接上篇《类风湿关节炎的生物学标志物(1)》

二,抗瓜氨酸肽抗体

抗瓜氨酸肽抗体(Anti-citrullinated peptide antibodies,ACPA)在今天有着极为重要的意义的。

众所周知,2010年版的类风湿关节炎诊断分类标准里,涉及到自身抗体时,只有类风湿因子和抗瓜氨酸肽抗体(ACPA)。那么这个抗体是如何走入我们的视野里来的呢?

这其实是一个漫长的过程,并经历了几个时期。

类风湿性关节炎影像学4期(类风湿关节炎的生物学标志物)(1)

ACPA的发现有一个漫长过程

1,发现抗核周因子(APF)

1964年荷兰学者Nienhuis和Mandema用颊黏膜细胞作为底物,采用间接免疫荧光法监测抗核抗体。他们偶然发现细胞核周围的胞质内有均质形球状荧光颗粒。他们称之为「核周荧光」,导致这个荧光发生的因子被称为「抗核周因子」(antiperinuclear factor,APF)。

当时的研究证实,在诊断类风湿关节炎时,「抗核周因子」(APF)的特异性很好。而且它跟病情的严重程度有关。病情越重,这个抗体的滴度越高。

2,发现抗角蛋白抗体(AKA抗体)

1979年Young等用大鼠的食管为底物,用免疫荧光法测「抗角蛋白抗体」(AKA)。结果发现「抗角蛋白抗体」可以很好地提示类风湿关节炎。跟「抗核周因子」类似, 该抗体在诊断类风湿关节炎时的特异性很好,但敏感性不够高。

后来进一步的分析研究证实这是一个误会。类风湿关节炎病人的血清识别的并非先前以为的角蛋白,而是聚丝蛋白(filaggrin)。

很快,后续通过人体表皮提取了一个40kD的聚丝蛋白异构体。研究发现,类风湿关节炎病人血清既可以对该蛋白发生反应,也能跟AKA反应,最关键还能跟APF反应。

从而开始探讨到AKA跟APF之间的关系。

3,明确抗体的靶抗原

1991年,Hoet等提出APF跟原聚丝蛋白(profilaggrin)共同存在于颊黏膜细胞的透明角质颗粒中。针对filaggrin(聚丝蛋白)的单克隆抗体跟APF一样可以导致「核周荧光」显象。所以,他认为APF针对的靶点就是profilaggrin。

磷酸化的profilaggrin被去磷酸化,然后降解为若干个filaggrin。降解过程里,精氨酸一部分由肽基精氨酸脱亚胺酶(PAD)转化为瓜氨酸。

1998年Schellekens等证实瓜氨酸残基是抗filaggrin抗体识别的底物必须成分。如没有瓜氨酸残基则含APF抗体血清不能与之结合,同样类风湿关节炎病人血清也不能与之结合。这就否定了靶点为profilaggrin,而是瓜氨酸残基。

那么为什么不是瓜氨酸呢?

类风湿关节炎病人的血清并不能识别游离的瓜氨酸,但能识别位于氨基酸序列里的瓜氨酸残基。也就是说,类风湿关节炎病人血清识别的是有「瓜氨酸残基的聚丝蛋白」(瓜氨酸残基的profilaggrin)。

类风湿性关节炎影像学4期(类风湿关节炎的生物学标志物)(2)

几经反复,终于发现了关键性的抗原靶点

4,抗瓜氨酸肽抗体(ACPA)的正式诞生

实际上Schellekens等在当时就发现:同样的聚丝蛋白肽链,由于瓜氨酸残基所处位置不同,类风湿关节炎病人血清与之反应的比例不同,大致在20%到48%。

也就是说,瓜氨酸残基不是决定是否与抗体反应的唯一因素。瓜氨酸残基所处的周围氨基酸序列和结构特征也在参与「病人血清与底物识别游戏」。如果将所有不同的聚丝蛋白肽链集合起来,可以识别76%的类风湿关节炎血清。

