杜家兴，郑敏英，费飞，张诗武△

免疫球蛋白是人体内最重要的免疫分子，有两种类型即分泌型和膜结合型。分泌型免疫球蛋白构成血清抗体在体内发挥免疫防御作用，即抗体活性；膜结合型免疫球蛋白与两种跨膜蛋白Ig-α 和Ig-β共同构成B识别细胞抗原受体。过去普遍认为免疫球蛋白是B 淋巴细胞的特有产物。然而，近年来有越来越多的研究证据表明一些非B 淋巴细胞包括（实体瘤细胞、上皮细胞、生精细胞、心肌细胞）也可产生免疫球蛋白［1］。而且在其他的一些肿瘤细胞，如肝癌、乳腺癌、大肠癌、胃癌、皮肤鳞状细胞癌也能分泌产生免疫球蛋白IgG、IgM、IgE［2］。

免疫球蛋白含有2条重链和2条轻链，通过二硫键连接形成四聚体结构。在哺乳动物免疫系统中，轻链由两个亚型（κ 和λ）组成。随着免疫球蛋白的生成和组装，生理条件下B 淋巴细胞每天能分泌出约 500 mg 游离轻链（FLCs）κ 和 λ，但这些多克隆FLCs 的确切功能尚不清楚。轻链病中κ-轻链病患者的患病时间比λ-轻链病患者持续时间长，λ-轻链病患者病程较短的原因尚不清楚。已有证据表明，慢性淋巴细胞白血病和多发性骨髓瘤患者的血液中FLCs浓度增加［3］，同时FLCs也可能参与慢性阻塞性肺疾病、心力衰竭、肾功能受损等多种疾病的发生。一些实体瘤细胞也可产生分泌免疫球蛋白κ（Igκ），但是肿瘤细胞分泌产生的Igκ 在肿瘤发生发展过程中的作用尚不清楚［4］。本文主要就Igκ 的结构功能及其在疾病发生过程中的作用进行综述。

1 Igκ的发生与来源

免疫球蛋白的轻链和重链基因位点都有可变区（V）和恒定区（C）。轻链V 区主要由两个不同的DNA来编码，分别为v区与j区。类似的重链同样被DNA编码，但V区却有3个不同的亚区，分别是v区、d 区、j 区［5］。在轻链和重链的 V 区,v 基因分别发生v-j（轻链）或v-d-j（重链）重排。而体细胞高度突变和通过在v-j 或v-d-j 连接处随机插入的不确定核苷酸序列是导致免疫球蛋白基因多样性的根源［6］。

免疫球蛋白产生过程和方式是复杂多变的，B淋巴细胞增殖和重组必须保持相互排斥，以保持基因组的完整性，并可防止过度的细胞死亡和基因异常易位而发生癌变，Igκ的产生也是通过类似的方式来形成的。在B淋巴细胞分裂过程中，白细胞介素-7（interleukin-7，IL-7）可为B 淋巴祖母细胞提供初始信号使其快速增殖［7］。IL-7 受体（interleukin 7 receptor，IL-7R）通过信号传导及转录激活因子5（signal transducers and activators of transcription 5，STAT5），使其形成四聚体并结合到Igκ 的关键内含子增强子（Eκi），形成多梳抑制复合物2（polycomb repressive complex, PRC2），进而抑制 Igκ 区域的表达［8］。在前B淋巴细胞Igκ重组过程中，细胞首先必须避开IL-7信号，然后通过前B淋巴细胞受体（pre-B-cell receptor，pre-BCR）上调干扰素调节因子4（interferon regulatory factor，IRF4）和诱导趋化因子受体4（chemokine receptor，CXCR4）的表达，从而使Igκ得以转录和重组［9］。

Igκ 进化过程的多样性主要受到表观遗传学的调控。ssIL-7R 下游的STAT5 四聚体招募组蛋白甲基转移酶Ezh2，该转移酶可对Igκ 局部进行抑制性H3K27me3修饰［10］。但上述表观遗传调控机制仅适用于Jκ 和Cκ，而不涉及到Vκ 区，Vκ 区的调节机制尚未清楚。IgκC 的基因序列特征是染色体2p12 上存在 3 个 KM 等位基因（KM1、2、3）的分离。超过98%的KM1型阳性者同时含有KM2等位基因，但纯合的KM3等位基因非常罕见［11］。

