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解放军第一七五医院骨科医院全军创伤骨科中心刘庆军厦门大学附属东南医院骨科医院 hla b27 相关文献复习 hla b27 一 背景1968年ericthorsb发现hla b27抗原 1973年brewerton和schlosstein分别发现95 as患者具有hla b27抗原 而且不同族群 hla b27阳性的比例不同 as初发时确诊者不过6 部分患者确诊时关节已经强直 失去早期治疗的最佳时机 25 以上的hla b27阳性的儿童慢性关节炎患者 25岁以后发展成为as sweeneys etal jrheumtd 2001 28 8 1862hla b27阳性患者患as的几率是阴性患者的200 300倍 有人提出hla b27检测可作为as的筛选方法 相关文献复习 hla b27 二 什么是hla b27hla humanleucocyteantigen人类白细胞抗原hla b27由两条多肽链组成 一条 链或重链 分子量约44x103 另一条链是 链或轻链即 2微球蛋白 分子量约12x103 其相对分子量约56kda hla b27是由hla b27基因编码产生的 hla b27基因是位于人类第6号染色体短臂的b位点上的等位基因 由8个外显子 7个内含子组成 编码分子量为43x103的糖蛋白 现发现hla b27基因有15个亚型 2701 2715 且多数亚型与as有关 相关文献复习 hla b27 三 hla b27亚型的种群分布各亚型之间的差别仅是一个或数个氨基酸的不同 所有hla b27亚型中b2705分布最广 几乎见于所有人种 白种人 b2705约占96 黑种人 b2703约占61 亚洲人 b2704 2707多见 中国人 b2704与b2705 分别占50 85 40 68 泰国 印尼 新加坡 b2706 b2707多见 意大利 b2709多见 相关文献复习 hla b27 四 hla b27的地理分布与as的关联性中国人阳性约8 as发病率约0 3 日本人阳性约0 5 as发病率极低 约0 006 东南亚阳性约2 6 as发病率很低 加拿大印第安海达族阳性约50 as发病率约43 白种人阳性约6 8 as发病率约0 2 相关文献复习 hla b27 五 hla b27的作用hla b27作为人类主要组织相容性复合体 mhc 类特异性抗原 其分子广泛存在于所有有核细胞和血小板表面 在免疫系统中主要负责细胞之间的相互识别和诱导免疫反应 调节免疫应答 主要表现在在自身细胞膜上和一些自身肽片结合 表达形成复合体 并被相应的cd8 t细胞识别 将多肽链呈递给cd8 t细胞 从而导致t细胞对自身靶细胞的杀伤 造成组织变性 器官受损 相关文献复习 hla b27 六 hla b27的检测方法1 微量淋巴细胞毒检测法原理 hla b27抗原与其特异性抗体结合后 激活补体 发生细胞膜破坏及杀伤作用 细胞死亡超过40 定为阳性 小于20 为阴性 两者间为可疑 2 流式细胞技术检测法原理 流式细胞技术结合单克隆抗体 可迅速区分出淋巴细胞亚群 并检测出cd3 细胞中hla b27抗原阳性的细胞比 从而判断是否阳性 相关文献复习 hla b27 六 hla b27的检测方法3 多聚酶链反应检测法 pcr 原理 通过设计hla b27序列特异的引物对 进行一组特异的多聚酶链反应扩增hla b27基因 再以琼脂糖凝胶电泳分析pcr扩增物 出现目的带为阳性 4 磁珠酶链免疫检测法 ims elisa 原理 此法结合磁珠分离和酶联免疫分析技术 试剂中的包被hla b27抗体磁珠小体 可以分离全血中带有hla b27的白细胞 同时用cd45 hrpo结合体来标示全血白细胞 并以tmb作为酶之基质呈色液 结果阳性的显色 反之不显色 相关文献复习 hla b27 六 hla b27的检测方法1 微量淋巴细胞毒检测法优点 操作简便 成本低 缺点 需高效价单价血清 费时 受各种因素易错判 漏判 2 流式细胞技术检测法优点 更简便快捷 成本低 避免主观因素影响 缺点 由于白细胞表面的hla b27抗原易受感染等因素影响 出现假阳性 相关文献复习 hla b27 六 hla b27的检测方法3 多聚酶链反应检测法 pcr 优点 实验快捷 特异性高 灵敏度高 缺点 实验条件要求高 易交叉污染 4 磁珠酶链免疫检测法 ims elisa 优点 标本少 时间短 影响因素少 缺点 