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补体相关性肾脏疾病及其靶向治疗进展

2020-12-05 413 上传者：管理员

摘要：补体系统是一组广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面的经活化后具有酶活性的蛋白质，是人体免疫系统的重要组成部分，主要参与机体防御反应、清除免疫复合物、维持内环境稳定，以及在病理状态下介导免疫损伤性反应，是维持机体稳态最重要的系统之一。但同时，补体系统也是一把双刃剑，补体活化已被证实参与多种肾脏疾病的发生与发展，例如直接由旁路途径过度活化所致的非典型溶血尿毒综合征(aHUS)、C3肾小球病(C3G)、补体活化在发病机制中扮演了重要作用的抗中性粒胞浆抗体相关性小血管炎(ANCA-AAV)、IgA肾病(IgAN)、狼疮性肾炎(LN)等。因此，近年来以补体为靶点的新型生物制剂正逐步应用于多种补体相关性肾脏疾病，并取得了阶段性成功。本文旨在对补体相关性肾脏疾病的发病机制进行简要回顾，同时对以补体为靶点的新型治疗药物作一综述。

关键词：
免疫系统
肾内科
肾脏疾病
补体系统
靶向治疗
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补体系统是一组广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面的经活化后具有酶活性的蛋白质，是人体免疫系统的重要组成部分，主要参与机体防御反应、清除免疫复合物、维持内环境稳定，以及在病理状态下介导免疫损伤性反应，是维持机体稳态最重要的系统之一。但同时，补体系统也是一把双刃剑，补体活化已被证实参与多种肾脏疾病的发生与发展，例如直接由旁路途径过度活化所致的非典型溶血尿毒综合征(aHUS)、C3肾小球病(C3G)、补体活化在发病机制中扮演了重要作用的抗中性粒胞浆抗体相关性小血管炎(ANCA-AAV)、IgA肾病(IgAN)、狼疮性肾炎(LN)等。因此，近年来以补体为靶点的新型生物制剂正逐步应用于多种补体相关性肾脏疾病，并取得了阶段性成功。本文旨在对补体相关性肾脏疾病的发病机制进行简要回顾，同时对以补体为靶点的新型治疗药物作一综述。

1、补体相关性肾脏疾病

1.1aHUS

aHUS属于血栓性微血管病(TMA)，现特指补体旁路途径调控异常所致TMA，而与感染、药物、代谢病、器官移植和恶性肿瘤等相关的称为继发性TMA[1]。aHUS的临床表现为三联征，即微血管病性急性溶血性贫血、血小板减少与肾功能损害。多数患者预后不良，急性期病死率接近25%，近半数患者肾功能严重损害，需进行肾脏替代治疗[2]。

aHUS的发病机制是补体系统活化后形成攻膜复合物(MAC)损伤微血管内皮细胞，引起血小板聚集、血栓形成，形成血栓性微血管病变而发病[3]。而肾脏血管内皮细胞对补体活化尤为敏感，因此肾脏最易受累。

1.2C3G

2012年首届C3G专家共识对C3G的概念进一步完善，即光镜下表现多种多样，免疫荧光补体以C3沉积为主，不伴或伴少量免疫球蛋白沉积的一类肾小球疾病[4]。目前分为致密物沉积病(DDD)和C3肾小球肾炎(C3GN)两种类型。电镜下肾小球基膜致密层强嗜锇性电子致密物沉积的C3G即可诊断DDD，否则诊断为C3GN。C3G大多起病隐匿，进展相对缓慢，10年肾存活率约50%[5]。

补体旁路途径的遗传性和/或获得性失调导致补体活化产物在肾脏沉积引起肾组织损伤是C3G的发病核心。由于补体调节异常而出现旁路途径的过度活化，导致C3转化酶(C3bBb)通过正反馈调节进一步促进C3的活化，出现旁路途径放大环[6]，同时C3转化酶结合C3b形成C5转化酶，裂解补体C5，并产生补体片段C5a及C5b，最终产生MAC，造成肾脏的损伤。在大多数DDD患者和半数C3GN患者中可发现获得性的C3肾炎因子[7]，它是一种自身抗体，能稳定旁路途径的C3转化酶，导致补体C3的消耗和旁路途径的持续活化。