2 游离Igκ的性质与功能

2.1 游离的免疫球蛋白在体内存在的情况 正常生理情况下在体内存在许多游离的免疫球蛋白轻链。人体内κ 与λ 轻链的正常比例约为2∶1。健康人群每天产生约500 mg轻链，由于轻链的相对分子质量小于重链，故其合成速率大于重链，除了与重链形成完整的免疫球蛋白分子外，另有近40%的轻链未能与重链结合，处于游离状态，即FLCs［12］。正常人血清中FLCs的含量极少，通常为每升几毫克至十几毫克。血清FLCs可自由通过肾小球，然后在近曲小管几乎全部被重吸收和代谢，因此，一般情况下终尿中只有1～10 mg的轻链。由于游离κ链通常保持单体状态，而λ 链更易形成二聚体，κ 单体在肾小球的滤过速率是λ二聚体的近3倍，虽然κ型轻链的总量约为λ型的2倍，但最终血清中FLCs κ/λ比值小于2［13］。既往观点认为 FLCs 没有任何功能，但是现在越来越多的实验表明这些FLCs 与炎症疾病的进展和严重程度密切相关。

2.2 游离的Igκ 的主要功能 FLCs 是一种酶蛋白酶，一方面能刺激白细胞增强其功能。另一方面，FLCs在多种细胞和组织中引起氧化应激，直接损伤肾上皮细胞和心肌细胞。FLCs同样也会聚集，按同类型集合产生有害的物质。虽然淀粉样变中积累的轻链是λ链，但是几乎所有的轻链沉积疾病都是由κ链引起的［14］。

2.3 游离的Igκ在肥大细胞及其在T细胞免疫反应中的作用 最近一些研究发现在不依赖免疫球蛋白抗原特异性的情况下，FLCs可以促进小鼠肥大细胞的活化［15］。目前，参与免疫球蛋白轻链诱导的肥大细胞活化的蛋白受体特性尚不清楚。除了免疫球蛋白外，FLCs还通过抗原特异性刺激肥大细胞而引发炎症。研究发现特发性肺纤维化和慢性超敏性肺炎早期阶段FLCs可通过结合FC受体从而导致肥大细胞产生炎症［16］。另有研究显示人非特异性哮喘和特异性哮喘患者血清中κ游离轻链水平明显高于没有哮喘的患者，认为这是一种多克隆B 淋巴细胞反应［17］。上述研究提示抑制FLCs 可以阻止肥大细胞的活化并抑制变态反应的发展，从而为疾病的治疗提供依据和潜在治疗靶点。此外，研究显示B 淋巴细胞对于改善这种典型的T细胞介导的免疫应答是必需的，将细胞表面蛋白与FLCs 交联后，可激活原代小鼠肥大细胞释放含有β-己糖氨基酶和生成白三烯的颗粒［18］。Esparvarinha 等［19］提出肺肥大细胞通过受体与FLCs 结合而被激活，B 淋巴细胞可以分泌足够的白细胞介素6（interleukin 6，IL-6）来启动自身免疫。因此，FLCs的浓度可以用来监测适应性免疫系统的活性。

2.4 FLCs 与近端小管上皮细胞（proximal tubular epithelial cells，PTECs）的关系 PTECs 可以摄取和分解代谢消除FLCs，在FLCs负荷超过PTECs再吸收能力的情况下，大量FLCs 通过远端肾单位，导致尿FLCs 水平升高。Megalin 和cubilin 是广泛分布于极化的上皮细胞内的受体糖蛋白，通过胞吞作用在介导蛋白质和许多维生素的吸收方面发挥着重要的生理功能，并且Megalin 和cubilin 邻接各种配体，如白蛋白和轻链。Megalin 和cubilin 通过对轻链的内吞作用激活细胞内信号通路并启动一系列炎症过程，包括丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和转录因子，核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB），激活蛋白-1复合物和炎性细胞因子的产生并激活相应的信号转导通路，最终导致多种促炎细胞因子的产生［19］。

