抗瓜氨酸蛋白抗体诊断类风湿关节炎的研究进展

抗瓜氨酸蛋白抗体诊断类风湿关节炎的研究进展

作者：孙韬 熊峰 王春霞

来源：《风湿病与关节炎》2014年第05期

【摘 要】 类风湿关节炎早期诊断和及时治疗可以有效预防关节疾病恶化、功能丧失以及更为严重的后果。有多种类风湿关节炎相关抗体检测可作为类风湿关节炎诊断的实验室指标，包括类风湿因子以及抗瓜氨酸蛋白抗体等。近些年来，研究人员发现了一类新的自身免疫性抗体物质——环瓜氨酸肽抗体，它比类风湿因子更具有疾病诊断特性。抗环瓜氨酸肽抗体检测的发展是类风湿关节炎实验室诊断的一个重要突破。文章详细描述了近期关于在类风湿关节炎患者抗瓜氨酸蛋白抗体的临床诊断和预后价值以及环瓜氨酸肽作为类风湿关节炎早期诊断指标的最新研究进展。

【关键词】 关节炎，类风湿；抗瓜氨酸蛋白抗体；类风湿因子；抗环瓜氨酸肽；诊断；综述

doi：10.3969/j.issn.2095-4174.2014.05.022

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种自身免疫性疾病，易导致关节损害甚至残疾[1]。早期诊断和及时治疗可以有效预防关节疾病恶化、功能丧失以及更为严重的后果[2]。许多研究表明，关节的不可逆损伤一般都会发生在患病后的2年之内。目前来说，RA最佳治疗时间是在患病后3～6个

月内，因此就需要在疾病早期得到一个可靠的诊断指标[3]。目前，有多种RA相关抗体检测可作为RA诊断的实验室指标，包括类风湿因子（RF）以及抗瓜氨酸蛋白抗体（ACPAs）等。近些年来，研究人员发现了一类新的自身免疫性抗体物质——环瓜氨酸肽抗体，它比RF更具有疾病诊断特性[4]。本文详细描述了近期关于在RA中ACPAs的临床诊断和预后价值，以及抗环瓜氨酸肽（CCP）抗体作为RA早期诊断指标的最新研究进展。 1 RA相关抗体介绍

1.1 RF RF作为RA的免疫学标志物于1922年被首次报道。RF是RA血清中一类与IgG的结晶片段（Fc）部分相互作用的自身抗体，可分为IgM、IgG、IgA、IgD以及IgE 5型。RF作为天然免疫的一部分在健康人群中也会有所表达，同时低亲和性RF在许多易感生物体上具有重要作用[5]。

1.2 ACPAs RA中含有抗原决定簇的非标准氨基酸瓜氨酸自身抗原的发现是近些年来RA在血清学方面最重要的发现。瓜氨酸可在肽酰基精氨酸脱亚胺酶（PAD）的催化作用下将精氨

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酸残基转化为瓜氨酸残基。瓜氨酸蛋白不仅仅是特定针对于RA所存在，在其他患有滑膜炎的风湿性疾病中，包括反应性关节炎、未分化型关节炎、痛风甚至外伤都会有瓜氨酸蛋白的存在[3]。

1.2.1 抗核周因子抗体（APF） APF首次被发现是在19年，它是一种存在于48%～86%的RA患者血清样本和滑膜液中的蛋白抗体，其免疫分型为IgG类型。Farid SS等[6]研究表明，APF滴度与疾病的严重程度有关联。

1.2.2 抗角蛋白抗体（AKA） AKA在1979年被首次报道，角蛋白作为一种新的瓜氨酸结合底物能够在RA滑膜薄膜中明显表达。瓜氨酸角蛋白可能参与了RA的发病，包括异常细胞的增殖、凋亡以及自身免疫应答，不过其确切作用机制还不明确[7]。研究发现，只有瓜氨酸形式的聚角蛋白微丝才能够被AKA识别[6-8]。

1.2.3 抗聚角微丝蛋白抗体（AFA） AFA的发现被证实对于RA的诊断具有更高的特异性 （> 90%）[6]。存在于RA患者滑膜中的纤维蛋白是一种对RA自身免疫应答过程具有潜在价值的抗原。研究表明，抗聚角蛋白微丝蛋白和抗瓜氨酸抗体可以识别瓜氨酸化纤维蛋白[9]。随后的研究表明，瓜氨酸化纤维蛋白对于RA滑膜不具有特异性，在脊柱关节病和炎性骨关节炎滑膜内也有发现[10]。

1.2.4 抗瓜氨酸化纤维蛋白原抗体（ACF） 纤维蛋白原也可以视为瓜氨酸抗原。RA的特点就是过度产生和降解纤维蛋白原。瓜氨酸纤维蛋白（原）作为一种溶解性自身抗原在体内的分布较为丰富，在RA滑膜液中也可被检测到[11]。

