SLE疾病活动与器官损伤相关生物标志物研究进展

廖蕾，雷铁池

(武汉大学人民医院皮肤科，武汉 430060)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种慢性炎症性自身免疫性疾病，其特点是T淋巴细胞和B淋巴细胞的异常活化，产生大量自身抗体，致使多组织、多器官损伤。SLE的早期诊断主要依赖于临床表现和实验室检查。然而，诊断SLE的敏感实验室检查指标有限，如灵敏度相对较高(91.75%)而特异度较低(79.65%)的抗核抗体和特异度相对较高(98.23%)而灵敏度较低(67.01%)的抗双链DNA(double-stranded DNA,dsDNA)抗体[1]。因此，需要寻找更敏感、更可靠的早期诊断SLE以及评估器官损伤等的生物标志物。现对近年来用于早期评估和预测SLE活动度、器官损伤和治疗反应性的一些新型生物标志物分子的研究进展予以综述。

1 狼疮性肾炎的生物标志物

狼疮性肾炎(lupus nephritis，LN)是SLE最常见、最严重的表现之一。肾活检是目前诊断和监测LN的金标准，但该操作为侵入性操作，易引起出血、感染等并发症，通常根据侵入性较低的实验室检查(包括血清肌酐、肾小球滤过率、蛋白尿等)判断是否需要肾活检。经组织学诊断后，应继续监测LN患者的上述血液和尿液实验室检查指标，但诊断和监测效果不理想。近年来，经过临床研究的不断探索，多种新的生物标志物分子被用于预测和评估LN，包括血清和尿细胞因子、趋化因子、黏附分子和微RNA等。尿液生物标志物分子样本易采集、无侵入性，故成为可利用的最理想的介质。

1.1肿瘤坏死因子样凋亡微弱诱导剂(TNF-like weak inducer of apoptosis，TWEAK) TWEAK是肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族成员之一，是由单核细胞、巨噬细胞和非免疫细胞表达的Ⅱ型跨膜蛋白，通过与其受体成纤维细胞生长因子诱导早期反应蛋白14(fibroblast growth factor-inducible 14，Fn14)结合介导多种生理过程，包括细胞增殖、分化、凋亡、坏死、炎症、血管生成和纤维化。在正常条件下，TWEAK和Fn14都呈低水平表达；自身免疫性疾病患者Fn14和TWEAK表达均上调[2]。Fn14过度或持续上调过程参与了病变终末器官的组织损伤和病理组织重塑。在LN患者足细胞、肾小球系膜细胞和近端肾小管上皮细胞中Fn14表达增加，提示TWEAK/Fn14参与了由SLE引起的肾功能受损的肾细胞炎症、增殖和凋亡过程[3]。一项每两个月纵向随访1次的多中心队列研究发现，LN复发期间的尿TWEAK水平达到峰值，且明显高于复发前或复发后4个月和6个月，可作为肾脏病复发的预测指标；线性混合效应模型显示，随着时间的推移，尿TWEAK水平与SLE活动性之间存在显著关联性[4]。尿TWEAK作为SLE肾炎标志物的灵敏度和特异度分别为100%和66.67%，受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线下面积为0.878，作为SLE活动性肾炎标志物的灵敏度和特异度分别为100%和80%，ROC曲线下面积为0.960[5]。

1.2单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1) MCP-1是一种β-趋化因子，由肾小球系膜细胞、内皮细胞、肾小管上皮细胞和血管平滑肌细胞合成和分泌，招募炎症细胞浸润肾脏，导致炎症和组织损伤，引发LN。Gupta等[6]研究发现，尿MCP-1与LN疾病活动密切相关，在ROC分析中，尿MCP-1区分活动性LN和非LN的活动性SLE的效能优于血清MCP-1、抗dsDNA抗体、C3和C4，且未发现尿MCP-1与尿蛋白/肌酐的相关性，表明尿MCP-1的存在并非来自血清MCP-1的滤过，而是由局部肾脏炎症产生；在纵向随访1年的研究中，尿MCP-1(而非血清MCP-1)与LN患者的治疗反应平行，可能用于LN不良反应和复发的预测。