轻链内吞及其在肾小管上皮间充质转化过程中的作用可诱导过氧化氢（H2O2）的分泌，导致炎性细胞浸润，纤维化和基质沉积。单克隆FLCs 激活MAPK 后通过调节激酶 1（regulates kinase 1，ASK1）启动凋亡信号。ASK1 是一种重要的细胞氧化还原传感器，是氧化应激诱导细胞凋亡的重要组成部分。ASK1 是与硫氧还蛋白连接的细胞质组分。硫氧还蛋白氧化后，ASK1 释放并磷酸化，从而导致其激活［20］。

2.5 FLCs与不同疾病发生之间的关系

2.5.1 肾脏疾病 大多数肾脏疾病与轻链代谢有关。在慢性肾脏疾病中，轻链经肾小球过滤，然后被邻近的肾小管吸收。肾损伤与肾脏细胞外基质中的单克隆抗体病有关，在严重肾病患者中，FLCs 的肾小球滤过使近端小管的清除机制饱和；因此，远端小管中过多的轻链沉积在Tamm-Horsfall蛋白内，从而导致炎症过程的终止。FLCs可能通过阻断葡萄糖、氨基酸或磷酸盐转运体，进而对近端肾小管上皮细胞具有潜在毒性，且升高的FLCs可能比C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）更能引起肾脏的损伤［21］。

2.5.2 淀粉样变和轻链沉积病 轻链沉积病的特点是单克隆FLCs 在肾脏、肝脏、心脏或周围神经等器官中沉淀［22］，而淀粉样变则是将不溶性纤维与单克隆FLCs 结合在一起，从而导致器官损伤，例如肾功能衰竭和心力衰竭［23］。淀粉样变的轻链通过系膜细胞被吸收并大量沉积。其β-折叠片状结构刺激金属蛋白酶，并最终破坏原有的系膜基质。在此过程中，由系膜细胞表型改变为巨噬细胞表型。最终，淀粉样物质在成熟的溶酶体中被分解，而轻链沉积病中的FLCs主要在内小体内被吞噬［24］。

2.5.3 风湿性疾病 包括类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）和 系 统 性 红 斑 狼 疮（systemic lupus erythematosus，SLE）在内的风湿性疾病患者血清FLCs水平明显升高。RA是一种慢性炎症性疾病，自身免疫在其慢性和进展过程中起着关键的作用。研究发现在RA发病前5年，FLCs每年增加1%，在后续疾病的发展中一直保持高水平［25］。同样的，血清FLCs的表达水平可能是SLE是否处于活动期的潜在生物标志物，与dsDNA、补体和免疫球蛋白等常用的生物标志物相比，其与疾病进展的关系可能更密切。Żychowska等［26］研究认为，SLE患者的FLCs 水平高于 RA 患者，且尿 FLCs 是 SLE 复发的标志。

2.5.4 炎性肠疾病（inflammatory bowel disease，IBD） IBD 定义胃肠道慢性复发性炎症性疾病，溃疡性结肠炎和克罗恩病是其两大代表性病变。IBD实验模型证实IBD 患者血清和组织中FLCs 水平升高，而免疫抑制药物治疗可降低IBD 患者血清和组织中FLCs 水平。提示FLCs 可作为IBD 的诊断和治疗靶点［15］。

2.5.5 心力衰竭（heart failure，HF） FLCs 同样在HF病理生理过程中起着重要作用。HF患者炎性因子特别是细胞因子的含量与HF 严重程度存在密切的相关性。FLCs可以激活肥大细胞，肥大细胞在炎症反应中发挥核心作用，通过产生细胞因子等介质，加速HF 的进展［27］。此外，淀粉样变中沉积的FLCs可导致HF患者心肌组织发生严重的危害［28］。