2000年,Schellekens等将一个19个聚丝蛋白氨基酸残基里的两个丝氨酸替换掉。替换它们的半胱氨酸。最终合成了一个「环瓜氨酸肽链」,即CCP。用这个CCP作为底物测试类风湿关节炎病人的血清,最终发现有针对CCP的抗体。

2001年,北京协和医院的曾小峰等也完成了CCP的合成,并测试了类风湿关节炎病人血清里的抗CCP抗体。当时证实中国的类风湿关节炎病人里46.6%有抗CCP抗体,而而没有类风湿关节炎的病人群里,只有3.4%存在抗体阳性,即诊断类风湿关节炎时的特异性是96.6%。

5,ACPA抗体的更新换代

在最早,只有46.6%的类风湿关节炎病人血清能识别第一代的CCP。

为了提高敏感性,根据瓜氨酸与精氨酸结构特征,以及其侧翼氨基酸序列的组成,应用生物信息学相关软件预测其空间结构变化,对已知的瓜氨酸化抗原分析、分类,筛选出含有瓜氨酸的多肽文库。

通过将含有瓜氨酸的多肽库与类风湿关节炎病人血清比对,最终筛选出与聚丝蛋白无关的CCP。这就是后来的第二代CCP,以及后来更新一代的第三代CCP。

新一代的CCP能与82.9%的RA病人血清起反应。而新一代CCP的特异性有93%~94%。

6,除类风湿关节炎病人外,哪些人可以有ACPA阳性?

目前发现,除类风湿关节炎病人外,还有不少疾病的患者存在ACPA阳性

实际上,我们以及很清楚,肽基精氨酸脱亚胺酶(PAD)是导致很多血清蛋白「瓜氨酸化」的关键。这种瓜氨酸残基等诱发了ACPA的出现。

而PAD主要是存在肺部粘膜上。因此很多慢性肺疾病可以诱发ACPA的出现。这就是为什么活动性肺结核,AATD,慢性阻塞性肺疾病有较高的ACPA阳性比率。

同样,我们也知道,现在最为肯定的且较强导致类风湿关节炎的生活环境因素是吸烟。

根据对类风湿关节炎的历史研究,类风湿关节炎的出现是较晚时间才有的。相对,强直性脊柱关节炎则在很早的人类化石里就发现了迹象。

而较晚出现的类风湿关节炎似乎是伴随烟草吸食而出现。也就是说,在人类没有吸食烟草的时代,类风湿关节炎这个疾病并不存在。

类风湿性关节炎影像学4期(类风湿关节炎的生物学标志物)(3)

吸烟是导致类风湿关节炎的最强生活环境因素

7,ACPA的预测价值

目前针对无症状人群血清的检验----比如献血者血库、军队血清库的研究证实,很多自身免疫病患者在出现症状前已经有抗体。

针对那些后来证实为类风湿关节炎患者的人群做历史血清研究-----拿出此前的献血血清 做检验。研究发现有类风湿因子的比率约是 20% ~ 60%,而有ACPA抗体的是 30% ~60%。

针对血清里有两个抗体的研究证实:ACPA阳性人群转变为类风湿关节炎的可能性是「RF 阳性」的 2 倍!

实际上,如果有未明确诊断的慢性关节炎(超6周),一旦测出血清有ACPA 阳性,那么 3 年内被诊断 为类风湿 关节炎的可能性高达 90%!

也就是说,有 RF 阳性的人未必会成为 RA,但ACPA阳性的人转变为类风湿关节炎的可能性要大得多。

然而,跟RF阳性一样,单纯的ACPA阳性不足以让我们诊断类风湿关节炎。必须在有症状、体征等情况下才能诊断。对于ACPA阳性者,我们可能需要紧密追踪观测。

参考资料:

1,《Firestein & Kelley’s Textbook of Rheumatology》(第 11 版),

2,《Rheumatology》(第 7 版)

3,Uptodate 临床顾问

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