胰岛自身抗体
T1DM发病与自身免疫有关,患者血清中可检出多种针对胰岛细胞及其细胞成分的自身抗体,可协助分型,指导治疗。
一、谷氨酸脱羧酶抗体
谷氨酸脱羧酶(GAD)是抑制性神经递质——γ氨基丁酸(GABA)的合成酶,在人脑及胰岛中均有表达,1990年,由Beakkeskov等首次证明GAD是T1DM的自身抗原。大量文献报道,胰岛细胞胞质自身抗体(ICA)至少存在于0.2%~0.3%正常人和80%~90%的初发T1DM患者中,在先证者的非T1DM亲属中ICA阳性率为1%~5%。在T2DM中为5%~7%。ICA阳性提示以后可产生严重的B细胞损害,即ICA是T1DM的免疫标记物。1982年,Beakkeskov用核素标记的胰岛细胞溶解产物与T1DM患者的血清经免疫沉淀后,得到分子量为64kD的蛋白质,进一步研究发现,这些64kD蛋白质的反应性自身抗体在T1DM发病前就已出现。
GAD分子存在两种形式(65kD和67kD),这两种蛋白质由不同的染色体的不同基因编码(65kD GAD基因位于第2号染色体,67kD GAD基因位于第10号染色体)。两者有70%的氨基酸序列同源性,免疫源性也基本相同。
GAD主要位于细胞的胞质中,在胰岛内具有抑制生长抑素和胰高糖素分泌的作用,并可调节胰岛素的分泌及胰岛素原的合成。GAD的表达有明显种族差异,大鼠可表达两种GAD,而人类胰岛细胞仅表达65kD或以表达65kD GAD为主。重组的人GAD(rhGAD)已用于GAD抗体的测定。检测GAD抗体有免疫沉淀酶活性法、放射免疫法(125I标记或35S标记)、酶免疫法等,检测天然或重组GAD抗原均有一定的难度,目前以放免法较敏感特异而实用。GAD抗体(GAD-Ab)可于发病前10年测出,且在此期间呈高滴度持续存在。在诊断后的10~20年仍可测出抗体,仅滴度有所下降。在新发T1DM患者中,胰岛细胞抗体(ICA)有较高的阳性率。新发T1DM患者中GAD-Ab的阳性率为74%,病程长者为67%,而ICA的阳性率分别为64%和14%。在T2DM患者中,GAD-Ab的阳性率约为10%,且在发生磺脲类降糖药继发性失效的T2DM患者中有更高的阳性率(25%)。在正常人中有2%左右的阳性率,在T1DM一级亲属中的阳性率为15%,其中1/3在6~8个月发展成T1DM。董维平等检测913例成年糖尿病患者中GAD-Ab阳性率为10.5%,71例青少年糖尿病患者的阳性率为31.0%。胰岛素缺乏组的抗体阳性率高于非胰岛素缺乏组(分别为34.9%和6.1%)。GAD-Ab水平与血清C肽水平呈负相关。
T1DM CTLA4基因的多态性与自身免疫性甲状腺疾病和ICA512Ab等有关,GAD-Ab除主要见于T1DM外,亦见于正常人、糖尿病亲属、T2DM、妊娠糖尿病、Graves病、甲状腺功能减退症、类风湿关节炎等患者。
二、胰岛细胞抗体
胰岛细胞抗体(ICA)是针对胰岛细胞内多种抗原的一组抗体,ICA检测常用免疫沉淀化学法,国际标准化ICA阳性血清不易获得,进口ELISA试剂盒所测正常对照组阳性率较高。ICA能早于T1DM发病前8年被检测出来,提示可作为早期预报指标,在新发现T1DM中,ICA阳性率平均为70%左右,后随病程延长而降低,5年后降至20%,10~20年后降至5%~10%,可能与抗原刺激减少有关。在T2DM中,ICA阳性率较低(约5%)。在正常人群中仅有0.1%~0.2%的阳性率,在T1DM的一级亲属中阳性率为2%~5%,故在高危人群中筛查ICA可作为预测T1DM的指标,董维平报道T2DM ICA阳性率为7%。较GAD-Ab低,T1DM中ICA阳性率为46.5%,较GAD-Ab高,胰岛素缺乏组ICA抗体的阳性率高于非胰岛素缺乏组(分别为27.4%和5.0%)。T2DM者无论男女,也无论病期,出现高滴度的GADAb和ICA阳性反应,均提示其进展为胰岛素依赖的高危信号。
