過敏性紫癜腎炎與腸道菌群的研究進展

董麗娟，陳 瑾，王 莉，△

(1.遵義醫(yī)科大學，貴州 遵義 563000；2.四川省醫(yī)學科學院·四川省人民醫(yī)院，四川 成都 610041)

過敏性紫癜(henoch-Sch?nlein purpura，HSP)又稱為免疫球蛋白A血管炎(immunoglobulin A vasculitis，IgAV)，是一種全身性小血管炎，臨床主要表現(xiàn)為皮膚紫癜、腎臟損害、胃腸道受累、關節(jié)痛等[1]。其病理特點為含有免疫球蛋白A(IgA)的免疫復合物沉積于受累臟器的小血管壁，表現(xiàn)為彌漫性壞死性小血管炎。當HSP發(fā)生腎臟損害時也稱為過敏性紫癜腎炎(henoch-Sch?nlein purpura nephritis，HSPN)，主要表現(xiàn)為蛋白尿、血尿[2]。成人HSPN導致的后果嚴重，是HSP死亡的主要原因之一。

1 HSPN的發(fā)病機制研究

HSPN病理特點是含有IgA1的大型免疫復合物沉積在腎臟，其腎臟表現(xiàn)與IgA腎病相似，可呈現(xiàn)為節(jié)段性、局灶性和單純性系膜增生，表現(xiàn)為重度新月體性腎小球腎炎。目前HSPN的發(fā)病機制尚不完全清楚，環(huán)境因素、遺傳、凝血、免疫等可能與其有關。通常認為免疫功能紊亂為HSPN的主要發(fā)病機理，包括體液免疫與細胞免疫，以體液免疫為主。

1.1 HSPN與體液免疫沉積在腎臟中的含有IgA1的免疫復合物可激活補體，使得白細胞趨化，釋放溶酶體，引起腎功能損傷，補體因子和中性粒細胞浸潤血管，引發(fā)血管炎癥。IgA包含兩種亞型，為IgA1和IgA2。與IgA2不同，IgA1有3～6個-O-連接聚糖鏈的鉸鏈區(qū)末端,是由N-乙酰半乳糖胺(GalNAc),半乳糖(Galactcose)和唾液酸(Sialic acid)組成，在糖基化過程中可以連接到這些位點[3]。據(jù)推測，遺傳易感性和/或黏膜感染及其伴隨的白細胞介素(IL)-6水平升高可導致IgA1多種糖基轉(zhuǎn)移酶異常表達，使得IgA1異常糖基化，導致缺乏半乳糖的IgA1分子(Galactose-deficient IgA1，GD-IgA1)生成增加。GD-IgA1鉸鏈區(qū)由于缺乏半乳糖，因此暴露了半乳糖下的GalNAc殘基，此殘基可以作為誘發(fā)機體產(chǎn)生可特異性識別GD-IgA1鉸鏈區(qū)新表位的IgA1或IgG發(fā)揮作用。識別GalNAc結構的自身抗體的IgA1或IgG可通過與Gd-IgA1結合形成免疫復合物Gd-IgA1-IgG?？扇苄訡D89(sCD89)可與Gd-IgA1-IgG結合形成大型免疫復合物，這些大型的免疫復合物可阻礙肝臟對其的清除，從而通過血液循環(huán)到達腎臟，在腎小球中沉積[4]。一些分子如轉(zhuǎn)鐵蛋白受體CD71和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2可協(xié)同促進Gd-IgA1免疫復合物與腎臟系膜細胞結合，引起補體活化，系膜細胞增值，表達趨化因子和促炎細胞因子，進一步加劇腎小球炎癥及腎功能損傷。有研究發(fā)現(xiàn)Gd-IgA1在HSPN患者血清中較正常人水平升高，在腎臟中也有GD-IgA1免疫復合物的沉積。并且這種Gd-IgA1沉積僅在IgA腎病(IgAN)和HSPN的腎臟病理中存在[5]。Hitoshi Suzuki等使用KM55對臨床腎小球組織進行免疫熒光檢測認為Gd-IgA1是HSPN的發(fā)病原因[6]。也有研究發(fā)現(xiàn)黏膜免疫系統(tǒng)中的漿細胞合成的IgA主要為二聚體和半乳糖缺乏的IgA1，其分泌的Gd-IgA1已被證明和循環(huán)中的Gd-IgA1相同。因此，推測循環(huán)Gd-IgA1可能是黏膜源性漿細胞產(chǎn)生的結果[7]。