新近推出 有待更进一步评价 相关文献复习 hla b27 七 hla b27与as的相关性对hla b27在as诊断中的意义的认识长期以来均有争论 目前一般认为 hla b27 有利于使我们更多地考虑as的诊断 但是 因为普通人群hla b27阳性率达4 8 而as的患病率仅0 3 左右 即40 80名hla b27 的个体中 只有3名左右可能是as 何况as病人中 还有10 左右hla b27 因此单凭hla b27 不能诊断as 而hla b27 也不能除外as 相关文献复习 hla b27 七 hla b27与as的相关性国内外不同研究者的研究表明 hla b27与as得相关系数在40 140之间 如果在检查b27之前诊断为as的可能性为50 则检出b27的可能性提高为93 未检出b27时 可能性降低为9 但目前其相关机制尚未定论 而分子模拟学说可较满意解释这种相关 这种学说认为 在一种病原体和疾病关联的hla之间 在分子结构上有类似性 即分子模拟或交叉反应性 这样造成正常的免疫监视系统不能识别也不能排除这个病原体 因为它象似一个 自身抗原 as与hla b27之间存在的强关联 可以用这个学说解释 相关文献复习 hla b27 七 hla b27与as的相关性这些疾病倾向于伤害骶骨 骨盆的关节 同时发现hla b27抗原与克雷白菌 klebs 中的klebsiellab43菌之间存在交叉反应 抗klebsiella血清能特异性地识别b27阳性as患者淋巴细胞表面抗原 被klebsiella菌感染的细胞溶解物能转移到b27阳性的正常个体淋巴细胞表面抗原 并使之对klebsiella抗体敏感 但这个假设不能解释为什么疾病集中损害个体的某几个部位 而b27抗原和其他所有的hla b27抗原一样 在人身中的分布是无所不有的 相关文献复习 hla b27 七 hla b27与as的相关性至于有一些as患者为b27阴性 这可用b27抗原复合性来解释 b27抗原分子是若干个抗原因子组成 其中一部分与as有关 这些抗原因子并非总是出现在b27上 还可存在于b27有交叉的反应的其他抗原因子上 而产生b27阴性的as患者 尽管上述学说 目前还是认为as与hla b27之间是种相关 而并非因果关系 其意义则体现在统计学 此外 hla b27是一个血型抗原 一个遗传标记 而不是疾病体征 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现实际上发现hla b27与强直性脊柱炎之间的关联已经有30多年 这种关联已经拓展到spa spa与主要组织相容性复合体mhc之间的遗传学联系也已经得到确定 类脊柱关节炎也在hla b27转基因动物中发生 因此 许多研究认为b27在发病机制上起着直接的作用 但是仅在其他易感性等位基因存在时 而对hla b27的致病机制仍然不清楚 近些年对于hla b27的免疫生物学研究有了许多新发现 提出了其发病机制的新学说 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现1 hla b27错误折叠hla b27与其他的等位基因相比 hla b27新合成的重链 hcs 折叠慢并且在内质网 er 内滞留时间延长 与来自细胞表面的内化和通过内体 溶酶体路径的降解不同 hla b27仅一小部分的hcs通过与内质网相关的降解路径 erad 而被破坏 erad是质量控制过程的一部分 主要负责处理错误折叠的和或不正确装配的蛋白 它有助于确保仅仅是正确折叠的和具有功能的蛋白离开内质网 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现1 hla b27错误折叠通过对新合成的b27hcs的进一步观察 发现它是含有更多的高相对分子质量的二硫键连接的复合体 这种复合体主要由hc hc同源二聚体和连接着bip的hc组成 bip是一种er蛋白伴侣 它主要防止错误折叠的蛋白聚集 更为重要的是 bip也是细胞用来发现蛋白错误折叠的一个关键感受器 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现1 hla b27错误折叠b27的不正常折叠与一些保守氨基酸残基有关 这些氨基酸残基把b27与其他的等位基因区别开来 并影响肽结合特异性 最明显的保守氨基酸残基是glu45和cys67 当hc慢慢折叠的时候 不成对的和反应性的cys67暴露在氧化内质网环境中 