抗中性粒细胞抗体相关血管炎（抗中性粒细胞胞质抗体在其相关血管炎呼吸系统受累中的致病机制）

作者：张婷 彭敏 施举红

单位：中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院呼吸与危重症医学科

引用本文:张婷, 彭敏, 施举红. 抗中性粒细胞胞质抗体在其相关血管炎呼吸系统受累中的致病机制 [J] . 中华结核和呼吸杂志, 2021, 44(7) : 670-673. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20200817-00904.

摘要

抗中性粒细胞胞质抗体（ANCA）相关性血管炎是一组主要累及小血管的系统性血管炎，ANCA的检测对于临床诊断有重要意义，对病情监测有一定帮助。大量研究已证实ANCA具有致病性，循环中的ANCA使致敏的中性粒细胞活化，黏附并侵入血管内皮，通过脱颗粒及中性粒细胞外陷阱损伤血管，导致血管炎症。部分ANCA相关性血管炎患者循环血中并不能检测到ANCA，特别是肉芽肿性多血管炎和嗜酸性肉芽肿性多血管炎的局限型（仅累及耳鼻喉及呼吸系统），却可在痰或肺泡灌洗液中检测到ANCA，提示ANCA在呼吸道局部发挥致病性的潜在可能。目前，对于ANCA相关性血管炎呼吸系统局部ANCA产生及致病机制的研究还非常匮乏，本文总结了近年来已有的研究成果，并提出对后续研究方向的展望。

抗中性粒细胞胞质抗体（antineutrophil cytoplasmic antibody，ANCA）相关性血管炎（ANCA-associated vasculitis，AAV）是一组主要累及小血管的系统性血管炎，包括肉芽肿性多血管炎（granulomatosis with polyangiitis，GPA），显微镜下多血管炎（microscopic polyangiitis，MPA）及嗜酸性肉芽肿性多血管炎（eosinophilic granulomatosis with polyangiitis，EGPA）。AAV可累及全身多个脏器，以上、下呼吸道及肾脏受累最为常见。但有时，AAV也可仅表现为单一器官受累，如GPA、EGPA可以仅出现呼吸道受累，称为器官局限型AAV。

ANCA是以中性粒细胞和单核细胞胞质内溶酶体颗粒成分为靶抗原的自身抗体，主要为IgG^［1］。根据间接免疫荧光法检测的ANCA可分为胞质型（c-ANCA）和核周型（p-ANCA）两种核型。ANCA可存在多种靶抗原，其中蛋白酶3（PR3）-ANCA及过氧化物酶（MPO）-ANCA与小血管炎相关性最大。目前研究已证实了循环血中的ANCA在血管炎启动及发展中的致病作用，也有研究发现呼吸道内存在ANCA并可能在局部发挥对呼吸系统的致病作用。

一、循环血中ANCA在AAV中的致病作用

多种临床现象表明，ANCA参与了AAV的发病机制：（1）90%~95%的活动期GPA、MPA以及35%~45%的活动期EGPA患者存在血清ANCA^［2］。（2）ANCA与AAV活动度有一定相关性^{［3, 4, 5］}，患者经诱导缓解治疗后MPO-ANCA滴度下降甚至消失^［3］。（3）疾病缓解后PR3-ANCA复阳对于GPA的疾病复发有一定提示作用^{［5, 6, 7］}，临床缓解后PR3-ANCA仍持续阳性提示复发风险^［8］。（4）血浆置换及静脉免疫球蛋白治疗对AAV有一定效果^{［9, 10, 11, 12, 13］}。

体外研究及动物实验进一步证明了ANCA参与AAV的发病机制：（1） ANCA-IgG可使已受预激的中性粒细胞活化^［14］，激活旁路补体途径^［15］，导致内皮损伤。（2）抗MPO-IgG可诱导小鼠产生寡免疫复合物血管炎、肉芽肿及肺泡出血^{［16, 17, 18］}。（3）中性粒细胞缺陷的大鼠模型，或阻断旁路补体途径的活化，可避免MPO-ANCA相关疾病的出现^{［19, 20, 21］}。上述研究证明了ANCA通过中性粒细胞及旁路补体途径诱发血管损伤从而导致血管炎的机制。

