补体在产科抗磷脂综合征中的作用机制
时间：2023-06-13 19:35:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
陈思运，蒋慧，王楚涵，黄璨，赵久良，赵岩，曾小峰
产科抗磷脂综合征(obstetric antiphospholipid syndrome，OAPS)是一种以病理妊娠为主要临床表现、伴抗磷脂抗体持续阳性为特征的自身免疫性疾病，其中病理妊娠包括反复早期流产、子痫或重度子痫前期，胎盘功能不全相关并发症及中晚期胎儿死亡[1]。据多项临床研究报道，约有2%～15%的反复早期流产、8%～20%的胎盘功能不全以及约10%的≥20周的胎死宫内与APLs相关[2]。
目前OAPS机制研究尚不明确。既往临床研究及动物实验发现，APS患者循环中补体水平减低、补体激活物水平升高[3- 7]，胎盘组织可见补体沉积[8- 9]，补体通路缺陷的OAPS小鼠模型病理妊娠事件发生率减少[10]，证明补体在OAPS发病中有重要和独特的作用。
目前OAPS的标准治疗为小剂量阿司匹林和/或低分子肝素，即抗血小板和/或抗凝治疗。上述标准治疗可使活产率提升至70%以上，但仍有20%～30%经标准治疗的APS患者不能达到活产结局[2]。这些OAPS患者中，除了凝血通路异常，补体活化可能也参与其中，可能会通过针对补体通路的治疗进一步获益。
本文通过文献回顾，从补体启动与激活阶段、补体自我扩增及补体效应3个阶段综述补体在OAPS发病中的作用，以期加深临床医生对补体通路的认识。
补体是存在于血液和其他体液中的一类可溶性蛋白质集合，是机体固有免疫的重要组成部分。补体通过一系列循环模式识别蛋白(pattern recognition protein，PRPs)识别病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMP)并启动补体级联反应实现检测、标记和消除微生物入侵者。补体涉及经典途径、凝集素途径和旁路途径三个典型的激活途径。
经典途径中，抗原与抗体结合后，C1q识别并结合抗体CH2的补体结合点，C1q构型改变后激活C1r和C1s；
C1s可分解C4，较大的裂解产物C4b结合到细胞表面，裂解C2形成C2a，共同组成C3转化酶，引起下游补体激活[11]。凝集素途径由模式识别受体甘露糖结合凝集素(mannose-binding lectin，MBL)和/或纤维胶凝蛋白触发，其识别N-氨基半乳糖或甘露糖后，依次活化MBL相关丝氨酸蛋白酶(MBL-associated serine proteases，MASP)1和2，再激活C4，进一步形成C3转化酶，后引起下游激活。旁路途径为各种来源的C3b分子结合丝氨酸蛋白酶因子B(FB)和因子D(FD)形成C3转化酶(C3bBb复合物)，C3bBb将C3切割成C3a和额外的C3b，形成自我扩增环[12]。
C3b与C3转化酶继续形成C5转换酶，裂解C5形成C5a及C5b，引起补体激活晚期事件。C5b触发膜攻击复合物(membrane attack complex，MAC)的组装，引起细胞裂解。C5a则与C5a受体结合发挥炎症效应[13]。
补体途径还存在可溶的和膜结合的两种形式的调节系统，限制异常补体激活。参与负性调控的分子，包括膜结合蛋白如补体受体1型(complementreceptor 1，CR1)、膜辅助因子蛋白(membrane cofactor protein，MCP或CD46)、补体衰减加速因子(decay accelerating factor，DAF或CD55)，和循环中的可溶性血浆蛋白如因子H(FH)、C4b结合蛋白(C4BP)等。这些调节蛋白通过破坏C3转化酶的稳定和/或作为调节蛋白酶因子I(FI)的辅助因子发挥作用：如CD55加速C3转化酶衰变，CD46促进作为调理蛋白的补体成分如C3b被FI降解，而CR1、FH和C4BP同时发挥这两种作用[13-15]。补体调节系统的异常也可引起补体的异常激活从而参与疾病发生。