1.2.5 抗瓜氨酸纤维连接蛋白 纤维连接蛋白（Fn）包含以多个氨基酸单位构成组分（包括纤维蛋白、明胶、胶原质、细胞、血管内皮生长因子以及肝素结合区等）为特征的异构糖蛋白的一个大家族[6]。Chang X等[12]发现，Fn在RA的滑膜组织中和血浆中可被瓜氨酸化，并且在瓜氨酸化后，可增强它对血管内皮生长因子的结合活性，同时降低了它对整合素β1的亲和性和刺激细胞凋亡的能力。Shelef MA等[13]研究推测出Fn的瓜氨酸化会改变滑膜成纤维细胞的特性，并且会影响这些细胞如何粘附以及侵犯关节和穿透血液流动。这项研究结果也表明，滑膜成纤维细胞与瓜氨酸化母体的相互作用与RA发病机制相关联。

1.2.6 抗瓜氨酸波形蛋白（MCV）抗体 波形蛋白是一类存在于细胞质中的中间纤维丝蛋白，该蛋白在巨噬细胞内Ca2+进入后可被瓜氨酸化。MCV是表达在滑膜组织中的一类相关自身抗体。瓜氨酸化和突变都能够影响波形蛋白的抗原性。抗MCV抗体已经被证实是一种更为敏感的ACPA的抗原性靶点[14]。 2 RA的免疫发病机制

遗传、环境以及疾病感染是RA发病的重要原因，最新研究表明，吸烟也可促进滑膜蛋白的瓜氨酸化，从而促使ACPA的产生[15]。此外，出生体质量较重、口服避孕药的使用，以及

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过多咖啡因的摄入都有可能造成RA患者的ACPA阳性。在正常以及非炎性滑膜组织中的瓜氨酸蛋白含量通常较低。ACPAs的高滴度与侵蚀性关节疾病具有相关联的研究结论表明，瓜氨酸蛋白可能参与疾病的病理生理过程[6]。

对于瓜氨酸蛋白，RA患者表现出异常的体液免疫应答，并且可表现在任何形式的（滑膜）炎症中。Masson-Bessière C等[9]研究表明，这些ACPAs是由滑膜内的浆细胞产生，因而更有可能被一种瓜氨酸底物所引发，并且出现在RA 滑膜中。

2.1 CCP系统 瓜氨酸抗原作为AFA靶点的确定促使了第一代和和随后第二代抗CCP（抗CCP2）抗体检测的发展。第一代抗CCP抗体检测是针对瓜氨酸抗体利用合成的聚角蛋白微丝蛋白衍生的线性多肽进行检测。后来的研究发现，聚角蛋白微丝蛋白不会表达在滑膜中，因而可以断定它不是抗瓜氨酸肽抗体的天然抗原[16]。目前更敏感的抗CCP2抗体检测已经被广泛应用。抗CCP2抗体的ELISA检测方法同样利用合成多肽作为其靶点抗原。这些CCP的应用将RA检测特异性从96%增加到98%，但是其敏感度并没有得到明显改善。虽然如此，抗CCP抗体仍然是目前为止ACPAs成员中最为重要的一员，也是RA最为特异性诊断指标以及预后标志物[4]。

2.2 瓜氨酸自身抗原的局部产生 ACPAs是在RA关节组织中产生，并且具有调解组织损伤的作用。研究人员已经注意到产生新型IgM抗体的

B细胞能够不断地聚集在炎性RA关节中，这表明ACPA应答可在关节炎发展的过程中被不断激活，此外还发现瓜氨酸蛋白在RA患者关节的滑膜内层、底层以及在血管外纤维蛋白沉积中都能够被识别[17]。

当瓜氨酸蛋白在炎性RA滑膜中产生时，PAD也会相应产生[9]。PAD由于独特的分子结构形式，容易发生自体脱亚胺化，造成结构的改变，继而会出现一些新的抗原表位，对应不同的新的抗体[18]。

2.3 瓜氨酸化和ACPA免疫应答 尽管不是所有的瓜氨酸蛋白都能与ACPAs特异性识别，但有一部分瓜氨酸蛋白与ACPAs具有高亲和性，比如皮肤中的瓜氨酸（前）聚角蛋白微丝蛋白，不过该蛋白还不能充分的去启动相应的抗体免疫应答反应[19]。

瓜氨酸蛋白过多未必会导致慢性炎症的产生，有研究证实，99%的患者在缺乏（体液）免疫系统应答的情况下体内的瓜氨酸蛋白仍然会被降解[20]。

在体内ACPAs是直接作用于不同的瓜氨酸抗原表位，不仅是瓜氨酸残基，而且也包括侧链氨基酸。对于RA患者来说，不同的ACPA对RA诊断的特异性以及敏感度也不同。另外，易感基因的存在有可能影响到瓜氨酸抗原表位免疫应答的产生，比如HLA-DRB1 等位基因的

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特异性存在会影响RA患者抗CCP抗体的产生。尽管HLA-DR共同表位参与ACPA应答，但是也还不能够完全解释ACPAs对于RA的特异性[21]。 3 ACPAs的诊断潜力