1.2 細胞免疫與HSPN細胞免疫功能紊亂也與HSPN有著密切的關系。介導細胞免疫的主要是T淋巴細胞，依據(jù)其功能不同分為CD4+(輔助性T細胞)和CD8+(抑制性T細胞和細胞毒性T細胞)。當CD4+和CD8+細胞比例失調(diào)，可由于免疫功能的受損而引起自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展。輔助性T細胞亞群包括Th1、Th2、Th17和Treg。Th1細胞分泌的細胞因子可以使B細胞產(chǎn)生IgA、IgG和IgM抗體，作用于巨噬細胞使其活化后吞噬細胞內(nèi)病原菌，輔助CD8+細胞分化，誘導細胞免疫應答；Th2細胞通過分泌多種細胞因子如IL-4、IL-5、IL-6等輔助B細胞活化和抗體的形成，這些細胞因子也是IgE抗體生成的轉(zhuǎn)換因子，誘發(fā)過敏反應的發(fā)生，調(diào)節(jié)機體體液免疫反應。已有研究發(fā)現(xiàn)HSP患者CD4+的數(shù)量下降，Th1/Th2比例失調(diào)，免疫功能失衡。并且當Th1/Th2的比值減小時，HSPN患者腎臟組織中微血管密度增大，病理組織損傷加重，提示腎臟 Th1/Th2 比值下降可能是 HSPN 腎臟微血管損傷的原因[8]。Th17在T細胞亞群中具有促進炎癥的作用，它的功能增強會使機體組織產(chǎn)生炎癥。Treg 細胞在T細胞亞群中具有保護性作用，可以通過自身或者分泌細胞因子抑制免疫應答。Th17/Treg 比例失調(diào)可影響免疫抑制效應，引起白細胞向損傷部位聚集，導致炎癥的發(fā)生、發(fā)展，從而加重腎臟的免疫損傷[9]。

1.3 HSPN與多重打擊學說也有學者認為HSPN的發(fā)病機制也可用新多重打擊學說解釋。細菌或病毒感染后產(chǎn)生針對人內(nèi)皮細胞的交叉反應性抗內(nèi)皮細胞抗體(AECA),該抗體為 IgA1 型，使得IgA1-AECA血清水平增高。然后，IgA1-AECA與內(nèi)皮細胞自身抗原結合，包括可能與內(nèi)皮細胞上的β2糖蛋白1(β2GP1)結合，誘導IgA與中性粒細胞上的Fcα受體I(FcαRI，是髓樣細胞中的一種跨膜IgA受體)相互作用，使中性粒細胞活化和趨化，ADCC、CDC、NETosis和ROS產(chǎn)生等過程導致血管內(nèi)皮細胞損傷，引起血管損傷。此外，外周血中的腫瘤壞死因子-α(TNF-α)可激活內(nèi)皮細胞，并誘導內(nèi)皮細胞暴露通常隱藏的抗原。識別這些抗原的AECA抗體隨后可以與內(nèi)皮抗原結合，使得IgA1沉積于小血管壁，促使內(nèi)皮細胞產(chǎn)生IL-8 ，誘導中性粒細胞趨化及刺激白三烯( LTB4) 的釋放，從而增強中性粒細胞的遷移，中性粒細胞形成正反饋循環(huán)，使炎性反應放大，最終導致中心粒細胞浸潤、血管損傷和微血栓形成[10]。

2 腸道菌群對宿主的生理及病理影響

腸道菌群是指定植在腸道內(nèi)并長期與宿主相互依存的腸道微生物群，包括古生菌、細菌、真菌、病毒和真核生物。人體腸道內(nèi)有10萬億種不同的共生微生物群，有50多個細菌門和100～1000種細菌，占人體總微生物量的78%，比人體細胞數(shù)量的10倍以上，其編碼的遺傳信息比人類基因組大150倍[11]。由于胃的酸性環(huán)境、小腸膽汁和胰液的存在以及蠕動的作用限制了細菌穩(wěn)定的定植，胃和小腸的微生物相對較少。絕大多數(shù)的微生物群生活在結腸中，并與人類宿主相互作用[12]。