越来越多的临床研究和动物模型证据支持补体参与OAPS患者发病。多个研究团队报道OAPS患者存在低补体血症或血浆补体激活产物水平升高，胎盘补体沉积水平增高。De Carolis等[4]研究提示低补体血症是原发性抗磷脂综合征(primary antiphospholipid syndrome，PAPS)孕妇发生胎儿生长受限及早产的独立危险因素，Reggia等[5]发现PAPS孕妇较健康孕妇血清有轻度低补体血症，而发生子痫前期的患者则在整个妊娠期间均有低补体血症。另外，有研究者认为血浆补体激活产物比低补体血症对于检测补体激活更加敏感，Scambi等[16]发现发生不良妊娠结局的APS患者血浆C5a及C5b- 9水平高于健康妊娠女性，Breen等[3]亦发现OAPS患者血浆Bb、C3a-desArg水平升高。
胎盘相关病理及蛋白组学研究也支持补体参与OAPS发病。Cohen等[9]对比21例系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)和/或APS患者与22例其他原因导致的胎儿宫内死亡患者及48例健康对照的胎盘，发现母胎界面弥漫性C4d沉积是SLE/APS组胎盘的特征性表现，且与宫内胎儿死亡相关。Scambi等[16]发现发生不良妊娠结局患者胎盘C5b- 9沉积量显著高于妊娠结局良好的患者胎盘。Shamonki等[17]也报道APLs阳性患者胎盘C4d和C3b沉积水平升高。
APS小鼠模型也证明了补体参与OAPS的发病过程。研究者们发现发现APLs不能诱导补体缺陷的小鼠发生不良妊娠事件，这些补体缺陷包括C1q、C3、C4、C5、B因子等。同样，使用补体转换酶抑制剂或补体抑制剂也可减低不良妊娠事件发生率[8，10，18- 20]。这些试验不仅证明了补体参与OAPS发病，也为解答补体如何参与OAPS致病提供了线索，并为疾病的治疗提供了新思路。
多个研究团队实验提示经典途径是OAPS补体激活与启动的主要方式[21- 22]。补体层面研究中发现，C4成分在病理妊娠中发挥重要作用。Cohen等[9]以及Scambi等[16]报道OAPS小鼠或患者胎盘较健康患者胎盘C4d沉积水平显著增高，且与宫内胎儿死亡相关。此外，Arfors等[23]发现APS患者血清C4、C2水平稍减低，提示补体存在经典途径激活过程(图1)。
图1 补体在产科抗磷脂综合征中的作用Fig 1 Role of complement in obstetric antiphospholipid syndromeOAPS中，C1q识别抗磷脂抗体CH2区的补体结合点，与之结合，后继续激活C1r和C1s，形成具有酶活性的C1s，C1s序贯激活C4及C2，形成C3转换酶，即经典途径激活过程；
C3b沉积在细胞表面活化，FB、FD促进C3自我扩增，放大下游效应；
C5转换酶分解C5形成C5a、C5b，C5a与C5aR1受体引起炎症效应，导致病理妊娠事件；
FB：B因子；
FD：D因子；
TNF：肿瘤坏死因子
动物实验中，Girardi等[10]发现C4缺陷对OAPS小鼠模型的不良妊娠事件发挥保护作用。虽然经典途径和凝集素途径都可激活C4，进一步引起下游反应。然而，研究者们在人和动物试验均未在胎盘中检测到MBL，故OAPS中并未发现凝集素途径激活补体的证据。另外，使用C1q和D因子同时缺陷的小鼠，即同时切断经典途径和旁路途径后，发现注射APLs的小鼠和注射对照抗体的小鼠相比，两组病理妊娠率无显著差异，上述实验均说明OAPS中，凝集素途径不参与补体激活[9]。
