关差异的见解，特别是在MHC编码的差异，可能提示识别SLE风险人群的新方法和有成效的疗法。了解个体的遗传禀赋是通过什么来建立免疫系统前体和发展自身免疫，通过对造血干细胞的研究可能有所帮助，最近的一项研究表明，这些前体的改变会偏向骨髓生成，这与髓系细胞中IFN-I诱导基因转录物的高表达以及对中性粒细胞在疾病发病机制中的作用认识是一致的。 4 环境触发因素 除了遗传因素之外，环境因素似乎是激活免疫系统的外在诱因（表2）。一些触发因素，如紫外光和介导DNA损伤或修饰DNA甲基化的药物，可能产生刺激性自身核酸，而氧化DNA修饰的其他应激源或介质可能增加这些核酸的刺激性。此外，还有引发自身免疫的潜在微生物因素。疱疹病毒，尤其是Epstein-Barr病毒（EBV），会影响先天和适应性免疫应答，流行病学研究支持EBV感染与SLE发展之间的关联。 还有某些细菌菌株的自身优势与狼疮性肾炎以及疾病活动增加有关，日本一项大型研究提示占优势的葡萄球菌和链球菌与这些患者体内特定代谢产物的富集有关。最近的一些综述探讨了这些和其他可能引发SLE或导致SLE发作风险的环境触发因素，见表2。 表2.发生SLE或SLE复发的候选环境风险因素  5 表观遗传修饰 染色质修饰可以反映环境对基因转录准备状态的影响，并可能导致“训练”或启动免疫反应。这些环境刺激对个体来说可以是外源性的，例如紫外线暴露，但也可以是内源性刺激。对整个基因组中差异甲基化的CpG位点的评估可用于鉴定活性染色质的区域，通常与基因转录有关，IFN-I刺激的基因位点的去甲基化已在几项研究中得到证实。这些结果与转录组数据一致，IFN-I调控的基因在患者与对照受试者之间表现出最显著的差异，一些基因先前已被确定为狼疮风险基因。一项对SLE不一致的同卵双生子基因组甲基化的有趣分析确定了可能受环境因素（无论是外源性还是内源性）影响的基因，其中，仅在黑色素瘤2（AIM2）中缺失的是公认的IFN-I调控基因。AIM2蛋白拮抗胞质dsDNA的感应，AIM2缺陷小鼠产生过量的IFN-β。 一项对分离的中性粒细胞基因组去甲基化的研究表明，分类连接蛋白18（SNX18）（编码一种介导内涵体运输和自噬体形成的蛋白）与疾病活动的变化有关，而编码N-乙酰氨基半乳糖转移酶18的GALNT18基因中的CpG位点与活动性肾炎有关。还注意到TREML4和IL6中多态性位点的低甲基化，鉴定了在TREML4的情况下参与通过TLR7增强信号传导或作为IL-6的狼疮性肾炎生物标志物的基因。调节TNFAIP3（编码NFkB调节因子A20的基因）的miRNA，miR-18a，在SLE CD4+T细胞中低甲基化。转座酶可及染色质测序分析已用于鉴定与基因调节相关的组蛋白修饰的基因组位置SLE患者表现出独特的表观遗传特征。IFN-I是介导许多组蛋白修饰的有力候选者，这些组蛋白修饰可被视为IFN诱导的启动或训练的指标。当呈现随后的激活信号时，免疫系统细胞的增强反应以及环境影响的测量SLE中自身免疫和炎症发展的触发因素。 参考文献 Crow MK. Pathogenesis of systemic lupus erythematosus: risks, mechanisms and therapeutic targets. Ann Rheum Dis. 2023 Feb 15:ard-2022-223741. |
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