上述两种抗体联合检测具有互补性,特别在成人迟发型自身免疫性糖尿病(LADA)或成人隐匿型自身免疫性糖尿病,GADAb有更大的诊断价值。其原因有:①GAD-Ab有较ICA更高的敏感性和特异性;②可在发病前较早被检出,并于诊断后长期稳定存在;③GAD-Ab的检测方法相对简便,易于推广;④GAD-Ab和ICA不都是一致出现的,T1DM者GAD-Ab阳性,但ICA可为阴性。T1DM的儿童患者,往往仅出现一种自身抗体(ICA或GADAb或其他抗体)。
三、蛋白酪氨酸磷酸酶样蛋白
蛋白酪氨酸磷酸酶样蛋白(protein tyrosine phosphatase-like protein,ICA 512/IA-2Ab)及其相关物质phogrin、IA-2β是近年来用分子生物学技术得到的重组蛋白,已证实是T1DM重要自身抗原。Phogrin和ICA 512/IA2的关系与GAD65和GAD67的关系相似,ICA 512/IA2是40kD的前体,具有40kD抗体的大多数患者为T1DM。研究表明,37kD、40kD抗体可能是一个更为特异的预测指标,ICA 512/IA-2Ab将逐步取代ICAs的测定。有资料表明,联合测定血清胰岛素抗体、GAD-Ab、IA-2Ab中两个或两个以上的抗体滴度可获得更高的阳性率,敏感性约66.74%,特异性可达100%。
ICA 512/IA2自身抗体(ICA 512-Ab):ICA 512是利用T1DM患者或其前期患者的血清免疫筛选胰岛细胞的cDNA文库得到的一个新的B细胞自身抗原,其氨基酸序列与T淋巴细胞蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)CD45相似,而其碱基序列与另一人胰岛素瘤克隆的cDNA(IA2)几乎相同。Northern印迹示ICA 512在胰岛、脑和垂体中均有表达。
ICA 512抗体与GAD抗体一样,是ICA抗体家族中的一个成员,大多数研究认为二者联合检测可反应ICA的大部分活性。新诊断的T1DM患者血清与正常人对照研究发现,ICA 512是患者的主要胰岛细胞抗原,应用ICA 512的裂解产物70kD检测更为敏感,有助于糖尿病的分型。ICA 512阴性的僵人综合征患者不易发生T1DM,所以ICA 512是该病患者自身免疫的一个相对特异标记物。(https://www.daowen.com)
四、其他自身抗体
1.目前认为,常规放射免疫法测定IAA不敏感,因常规法测定IAA呈负值的血清中有大量胰岛素抗体存在。热休克蛋白(HSP65)、羧基肽酶H(CPH)等也可作为自身抗原。部分T1DM患者体内抗甲状腺球蛋白抗体(TgAb)、抗甲状腺微粒体过氧化物酶抗体(TPOAb)增加。
2.38kD自身抗体(38kD-Ab):38kD自身抗原为胰岛细胞分泌颗粒膜成分之一。从新诊断的T1DM患者血中分离出一系列胰岛细胞反应性T细胞克隆,胰岛素瘤细胞的抗原成分可刺激CD4T淋巴细胞增生,诱导T淋巴细胞增生的抗原主要为38kD抗原蛋白。