RA的诊断基于临床学、血清学以及影像学的诊断准则的集合[5]。早期诊断和及时有效的治疗是预防关节恶化、功能丧失以及严重疾病后果的最重要的手段。

RF对于RA的诊断具有一定的特异性，在疾病早期较少被检测到或者显示出低滴度的检测结果；而ACPAs在RA疾病早期就能够被检测到，即使是在临床症状首次出现之前数年[6]。ACPAs在几乎80%的RA患者体内都能够被检测到，并且特异性可达98%[20]。AKA在RA早期以及RF阴性患者体内也能够被检测到[22]。抗CCP2抗体检测的整体灵敏度接近于RF（60%～80%），但是很重要的一点是抗CCP2抗体在20%～30%的RF血清阴性患者身上呈阳性[23]。抗CCP2抗体ELISA检测显示来自确诊RA患者血清中具有98%的特异性，以及在早期未确诊RA中具有96%的特异性[24]。APF在RA早期患者的体内检出率一般在50%～70%，它虽然有着较高的特异性（90%），但是敏感度却很低。

由于抗CCP抗体在RA中的高特异性，因此可被用于区分RA和其他有可能与RA混淆的关节性疾病，因为这些关节性疾病也有可能造成侵蚀和出现RF阳性[6]。研究发现ACPAs的产生与更为严重的关节破坏以及更强的疾病活跃度相关[23]。

RF和ACPA的联合诊断，特别是RF和抗CCP抗体检测能够被大多数风湿性疾病患者所接受，这也是欧洲关节炎和风湿病协会（EULAR）关于RA诊断的最佳推荐[25]。2009年在费城举行的ACR/ARHP（生殖健康专业人员协会）年会上已经将RF联合抗CCP抗体检测作为RA的血清学诊断标准[5]。

Szekanecz Z等[26]发现，抗MCV抗体检测能够鉴别一部分IgM-RF或者抗CCP2抗体血清学阴性的RA患者，因此，联合应用抗CCP2抗体和抗MCV抗体检测能够提高RA诊断的实验室检出率。 4 ACPAs的预后价值

大量研究表明，遗传学因素和自身免疫炎症标志物是RA结果的良好指标[3]。ACPAs在RA病程中具有预后的作用，不同程度的关节损伤都与ACPA相关。ACPA在疾病的发病起始阶段确定是与基因和环境因素相关，而这种确定的关系也能够作为RA发病参考指标。不过目前还没有一项标准化的商业检测用于日常诊断检测瓜氨酸纤维蛋白原的免疫检测试验[8]。 对关节炎患者抗CCP2抗体检测的3年随访显示，分别有93%的抗CCP抗体阳性患者和25%的抗CCP抗体阴性患者从分化型多关节炎发展成为RA[27]。对比研究发现，对于侵蚀性RA，抗CCP抗体比RF、C-反应蛋白（CRP）、红细胞沉降率（ESR）或者基质金属蛋白酶-3（MMP-3）具有更高的阳性预测价值[28]。

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5 小结及展望

机体内自身抗体的存在可在RF阳性缺失的情况下作为其诊断RA的有效指标。当RF滴度不存在（或很低）时，以及在诊断结果不能被确认的时候，RF可作为其他自身抗体检测的辅助指标[25]。RA的诊断不能单独基于RF这一项检测指标[8]。尽管RF对于RA的特异性不高，但是RF持续的高滴度存在也能够预测侵蚀性RA疾病的发展。IgM-RFs持续的高水平产生是RA的典型表现，同时这种抗体高水平的存在也会促使疾病的发展[5]。抗CCP抗体在患者首次RA症状出现的14年前就可在其血清中检测到，而IgM-RF在首次症状出现

10年前可检测到[29]。迄今，抗CCP抗体联合IgM-RF和IgA检测能够为诊断分析提供较为显著的敏感度（可达88.2%），再加上抗MCV抗体和AFA的联合诊断可将RA诊断的敏感度提升到90.1%[5]。相当多的证据表明，RF参与疾病的发展[26]，因此，虽然自身抗体在RA的进程中具有重要作用，但是也不能完全忽略RF的辅助诊断价值。

对于未分化型多关节炎向RA转变的这一病理过程，ACPA与遗传和环境因素相关联在疾病发病初期能够作为RA的一个显著指标[3]。在免疫学检测方面，CCP的敏感度在抗CCP2抗体中得到一定提高，并且已经广泛应用于常规RA诊断的检测。因为抗CCP抗体对于RA非常特异，它能够在疾病早期产生，并且可以预测疾病的侵蚀性程度，因此它是RA一个很好的血清学标志物。针对类似于RA的炎性关节性疾病的诊断，抗CCP抗体联合IgM-RF、抗MCV抗体以及AFA的联合诊断可显著提高其诊断的特异性以及敏感度，对于RA疾病的预防以及早期治疗具有重要作用，因此不同自身抗体多重联合的血清学检测方法也会是今后疾病诊断和预后的有效手段。 6 参考文献

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