腎淀粉樣變性疾病病因
一、發(fā)病原因
近年來，學者們對病變組織中的沉積物進行了細致的化學分析與研究，發(fā)現(xiàn)所有淀粉樣沉積物中85%～95%為纖維成分，該纖維成分即為淀粉樣物質(zhì)的前體蛋白，可溶于水和低離子強度的緩沖液，分子量介于4000～25000Da。迄今已鑒定出20余種淀粉樣物質(zhì)的前體蛋白，這些蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)各不相同，既可以以溶解的形式也可以以纖維的形式存在。以纖維形式存在時，X線衍射可以見到這些淀粉樣纖維具有共同的核心結(jié)構(gòu)，即與淀粉樣纖維長軸垂直的反平行β片層樣結(jié)構(gòu)，因此，也有些學者認為淀粉樣變性是一種蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)病。研究還發(fā)現(xiàn)，明確這些蛋白質(zhì)不僅具有病因?qū)W意義，與臨床表現(xiàn)、相關(guān)疾病、治療與預后也有直接的關(guān)系，因此建議臨床醫(yī)生在確立淀粉樣變性的診斷以后，要進一步分析淀粉樣沉積物質(zhì)的化學組成。以下簡要介紹幾種主要的淀粉樣變前體蛋白。
AL蛋白(amyloid-protein light chain derived，AL)是一種來源于單克隆免疫球蛋白輕鏈或其部分片段異常結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，分子量5000～16000Da，可隨尿排出。最常見的輕鏈成分為輕鏈的Lamda(λ)型，少數(shù)為Kappa(κ)型，前者大約是后者的2倍。研究發(fā)現(xiàn)，并非輕鏈的所有片段均有相同的致淀粉纖維形成的特性，以其中的可變區(qū)Ⅴλ與淀粉樣變關(guān)系最為密切，而且，具有Ⅴλ單克隆免疫球蛋白的患者更易有腎臟的受累且較少與骨髓瘤相關(guān)。90%患者沉積的輕鏈成分中包含有恒定區(qū)序列，因此臨床可采用可與恒定區(qū)特異性結(jié)合的抗輕鏈血清用于對本病進行檢測。對另外10%沉積物不含恒定區(qū)的患者，可用抗λ鏈或抗κ鏈抗血清進行檢測。AL蛋白所致淀粉樣變是最常見的系統(tǒng)性淀粉樣變性，本病可并發(fā)于B細胞克隆的漿細胞病，如多發(fā)性骨髓瘤、淋巴瘤、巨球蛋白血癥。AL型淀粉樣變性患者近15%伴有骨髓瘤。大多數(shù)AL性淀粉樣變患者具有惡性程度很低的單克隆免疫球蛋白病，利用敏感方法如濃集尿液的免疫固定法，可在86%患者尿液中查到一種單克隆成分。
AA蛋白(amyloid-protein A，AA)是從循環(huán)急性期反應物血清淀粉樣變A蛋白(serum amyloid protein A，SAA)衍變而來，分子量為4500～9200Da，纖維肽鏈亞單位是由76個氨基酸N端分裂片段組成。SAA是一種高密度脂蛋白，在肝臟合成，在炎癥發(fā)作時，SAA蛋白與由肝臟產(chǎn)生的C反應蛋白的血中濃度同時升高。SAA蛋白的產(chǎn)生受白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子(TNF)等細胞因子的調(diào)節(jié)。Benditt等報道，AA蛋白的氨基酸組成和氨基端的氨基酸殘基排列順序與AL蛋白不同，排列順序為精氨酸-絲氨酸-苯丙氨酸-苯丙氨酸-絲氨酸-，或絲氨酸-苯丙氨酸-苯丙氨酸-絲氨酸-。這種AA蛋白缺乏半胱氨酸和蘇氨酸成分，而脯氨酸和纈氨酸含量也極少，從而確定AA蛋白與免疫球蛋白無關(guān)。AA蛋白所致淀粉樣變可見于任何一個有持續(xù)的血清急性期反應物產(chǎn)生的患者，如慢性炎癥所繼發(fā)性的淀粉樣變性病、家族性地中海熱、Muckle-Well綜合征等。