對于人體微生態(tài)的平衡和機體健康的維持離不開腸道菌群的調(diào)節(jié)，主要作用包括：①腸道菌群可以在宿主腸黏膜上形成一層保護層，構成生物屏障。其主要通過占位、細菌素和競爭營養(yǎng)等與腸道屏障共同發(fā)揮作用，保護腸壁的完整，起到防御作用[13]。②腸道菌群及其代謝產(chǎn)物通過參與腸上皮細胞(IECs)的翻轉(zhuǎn)、改變隱窩深度及絨毛形態(tài)，調(diào)控IECs發(fā)育、增殖、分化、更新和修復等方式避免IECs結構破壞，抵御病原體入侵，減少感染及炎癥反應的發(fā)生，使得腸黏膜維持正常的屏障功能[14]。③腸道菌群可將宿主外源性飲食或內(nèi)源性化合物轉(zhuǎn)化成多種代謝產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸(SCFAs)、膽汁酸、支鏈氨基酸、三甲胺N-氧化物、色氨酸和吲哚衍生物等，與宿主相互作用，參與機體物質(zhì)代謝、吸收，促進腸道蠕動，調(diào)控腸道內(nèi)分泌，影響神經(jīng)、免疫系統(tǒng)[11,15]，起到調(diào)節(jié)代謝功能。④腸道菌群通過天然免疫促進腸道免疫組織發(fā)育，也可通過適應性免疫促進腸道免疫功能的恢復。腸道相關淋巴組織(GALT)被認為是適應性免疫細胞啟動和分化的位點，是人體最大的細胞免疫群，腸道黏膜表面的微生物群通過作用于腸道黏膜，可誘導GALT發(fā)育成熟和免疫細胞分泌增加，形成適應性免疫系統(tǒng)[16,17]，起到調(diào)節(jié)免疫功能。

此外，腸道菌群失調(diào)會產(chǎn)生致病作用。腸道微生物的改變主要表現(xiàn)為菌群組成改變，細菌分布變化及菌群活性變化。最近有研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物組可遠程影響器官、黏膜和造血免疫功能[12]，可導致消化系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和呼吸系統(tǒng)疾病。如膽堿和膽汁酸代謝可引起炎癥性腸病(IBD)[16]；長期的炎癥反應導致腸道通透性增加，細菌移位，釋放細胞因子、趨化因子，激活癌基因及抑制抑癌基因引起腸道腫瘤；脂多糖的增加會引起糖尿病的發(fā)生；三甲胺N-氧化物可增加心血管疾病的發(fā)生；產(chǎn)生的激素可由于腸和腦之間的密切關系影響人的情緒、心理從而引起心身疾病等。有研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群失調(diào)與慢性腎臟病有密切的關系，腸道微生物的改變可產(chǎn)生多種腸源性尿毒素，這些毒素通常在慢性腎衰竭的早期積累，引起炎癥和氧化應激，從而導致腎臟損害的進展[18]。

3 腸道菌群與黏膜免疫反應

黏膜廣泛分布于全身，包括口腔、呼吸道、胃腸道、泌尿生殖道。在黏膜中，腸黏膜占絕大部分。腸黏膜主要由T細胞依賴性漿細胞和非T細胞依賴性漿細胞產(chǎn)生產(chǎn)生分泌型IgA(sIgA)，有高親和性、多反應性和跨物種結合的特點，可調(diào)控腸道微生物，影響微生物的定植。腸道黏膜中B淋巴細胞分化為漿細胞后產(chǎn)生的sIgA是黏膜參與體液免疫的最主要執(zhí)行者[3]。腸道菌群可通過提供有益的營養(yǎng)物質(zhì)，支持腸道代謝系統(tǒng)的發(fā)展和腸道免疫系統(tǒng)的成熟，與腸道免疫系統(tǒng)之間的相互作用對維持黏膜穩(wěn)態(tài)十分關鍵[16]。有研究報道，腸道微生物與腸道免疫球蛋白A(IgA)的產(chǎn)生密切相關。由于腸道微生物群的改變可以增加抗原負荷和腸上皮Toll樣受體(TLR)識別，促進B細胞的類轉(zhuǎn)換和IgA的合成。TLR的持續(xù)和過度激活導致IgA1、半乳糖缺乏的IgA1(Gd-IgA1)和O-糖基特異性抗體的過度產(chǎn)生[8]。此外，腸道微生物與GALT的成熟也密不可分。腸道微生物可在多種細胞的介導下通過模式識別受體(TLRs)、增殖誘導配體(APRIL)、B細胞活化因子(BAFF)等識別免疫調(diào)節(jié)因子，如炎癥細胞因子、趨化因子等促進B細胞的淋巴細胞浸潤及B細胞上的組織相容性復合物II類分子的表達，從而發(fā)揮自身免疫作用。且其代謝產(chǎn)物，包括乙酸、丁酸、戊酸，通過漿細胞產(chǎn)生IgA增強免疫，對機體進行系統(tǒng)性的調(diào)節(jié)。因此腸道菌群的定植及其代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生對GALT的腸道免疫狀態(tài)有著至關重要的影響[7,19,20]。一些專家認為，GALT也可能是Gd-IgA1生產(chǎn)的重要場所。上述研究證明腸道微生物與黏膜免疫反應之間有著密不可分的聯(lián)系。