1.3ANCA-AAV

ANCA-AAV是一种可危及生命的自身免疫性疾病，包括肉芽肿性多血管炎(GPA)、显微镜下多血管炎(MPA)和嗜酸性肉芽肿性多血管炎(EGPA)，肾脏是其最常受累的器官之一。ANCA是识别中性粒细胞胞浆成分的自身抗体，主要靶抗原为髓过氧化物酶(MPO)和蛋白酶3(PR3)。ANCA-AAV的主要特点为血管和肾小球急性炎症部位的少量免疫球蛋白及多种补体成分沉积。

从动物模型和临床观察中积累的证据表明，补体的活化、特别是旁路途径的活化，对相关性小血管炎(AAV)的发展至关重要[8]。肾组织、尿液和血液中补体旁路途径活化片段Bb水平与疾病活动程度相关，提示主要为旁路途径参与致病[9]。更重要的是，补体活化产物C5a起了核心作用:用C5a和ANCA刺激中性粒细胞，能够诱导中性粒细胞呼吸爆发和脱颗粒，并进一步活化血浆中凝血系统，产生凝血酶。因此，中性粒细胞、ANCA、补体系统和凝血系统一起形成一个正反馈环，导致AAV的发生与发展[10]。目前AAV的主流治疗方案是激素联合环磷酰胺，或激素联合利妥昔单抗。由于疾病和/或大剂量激素使用的副作用，AAV的预后相对较差。

1.4IgAN

IgAN是最常见的原发性肾小球肾炎，目前该病的主流发病学说认为患者体内出现半乳糖缺陷的IgA1及其相关抗糖抗体，两者形成免疫复合物在肾脏沉积引发IgAN[11]。其主要特点为反复发作的肾炎、系膜细胞及基质增生和含聚合体低糖基化IgA1的特异性免疫复合物沉积。

除IgA1的沉积外，IgAN肾组织常见补体C3的沉积。有报道[12]显示，IgAN患者血清中C3水平随系膜区C3沉积程度的增强而降低，C3沉积较多的患者肾小球硬化或间质纤维化程度更为严重，且伴有大量的蛋白尿。另有报道[13]指出，IgAN患者肾组织中广泛存在旁路途径补体成分(B因子、P因子)及补体调节蛋白(H因子)。此前也有研究发现在约25%的IgA肾病患者肾组织中可检测到甘露聚糖结合凝集素(MBL)途径起始蛋白MBL，并与显著增高的尿蛋白水平相关[14]。均提示旁路和/或MBL途径补体活化参与了IgAN的发病。

1.5LN

系统性红斑狼疮(SLE)是一种侵犯多系统和多脏器的自身免疫性结缔组织病，其患者体内存在多种自身抗体，形成循环免疫复合物，沉积在皮肤、关节、肾脏、小血管等部位。LN是SLE最为常见的肾脏损害，免疫复合物沉积于肾脏，引起补体活化、肾损伤和TMA[15]。

LN肾活检可见C3、C4及C1q在肾小球沉积，而多数LN患者体内C3、C4下降，提示补体系统在LN病理过程中发挥重要作用[16]。同时抗C1q抗体被发现在活动性LN患者中普遍存在，且与肾脏受累密切相关，并可预测肾炎的发作[17]。体外实验也证实抗C1q抗体可干扰C1q的某些生物学功能，影响免疫复合物及凋亡细胞的清除[18]。而除经典途径外，也有研究发现LN患者的旁路途径调节蛋白H因子水平显著下降，特别是在合并有TMA病变的患者中[19]。

2、以补体为靶点的生物制剂

2.1抗C5单克隆抗体

依库珠单抗(eculizumab)是一种人源化抗C5单克隆抗体，能特异性结合补体C5，抑制补体C5向C5a和C5b裂解。由于C5转化酶之后的补体活化过程为3条补体活化途径的共同通路，依库珠单抗可抑制3种途径的补体活化过程来阻止MAC的形成和细胞溶解[20]。动物模型证实，不同因素触发的补体C5的释放，在肾脏纤维化的进展过程中也发挥了重要作用[21]。因此，降低C5水平，是补体相关性肾脏疾病的重要治疗方法。