2.6 FLCs 临床应用与治疗 体内FLCs的变化可以预测多种疾病的发生和发展，在系统性轻链型淀粉样变性患者中，血清FLCs浓度下降50%的患者其存活率明显升高［29］。同样在轻链型多发性骨髓瘤的诊断中，受累/非受累血清中FLCs 比值≥100 提示肿瘤进展加速，需要尽快治疗。而且FLCs对骨髓瘤早期诊断敏感性高，可同时定量和定性分析M蛋白，是免疫固定电泳的重要补充，尤其在监测微小肿瘤负荷中有重要价值，并可对患者的体液免疫状态作出早期判断［30］。在 FLCs 相关疾病的治疗中，F991 作为FLCs 的特定拮抗剂，可选择性地阻断FLCs 介导的超敏反应，在非特应性哮喘中应用F991可完全消除气道阻塞和肺部炎症，抑制中性粒细胞在支气管肺泡液中的浸润和气管高反应性的发展。此外Ma等［15］通过实验发现F991能显著减轻结肠炎的发展，包括减轻腹泻和肿瘤负担，提高存活率，大大降低结肠炎的发展速度，抑制炎性细胞（如中性粒细胞）的浸润，减少结肠炎相关性结肠癌发生。

3 肿瘤间质浸润B淋巴细胞来源的IgκC与肿瘤患者的预后

Igκ 作为免疫球蛋白轻链在肿瘤发生发展过程中同样也发挥着重要作用。不同来源的肿瘤细胞常常会表达特有的免疫球蛋白重链或轻链可变区序列，如上皮来源的肿瘤倾向于表达带有VH5-51/D3-6/JK4的IgG及带有VK4-1/JK3的κ链；急性髓系白血病细胞倾向于表达带有VK1-5/JK3的κ链。在急性髓性白血病中Igκ 的IGKV/IGKJ 的重排影响白血病细胞的迁移能力，但对其增殖能力无明显影响［31］。最近Zhang等［32］研究证实在TA2小鼠自发性乳腺癌模型中，MMTV 病毒的LTR 序列插入到小鼠6 号染色体 Igκ 的 κv2-112 到 κv14-111 区域，与小鼠自发性乳腺癌的发生有关，并证实人乳腺癌间质细胞表达Igκ 的高低与肿瘤发生发展具有密切关系，Igκ 在乳腺癌淋巴结转移灶中表达最高，其次是乳腺癌原发灶、导管内癌和乳腺囊性增生症。而且肿瘤间质浸润的B淋巴细胞分泌的IgκC高低与患者的预后有关，其表达越高肿瘤患者的预后越好［4］。这是由于κ链可以与所有免疫球蛋白重链配对结合，形成有功能性的免疫球蛋白来抑制肿瘤的发展，尽管KM 生物学功能尚不明确，但该研究结果为阐述IgκC基因变异KM等位基因在肿瘤相关抗原体液免疫中的作用提供了理论依据。

研究证实IgκC来自肿瘤浸润的浆细胞，而且在肿瘤发生发展的过程中，IgκC 表达具有体液免疫的保护作用，其表达水平与肿瘤患者的预后成正比［4］。Chen 等［33］发现高侵袭的肿瘤组织其免疫应答也很强，表现为肿瘤间质中高浓度的IgκC 阳性细胞浸润，从而使这些雌激素受体（ER）阴性的肿瘤患者预后更好，并证实肿瘤浸润的浆细胞表达IgκC的高低与乳腺癌患者的无病生存期和整体生存率密切相关。虽然IgκC 对肿瘤保护具体信号机制目前尚不清楚，但肿瘤浸润的浆细胞作为IgκC的来源表明了体液免疫在肿瘤发生中的作用。Pandey等［34］发现乳腺癌组织中肿瘤浸润的浆细胞表达IgκC的KM基因型可以通过作为B 淋巴细胞上HER2 表位的识别结构的一部分来促进该免疫机制［34］。

4 展望

FLCs 水平高低与肿瘤复发、免疫系统活性增高和疾病进展具有密切联系。评价多克隆FLCs 的表达水平可作为B 淋巴细胞活化的指标，进而提示适应性免疫系统在炎症环境下的活性。B淋巴细胞分泌的轻链可作为自身免疫性疾病的治疗靶点，可有助于临床监测治疗的效果。在肿瘤演进过程中，肿瘤间质中浸润浆细胞产生的Igκ 水平高低与肿瘤的生物学行为及患者的预后具有密切关系。总之，Igκ不仅在肿瘤的发生发展中起重要作用，而且在体内游离的轻链对炎症也会产生一定的影响，但是其具体的结构特征、类型、理化性质、调控机制等相关细节有待进一步研究。研究结果可为临床抗肿瘤治疗提供新的思路和依据。