多發(fā)性骨髓瘤腎病相關(guān)機制的研究進(jìn)展

1、.多發(fā)性骨髓瘤腎病相關(guān)機制的研究進(jìn)展多發(fā)性骨髓瘤(mutiple myelome,MM)是漿細(xì)胞惡性腫瘤，以骨髓中漿細(xì)胞克隆性增殖并積聚，分泌單克隆的免疫球蛋白或限制性、輕鏈(M蛋白 monoclonal protein)，及臨床上廣泛的骨質(zhì)疏松或溶骨病變、貧血、感染、腎功能損害等為特征。本病約占腫瘤發(fā)病的1%2%，占血液系統(tǒng)腫瘤10%，在美國已經(jīng)上升成為僅次于非霍奇金淋巴瘤的第二大常見血液系統(tǒng)惡性腫瘤1。腎損害是MM最常見和嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，初診時50%以上患者存在腎功能不全，診斷后2個月內(nèi)腎功能不全患者達(dá)到75%。研究表明，腎功能不全可逆的患者比腎功能不能恢復(fù)的患者生存期要長。MM對腎的損

2、害是多因素作用的結(jié)果，其中主要是MM瘤細(xì)胞分泌的單克隆免疫球蛋白輕鏈(lightc hain,LC)所引起的。幾乎所有患者在不同階段都先后出現(xiàn)蛋白尿，約80%患者尿本周氏蛋白(Bence-Jones protein,BJP即LC)陽性2。本文對近年來多發(fā)性骨髓瘤腎損害的發(fā)病機制的進(jìn)展情況進(jìn)行總結(jié)。1.輕鏈的腎損害作用MM中異常免疫球蛋白或其片段的重鏈和LC的產(chǎn)生比例發(fā)生了改變，過多游離LC，即BJP在引起腎損害方面非常重要。LC相對分子質(zhì)量為22.5X103,有210220個氨基酸殘基，鏈有4種亞型，鏈則有6種亞型。鏈常以單體形式出現(xiàn)，也有部分為非共價結(jié)合形成的二聚體；鏈則以二聚體形式為主。正

3、常情況下，合成一條重鏈約需18min，而合成一條輕鏈只需10min，由兩條重鏈和兩條輕鏈組成一條完整的Ig后，有一條以上輕鏈過剩。多余、過剩的輕鏈由細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外，再轉(zhuǎn)人腎臟，約10%在腎小管內(nèi)分解代謝，80%回吸收，由體內(nèi)巨噬細(xì)胞吞噬降解，10%從尿排出。因此，正常人尿中始終有微量輕鏈排出，尿液中約含520ug/mL，每天排出約25mg。因為正常人尿液LC為多克隆的，/也是2：1。尿液中的這個含量，用一般方法是無法測出的。在MM患者尿液單克隆LC含量明顯增高(0.0211.8g/L)。Knudsen等3調(diào)查了1353例MM患者，研究血清M蛋白類型與腎功能不全的比例發(fā)現(xiàn):IgG型24%、I

4、gA型31%、IgD型為100%、LC型52%;811例有BJP尿，其中40%存在腎損害，尿中LC型與腎衰竭發(fā)生率無關(guān)(鏈39%,鏈40%),24h尿BJP大于lOg/L的患者發(fā)生腎功能不全比率明顯高于低排泄者。1.1 LC對近曲小管細(xì)胞的直接毒性 一些作者的研究證實了LC對近曲小管細(xì)胞的直接毒性。Sanders等4給Sprague-Dawley鼠體內(nèi)注射人BJP來觀察BJP對近曲小管的直接毒性發(fā)現(xiàn)，LC進(jìn)人細(xì)胞核內(nèi)且激活溶酶體，細(xì)胞出現(xiàn)脫屑和裂解，胞漿出現(xiàn)明顯的空泡，微絨毛緣呈局灶性丟失。他們后來檢測11例(7,4)MM的LC相關(guān)腎損害病例的腎標(biāo)本，所有標(biāo)本證實有不同程度的近曲小管損害，表現(xiàn)