4 腸道菌群與紫癜性腎炎的關系

近年已有許多的研究關注宿主與腸道菌群間相互作用關系，腸道菌群的改變對于人體的影響非常的廣泛。對腸-腎軸逐漸成為熱門話題。隨著對腎臟疾病的研究的深化，愈來愈多的證據(jù)表明腸道與腎臟疾病之間存在著密不可分的關系。Tan等研究結果顯示HSPN患者糞便微生物群落的組成和分布密度均降低，腸道微生物群落結構明顯不同，主要失調(diào)表現(xiàn)為潛在病原體類桿菌、大腸桿菌-志賀氏菌和鏈球菌的比例顯著增加和有益菌株普氏桿菌的顯著減少。其中，腸黏膜鏈球菌感染可能導致HSPN的發(fā)生，并與其嚴重程度密切相關。鏈球菌水平較高的HSPN患者更容易出現(xiàn)血尿和低蛋白血癥[21]。研究發(fā)現(xiàn)IgAV患兒腸道微生物豐度低于正常兒童，蛋白細菌和放線菌與IgAV的器官受累有關[22]。張莉等研究發(fā)現(xiàn)在HSPN的疾病早期即出現(xiàn)了腸道菌群的紊亂[23]。閆京京等研究顯示HSP患兒存在腸道菌群失調(diào)表現(xiàn)，主要為HSPN患兒腸道B/E值(B雙歧桿菌；E 大腸埃希菌)之比降低更明顯；且HSPN組患兒腸道雙歧桿菌和B/E值降低，大腸桿菌數(shù)量增加[24]。另有研究發(fā)現(xiàn)HSP患者腸道微生物區(qū)系發(fā)生了顯著變化，腸道微生物數(shù)量的變化可能有助于HSP的早期診斷[25]。唐興珈等研究發(fā)現(xiàn)與健康兒童相比，HSPN患兒普雷沃氏菌種、芽殖菌種、巴恩斯氏菌科、脫硫弧菌屬豐度明顯提高,而雙歧桿菌屬、乳酸桿菌目豐度明顯降低。并且與HSP單純皮膚紫癜型相比，HSPN患兒中巴恩斯氏菌科、普雷沃氏菌科豐度提高，表明腸道菌群的改變與HSP的臨床表型存在相關性[26]。Zhou等研究發(fā)現(xiàn)與HSP患者相比較，HSPN患者嗜黏蛋白阿克曼的豐度更低，而另枝菌屬在HSPN兒童中數(shù)量增多，HSPN患兒腸道微生物表現(xiàn)出明顯的比例失調(diào)[27]。上述研究表明腸道菌群的變化與紫癜性腎炎之間存在著密切的關系。

5 未來研究方向

目前人們對于腸道菌群有了更加廣泛和深入的研究。腸道菌群對于宿主的代謝、生理和免疫系統(tǒng)有著重要影響作用。越來越多的證據(jù)表明疾病發(fā)展中的微生物因果關系，腸道微生物結構和功能發(fā)生變化時對多種自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展起著重要作用，可直接影響人體的健康。通過調(diào)節(jié)腸道微生物群的平衡來治療自身免疫性疾病及慢性炎癥性疾病是極其有發(fā)展前途的。在一些疾病中通過飲食干預、微生物補充或糞菌移植恢復受干擾的腸道微生物群觀察到積極結果。例如有研究布地奈德的靶向釋放制劑可以靶向回腸中的派爾斑并抑制胃腸道免疫系統(tǒng)，可以降低Gd-IgA1的水平，治療IgAN[28]。糞菌移植對于炎癥性腸病及IgAN有效[29]。目前關于腸道菌群在HSPN中的作用及機制仍有許多未知。通過將來更多的研究，探索腸道菌群在HSPN的作用機制，從而為HSPN提供新治療方法。