这样就容易与其他含有自由半胱氨酸的蛋白形成二硫键连接物 这些原因还不完全清楚 但glu45对于慢折叠是非常重要的 在 类等位基因中glu45和cys67的存在是非常少见的 这提示 类分子错误折叠是不常见的 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现2 hla b27异常形式在细胞表面的表达hla b27除了在内质网形成错误折叠的 类复合体以外 在细胞表面也发现有b27的异常形式 其中包括hc hc同源二聚体 好像是在 类的内涵体再循环期间形成 类似的形式在体外通过再折叠缺乏 2m的hc也能形成 当b27在缺乏tap相关蛋白的情况下表达时 细胞表面二聚体更常见 但是发现它们也存在于正常细胞表面 除了二聚体以外 还有其他非经典的hla b27形式 在细胞表面也发现了含有肽但缺乏 2m的b27hcs 其组成占b27总量的10 以下 人们最初认为这些结构里含有长肽 但这在最近的研究中并没有得到证实 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现2 hla b27异常形式在细胞表面的表达细胞表面二聚体的形成并不是hla b27特有的 在hla b7和hla g以及一些鼠等位基因中也曾观察到 尽管在内质网内hc错误折叠和细胞表面二聚体的形成二者均涉及到了异常二硫键的形成 但这两个过程在时间和空间上有着明显的不同 此外 hla b27和形成细胞表面二聚体的鼠 类hcs如果不在缺乏 2m的情况下表达 它们并没有呈现内质网错误折叠和二聚体的形成 缺乏 2m是诱导hc错误折叠的条件 综合这些结果提示 内质网和细胞表面二聚体的形成是明显不同的过程 并且具有不同的含义 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现3 分子模拟和关节源性肽为了解释革兰阴性肠道致病菌与反应性关节炎这样的b27相关疾病的发病机制之间的联系 人们提出了分子模拟假说 hla b27或结合b27的肽被认为是类似于细菌的肽 这样它们就变成了交叉反应抗体和或cd8 t细胞的靶 在20世纪90年代早期hermann等培养了来自反应性关节炎和强直性关节炎病人滑液的cd8 t细胞 它们在缺乏微生物肽的情况下识别了b27 这就提供了自身反应性的证据 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现3 分子模拟和关节源性肽尽管这些早期令人鼓舞的结果支持关节源性结合b27肽的存在 但是后来仅有一项研究鉴定出了一个候选肽 它来自血管紧张肽受体vip1r 序列 rrkwrrwhl vip1r肽被选择用来研究是因为它与来自eb病毒 序列 rrrwrrltv 的一个表位有同源性 eb病毒也被hla b27提呈 尽管这些表位之间有相当大的同源性 但是研究表明ctl交叉反应性的证据很有限 ringrose对文献进行了全面回顾 得到的结论是 没有充分的证据表明脊柱关节炎是在与细菌序列交叉反应基础上的自身免疫 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现3 分子模拟和关节源性肽鉴于对微生物和人类基因包括hla等位基因的序列信息的深入研究 为了确定分子模拟是不是就是可能的b27介导的疾病发病机制 对hla等位基因和细菌蛋白之间的类似之处做进一步深入研究将引起人们的注意 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现3 分子模拟和关节源性肽动物模型的发展 为解决自身反应cd8 t细胞是不是在脊柱关节炎疾病发病机制中起作用的问题提供了一个机会 大鼠和在一定条件下表达hla b27的小鼠发生了自发关节炎和炎性疾病 sid 这些类似于人类b27相关的疾病 这在hla b27 人 2m转基因大鼠中尤其如此 这些鼠带有包括大肠炎 关节炎 脱发症 牛皮癣样皮肤和尾巴改变等自然炎症表型 在小鼠中 炎症仅限于关节和尾巴 并且在一个模型中 当内源性鼠 2m缺乏时才发生疾病 相关文献复习 hla b27 八 hla b27的发病机制 hla b27免疫生物学新发现3 分子模拟和关节源性肽有趣的是 在大鼠和 2m缺乏的小鼠模型中 炎症表型的发生 似乎并不需要cd8 t细胞 这样 hla b27 肽 2m复合体的经典识别在b27相关的疾病的发病机制中不太可能起作用 尽管这些啮齿模型模拟人类表型还不完全 