近年来认为，外源性抗原（如药物或微生物等）^{［22, 23］}及自身抗原（产生变异或细胞内成分的暴露）^［24］可导致无致病性的天然ANCA在基因、环境的作用下转化为致病性的ANCA。致病性ANCA与循环中已致敏的中性粒细胞相互作用，导致中性粒细胞的活化，激活旁路补体途径，产生大量C5a，进一步吸引并刺激更多的中性粒细胞被ANCA活化，形成不断放大的炎症正反馈环。活化的中性粒细胞高表达β2整合素黏附分子^［25］，黏附于血管内皮，进而侵入血管壁及血管周围间质，通过脱颗粒释放破坏性酶，形成具有促炎性质的中性粒细胞外陷阱（neutrophil extracellular traps，NET），导致血管炎症损伤^［26］，随后在单核/巨噬细胞为主的固有免疫反应作用下，形成肉芽肿^［27］。

B细胞是ANCA生成的基础，血清PR3-ANCA阳性的AAV患者循环中可识别PR3的成熟B细胞比例升高^［28］以及受累组织中自身反应性B细胞比例增加及活化^{［29, 30］}提示自身反应B细胞参与AAV的发病机制，也成为了B细胞靶向药物用于AAV治疗的理论基础^［31］。研究显示，AAV中，B细胞发育过程中细胞表面CD19表达下降，导致自身反应B细胞可逃避正常的免疫耐受机制，而释放到外周血循环中发挥自身免疫作用。ANCA刺激中性粒细胞释放B细胞活化因子，通过延长自身反应B细胞的存活使ANCA持续产生^［32］。

二、ANCA可能于呼吸系统产生并在局部发挥致病作用

文献报道，AAV患者呼吸道标本中可检测到ANCA，提示ANCA在呼吸系统局部致病机制中的潜在作用。

1991年Baltaro等^［33］对13例血清ANCA阳性GPA患者的BALF研究结果表明，所有活动期GPA患者的BALF中均可检测到ANCA-IgG，并在病情缓解期转为阴性，而病情复发时再次出现。为了验证BALF中的ANCA来源于血管渗出还是呼吸道局部产生，研究者采用了BALF-IgG指数（BALF中IgG/白蛋白与血清中IgG/白蛋白的比值），结果显示活动期GPA组的BALF-IgG指数为1.49，较健康对照组（0.74）及缓解组（1.07）均显著升高。由于白蛋白不在肺泡内生成，上述结果证实BALF中的ANCA-IgG至少部分是在肺淋巴组织原位产生的。他们还发现，活动期GPA患者的BALF中，中性粒细胞较缓解组及健康对照组均明显升高，提示呼吸道局部的中性粒细胞可能与循环中中性粒细胞的作用类似，在呼吸系统内受到致病性ANCA的活化从而发挥下游致病作用。GPA肺活检病理中中性粒细胞性微脓肿的表现支持这一观点^［34］。以上研究结果从临床及病理学角度提示ANCA可能于呼吸道局部产生，并在呼吸道局部发挥与循环中ANCA类似的致病作用。

2019年Mukherjee等^［35］针对23例EGPA患者的研究进一步证明了ANCA在呼吸道局部的产生，并初步探索了呼吸道局部ANCA的致病机制。该研究发现，74%（17/23）的EGPA患者痰中可检测出ANCA，其中血清ANCA（-）者79%（10/13）痰中可检出ANCA，与血清ANCA（ ）者（7/10，70%）相近。同时发现痰ANCA（ ）组支气管哮喘发生率（94.1%）较痰ANCA（-）组（50.0%）更高（P=0.04），而肺浸润影及心脏、神经系统、皮肤等其他脏器受累在两组中并无显著差异。该研究的体外实验中，EGPA患者痰中的ANCA可使健康受试者的中性粒细胞发生脱颗粒并形成中性粒细胞外陷阱，提示来源于气道的ANCA可能与循环中的ANCA一样通过激活中性粒细胞而发挥致病性。此外，对痰ANCA（ ）患者痰中的炎症因子进行分析，发现CXCL8、TNF-α等与中性粒细胞募集、活化相关的细胞因子及血管内皮生长因子A等血管损伤相关因子的升高，形成气道局部的炎症微环境，是ANCA发生致病作用的必要条件。该研究证明了EGPA患者的痰中存在致病性ANCA，且与血清ANCA状态无关，从而高度提示了ANCA可能于呼吸道局部产生并参与AAV呼吸道病变的发病机制。