3.牛血清白蛋白(BSA)自身抗体(BSA-Ab):用单纯遗传因素不能解释先证者和其同胞间糖尿病发病的差异性,故环境因素在T1DM中也起重要作用,其中主要是病毒感染和饮食因素。白蛋白可能是一种潜在的与T1DM有关的抗原蛋白。研究发现,牛奶(可能是其中的ABBOS肽)蛋白可作为糖尿病发病的“扳机点(trigger)”,但也有不同的看法。T1DM患者的高危家系调查显示,延长母乳喂养,减少与奶粉的接触,可显著减少糖尿病的发病率。这可能与母乳中的抗体(IgA)保护婴儿免受病毒感染,避免与奶粉中的化学物质、蛋白负荷或有害的抗原刺激有关,去除饮食中的全部牛奶蛋白可显著减少BB大鼠的糖尿病发病率,自身抗体主要是抗β-乳球蛋白和BSA-Ab,BSA-Ab与B细胞膜69kD蛋白有交叉反应,BSA与HLA的β-亚基有同源性,胰岛细胞与BSA黏附可产生免疫反应等。但目前仍存在较多争议。
4.葡萄糖转运体(GLUT)自身抗体(GLUT-Ab):T1DM患者用葡萄糖刺激后的胰岛素分泌显著减少,胰岛细胞的GLUT可作为自身靶抗原而诱导自身抗体的生成,新发T1DM患者的IgG可抑制胰岛细胞对葡萄糖的摄取,其血清中存在GLUT-Ab。
5.热休克蛋白自身抗体(HSP65-Ab):胰岛B细胞64kD蛋白可被细胞因子或热休克蛋白诱导,产生抗体。T1DM发病前的胰岛有Hsp65反应性T淋巴细胞的浸润。
6.羧肽酶H(CPH)自身抗体(CPH-Ab):如用T1DM患者的血清免疫筛选胰岛细胞的cDNA文库,可发现一种自身抗原产生克隆,它编码羧基肽酶H(脑啡肽转换酶)片段。T1DM患者中25%的ICA阳性的亲属血清与羧基酶H有反应,而对照组与此抗原无反应。编码其RNA的基因也在胰岛细胞瘤细胞株中表达。羧基肽酶H位于胰岛细胞分泌颗粒及神经内分泌细胞内,是与肽类激素和神经递质合成有关的一种糖蛋白,以与膜结合和可溶性两种方式存在,此酶促进胰岛素原向胰岛素的转化。
7.37kD-或40kD自身抗体(37kD-Ab或40kD-Ab):37kD或40kD自身抗原是一个来自与GAD不同的64kD分子的胰酶消化片段。有研究认为ICA 512是37kD或40kD的共同前体,其抗体出现在76%的T1DM患者及临床前期患者中,包括大部分GAD阴性者。若ICA阳性者有此抗体,发生T1DM的危险性显著增加,且进展更快。37kD-Ab或40kD-Ab预测B细胞破坏的价值更高,对T1DM患者危险人群的预测率可达100%。
8.52kD自身抗原:应用Western印迹法从鼠胰岛细胞瘤和人胰岛细胞中得到52kD的自身抗原,在其他组织中不存在。分析细胞膜二维结构时发现,此自身抗原在其他组织中不存在。其自身抗原有多种异构体。已知麻疹病毒的壳蛋白P2C与52kD有相似的抗原决定簇,是病毒引起T1DM的分子模拟学说的又一证据。
9.phogrin-Ab:phogrin是由鼠胰岛素瘤胰岛素分泌颗粒膜相关抗原表达文库中克隆获得的一种酪氨酸磷酸酶(PTP)相关蛋白,与IA2的PTP区有88%的同源性。用RIA法检测,56%的新发T1DM患者和59%的一级亲属有phogrin-Ab,其水平与ICA 512/IA-2Ab水平平行,与IAA及GAD65-Ab水平关系不大,说明phogrin-Ab与ICA 512/IA-2Ab是ICA中相关的亚成分。phogrin与ICA 512/IA2抗原表位并不完全相同,9%新诊断的T1DM患者ICA 512/IA-2Ab阳性而phogrin-Ab阴性。用酪氨酸酶消化phogrin得到37kD片段,而处理ICA 512/IA2得到40kD片段。
10.ICA 69-ICA 69-Ab:ICA 69最初从鼠细胞株鉴定出来,与BSA有交叉反应,随后又从人胰岛细胞cDNA文库中克隆出来,其基因定位于第10号染色体。ICA 69在人与鼠均有表达。在人主要存在于脑、睾丸和胰腺(B细胞),亚细胞定位于内质网、高尔基体等。
(张 耀 胡建军 宋庆芳)