但是在大鼠中 b27尤其与sid有显著的重叠和特异性 说明b27的作用是相似的 尽管关节源性肽的存在还没有被排除 但是极少量的支持证据和关于hla b27的最新的免疫生物学的观察已经引起一些新的致病机制假说的提出 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说hla b27hcs可以错误折叠和形成异常的细胞表面hla 类复合体 使人们提出了一些新的假说 用来解释它在spa发病机制中的作用 这些观点在b27的免疫识别是不是启动事件这方面有着根本的不同 一个观点认为 细胞表面b27同源二聚体要么被自然杀伤细胞 nk 或其他免疫细胞上的白细胞受体特异性识别 要么被cd4 t细胞上的t细胞受体识别 另一个观点就是b27hg错误折叠和er滞留可能产生er应激反应 这将影响像巨噬细胞和 或 树突状细胞等抗原提呈细胞的功能 从而引起前炎症状态 值得注意的是在实际致病过程中可能要涉及到几种机制 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说1 hla b27异常形式的免疫识别hla b27重链同源二聚体的发现已经提示 这些复合体可能被已知与经典的 类分子相互作用的白细胞受体识别 这些受体大体上可以分成两个家族 杀伤细胞免疫球蛋白受体 kir 和白细胞类免疫球蛋白受体 lilr或lir 这些受体在nk细胞 髓系单核细胞以及一些t细胞上有不同程度的表达 它们能够释放激活或抑制信号 这样就能影响免疫反应 引起慢性炎症 已经有两项研究报告b27同源二聚体被白细胞受体的识别 对b27的经典形式和同源二聚体形式的识别方式是非常相似的 仅kir3dl2表现出对同源二聚体的特异性 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说1 hla b27异常形式的免疫识别也有一些hla b27异常形式的非经典t细胞识别的证据 经过培养的来自强直性脊柱炎病人的cd4 t细胞 可以借助于抗原处理缺陷优先识别表达在细胞表面的b27 被识别的b27的形式还没有确定 但有人提出可能与同源二聚体有关 由于t细胞能够表达lilr和t细胞受体 因此识别可能通过这些分子发生 非经典的cd4 t细胞识别hla a2 也有报道 因此在强直性脊柱炎病人中确定b27识别的特异性将是十分重要的 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说2 蛋白错误折叠 er应激和炎性疾病生物化学研究表明hla b27错误折叠可以在er内引起hc滞留和bip捆绑 bip是er应激反应的关键感受器 它被错误折叠的蛋白没收似乎与激活 非折叠蛋白反应 upr 有关 upr是一个通过进化保存下来机制 这种机制使细胞在受到来自像蛋白错误折叠这样的刺激物侵袭时 增加折叠和分泌蛋白的能力 或者改变氧化还原反应状态 糖和氨基酸利用以及钙处理的能力 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说2 蛋白错误折叠 er应激和炎性疾病upr也具有通过信号使er膨胀来区分b细胞的生理作用 这在b细胞发展成为浆细胞的过程中是关键的 当upr不能消除er应激时 最终结果是细胞通过凋亡而死亡 er应激也能产生er超载反应 有报告认为这可以激活核因子 nf b 尽管这一反应的中介还不清楚 但最近研究表明有一个ire1 traf 2依赖路径 这一路径也能激活jnk hla b27而不是hla b8的瞬时表达引起upr启动子的活化 初步的研究结果显示 在一些来自hla b27 2m转基因鼠的细胞中 已经发现有upr靶基因诱导 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说2 蛋白错误折叠 er应激和炎性疾病有趣的是gu等已经发现 相对于风湿性关节炎病人 upr基因在spa病人炎性损害的单核细胞中过度表达 此外 还有一些研究也证明了在培养的细胞中b27表达的非抗原提呈效应 这些效应可能与蛋白错误折叠有关 但这仍然需要得到进一步的确定 这样 b27错误折叠 upr和 或 er过载反应和炎性表型之间的关系需要进一步的研究 相关文献复习 hla b27 九 spa的致病机制新假说2 蛋白错误折叠 er应激和炎性疾病虽然如此 综合这些研究结果支持下面的假说 hla b27错误折叠足可以引起upr活化