1.3γ干扰素诱导蛋白10(IFN-γ inducible protein 10，IP-10) IP-10也称为CXC趋化因子配体10(CXC chemokine ligand-10，CXCL10)，由γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)刺激的T淋巴细胞，自然杀伤细胞，单核细胞和内皮细胞分泌，异常表达的IP-10通过激活并趋化免疫细胞、介导炎症反应、抑制新生血管形成等参与LN的发生发展。CXC趋化因子受体3(CXC chemokine receptor 3，CXCR3)是IP-10受体，主要存在于辅助性T细胞1的CD4效应T细胞，是SLE患者CD4 T细胞向炎症肾组织募集的关键因子[7]。与非活动期SLE患者相比，活动期SLE患者血清和尿 IP-10水平显著升高[8]。在LN中，尿CXCL10及CXCR3信使RNA的表达升高。CXCL10与肾炎活动性、24 h尿蛋白和SLE疾病活动指数(SLE disease activity index，SLEDAI)评分显著相关[9]。对LN患者的纵向随访发现，随着病情缓解，尿CXCL10水平降低[10]。有研究证实，与非贫血性SLE患者相比，贫血性SLE患者CXCL10显著升高；与非贫血性LN患者相比，贫血性LN患者CXCL10升高，表明贫血与LN有关，是肾炎发作的良好预测因素[11]。

1.4血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1) VCAM-1是免疫球蛋白超家族成员，可与整合素相互作用，支持白细胞与内皮细胞的连接和黏附，并向肾脏等器官迁移。VCAM-1是目前LN患者最常见的黏附分子之一。Mok等[12]发现，SLE活动性肾病患者尿VCAM-1水平显著高于非活动性肾病患者、非活动性SLE患者和健康对照组，与SLEDAI评分、尿蛋白肌酐比值显著相关。Abd-Elkareem等[13]对SLE患者的研究发现，与Ⅰ级、Ⅱ级和非LN性SLE患者相比，晚期肾损伤(Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级)LN患者尿VCAM-1水平升高，且具有晚期组织学变化LN患者血清C3和C4水平显著低于其他组。与传统肾脏疾病指标相比，尿VCAM-1预测肾活检活动指数≥7(与长期预后较差相关)的潜力突出，ROC曲线下面积为0.98，尿VCAM-1与纤维性新月体的相关性最强[14]。

1.5中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL) NGAL又称脂质运载蛋白-2，是载脂蛋白家族的成员之一，由多种细胞类型表达，包括中性粒细胞和肾小管上皮细胞，主要通过8段反平行β折叠桶结构作为小疏水分子的载体蛋白，负责细胞铁转运、细胞凋亡、抑菌和组织分化，并参与上皮细胞的生长和分化。NGAL由肾小球自由滤过，可被肾近端小管重新吸收并被巨蛋白降解，部分通过尿液排泄，在肾脏的表达水平较低，在炎症、缺血和感染引起的急性肾损伤反应表达上调[15-16]。初步研究数据表明，大量蛋白质丢失引起肾小管细胞上megalin-cubilin转运蛋白饱和，导致NGAL重吸收减少，故慢性肾小球肾炎尿NGAL增加[17]。NGAL对LN和非LN性SLE具有很好的鉴别诊断价值[18]。一项前瞻性多中心研究发现，活动期LN患者经6个月诱导治疗后，与血清肌酐、尿蛋白、肾小球滤过率相比，尿NGAL水平区分完全反应、部分反应与无反应患者的效果更优，ROC曲线中尿NGAL水平为28.08 ng/mL时，区分无反应的灵敏度为72.7%，特异度为68.4%[19]。有报道称，尿NGAL水平是LN活动性以及活检证实的LN复发的重要预测因子，灵敏度和特异度均高于抗dsDNA抗体[20]。