依库珠单抗已于2011年被美国及欧洲批准用于aHUS的治疗。2016年儿童aHUS国际共识推荐将依库珠单抗作为所有临床诊断为aHUS的一线治疗方案，同时指出在开始依库珠单抗治疗前无须确认补体基因突变，且延迟治疗可能影响肾脏最终的恢复情况，并增加早期进展为终末期肾病(ESRD)的风险[22]。由于依库珠单抗能够改变aHUS的自然病程，在剂量方案和治疗疗程上尚存争议，还需开展进一步严格设计的临床试验。

依库珠单抗治疗C3G的疗效多限于病例报道，此前大规模的前瞻性试验纳入了6例受试者[23]，在接受1年的依库珠单抗治疗后，有2例受试者血清肌酐显著下降，但同时也有2例受试者肾功能持续恶化。有报道[24]分析指出在C3G中，如果旁路途径的失调主要发生在下游的C5转化酶水平(可溶性MAC水平升高)，依库珠单抗或对治疗有益;而在以上游的C3转化酶水平失调为主的患者中(C3裂解产物水平升高)，依库珠单抗的治疗效果不明显，旁路途径的异常活化将持续，导致肾脏损伤持续发生。因而依库珠单抗在C3G中的应用还需更多的大规模前瞻性试验进一步探索。

既往有病例报道指出，进展期IgAN患者早期开始使用依库珠单抗治疗可能通过阻断补体介导的肾脏炎症反应而产生有益的效果[25]。此外也有病例报道提示依库珠单抗可作为AAV的辅助治疗，较血浆置换(PE)更有针对性，且安全性更高[26]。但依库珠单抗在这些疾病中的应用暂限于个案报道。

由于依库珠单抗阻断了补体活化级联反应的末端通路，使得感染风险增加，最严重的不良反应为脑膜炎球菌感染。因此，使用依库珠单抗治疗的患者应接受脑膜炎球菌的疫苗接种，但不可因疫苗接种延迟启动依库珠单抗治疗的时间，并允许在开始的2周内预防性使用抗生素[25]。

2.2其他C5抑制剂

ALXN1210(ravulizumab)是新型长效pH调控抗C5单克隆抗体，与依库珠单抗间隔2周给药相比，ALXN1210的给药间隔可延长至8周，从而减轻治疗负担。ALXN1210在儿童aHUS中的Ⅲ期临床试验正在进行中(NCT03131219)。

Coversin是一种重组动物蛋白分子，能够与C5结合，阻止C5转化酶将C5裂解成C5a和C5b[27]。由于它与依库珠单抗结合补体C5片段有所不同，Coversin可能为C5分子多态性患者或依库珠治疗无效的aHUS患者提供了另一种选择[28]。

ALN-CC5是一种以RNA干扰(RNAi)为原理的C5抑制剂，将小干扰RNA(siRNA)与N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)配体偶联，GalNAc与肝脏表面细胞具有较高的亲和力及迅速内化能力，而肝脏主要产生C5和其他补体蛋白，ALN-CC5以此降低肝合成C5。此外，ALN-CC5可能还具有降低依库珠单抗剂量和给药频率的作用[29]。

2.3C5a受体抑制剂

CCX168(avacopan)是选择性C5a受体即CD88抑制剂，通过与C5a受体的竞争性结合，抑制C5a介导的细胞趋化，选择性地阻断了C5a诱导的中性粒细胞钙动员，还可以抑制C5a诱导的中性粒细胞释放活性氧，从而阻断中性粒细胞的呼吸爆发。对于有肾脏损害的AAV患者，与大剂量糖皮质激素相比，CCX168具有相似的疗效，并能更迅速地抑制肾小球炎症，同时还能减少激素所带来相关的毒性，从而改善AAV患者的长期预后[30]，提示CCX168可有效地替代糖皮质激素。另一方面，与依库珠单抗相比，CCX168是一种选择性C5aR抑制剂，不影响C5b和MAC的形成，也不需要接种疫苗。目前为止的两个Ⅱ期临床试验中(NCT02222155、NCT01363388),CCX168显示出其良好的耐受性，同时也未引起严重的副作用，应用CCX168治疗AAV的Ⅲ期临床试验正在进行中(NCT02994927)。

