【教材拓展】瓜氨酸化引起类风湿关节炎(RA)原理及其治疗原理的理解

来源:仪征中学 时间:2024-05-27
 

问题的提出:下列重庆高考试题(2)(3)两小题的情境其实在短时间内是很难理解的,类风湿关节炎属于自身免疫病,首先要理解该病的发病机理,然后需要了解科学家是如何进行治疗的研究方向,如试题所说的,一开始是单克隆抗体杀伤B细胞,但会带来副作用,最后科学家换了一个思路,即利用抗原找到膜型抗体的B细胞,再用药物针对性处理B细胞,从而从根本上达到治疗的目的。试题的逻辑思维能力要求很高。

试题:(2022年重庆高考试题人体内的蛋白可发生瓜氨酸化,部分人的B细胞对其异常敏感,而将其识别为抗原,产生特异性抗体ACPA,攻击人体细胞,导致患类风湿关节炎。
(1)类风湿关节炎是由于免疫系统的                     功能异常所致。(答案:免疫自稳)
解析:类风湿关节炎属于自身免疫病,免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,若该功能异常,则容易发生自身免疫病。

(2)如图①所示,CD20是所有B细胞膜上共有的受体,人工制备的CD20抗体通过结合CD20,破坏B细胞。推测这种疗法可以      (填“缓解”或“根治”)类风湿关节炎,其可能的副作用是                                      。(答案:根治 降低体液免疫能力,机体对外来病原体的免疫能力减弱

图片

解析:由题意可知,B细胞由于误将人体内发生瓜氨酸化的蛋白识别为抗原,产生特异性抗体攻击人体细胞,进而引起类风湿关节炎,B细胞与抗原的识别是通过CD20受体进行的,由于CD20是所有B细胞膜上共有的受体,故人工制备的CD20抗体结合CD20之后,B细胞不再能识别瓜氨酸化的蛋白,也就不再攻击人体细胞,可根治类风湿性关节炎。但B细胞同时也不能识别外来病原体,可能会带来降低体液免疫能力,机体对外来病原体的免疫能力减弱的副作用。

(3)患者体内部分B细胞的膜上存在蛋白X(如图②。为了专一破坏该类B细胞,研究人员设计了携带有SCP和药物的复合物。SCP是人工合成的瓜氨酸化蛋白的类似物,推测X应为                   。为检测SCP的作用,研究人员对健康小鼠注射了SCP,小鼠出现了类风湿关节炎症状,原因可能是                                         。(答案:抗体 其他B细胞识别了SCP,产生ACPA攻击SCP的同时,也攻击人体细胞

解析:SCP是人工合成的瓜氨酸化蛋白的类似物,类似于抗原,B细胞膜上的蛋白X能与其结合,推测X应为抗体。研究人员对健康小鼠注射了SCP,小鼠出现了类风湿关节炎症状,原因可能是其他B细胞识别了SCP,产生ACPA攻击SCP的同时,也攻击小细胞。

类风湿性关节炎(RA)研究方向

类风湿性关节炎(RA)是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,影响着全球约0.5% 的人口。首发病症为自身抗体产生,继而出现关节痛、骨质侵蚀、软骨关节炎症,常并发各种全身表现。类风湿性关节炎的病因涉及来自易感基因和环境(例如吸烟和激素)的多种危险因素。导致RA发展的首批事件之一是自身抗体的出现,例如类风湿因子(RF)和抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA)。抗瓜氨酸化蛋白抗体 (ACPA) 水平升高是类风湿性关节炎的标志,

1.关于瓜氨酸与瓜氨酸化

人体中,瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸,不参与蛋白质的合成,但具有肽键形成能力。过去认为其只存在于鸟氨酸-尿素循环的中间产物。在葫芦科植物的种子中瓜氨酸以游离态存在。迄今为止,人们已经成功地从西瓜等植物榨汁中分离得到了瓜氨酸,但其在现有肠外营养液配方中暂时无法直接提供。但最近的大量研究表明,瓜氨酸与多种疾病存在密切联系。

瓜氨酸化是一种蛋白质修饰,在酶的催化下,使精氨酸转化为瓜氨酸。蛋白质修饰能形成新的表位,产生不同于自身抗原的新抗原,可促进抗原提呈细胞(APC)对新抗原的识别和表达,从而提高蛋白质的免疫原性

2.瓜氨酸化与类风湿关节炎(RA)的关系

科学家安德雷德解释说,蛋白质的瓜氨酸化是机体调节蛋白质功能的途径之一,在人体内自然发生。研究表明,类风湿关节炎的发病可能与抗原性蛋白或多肽的瓜氨酸化有关。

但是在类风湿关节炎患者体内,这个过程过度活化,致使瓜氨酸化的蛋白在体内异常积聚,导致瓜氨酸化蛋白的ACPA抗体产生,进而诱发炎症和自体组织的损伤,这是类风湿关节炎发病的关键环节。

3.CD20单克隆抗体靶向治疗类风湿关节炎

CD20单抗是一种常用于治疗B淋巴瘤的单克隆抗体制剂。CD20是指存在于B淋巴细胞表面的一种分子标记物,其它类型的淋巴细胞中都没有CD20分子标记物。由于这种分子标记物只存在于B淋巴细胞当中,所以在临床上就发明了CD20的单克隆抗体。

在B细胞淋巴瘤细胞表面含有大量的CD20。因此可以应用CD20单抗进行分子靶向治疗,CD20单抗可以结合在CD20受体上,破坏B细胞,从而达到治疗类风湿关节炎。

但这样的治疗方法会带来较大的副作用,大量杀伤B细胞,会降低体液免疫的能力。

4.靶向瓜氨酸化蛋白加药物精准治疗

由于CD20单抗作用后有较高的副作用,科学利用人工合成的瓜氨酸化蛋白类似物作抗原,B细胞利用膜型抗体特异性找到具体针对该抗原类似物,再利用药物专一性处理相应的B细胞。

 
打印本页】【关闭窗口