《Frontiers in Immunology》:Presence of autoantibodies targeting the shared epitope in rheumatoid arthritis and psoriatic arthritis
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本研究首次系统性探究了类风湿关节炎(RA)和银屑病关节炎(PsA)患者血清中是否存在以HLA-DRB1基因的共享表位(SE)为靶点的自身抗体(SE-AAb)。研究发现,SE-AAb在RA患者中普遍存在(尤其针对瓜氨酸化SE肽),但并非RA特异性,在PsA患者中频率相似。更重要的是,SE-AAb的存在与SE遗传携带状态无关,提示其产生可能源于炎症环境而非特定遗传背景。这挑战了SE仅作为遗传风险因子的传统认知,揭示了其作为自身抗原参与炎症性关节病体液免疫的新角色,为理解RA和PsA的发病机制提供了新视角。
引言
类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)是一种自身免疫性疾病,其特征是自身抗体(Autoantibodies, AAb)的过度产生,这是遗传易感个体在吸烟或牙周炎等环境因素暴露下免疫反应失调的结果。在RA中描述的多种自身抗体里,抗瓜氨酸化蛋白/肽抗体(Anti-citrullinated Protein/Peptide Antibodies, ACPA)最为关键。它们对RA具有高度特异性,是疾病分类标准的一部分,并与更侵袭性的临床病程相关。在人群生物库的研究表明,ACPA可在RA临床发病前数十年被检测到。ACPA的产生受与RA相关的遗传因素影响,其中最显著的是共享表位(Shared Epitope, SE),这是RA的主要遗传风险因素。SE携带状态与ACPA阳性密切相关,尤其是在吸烟暴露的个体中。
共享表位是HLA-DRB1基因中的一个多态性,编码位于HLA II类分子P4口袋的一个保守的五氨基酸序列(QKRAA, QRRAA或RRRAA)。研究表明,该基序赋予了对瓜氨酸化肽段更高的呈递亲和力。该SE序列包含可被肽酰基精氨酸脱亚胺酶(Peptidylarginine Deiminase, PAD)瓜氨酸化的精氨酸残基。本研究的假设是,SE本身,特别是其瓜氨酸化形式,可能作为一种抗原,能够在RA中诱导ACPA的产生。尽管SE与ACPA产生之间存在强烈的遗传关联,但SE本身是否是RA体液自身免疫的直接靶点,尤其是在其天然或翻译后修饰形式下,仍不清楚。因此,本研究调查了RA患者中针对不同SE序列(SE-AAb)的自身抗体的存在情况。
材料与方法
本研究是一项单中心横断面研究,旨在分析RA患者队列中SE-AAb的存在情况,并评估其与SE及基线临床特征的关系。此外,还将RA队列中SE-AAb的流行率与两个对照组进行比较:一个为银屑病关节炎(Psoriatic Arthritis, PsA)患者组,另一个为巴塞罗那血液与组织库的健康献血者组。
所有RA患者均从Parc Taulí大学医院(PTUH)的门诊招募,符合2010年EULAR/ACR类风湿关节炎分类标准且年龄超过18岁。对150名RA患者、62名PsA患者和204名健康对照者的血清样本进行了检测。使用PCR-SSO方法评估HLA-DRB1多态性。使用定制的酶联免疫吸附试验(ELISA)评估针对天然、瓜氨酸化和氨甲酰化SE肽(线性和环状构象)的IgG反应性。实验条件设置严格,并进行了无关肽段对照以确保检测特异性。统计分析采用适当的检验方法,显著性水平设为5%。
结果
患者与对照
