類風濕關節炎發病機制的研究進展

伍 斌，魯延富(綜述)，姜鳳良(審校)

(1.西安醫學院臨床醫學院,西安 710021； 2.西安醫學院病原生物與免疫教研室，西安 710021)

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以關節腫脹、疼痛和進行性破壞為主要臨床表現的異質性、系統性、自身免疫性疾病。本病女性多發，30～50歲為發病高峰，我國RA患病率為0.2%～4%[1]。RA不僅有關節受累，也可出現關節外臟器累及。其發病機制備受關注，但至今尚未闡明。目前尚無根治手段，早期診斷并積極治療是遏制疾病進展的關鍵。國內外研究發現多種細胞因子、微RNA(microRNAs,miRNA)及信號轉導通路在滑膜和骨質破壞過程中發揮作用，現對RA可能的發病機制予以綜述。

1 白細胞介素家族

1.1白細胞介素6 白細胞介素6 (interleukin-6,IL-6)是一種多效性細胞因子，在很多自身免疫病的炎性反應和免疫應答中有重要作用。IL-6依賴于其可溶性IL-6受體α或膜型受體結合，并通過信號轉導蛋白(gp130)完成細胞內信號轉導。IL-6的信號轉導通過Janus家族蛋白酪氨酸激酶/信號轉導及轉錄活化因子3 (janus kinase/signal transducer and activator of transcription 3,JAK/STAT3)途徑和絲裂原活化的蛋白激酶級聯放大作用實現。IL-6/IL-6受體/gp130復合物與細胞質JAK交聯STAT3核轉運，促進急性時相反應蛋白的表達和分泌，最終導致炎性細胞過度增殖和自身免疫性損傷[2]。研究顯示，RA患者血清和滑膜液中的IL-6水平升高，且其水平與RA的疾病活動度及有影像學的關節破壞程度呈正相關，提示阻斷IL-6信號轉導通路是RA可能的治療靶點[3]。托珠單抗是一種IL-6受體抑制劑，目前已對應用托珠單抗及其他針對IL-6受體和配體的靶向藥物的臨床試驗在RA和其他炎性疾病治療的療效進行了評估。結果表明，阻斷IL-6介導的信號轉導可以有效改善RA炎癥和關節破壞[4]。

1.2IL-33 IL-33是新近發現屬于IL-1家族的一個免疫分子，其可溶型受體是ST2，ST2主要表達于肥大細胞和T輔助細胞(Th)。IL-33有促進炎癥和Th1細胞相關的反應，也可通過介導Th2細胞參與免疫應答；同時具有多種免疫調節效應，包括調節肥大細胞的功能，使肥大細胞表達IL-15、IL-6、IL-13等炎性因子[5]。IL-33還能作為一種核因子在細胞核內調節基因轉錄。而在RA的發病過程中免疫復合物可激活滑膜肥大細胞，觸發超敏反應，進一步分泌出IL-1、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)α等多種細胞因子，對RA發生機制起重要的調節作用[6]。臨床研究發現，RA患者血清、滑液及受損滑膜成纖維細胞均高表達IL-33，且高水平IL-33與RA疾病活動和自身抗體產生有相關性[7]。推斷IL-33可能參與RA的發病機制。因此，深入了解IL-33在RA的作用機制對RA的早期發現及早期預防可能有重要意義。

1.3IL-17 隨著研究的不斷深入，越來越多分泌IL-17的細胞被發現。現已有大量研究證明，T細胞、肥大細胞、中性粒細胞等天然淋巴細胞均可產生IL-17[8]。IL-17可能在RA早期介導炎癥細胞局部浸潤，刺激滑膜細胞分泌表皮生長因子和抗肝細胞生長因子等細胞因子從而促進滑膜血管翳形成，導致關節破壞。IL-17除了有軟骨破壞的作用外，還有潛在的刺激破骨細胞增殖作用。IL-17通過核因子κB受體活化因子配體介導可破壞核因子κB受體活化因子配體/骨保護素平衡，促進骨侵蝕，加重關節破壞。

2 TNF-α及其受體超家族

2.1TNF-α TNF-α是RA發病機制中關鍵的促炎因子，也是研究最多且最為深入的細胞因子[9]。TNF-α由巨噬細胞、單核細胞、T細胞和滑膜成纖維細胞等炎性細胞產生。TNF-α可刺激軟骨細胞合成IL-6與IL-8，產生進一步的炎性反應。TNF-α與IL-6、IL-1β等協同作用，促進破骨細胞的生成導致骨質的破壞。目前，TNF-α抑制劑能減輕關節炎的嚴重程度，TNF-α單克隆抗體和可溶性TNF-α受體類似物已經被用來治療RA和其他關節炎。關節腔內注射TNF-α拮抗劑是一種新的局部治療炎性關節炎的嘗試，可以改善RA的臨床癥狀。