2.4C3抑制剂

坎普他汀(compstatin)是一种C3抑制剂，能与补体C3结合，阻断其与C3转化酶的结合和裂解，从而抑制下游效应分子的产生，其结合过程是一种多步骤反应，倾向于与C3b和C3c结合[31]。CP40(AMY101)是一类新型的坎普他汀衍生物，具有更好的亲和力和药代动力学特性。体外研究表明，AMY101能有效预防C3GN补体介导的溶血，并能较强地抑制自身抗体和基因突变导致的旁路途径异常活化[32]。

2.5可溶性补体受体1(sCR1)

CR1即CD35，是补体片段C3b和C4b的受体，广泛分布于细胞表面。CR1作为CFI介导C3b裂解的辅助因子，调控C3转化酶及C5转化酶活性，以阻断补体活化的级联反应。CDX-1135是一种sCR1，在利用DDD患者血清进行的体外研究表明，即使存在C3肾炎因子，sCR1也可抑制旁路途径C3转化酶的活性，从而阻断旁路途径的失调。动物实验也证实，在CFH缺陷和人CR1转基因小鼠中，sCR1阻断旁路途径的激活，使血清C3水平恢复正常。sCR1在ESRD患儿中的短期使用也显示出了其安全性和使终末端补体途径活性正常化的能力[33]。

2.6C1抑制剂(C1-INH)

C1-INH是一种蛋白酶抑制剂，其主要功能是抑制补体系统，防止自发激活。通过结合经典途径的C1r和C1s、MBL途径的甘露聚糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶-1(MASP-1)和MASP-2，调控经典途径和MBL途径的起始臂，从而阻断这两个途径的起始阶段。C1-INH早前已被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗遗传性血管性水肿，而最近作为一种可能的补体靶向治疗，C1-INH的适用性又重新引起人们的兴趣。

2.7MASP-2单克隆抗体

OMS721是靶向MASP-2的人源化单克隆抗体。MASP-2是补体系统中凝集素信号通路的效应酶，通过抑制MASP-2的功能，OMS721可以阻断一条激活补体系统的重要通路。同时，抑制MASP-2不会影响到基于抗体与抗原结合的经典途径，因而不会影响免疫系统对外来感染的免疫反应。在OMS721的Ⅱ期临床试验中(NCT02682407),IgAN患者的蛋白尿水平在临床和统计学上均表现出明显改善，而其后的跟踪研究数据发现，IgAN患者停止服用OMS721后，肾炎症状仍然持续得到改善。OMS721治疗IgAN的Ⅲ期临床试验已经启动(NCT03608033),FDA也授予其突破性疗法认定。

2.8D因子抑制剂

D因子是一种具有高度特异性的丝氨酸蛋白酶，B因子是其唯一的天然底物。活化的D因子能够将B因子裂解为Ba和Bb两个片段，启动补体旁路途径，且该步骤为旁路途径活化的限速步骤。ACH-4471是一种小分子D因子抑制剂，通过与D因子选择性、可逆性结合，在体外以剂量依赖性的方式有效抑制D因子的蛋白水解活性，从上游阻断旁路途径的活化。通过改良Ham试验，证明ACH-4471能特异性抑制aHUS血清对靶细胞膜旁路途径的活化[34]。2例C3G患者用药14d的Ⅱ期临床试验(NCT03124368)初步数据显示，该药在体内显著抑制旁路途经，提高C3水平，降低活化片段Bb水平，且通过测量尿蛋白/肌酐(ACR)提示蛋白尿减少50%。

人们越来越认识到补体系统在肾脏的生理病理过程中起着不可或缺的作用，了解补体活化在相关肾脏疾病中的致病作用，将有助于在这些疾病中寻找潜在的治疗靶点，带来新的治疗希望。

参考文献：

[1]刘小荣,沈颖,樊剑锋,等.中国儿童非典型溶血尿毒综合征诊治规范专家共识[J].中国实用儿科杂志,2017(6):6-9.

李佩然,王墨.补体相关性肾脏疾病及其靶向治疗进展[J].儿科药学杂志,2020,26(12):55-59.