朱旭，李丹丹，邱玲(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院检验科，北京 100730)

补体系统是先天免疫的重要组成部分，参与人体免疫调节及免疫损伤性反应。补体系统由20多种非特异性免疫球蛋白组成，其激活途径主要有经典途径、替代途径和凝集素途径[1]。补体因子H(complement factor H, CFH)及补体因子H相关蛋白1(complement factor H-related 1, CFHR1)是补体替代途径激活过程中起重要调节作用的血浆蛋白。其中CFH在补体活化过程中发挥抑制作用，而CFHR1则通过竞争性结合CFH表面配体影响CFH的抑制功能[2]。CFHR1是补体因子H相关蛋白家族中的一种蛋白质，其单基因片段位于人类染色体1q32上的一个独特基因簇区段内[3]。当补体系统被激活时会产生不稳定的蛋白酶复合物，即C3转化酶和C5转化酶。CFHR1作为补体调节物质，通过控制C3转化酶和C5转化酶的生成和活性，决定C3b和C5b的作用途径和功能[4]。越来越多的文献将CFHR1中的遗传变异与人类疾病联系起来，遗传学和血清学CFHR1检测有望用于与CFHR1相关疾病的诊断和监测。本文主要对CFHR1表达的研究进展及检测方法予以综述。

1 CFHR1的组成和功能

1.1组成 CFHR1是补体因子H相关蛋白家族基因编码的一种小分子蛋白质，编码CFHR1的基因片段位于人类染色体1q32上的着丝粒355 000 bp片段中。CFHR1由简短的紧凑重复折叠的结构域(short consensus repeats, SCRs)组成，这些结构域也被称作补体控制蛋白模块(complement control protein repeats, CCP)，每个结构域约有60个残基[5]。CFHR1包含5个SCR模块，由330个氨基酸组成的2个N-糖基化位点分别位于126和194位。CFHR1与C3b识别结合需要CFHR1上的3个C端SCR，即SCR 3-5，其与CFH C端识别区的序列(即SCR 18-20)结构具有相似性。但是目前尚不清楚CFHR1是否在同一位点结合C3b[6]。CFHR1以2种结合形式存在于血浆中。CFHR1可形成同源二聚体[7]，另外CFHR1也可以形成异二聚体与高密度脂蛋白颗粒结合存在于血浆中。研究证明CFHR1的同源和异源二聚化和寡聚化由SCR 1-2之间的相互作用介导。

1.2功能 CFHR1是一种补体替代途经调节剂。一方面，CFHR1通过阻断C5转化酶活性和干扰补体C5b表面结合来调节补体；另一方面，CFH介导C3b的裂解抑制C3转化酶形成，从而阻滞替代途径的激活。CFHR1则与CFH竞争结合C3b上的靶位点，影响补体替代途径的激活，并可作为细胞表面CFH调节的拮抗剂。另外，CFHR1是一个抑制末端补体复合物(terminal complement complex, TCC)组装通路形成的调节剂，这一调节过程由CFHR1同源二聚体形成区域，即SCR 1-2的N末端介导[3]。

2 CFHR1与人类疾病的关联

2.1非典型性溶血性尿毒综合征(atypical, non-diarrhea-associated hemolytic uremic syndrome, aHUS) aHUS是一种罕见的由于血小板在肾脏的微循环中形成血栓而引起的一种临床综合征，常发生于儿童和青壮年，其特征为微血管内溶血、血小板减少和急性肾损伤。与典型的溶血性尿毒症综合征比较，aHUS具有更高的肾功能衰竭和预后较差的风险[8]。aHUS一般呈散发性和家族性，与遗传有关，可呈常染色体显性和常染色体隐性遗传。

近年来，研究证实CFH和CFHR1基因杂合突变、CFHR1基因缺失与aHUS的发病机制有关[9]。对于正常人群，当机体受到损害发生炎症反应时，血清中具有生理功能的CFH能立即沉积在局部组织表面，与炎症过程中产生的C3b结合，阻滞补体替代途径的激活，从而避免自身组织受到损伤。对于aHUS患者，由于CFH基因突变或缺失，使得血清中CFH水平低下或生理功能缺失，因而无法有效抑制补体替代途径的激活，造成肾小球基底膜和内皮层细胞损害。Alobaidi等[10]研究发现，CFHR1/CFH杂种基因的aHUS个体最有可能致病，其中CFHR1(SCR 4-5)的外显子5和6被替换为高度同源的CFH外显子21和22(SCR 19-20)，基因杂合突变干扰了细胞表面的调节竞争对补体替代途径的调控。此外，Jiang等[8]研究发现，针对CFH的自身抗体的表位位于CFH C端SCR 19-20上，负责识别和结合C3b和细胞表面，阻断SCR 19-20，从而使CFH功能缺失。CFHR1缺陷可能诱导抗CFH自身抗体的形成，降低CFH的功能以促进aHUS的进展。

2.2IgA肾病(IgA nephropathy，IgAN) IgAN是全球范围内常见的原发性肾小球肾炎，流行程度因地域而异，主要发病于青壮年，是引起终末期肾脏病的重要原因之一[11]。IgAN临床、病理表现多样，个体预后差异明显。IgAN患者的一个重要特征是存在肾小球循环免疫复合物，其由缺乏半乳糖的IgA1、铰链区异常O-糖基化的IgG自身抗体和C3组成[12]。大量研究已经证实，在已知的3种补体激活途径中，补体替代途径和凝集素途径在IgAN的发病机制中发挥重要作用，补体活化是IgAN发生及发展的重要机制[13]。