淀粉樣甲狀腺轉(zhuǎn)運蛋白(amyloid-transthyretin，A-TTR)是家族性淀粉樣多神經(jīng)病(familial amyloidotic polyneuropathy，F(xiàn)AP)、家族性淀粉樣心肌病(familialamyloidotic cardiomyopathy，F(xiàn)AC)、玻璃體淀粉樣變性等疾病組織沉積的淀粉樣蛋白纖維。在TTR分子127個位點中目前已知至少達70余種突變體與淀粉樣變有關(guān)，其中與FAP有關(guān)的突變最常見是第30位上的纈氨酸被蛋氨酸所取代，而與FAC有關(guān)的是122位纈氨酸被異亮氨酸所替代。需要注意的是，在一些老年人中累及心臟的系統(tǒng)性淀粉樣變是由于正常固有的甲狀腺轉(zhuǎn)運蛋白在血液中存在的時間延長，野生型甲狀腺轉(zhuǎn)運蛋白作為淀粉樣蛋白沉積于心肌和其他組織所致，稱為老年系統(tǒng)性淀粉樣變性(senilesystemic amyloidosis，SSA)。
淀粉樣載脂蛋白AI(amyloid-apolipoprotein AI，AApoAI)是高密度脂蛋白的主要成分，目前已知有10種該蛋白淀粉樣變的前體蛋白，其中7種為單堿基替換，其他變異方式有插入或缺失。所致疾病是一種常染色體顯性遺傳病，臨床突出表現(xiàn)內(nèi)臟淀粉樣變，主要為心肌病變以及多神經(jīng)病變，肝臟的病變也較為廣泛但肝功能良好，腎臟損害明顯，大部分最終發(fā)展為腎衰竭。
淀粉樣纖維蛋白原α鏈(amyloid-fibrinogen α chain，AFib)突變體編碼淀粉樣變原纖維，已知有4種突變體與疾病有關(guān)。其中兩種為移碼突變，包括524位密碼子第3個堿基缺失及522密碼子缺失，從而導致554位精氨酸被亮氨酸取代。其他突變有526位谷氨酸被纈氨酸替代。臨床表現(xiàn)為遺傳性腎臟淀粉樣變，但家族史并不明顯，多數(shù)患者中年時出現(xiàn)蛋白尿或高血壓，4～10年進展為慢性腎衰竭。
淀粉樣β2微球蛋白(amyloid-β2 microglobilin，A-β2M)其前蛋白是β2-微球蛋白，分子量約1.2萬Da，是MHCⅠ型分子的恒定鏈，在所有有核細胞中表達，在正常循環(huán)中呈游離狀態(tài)，可由腎小球濾過，被近曲小管重吸收和分解。1980年首次報道β2微球蛋白淀粉樣變，發(fā)生于長程血液透析患者。長期透析尤其是血液透析，導致血中β2微球蛋白蓄積，透析器清除β2微球蛋白少，蓄積的β2-M沉積于尺神經(jīng)及腕關(guān)節(jié)附近的肌腱處，受累的骨骼出現(xiàn)囊性變，臨床表現(xiàn)主要為腕關(guān)節(jié)的運動障礙，逐漸累及其他關(guān)節(jié)。
除上述蛋白原纖維成分外，組織淀粉沉積物均含有一些非纖維成分，主要包括血清淀粉樣P物質(zhì)(setum amyloid P-component，SAP)、載脂蛋白E、肝素硫酸蛋白多糖等。
