抗体是保护性免疫的关键要素特别是在粘膜免疫系统中,分泌性免疫球蛋白A (SIgA)是产生最丰富的抗体同种型,既可防止感染,也可以保护粘膜表面免受毒素和环境因素的影响,并能调节免疫稳态以及与人体的微生物群和平共处,然而,免疫球蛋白A(IgA)生物学的阴暗面会促进免疫复合物的形成并引发病理学,例如IgA肾病(IgAN)。
IgAN的特点是系膜沉积含有IgA的免疫复合物,IgA沉积物在肾移植的IgAN患者中持续复发而在从IgAN供体(带有肾脏IgA免疫复合物)移植到非IgAN受者的肾移植后,这些沉积物通常会消退,这表明IgAN的主要缺陷可能不在肾脏本身而是在IgA系统中。
图片来源:https://doi.org/10.1007/s00281-021-00879-4
在肾脏病学领域,自1968年有学者描述了IgAN后,人们对IgA产生了特别的兴趣,然而,以IgA为中心的研究并没有共同推进,而是在粘膜免疫学和肾脏病学中遵循了大部分独立的途径。因此,研究者建议加强两个领域之间的合作将有助于更全面地了解IgAN,该研究提供了粘膜组织和外周器官(包括肾脏)中IgA生物学的全面且一致的框架。
人类免疫球蛋白(Ig)的结构 图片来源:https://doi.org/10.1007/s00281-021-00879-4
IgA由类别转换的浆细胞分泌并显示所有人类Igs共有的基本核心结构,两条相同的重链与两条相同的轻链共价连接,每个重/轻链对形成抗体的特异性抗原结合片段(Fab)臂。在人类(但不是小鼠)中,存在两种IgA同种型,IgA1和IgA2,IgA1和IgA2在不同的隔室中有不同的代表并具有不同的特性,IgA1和IgA2之间的主要结构差异在于它们的铰链区,即连接抗体Fab和可结晶片段(Fc)的一小段结构松散的氨基酸。在IgA2中,这个铰链区比IgA1短16个氨基酸并且缺乏氧原子(O)连接的聚糖,铰链区的较短长度降低了IgA2对蛋白水解切割的敏感性,从而可能增加IgA2在结肠微生物群密集和高度蛋白水解环境中的稳定性。该研究发现,IgAN患者中的IgA显示出异常的糖基化,即IgA连接的聚糖与半乳糖的修饰减少,存在较低比例的β-1,3半乳糖苷键和唾液酸化,同时IgA铰链中更多的末端N-乙酰半乳糖胺(GAlNac)暴露并可以通过结合GalNac特异性凝集素进行检测。
IgA反应的免疫解剖 图片来源:https://doi.org/10.1007/s00281-021-00879-4
肠道免疫系统包括效应位点和诱导位点,效应位点首先是介导屏障功能和跨上皮IgA转运的肠道上皮,其次是底层固有层,除了其他免疫细胞群外还包括分泌IgA的浆细胞,而诱导位点包括肠道相关淋巴组织(GALT)和肠道引流肠系膜淋巴结。关于IgA反应的诱导,主要的GALT区室是派尔氏结(PP)、蠕虫状阑尾和孤立的淋巴滤泡(ILF),肠系膜淋巴结被认为在IgA反应中起次要作用。PP滤泡和上皮之间的区域称为上皮下圆顶(SED),将PPSED与肠腔隔离的上皮称为滤泡相关上皮(FAE),FAE是一种特殊的上皮细胞能够从肠腔直接采集抗原,并且PP依赖于同源相互作用、白细胞分化抗原40及其配体(CD40-CD40L)相互作用和有利于抗体产生的生发中心(GC)细胞因子环境,使典型的T细胞依赖性(TD)IgA反应成为可能。此外,类似于滤泡辅助性T细胞的T细胞位于SED中,并在前GC阶段促进B细胞扩增。
肠道IgA系统仍然存在许多未知数,IgAN的发病机制也是如此。 IgAN的基本缺陷似乎与IgA 系统(而不是肾脏)的变化有关,然而,IgA水平升高本身并不具有致病性,并且IgAN患者血清IgA和含有IgA的免疫复合物的性质不同于一般的肠道IgA反应。在IgAN研究领域,异常糖基化早已被认识并可能驱动IgA理化和免疫学特性的改变,异常的糖基化也可能支持在肾脏中形成含IgA的免疫复合物和IgA沉积物,未来,黏膜免疫学家可能会通过帮助识别驱动IgAN中异常IgA反应产生的解剖学、细胞和分子途径为理解IgAN做出贡献。(生物谷 bioon)
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