研究共纳入150名RA患者,平均年龄63.8岁,平均病程5.7年,女性占75.3%。总体而言,65.4%的RA患者是SE携带者。作为炎症性关节病对照组,纳入了62名PsA患者,其中37.9%为SE携带者。此外,还从献血者中招募了204名健康对照。
共享表位自身抗体与共享表位的关联
在RA患者中,未发现SE-AAb的存在与SE携带状态之间存在关联。然而,SE携带状态与RA血清学标志物,特别是ACPA,显著相关(p = 0.0015)。在PsA患者中,同样未观察到SE-AAb存在与SE携带状态之间的显著关联。
RA、PsA和对照中的共享表位抗体
与健康献血者相比,在RA患者中观察到针对所有瓜氨酸化序列(环状和线性构象)以及氨甲酰化序列的SE-AAb显著存在。对于非瓜氨酸化序列,仅在线性构象的QRRAA多态性和分组序列中观察到显著性。
有趣的是,PsA患者表现出与RA患者相似的模式,除了QKRAA多态性的线性构象外,针对所有三种SE肽的瓜氨酸化序列均存在显著的SE-AAb。对于非瓜氨酸化序列,仅在线性构象的QRRAA多态性和分组序列中观察到显著性。
当比较RA组与PsA组时,仅在针对线性构象的RRRAA多态性的抗体方面识别出统计学显著差异(RA vs. PsA; 17.3% vs. 3.2%, p = 0.0063)。
共享表位与其他HLA-DRB1多态性之间的同源性分析
鉴于在一些非SE携带者的RA和PsA患者中存在SE-AAb,我们分析了他们的HLA-DRB1等位基因与经典SE基序之间的序列相似性。在这47名患者中,共鉴定出23种不同的HLA-DRB1等位基因。这些等位基因与SE基序的序列同源性在60.0%至93.3%之间。值得注意的是,只有一名患者的等位基因与SE参考序列的同源性低于80%。
共享表位自身抗体与临床变量的关联
分析了SE-AAb的存在与RA主要临床特征之间的关系,但未发现显著相关性。
讨论
本研究旨在分析RA患者中SE-AAb的存在情况。根据SE的构象不同,在26.0%至45.3%的病例中检测到SE-AAb,其中瓜氨酸化形式的阳性率更高。在确认SE可以作为自身抗体的靶点后,我们评估了SE-AAb阳性是否与SE携带状态相关。未观察到这些变量之间的显著关联。
对此发现的一个可能解释与检测SE-AAb所使用的方法学有关。ELISA系统可能通过交叉反应检测到抗体结合,因为HLA-DRB1多态性在66至78位点之间的序列同源性很高。另一种解释与RA中观察到的广泛自身反应能力有关。RA患者可以产生针对多种瓜氨酸化蛋白和肽的自身抗体。尽管SE携带状态与ACPA生成相关,但在不携带SE等位基因的患者中也观察到ACPA阳性,因为瓜氨酸化肽仍然可以在HLA II类分子的P4口袋中被呈递。
对SE-AAb在RA中特异性的评估纳入了PsA患者组作为非RA相关关节炎症的模型。在该组中,在17.7%至35.5%的病例中检测到SE-AAb。与RA患者相比,未观察到显著差异,除了针对天然线性RRRAA序列的抗体。在PsA中检测到SE-AAb表明,无论其根本原因如何,关节炎症都可能有助于免疫耐受的破坏。在这种情况下,HLA-DRB1衍生肽可能作为自身免疫反应的靶点。
最后,我们使用回顾性收集的数据分析了RA患者中SE-AAb阳性与临床变量之间的关联。未发现显著关联。由于研究的横断面设计和疾病持续时间的异质性,无法评估SE-AAb对临床结果的影响。一个额外的限制是本研究中分析的SE仅对应于核心的70-74氨基酸序列。HLA-DRB1的其他位置,特别是第11位残基,已被证明可独立且强烈地影响RA易感性。因此,需要进一步的前瞻性研究来确定SE-AAb是否在RA中具有临床意义。
结论
SE-AAb存在于RA中,特别是针对瓜氨酸化共享表位肽,但不具有疾病特异性,在PsA中发生的频率相似。它们的存在与共享表位遗传携带状态无关,这表明驱动这些自身抗体反应的可能更多是炎症背景,而非单纯的遗传风险。