5、為:細(xì)胞空泡形成、脫屑、腔刷狀緣的缺失、凝固性壞死，以及細(xì)胞攝粒作用和溶酶體系統(tǒng)活性增強，偶可見到溶酶體內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)形成5, 1999年，Guan等6研究BJP對鼠近曲小管細(xì)胞Na+-K+ ATP酶的活性和基因表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)BJP抑制鈉依賴性磷及糖的轉(zhuǎn)運，Na+-K+ ATP酶的活性明顯減低，GAPDH細(xì)胞肌動蛋白及28S RNA的mRNA受抑，明顯抑制胸苷的摻人。由此可見，BJP對腎近曲小管細(xì)胞的直接毒性在MM腎損害進(jìn)展中起很重要作用。1.2 繼發(fā)范可尼綜合征 BJP對腎小管的毒性作用，可引起腎小管功能的異常，這些改變在疾病的早期階段因為病變輕微，而常常沒有癥狀表現(xiàn)。和其他的骨髓瘤腎病的病因

6、一樣，由輕鏈蛋白尿引起，近端腎小管多見，可表現(xiàn)出范可尼綜合征的全部癥狀。表現(xiàn)為腎性過多丟失的全氨基酸尿、腎小管酸中毒、葡萄糖尿、磷酸鹽尿、碳酸氫鹽尿及尿酸等有機酸尿，過多丟失電解質(zhì)及腎小管蛋白尿，以及引起的各種代謝性酸中毒、低磷血癥、低鈣血癥、脫水。范可尼綜合征的發(fā)病機制極有可能是與骨髓瘤輕鏈對近端腎小管上皮細(xì)胞的直接毒性有關(guān)。雖然型輕鏈的范可尼綜合征的發(fā)生率更高，但是許多研究表明不管或者輕鏈，其發(fā)病主要是由于輕鏈蛋白聚集在腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)，抑制小管細(xì)胞的代謝過程，影響正常離子氨基酸，磷酸鹽等轉(zhuǎn)運功能7、8。2. 單克隆免疫球蛋白沉積病、淀粉樣變性 在骨髓瘤中影響到腎小球的可由輕鏈沉積(LCD

7、D)或AL淀粉樣變性引起。單克隆免疫球蛋白沉積病(monoclonal immunoglobulin deposition disease,MIDD)表現(xiàn)為單克隆LC沉積病(light chain depositiond isease,LCDD),LC和重鏈沉積病(light chain and heavy chain deposition disease,LHCDD)和單克隆重鏈沉積病(heavy chain deposition disease,HCDD), LCDD中LC結(jié)構(gòu)異常，且以型為主(80%,20%)，損害包括腎小球及腎小管。Isobe等9將MM患者尿中提取的型BJP注人C3H鼠

8、腹腔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鼠近曲小管有BJP可變區(qū)片段沉積。體細(xì)胞突變引起的特定氨基酸替換在LC的單雙聚體之間促進(jìn)疏水作用，進(jìn)一步加劇不穩(wěn)定性而促進(jìn)LC沉積，LC的結(jié)構(gòu)特性是與其沉積的程度直接相關(guān)。此外，某些LC引起腎小球細(xì)胞鈣紊亂在LCDD導(dǎo)致的腎小球硬化中起重要作用。LC沉積還可能與某些促進(jìn)因素的存在相關(guān)，如高鈣血癥、低排尿量和高溶質(zhì)濃縮尿酸性尿、注射造影劑等。淀粉樣物質(zhì)沉積于腎臟引起的病變，稱腎淀粉樣變性，在MM中發(fā)生率為6% 15%淀粉樣蛋白源于單克隆漿細(xì)胞產(chǎn)生的或LC片段，或是LC由巨噬細(xì)胞裂解成的碎片。這些LC片段或碎片的自身聚合，或與其他成分如淀粉樣蛋白P，氨基聚糖的相互作用構(gòu)成了多聚纖維絲