近年研究表明，IgAN患者体内存在补体替代途径的激活。CFHR1多个基因位点的变异与IgAN的风险有关，IgAN患者血浆中CFHR1浓度水平明显高于正常人群，CFHR1基因的敲除对IgAN有保护作用[14]。但是目前关于IgAN患者体内IgA分子如何诱导补体替代途径激活的机制尚未完全清楚，CFHR1能否作为IgAN诊断和预后的生物标志物有待未来研究证实。

2.3年龄相关的黄斑变性(age-related macular degeneration, AMD) AMD是常见的西方发达国家老年人失明的原因，也是我国60岁以上老年人致盲的主要眼病[15]。这个视网膜疾病是一种遗传性和进行性视网膜疾病，其影响光感受器并导致中央视力丧失。

目前，AMD的发病机制尚不清楚。有研究表明，AMD的发生与遗传因素密切相关[16]，AMD患者的基因改变位于染色体1q，即CFH的基因序列所在的位点。因此AMD与炎症反应成分有关，补体途径异常是黄斑部细胞病变的诱因。当CFH减少或无活性时，视网膜局部组织补体被异常激活，膜攻击复合物形成并沉积在视网膜上皮细胞层使细胞裂解，导致AMD的发生。CFH基因中的2个变体Y402H和I62V与AMD的发生风险的相关性强[17]，CFH基因9号外显子的Y402H变异发生在SCR 7；其2号外显子的I62V变异发生在SCR 2内。CFHR1的纯合缺失和变异与AMD的发生风险有关，CFHR1缺乏可能会增强CFH在C3b和C3上的结合，使补体系统异常。另外，在遗传水平上CFHR1变体CFHR1A被鉴定为与AMD强烈相关，是老年人视力丧失的主要原因。

2.4急性髓性白血病(acute myeloid leukemia，AML) AML是一种恶性克隆增殖性疾病，其特征是造血细胞减少，未成熟的肿瘤细胞在骨髓中取代正常的造血组织并诱导成纤维细胞的增殖和积累，最终导致患者机体功能下降。对于AML的研究大多集中在AML中遗传的突变和基因变异组学方法上[18]。在AML的机制中，补体系统起到重要的作用。一方面，补体系统在肿瘤生长中起到一部分免疫监测的作用；另一方面，补体系统可以促进肿瘤在慢性炎症的背景下生长。有证据表明肿瘤细胞可以通过使CFH结合在细胞表面从而逃避肿瘤细胞先天免疫系统的监测。在一项关于CFHR1基因纯合缺失与AML关系的研究中，Fratelli等[19]研究发现CFHR1基因的纯合缺失可能与AML的发生相关。进一步推测CFHR1通过增强补体激活和竞争CFH作用于表面结合位点使得免疫系统监管活动加强，而因CFHR1基因纯合缺失使得CFHR1缺乏会导致CFH作用的活跃和肿瘤细胞无法被裂解，因此AML更容易发生。基于此，CFHR1缺乏所致纯合基因缺失是AML的危险因素。

2.5肿瘤 在肿瘤发生发展过程中，补体系统激活微环境能够促进肿瘤生长并且增加转移。在关于补体与肿瘤关系的研究中显示，恶性肿瘤患者体内可以检测到C5a、C3a和C5b-9等补体系统激活产物，从而证明肿瘤的发生与补体激活一致[20]。CFH是抑制补体系统活性的成分之一，主要作用在于阻断补体替代途径中C5转化酶的活性。有研究证实，在非小细胞肺癌细胞和乳腺癌组织中，肿瘤细胞不仅可以表达CFH还可以在组织中捕获CFH，从而逃避补体系统的攻击；CFH的表达促进肿瘤的生长，CFH的表达与肿瘤的发生发展呈正相关[21]。而另一方面，肿瘤细胞也会表达CFHR1等补体因子H相关蛋白家族分子，使局部产生由C3a和C5a介导的炎症反应，包括通过促血管生长和生长因子的产生，从而有利于浸润淋巴细胞和巨噬细胞。因此，CFH和CFHR1这些生物学标志物有望成为肿瘤的诊断指标以及肿瘤分级和分期的依据。

3 检测方法

3.1ELISA ELISA是通过使用酶联结合物和酶底物获得的颜色变化来显示抗原-抗体反应并用于识别生物液体中分子的存在和浓度的定量分析方法[22]。通过ELISA对CFHR1检测和定量，可以提供有价值的生物学信息[23]。

3.2PCR PCR是一种在体外用于特定DNA片段扩增的分子生物学技术，其特点是将非常少量的脱氧核糖核酸转化为非常大量的脱氧核糖核酸，用于感染性疾病、肿瘤和遗传病的诊断[24]。通过PCR体外扩增CFHR1变异基因，并进一步测序研究，可以了解CFHR1基因突变与相关疾病的关联。

3.3质谱法(MS) MS是一种谱学方法，在实验室中通过质谱仪器可以鉴定生物大分子，并可以深入研究分子的高级结构及分子之间的相互关系[25]。利用MS推断编码CFHR1不同基因型所编码的血浆CFHR1浓度，有助于研究CFHR1在补体系统中的作用和与相关疾病的风险评估。

目前商品化CFHR1检测试剂见表1。

表1 CFHR1的检测方法

4 总结与展望

目前，CFHR1在补体激活中的生理功能以及在疾病中的作用尚未完全研究透彻，最近的研究表明CFHR1在补体激活替代途径中发挥重要调节作用，而补体系统的调控是一个复杂的系统，因此充分理解CFHR1结构及功能非常重要。CFHR1在体内发挥生理功能的分子构成及与补体成分的结合机制成为近年来的研究热点。CFHR1的研究不仅进一步揭示疾病的发生机制而且为上述疾病的诊断和治疗提供新的思路和途径。与此同时，通过不同方法对CFHR1的基因及其在体液中的含量进行测定，有望为相关疾病的早期诊断、有效治疗和预后判断提供新的方法。