三、B细胞在AAV受累脏器局部致病机制的研究

受累脏器局部组织中存在B细胞浸润，产生自身抗体，且B细胞数量与疾病活动度和疾病进展相关，这一现象已在其他自身免疫性疾病（如类风湿关节炎、干燥综合征）中被证实^{［36, 37］}，提示B细胞对于自身免疫性疾病的局部致病性。

对于AAV患者B细胞在受累脏器局部组织中的作用也有相似的发现。Ferraro等^［38］报道1例以肺内空洞及鼻窦炎为主要表现的局限型GPA患者，虽然经利妥昔单抗治疗后，外周血B细胞已被清除，但肺活检组织中的坏死性肉芽肿部位仍可检测到B细胞，且导致疾病复发。Thurner等^［29］在GPA患者鼻黏膜组织中观察到三级淋巴结构的存在。Gadola和Gross^［39］不仅在GPA患者鼻黏膜组织中发现三级淋巴结构，而且在肉芽肿局部发现了自身抗体，且该自身抗体并未在循环血中被检出。Voswinkel等^［40］对活动期GPA患者鼻黏膜组织的研究显示，B细胞与中性粒细胞表面PR3作用，在组织原位活化并接受选择。Liu等^［41］在GPA的鼻黏膜病变部位检测到B细胞及B细胞活化因子（BAFF）。BAFF可通过与BAFF-受体的相互作用，导致自身反应B细胞的选择^［42］。Mueller等^［43］的研究发现GPA微脓肿局部可见B细胞增殖诱导配体APRIL的高表达，印证了中性粒细胞与B细胞在AAV发病机制中的相互作用。上述结果，特别是自身反应B细胞在病变组织原位的活化和成熟^［44］，提示原位浸润B细胞可能参与了AAV呼吸道局部的致病作用。但目前的研究多限于上呼吸道，对于B细胞在下呼吸道局部的作用及致病机制有待进一步探索。

四、对ANCA在AAV肺受累发病机制中作用的研究展望

既往的研究虽然证实了循环血中致病性ANCA参与AAV发病机制，但部分经病理证实的AAV患者，无论采用间接免疫荧光法还是酶联免疫吸附法，外周血ANCA检测始终为阴性（约60%的EGPA以及10%~20%的GPA、MPA）。目前对于血清ANCA（-）的AAV的呼吸道受累发病机制研究仍十分缺乏。对呼吸道标本（诱导痰/BALF等）ANCA水平及B细胞数量的检测及致病性研究有助于探索其对于呼吸系统受累的局部致病机制，并进一步发现潜在的呼吸道微生物或吸入性物质等外源性诱发因素。对呼吸道三级淋巴结构及B细胞相关趋化因子、激活因子等的研究有助于探索呼吸系统局部自身反应性B细胞的募集、趋化、成熟、筛选过程及机制，也有助于进一步阐明呼吸系统局部ANCA与循环中ANCA的因果关系。ANCA对AAV呼吸系统致病作用的证实可能有助于肺部局限型AAV患者的新的诊断方法的建立，BALF中ANCA的检出可能使部分血清ANCA阴性或局限型AAV患者免于外科肺活检等创伤性检查，对患者的早期诊断具有重要的应用前景，同时为血清ANCA阴性AAV或肺部局限型AAV患者的靶向治疗提供理论依据和靶点。

参考文献（略）

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