9、樣結(jié)構(gòu)，LC以型為主。本病發(fā)病機制未明，目前認(rèn)為其與LC亞群、可變區(qū)結(jié)構(gòu)和氨基酸序列及特異的理化性質(zhì)有關(guān)10。Alim等11發(fā)現(xiàn)在人淀粉樣變性的BJP,V有3個共同的屬于淀粉樣變性基因蛋白的氨基酸(Ser-25a,Thr-68t,Val-95) ，每種亞型都有獨特的替代出現(xiàn)，引起蛋白結(jié)構(gòu)改變的任何替代都會導(dǎo)致它更易形成淀粉樣變過程。3. 管型腎病 在骨 髓 瘤 患者中最常見的類型為慢性腎小管間質(zhì)腎衰竭，表現(xiàn)為腎小管萎縮和腎小管間質(zhì)因管型形成而纖維化。最終形成“骨髓瘤腎”。其中又以腎小管管型形成導(dǎo)致腎功能衰竭最常見，稱為管型腎病(Cast nephropathy,CN)。CN的最大特征是腎小管內(nèi)

10、存在大量BJP管型，此管型主要由免疫球蛋白LC和Tamm-Horsfall glycoprotein(THP)構(gòu)成。THP是一種糖蛋白，是正常尿蛋白的主要成分，由616個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量80103，它僅由腎小管髓袢升支厚壁段細(xì)胞合成。THP與細(xì)胞腔膜面結(jié)合并突向腎小管管腔，繼而出現(xiàn)在尿中。骨髓瘤管型絕大部分在遠(yuǎn)端小管形成，有時也可在近端小管甚至在腎小球中出現(xiàn)。管型形成機制包括BJP對近端小管上皮細(xì)胞的直接毒性，以及THP和BJP的相互作用，而后者是管型形成的最重要原因。有學(xué)者用酶聯(lián)免疫法測定了BJP與THP之間的結(jié)合力發(fā)現(xiàn)，BJP以不同的親和力與THP共價鍵結(jié)合。BJP間相互競爭與TH

11、P結(jié)合，THP上糖基有助于同型THP的凝集，去糖基的THP也可與BJP結(jié)合。而THP單抗可有效地競爭性抑制BJP與THP結(jié)合。因此BJP可能與THP主鍵上的特殊位點結(jié)合12。Huang等13為了確定BJP在THP上的連接點，將THP去糖基，在加或不加BJP的條件下，用胰蛋白酶消化。在加入BJP的THP有一段29.6kD的片段沒有被消化，分析表明此片段為THP的第6287氨基酸殘基。合成6個位于此29.6kD內(nèi)的片段用于抑制5個不同的BJP與THP連接和沉積，結(jié)果發(fā)現(xiàn)含AHWSGHCCL(225233殘基)片段完全抑制兩者的連接和沉積，理想的抑制劑必須包含胱氨酸殘基。影響管型形成的因素除了上述B

12、JP的濃度與類型,THP的濃度與糖含量外，遠(yuǎn)端小管的內(nèi)環(huán)境也是重要因素。細(xì)胞外液減少可加速BJP管型形成，其原因可能是腎小管液流速的減慢，延長了BJP在遠(yuǎn)端小管的停留時間，并無法沖走腎小管中的蛋白質(zhì)復(fù)合物所致。在體外，當(dāng)NaCl濃度超過80mmol/L時，可促進(jìn)BJP與THP的結(jié)合；增加鈣濃度有相同效果，但Mg2+無類似效應(yīng)。上述因素還可通過促進(jìn)THP自身聚集形成巢核，使BJP易與之結(jié)合而形成管型。又有研究14表明，酸性環(huán)境增加BJP與THP的起始連接率，同時伴有連接蛋白的聚集增加。鈣與速尿增加連接蛋白的聚集率但不影響兩者的連接，秋水仙堿減少聚集率但不改變連接。因此，環(huán)境因素調(diào)節(jié)BJP與THP