1.6微RNA(microRNA，miRNA) miRNA是一种短的非编码RNA序列，通过诱导信使RNA降解或阻断蛋白翻译来调控基因表达。miRNA的变异可能导致与疾病相关的多种靶向基因的失调，故miRNA可能是自身免疫性疾病的良好生物标志物。miRNA在SLE甚至LN中都发生了系统性的改变。在大规模测序中，miR-221-5p、miR-380-3p、miR-556-5p、miR-758-3p和miR-3074-3p均可引起不同程度的SLE肾脏损伤，其平均检测灵敏度为97%，特异度为70.3%，阳性预测值为82.5%，阴性预测值为96%，诊断效率为87.9%，提示上述5种miRNA可能是LN的潜在诊断生物标志物[21]。Wang等[22]研究发现，与健康对照组相比，早期LN患者[肾小球滤过率>30 mL/(min·1.73 cm2)者]以及慢性肾脏病1～3期患者血清miR-130b-3p、miR-1233-3p、miR-18a-3p、miR-628-3p、miR-1260b、miR-1539和miR-378e的表达均增加，进一步分析发现血清miR-130b-3p的表达与早期LN患者24 h尿蛋白和肾慢性指数呈正相关。LN患者尿miR-221、miR-222水平与抗dsDNA抗体水平呈负相关，miR-221也与血清C3水平相关[23]。与健康对照组相比，活动期LN尿miR-146a和miR-155水平显著升高，表明尿miR-146a水平与估算的肾小球滤过率显著相关，miR-155水平与蛋白尿和SLEDAI显著相关[24]。多项研究显示，多种miRNA是调节SLE易感性及其发病、临床多样性和进展的重要分子，是一类具有潜力的生物标志物[25-27]。

2 狼疮脑病的生物标志物

1999年，美国风湿病学会将狼疮脑病(neuropsychiatric systemic lupus，NPSLE)的临床特征分为19种特定的神经精神病综合征，可分为中枢神经系统综合征和周围神经系统综合征，由局灶性或弥漫性神经系统损伤导致[28]。NPSLE的病理生理学机制尚不完全清楚，主要涉及血管病变、自身抗体和炎症介质引起的损害。

2.1自身抗体 与不伴神经精神症状的SLE患者相比，NPSLE患者的抗dsDNA抗体、抗核小体抗体、抗心磷脂抗体免疫球蛋白G和抗β2-糖蛋白Ⅰ抗体显著升高。有研究显示，NPSLE组额叶灌注减少的发生率显著升高[29]。Yamada等[30]研究发现，33.3%(8/24)NPSLE患者脑脊液中可以检测到抗微管相关蛋白-2抗体，且其对NPSLE具有高度特异性，是诊断NPSLE的有效新型生物标志物。在使用类固醇治疗后发展为NPSLE患者中，抗DNA/N-甲基-D-天冬氨酸受体2抗体被认为是抗DNA抗体的优势亚群，是可能的预测因素[31]。一项回顾性分析发现，存在抗核糖体P蛋白抗体NPSLE患者的死亡风险显著增加，抗核糖体P蛋白抗体是弥漫性NPSLE患者整体预后不良的重要危险因素[32]。

2.2细胞因子 近年来，为探索NPSLE的发病机制，相继开展了检测血清和脑脊液细胞因子水平与NPSLE相关性的研究。有研究认为，白细胞介素(interleukin，IL)-10、TNF-α、IL-6、IFN-γ、IL-4和IL-13是NPSLE的“最低预测指标”，具有最高的准确性(70.83%)和最高的Matthews相关系数(54.23%)，是预测NPSLE患者1年预后的有效指标[33]。NPSLE患者脑脊液IL-6、IL-8、IP-10、MCP-1和粒细胞集落刺激因子水平显著高于非NPSLE患者，以脑脊液IL-6水平的差异最显著[34]。脑脊液IL-6>20.067 9 pg/mL和IL-8>87.181 1 pg/mL均提示中枢神经系统NPSLE的风险增高[35]。脑脊液IL-17、IL-2、IFN-γ、IL-5、碱性成纤维细胞生长因子和IL-15水平可作为鉴别NPSLE与多发性硬化和视神经脊髓炎的预测指标[36]。