研究者们确认了C3及B因子在OAPS中发挥作用。Holers等[18]最早使用C3抑制剂处理OAPS模型小鼠，发现小鼠胎儿吸收率减低，胎儿生长受限改善；
C3缺陷的小鼠病理妊娠发生亦可得到改善。Girardi等[10]、Thurman等[20]多个团队发现B因子缺陷或应用B因子抑制剂的小鼠注射APLs较正常小鼠胎儿吸收率减低，胎儿出生体重水平增加，病理示胎盘C3沉积量减少。Breen等[3]发现OAPS患者血浆Bb水平升高，Kim等[24]也发现发生不良妊娠事件的SLE伴或不伴APLs阳性的患者血浆Bb水平显著升高。这些研究与发现均说明了旁路途径参与OAPS发病(图1)。
研究者们发现补体调节系统的异常可能与OAPS不良妊娠结局相关。Zhang等[25]发现OAPS模型小鼠胎盘DAF和CD46水平降低，同时伴有C3沉积、中性粒细胞浸润和胎盘中促炎细胞因子水平升高。研究者继续用siRNA特异性敲除小鼠DAF后，胎盘C3，IL-1β，IL- 8和TNF-α水平显著上升，胎儿吸收率、胎盘损害程度也显著升高，说明了补体调节系统在OAPS中的作用。Scambi等[16]对比17例妊娠APS患者与8个健康孕妇，发现她们胎盘CD46、CD55水平无显著差异，CD59水平偏低；
5例妊娠高风险患者中，4例发生不良妊娠结局的患者胎盘CD55较未发生不良结局患者低，综上得出结论，胎盘补体调节系统的下调可能提示患者妊娠高风险，与不良妊娠结局相关。而Wirstlein等[26]的研究中对补体调节系统的变化则发现相反的结果，他们发现APS患者胎盘中CD46、CD55转录及表达水平高于对照组，对此他们考虑，该改变可能继发于胎盘的炎症反应，而非原发改变。Gropp等[27]发现β2GPI则可能通过增强H因子降解C3/C3b抑制补体活化。
在OAPS中，发生病理妊娠需要C5成分参与。Girardi等[10]对OAPS模型小鼠使用抗C5单抗或使用C5缺陷的小鼠后发现小鼠病理妊娠发生率降低。研究者又进一步验证了C5a-C5aR是APLs介导病理妊娠的关键介质。研究者向OAPS模型小鼠注射抗C5aR多肽后病理妊娠率降低，继续应用C5aR缺陷的小鼠进行研究[28]，发现此类缺陷对OAPS小鼠具有保护作用，病理妊娠发生率减低[10]。这些试验说明了补体的炎症效应是病理妊娠发生的重要机制。C5a与C5aR结合后可以引起中性粒细胞募集，以及包括TNFα在内的多种炎症因子水平升高[8](图1)。基于以上的研究证据，提示针对炎症因子的靶向治疗也可能使OAPS患者获益。目前有一项赛妥珠单抗应用于妊娠APS患者的临床试验正在开展(ClinicalTrials.NCT03152058[29])，暂无研究结果公示。
膜攻击复合物的形成是否参与病理妊娠发生尚无定论。Tedesco等[22]研究中提及C6缺陷的OAPS模型小鼠流产率与非C6缺陷的小鼠无显著差异。Shamonki等[17]对比43例APLs阳性患者及23名健康对照者，发现APLs阳性患者胎盘C5b- 9在绒毛滋养层表达水平低于对照组。但是另外一些研究则提示C5b- 9与疾病或者不良妊娠事件相关。Tedesco等[22]发现11例PAPS共13孕次的胎盘可见C5b- 9沉积在血管内皮下、绒毛以及绒毛间纤维蛋白。Scambi等[16]发现APS妊娠患者胎盘C5b- 9水平高于健康妊娠患者；
5例高风险OAPS患者(既往发生不良妊娠事件)中有1例发生不良妊娠结局，该患者胎盘C5b- 9水平高于另外4例。