SAP蛋白為一種胞質(zhì)糖蛋白，為非纖維的淀粉樣蛋白，分子量為2.35萬Da。它由肝細胞產(chǎn)生并只在肝細胞分解，循環(huán)半衰期為24h。SAP與C-反應蛋白有同源結(jié)構(gòu)，但在炎癥時SAP在血中濃度并不升高，此點與SAA蛋白不同。SAP有特異性的五聚體結(jié)構(gòu)，有一個陽離子配體結(jié)合位點，單體可通過鈣依賴的方式與配體結(jié)合。淀粉樣變時，血清中SAP持續(xù)保持在高濃度，提示其可能參與淀粉樣變的致病過程。SAP五聚體的結(jié)構(gòu)可結(jié)合淀粉樣蛋白并抑制其降解，利用SAP基因敲除的小鼠證實了SAP對淀粉樣變的促進作用，在沒有SAP存在時淀粉樣物質(zhì)的沉積率明顯下降。靜脈注射純化的SAP可選擇性地結(jié)合于淀粉樣沉積物，這一特點已被應用于臨床，使用放射標記的SAP對淀粉樣變性患者體內(nèi)的淀粉樣沉積進行定位并量化。
載脂蛋白E見于所有淀粉樣變性患者的淀粉沉積物中，載脂蛋白E4與Alzheimer病密切相關(guān)，也是其他形式淀粉樣變的高危遺傳因子，但其致病機制仍不清楚。肝素硫酸蛋白多糖是一種基底膜成分，也見于所有的淀粉樣沉積物中，目前仍不清楚它的病理作用，一種能與其結(jié)合的陰離子硫酸鹽能夠降低豚鼠獲得性淀粉樣變的淀粉纖維沉積，將來可用來作為一種有效的治療藥物。
二、發(fā)病機制
1.淀粉樣變性病可能與機體的免疫功能異常、
蛋白質(zhì)代謝異常和結(jié)締組織的變性分解有關(guān)，但現(xiàn)認為是由于一族蛋白質(zhì)沉積所致，這組蛋白具有共同的特性，這些蛋白的過量產(chǎn)生有助其沉積，尤其在AL型淀粉樣變性病伴發(fā)多發(fā)性骨髓瘤患者。
2.在繼發(fā)性淀粉樣變性病和家族性地中海熱，
部分在急性期合成增加的血清AA阿樸脂蛋白可作為AA淀粉樣物質(zhì)沉積;在β2-M引起的淀粉樣變性病，β2-M的血清水平增加，是由于產(chǎn)生過多或分泌或降解減少所致，但沉積與血清水平無關(guān)，而有人認為β2-M的血清水平增加，足以在組織中積累引起淀粉樣變。長程血透患者Aβ2-M沉積的可能發(fā)病機制如下：
(1)尿毒癥血透患者的腎功能喪失，腎小球濾出的β2-M減少，血β2-M蓄積升高。長期應用一般透析器作血液透析者，因銅仿膜及纖維素膜對β2-M清除極少。如換用PAN膜、聚砜膜或碳酸甲脂膜透析器，因?qū)α髑宄鼳β2-M蓄量增加，且膜表面對β2-M的吸附增加，可使Aβ2-M清除增加，使血中β2-M水平降低。
(2)透析液內(nèi)毒素污染及透析膜作用可激活單核巨噬細胞及淋巴細胞，致使細胞因子如白介素-1(IL-1)、腫瘤壞死因子(TNF)及轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)產(chǎn)生增加，并釋放入骨基質(zhì)和軟骨中，促使Aβ2-M在骨沉積而致病。它們促進骨質(zhì)吸收作用比甲狀旁腺激素更大。
3.在一些淀粉樣蛋白，
尤其是ASC蛋白或AE蛋白，由于單個氨基酸的替代，使得沉積蛋白不同于正常的相似物，因此認為沉積可能直接與由于肽順序的改變而引起的分子生化特性變化有關(guān)。在AL型淀粉樣變，沉積的輕鏈常是原輕鏈的水解片段，偶爾為原輕鏈。
4.由于淀粉樣沉積的可能媒介的部分突變和分解，
在β2-M沉積中，所涉及的蛋白質(zhì)比正常的β2-M更偏酸性和高級糖基化的特征，糖基化β2-M可引起TNF-α、IL-1和單核細胞趨化呈短暫性升高。
5.確實所有的淀粉樣蛋白常與氨基多糖和淀粉樣P物質(zhì)(即SAP蛋白)一起沉積。淀粉樣蛋白沉積的分子機制仍在研究中。