2.3其他蛋白 由于免疫复合物的形成、自身抗体的沉积以及补体介导的炎症，SLE患者的补体裂解产物通常升高。C5a由C5裂解产生，不仅可诱导SLE血脑屏障体外模型的破坏，还可诱导MRL/lpr小鼠中胱天蛋白酶介导的内皮细胞凋亡[37-38]。组织病理学发现，NPSLE脑组织中存在与C4d和C5b-9沉积相关的微血栓[39]。补体沉积可能是NPSLE中循环自身抗体与血栓缺血性病变相互作用的关键因素，补体抑制在NPSLE中可能具有新的治疗潜力。脑脊液中的骨桥蛋白被认为是NPSLE的有用的诊断标志物，其诊断灵敏度为70%，特异度为100%；骨桥蛋白还可作为疾病活动性的标记，免疫抑制剂治疗后其水平降低[40]。SLE患者血清S100B蛋白水平明显升高，NPSLE组S100B蛋白水平明显高于非NPSLE组或健康对照组；对S100B蛋白ROC曲线特征的分析显示，ROC曲线下面积为0.706可用于鉴别NPSLE周围性多发性神经病[41]。血清S100A8/9、S100B、NGAL、NR2谷氨酸受体抗体和核糖核酸抗体的联合应用能够预测和鉴定儿童期首发SLE的神经认知缺陷，灵敏度为100%，特异度为76%[42]。

3 狼疮并发心血管疾病的生物标志物

SLE患者动脉粥样硬化加速发展，心血管疾病的发生率增加，但无法仅通过传统危险因素解释。有研究提出了一种促动脉粥样硬化机制，即中性粒细胞外诱捕网衍生的髓过氧物酶/NADPH氧化酶产生的氧化物质二氧化氮自由基和次氯酸以及一氧化氮合酶/NADPH氧化酶产生的过氧亚硝基阴离子会显著修饰高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)，将脂蛋白转化为促动脉粥样硬化形式，损害胆固醇外排，促进血管及其周围的炎症反应[43]。与健康对照相比，SLE患者的HDL总抗氧化能力严重降低。HDL胆固醇水平(尤其是小分子HDL亚组分)和HDL抗氧化能力与对氧磷酶-1的芳香酯酶活性呈正相关，与炎症标志物(MCP-1、IL-6、高敏C反应蛋白)和疾病活动性(SLEDAI)呈负相关；对氧磷酶-1的芳香酯酶活性是总HDL抗氧化活性的独立预测因子[44]。SLE患者的全身炎症、氧化应激和自身免疫性会引起HDL大小、分布、蛋白质组学和脂质组学特征的改变，导致促炎功能障碍HDL的形成，其胆固醇外排能力降低，抗氧化能力降低，抗炎特性减弱，抗动脉粥样硬化功能受损。

对血浆中反映细胞凋亡(Fas、TNF受体1、TNF相关凋亡诱导配体受体2)、炎症(IL-6、IL-8、MCP-1)、组织降解[基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-1、MMP-3、MMP-7]和组织修复(血小板衍生生长因子、表皮生长因子和干细胞因子)的生物标志物水平进行分析发现，合并心血管疾病SLE患者的Fas、TNF受体1、TNF相关凋亡诱导配体受体2、MMP-1和MMP-7水平高于非心血管疾病SLE患者。对颈动脉斑块的研究表明，SLE的心血管风险与炎症、细胞凋亡和组织降解引起的细胞死亡增加有关[45]。平行分析显示，血清MCP-1是颈动脉内-中膜厚度增加的独立预测因子，绝经前SLE患者血清骨保护素水平升高，与亚临床动脉粥样硬化独立相关[46]。一项横断面研究显示，25%(53/211)SLE患者超声心动图检查时发现了明显的瓣膜病变。抗磷脂抗体是瓣膜功能障碍的独立预测因素，仅在抗心磷脂抗体和狼疮抗凝物双阳性时与瓣膜功能障碍存在独立关系[47]。