纯化的人APLs注射小鼠腹腔可以诱导出现OAPS小鼠模型，说明了APLs在OAPS中有致病作用[10，18，20]。Girardi[10]进一步研究APLs引起病理妊娠的机制，间接地发现补体的激活参与发病。
研究者们制得APLs的F(ab)′2片段，发现抗体识别区F(ab)′2片段不能引起小鼠胚胎吸收及生长受限，说明APLs并非仅通过F(ab)′2片段或中和作用引起病理妊娠。而后研究者又进一步研究抗体功能区作用，γ亚基在Fc受体下游信号通路中有重要作用，研究者发现γ亚基缺陷的小鼠被注射APLs后病理妊娠发生率不减少，说明Fc端与Fc受体结合激活下游信号通路引起的抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(ADCC，antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)，亦并非APLs发挥致病作用的主要的途径。F(ab)′2片段和FcR缺陷的两组试验间接说明了APLs可能是通过激活补体发挥致病作用。
Agostinis等[30]则通过小鼠试验为APLs通过激活补体引起病理妊娠提供了直接支持证据。Agostinis团队制得一种重组抗β2GP1抗体，该抗体可结合β2GP1，并引起小鼠流产及胎儿生长受限，但是，当将该抗体含有补体激活区的CH2区去除后，抗体结合补体能力显著下降，小鼠胚胎吸收率及胎儿生长受限发生率显著降低，且向OAPS模型小鼠注射该修饰抗体，小鼠妊娠丢失率由31%(±13%)降低至14%(±10%)(P=0.03)。综上，说明OAPS中，APLs免疫复合物通过激活补体发挥致病作用，而非通过F(ab)′2中和作用或Fc-FcR结合引起ADCC效应。
目前已有多种靶向补体通路的药物。对于经典途径，有抗C1q抗体、抗C1s抗体、补体1抑制因子重组蛋白等。与APLs发挥竞争性抑制作用的非补体激活性抗体或许也可成为潜在治疗靶点，但目前仅在动物试验中应用[30]。对于效应阶段，有针对C5、C5a及C5aR等靶点的药物，这些药物在其它补体相关疾病的临床试验中显示出良好的治疗效果，如冷凝集素病等，然而目前暂无OAPS的适应证[18]。依库珠单抗是一种抗C5单抗，是目前临床应用经验最多的抗补体药物，其适应证为非典型溶血尿毒综合征(atypical haemolytic uraemic syndrome，aHUS)及阵发性睡眠性血红蛋白尿症；
目前有2例应用于OAPS患者的成功案例报道，1例为妊娠期间发生CAPS的患者，1例为反复血栓形成的妊娠患者，2例患者均在妊娠晚期使用依库珠单抗，达到缓解脏器损害、延长妊娠期、最终产下健康胎儿的结局；
安全性方面，2个案例中母亲和胎儿均未发生感染[31- 32]。ALXN1007是一种抗C5a单抗，目前完成了一项APSⅡa期临床试验，纳入的9例APS患者中有2例发生肝损、骨折、流产等严重不良反应，8例发生包括呼吸系统感染、骨髓抑制、胃肠道反应等不良反应(clinicaltrials.NCT02128269[33])。Avacopan是一种靶向C5aR1的小分子药物，目前已获得了C3肾小球病和aHUS的孤儿药指定，并且正在获得这两种疾病的适应证认证[13]。
多项动物实验和人体研究均已证明补体在OAPS中的独特和重要作用，为OAPS发病机制提供了新的见解。在未来，对补体在OAPS疾病中的认识将推动OAPS患者的诊断、危险分层及治疗进展，确定最佳的补体靶向治疗，真正在临床实践中使患者获益。
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