13、的相互作用，在MM管型形成中起了重要作用。4. 白介素-6與MM腎損害 人白介素-6(interleukin-6，IL-6)相對分子質(zhì)量為2126X103，是由184個氨基酸殘基組成的糖蛋白。IL-6可由T，B細(xì)胞和系膜細(xì)胞等多種細(xì)胞合成。IL-6是骨髓瘤細(xì)胞的主要生長因子，它可以阻斷地塞米松及化療引起的凋亡。IL-6及IL-6受體(IL-6R)與某些類型腎臟病及MM有密切聯(lián)系。在腎臟局部的IL-6可能以自分泌和旁分泌的機制參與了增生性腎炎的病變進(jìn)展，其水平的增高程度可作為判斷某些類型腎炎病情和預(yù)后的指標(biāo)，同時提示異常增多的IL-6參與了某些類型腎炎的免疫功能紊亂。 Spicka等15研究49

14、例MM患者IL-6，TNF-a及它們可溶性受體血清水平，發(fā)現(xiàn)在腎功能不全不可逆組(A)明顯增高，與腎功能不全可逆組(B)及正常腎功能組(C)比較，P0.01，B組與C組差異有顯著性(P0.05)。IL-6血清水平與腎病預(yù)后有十分顯著的相關(guān)性(P0.001)。在不同分期的骨髓瘤，IL-6水平?jīng)]有顯著差異；sIL-6R在腎功能不全可逆與不可逆組之間，腎功能不全與腎功能正常組之間都有差異(P0.05,0.01)，而TNF-a無差異。因此，認(rèn)為sIL-6R水平可作為腎功能不全能否恢復(fù)的預(yù)后因素。5. 小結(jié)MM腎損害機制尚不十分清楚，目前認(rèn)為是多因素共同作用所致，但最主要的因素還是LC毒性，對LC的氨基

15、酸結(jié)構(gòu)及其基因序列，以及影響LC腎毒性的因素進(jìn)行深入研究，是今后MM腎損害的研究方向。只有對MM腎損害的機制作進(jìn)一步研究及保護因素的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，才能夠有效防治MM腎損害.從而改善MM預(yù)后。參考文獻(xiàn)1. Guido T.Multiple myeloma and other plasma cell disordersM/Hoffman R.Hematology-basic principles and practice. 4th ed. Elsevier, 2005: 1501-1505.2. Sakhuja V,Jha V,Varma S, et al. Renal involment in m

16、ultiple myeloma:10 years study,Ren Fail,2004,22(4):465-477.3. Knudsen LM,Hippe E,Hjorth M,Renal function in newly diagnosed multiple myelomaa demographic study of 1353 patients.The Nordic Myeloma Study Group.Eur J Haematol,2004,53(4):207-212.4. Sanders PW,Herrera GA,Galla JH.Human Bence Jones protei

17、n toxicity in rat proximal tubule epithelium in vivo.Kidney Int, 1997, 32(6): 851-861.5. Sanders PW,Herrera GA,Lott RL,Galla JH,et al.Morphologic alterations of the proximal tubules in light chain-related renal disease.Kidney Int,1998,33(4):881-889.6. Guan S,el-Dahr S,Dipp S,et al.Inhibition of Na-K

18、-ATPase activity and gene expression by myeloma light chain in proximal tubule cells.J Investig Med,1999,47(9):496-501.7. Messiaen T,Deret S,Mougenot B,et al.Adult Fanconi syndrome secondary to light chain gammopathy.Clinicopathologic heterogeneity and unusual features in 11 patients.Medicine(Baltim

19、ore), 2000,79(3): 135-154.8. Rocca A,Khalichi AA,Touchard G,et al.Sequence of V kappa L subgroup light chain in Fanconis syndrome.Light chain V region gene usage restriction and peculiarities in myeloma-associated Fanconnis syndrome.J Immunol,2005,155(6):3245-3252.9. Isobe T,Kaetani F,Shinoda T.V-do

20、main deposition of lambda Bence Jones protein in the renal tubular epithelial cells in a patient with the adult Fanconi syndrome with myeloma.Amyloid,1998,5(2):117-120.10. Jean-Louis L,Aucounrier P,Touehard G,et al.Int J Immunopharmac,1994,6(5/6):425-431.11. Alim AM,Yamaki S,Hossain MS,et al.Structural relationship of lambda-type light chains with AL amyloidosis.Clin Immunol,1999,96(3):399-403.12. Huang ZQ,Kink K,Kevin G,et al.Bence Jones proteins bind to a common peptide sement of Tamm-Horsfall