儿童期首发SLE患者与成人期首发SLE患者心肌梗死的发病率相似[48]。与健康对照组相比，儿童期首发SLE患者体质指数较高，腰围较大，同型半胱氨酸、三酰甘油、TNF-α、高敏C反应蛋白水平较高以及低叶酸水平[49]。此外，载脂蛋白A-1、α2-巨球蛋白、α1抗胰蛋白酶、载脂蛋白E、铜蓝蛋白、补体C3、纤维蛋白原-α链、结合珠蛋白、血液结合素、血清转铁蛋白的蛋白质丰度降低与炎症过程有关，也是儿童期首发SLE心血管危险因素潜在的早期生物标志物[49]。儿童期首发SLE患者营养状况较差，识别关键危险因素以及实施医学和营养干预措施可能有助于预防或延缓SLE并发动脉粥样硬化。

4 其 他

在暴露于中波紫外线后，与Fn14野生型小鼠相比，Fn14基因敲除MRL/lpr小鼠皮肤病变明显减轻，皮肤结构保持良好，T细胞和巨噬细胞浸润明显减少，巨噬细胞炎性蛋白MIP-1α和MIP-1β明显减少，提示在自发性狼疮的MRL/lpr模型中，TWEAK/Fn14信号通路在中波紫外线诱导的皮肤疾病表现的发病机制中起着重要作用[50]。另有报道称，CXCR3、CXCL10和T细胞限制性细胞内抗原1在盘状红斑狼疮损伤性皮肤周围部位也有升高[51]。SLE患者血浆miR-30e-5p，miR-92a-3p和miR-223-3p显著上调，miR-223-3p与口腔溃疡和狼疮抗凝物显著相关[52]。与高分辨率CT无肺纤维化SLE患者相比，肺纤维化SLE患者支气管肺泡灌洗液中CXCL10水平及SLEDAI显著升高，CXCL10水平与支气管肺泡灌洗液的中性粒细胞百分比之间存在正相关关系，表明CXCL10与SLE肺纤维化患者肺泡腔的中性粒细胞聚集有关，是间质纤维化的潜在因素[53]。在261例SLE患者血清样本的检测中，有63例患者血清IP-10水平升高，高水平IP-10组SLEDAI评分更高，与疾病活动性独立相关；高水平IP-10患者常伴有活动性关节炎、白细胞减少、淋巴细胞减少、低C3和C4、抗核小体抗体和抗Ro52/SSA抗体阳性，表明IP-10可能是狼疮性关节炎的生物标志物[54]。Dominguez-Gutierrez等[11]的研究表明，与非贫血性SLE患者相比，贫血性SLE患者信号转导及转录激活因子1和miR-146a水平显著升高。

5 小 结

SLE发病机制复杂，具有临床异质性，需要多种生物标志物进行SLE的预测、诊断和监测，目前SLE相关特定生物标志物的研究和开发仍面临巨大的挑战，新型生物标志物可应用于监测SLE疾病活动性、器官损伤以及预后，然而，新型生物标志物还没有标准化用于日常临床实践，也不能取代传统的生物标志物以监测疾病的进展，仍需多中心纵向研究的进一步证实，新颖、可靠且易获取和检测的SLE生物标志物有助于尽快建立标准化检测方法，并对SLE的早期诊断和治疗具有重要意义。