2.2腫瘤壞死因子樣配體-1A 腫瘤壞死因子樣配體-1A (TNF-like ligand 1aberrance,TL1A)作為腫瘤壞死因子超家族成員，通過與其受體死亡受體3結合活化T細胞，刺激致炎細胞因子分泌，并可作為協同刺激信號增強T細胞對致炎因子反應性，進而促進T細胞增殖分化和成熟[10]。進一步研究發現，TL1A具有獨特的Th1極化特性，可刺激IL-2、干擾素α、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等致炎因子分泌，并可作協同刺激信號增強T細胞對IL-2的反應性，進而促進T細胞增殖分化和成熟[11-12]；TL1A還可單獨或協同IL-23作用于Th17，誘導Th17分泌更多的IL-17和IL-6[11]。IL-17可誘導IL-1、IL-6、IL-23和TNF-α的產生[12]。目前臨床分析發現，RA患者血清及滑液TL1A水平升高，并與自身抗體產生呈正相關[13]。而抗TL1A中和抗體治療能改善誘導的關節炎鼠的關節腫脹癥狀，降低膠原誘導性關節炎鼠爪部發紅，腫脹與關節受累等反應[14]。由此可推斷，TL1A在RA發病中發揮著一定的作用。

2.3誘騙受體3 誘騙受體3(decoy receptor 3,DcR3)是一種新發現的可溶性腫瘤壞死因子受體超家庭成員，有研究顯示DcR3一方面能夠通過競爭性結合TL1A[11]、FasL、淋巴毒素類似物抑制炎性反應和細胞凋亡，另一方面也可直接調節免疫細胞的活性，如促進單核細胞分化為M2型巨噬細胞和破骨細胞，誘導樹突狀細胞凋亡等[15-16]，在RA發病中扮演重要角色。研究表明，DcR3能夠結合TL1A、FasL、淋巴毒素類似物，而這3個配體已被證明在小鼠膠原誘導關節炎的發病機制中發揮關鍵作用[17]。DcR3通過中和這3種配體可削弱這種作用。可見在自身免疫中，DcR3能控制某些自身免疫的炎性反應，但也促進某些自身免疫病的發展。賈汝琳等[18]通過Spearman相關分析表明，RA患者血清DcR3水平與抗類風濕因子抗體IgG、抗環瓜氨酸肽抗體呈正相關，與補體C3水平呈負相關，提示DcR3與RA疾病進展的一些免疫指標有密切關系。所以，深入研究DcR3在RA中的表達及臨床意義有助于進一步認識RA的發病機制。針對DcR3的靶點治療有望成為RA治療的一種新的發展方向。

3 基質金屬蛋白酶

基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是一類由正常組織細胞或腫瘤細胞合成、分泌并必須依賴金屬鋅離子存在而獲得催化活性的鋅金屬蛋白酶家族的一個亞族，主要參與細胞外基質的降解和改型，迄今已發現了20余種，近年來大多研究者認為MMP-1、MMP-3與骨關節炎的關節軟骨病理性降解關系最為密切[19]。MMP-3可裂解大多數細胞外基質，其除了能自我激發外還可以激發MMP-1，從而形成正反饋進一步損害關節。組織金屬蛋白酶抑制劑為MMPs的特異性抑制因子。在生理情況下，MMP-3/組織金屬蛋白酶抑制劑維持平衡，在病理條件下，MMP-3和組織金屬蛋白酶抑制劑1的動態平衡被破壞，而導致關節軟骨發生破壞。并且有研究發現，在RA關節滑膜組織中MMP-3過度表達，與RA疾病活動性有密切關系[20]。因此，MMPs免疫治療有望成為治療RA的新型藥物。

4 信號轉導與RA

4.1Toll樣受體信號轉導通路 Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)是一組介導天然免疫反應的受體分子，其信號轉導途徑包括髓樣分化因子88(myeloid differentiation protein,MyD88)依賴性和非依賴性途徑。MyD88依賴途徑通過MyD88的C端Toll/IL-1受體(Toll-like /IL-1 Receptor domain,TIR)結構域與TLRs、IL-1R和IL-18R的TIR結構域結合后，再經其N端死亡結構域募集IL-1R相關蛋白激酶，經由人腫瘤壞死因子受體相關因子6(human tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)、轉化生長因子β激活的蛋白激酶結合蛋白1和2(TAB1,TAB2)進入下游信號轉導,再通過IκB激酶磷酸化激活核因子α-κB，或經p38、JNK等促分裂原活化的蛋白激酶途徑活化激活蛋白1，誘導炎性細胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α、干擾素和黏附分子等)基因的表達[21]。TRAF6是TLRs通路中調節核因子κB和c-Jun氨基端激酶信號，如TRAF6缺失可以減少TLRs信號缺陷，抑制核因子κB活性，減少炎性細胞因子產生[22]提示TLRs的信號轉導異常可能與RA的發病機制相關。

4.2Wnt信號轉導通路 骨關節的損傷是RA的主要表現形式。人體的骨代謝是一個動態平衡的過程，主要包括成骨和破骨，當這個平衡被打破時就會導致骨骼異常，從而表現為骨質破壞。研究表明，Wnt介導的信號轉導通路在骨代謝中起關鍵作用[23]，其中β聯蛋白和Dickkopf 1蛋白(DKK1)是Wnt信號通路的重要成員，β是骨形成和骨吸收的調控者[24]，DKK1作為Wnt信號通路的抑制分子可以抑制成骨細胞的形成[25]。Cui等[24]研究發現，β缺乏會導致骨量減少和破骨細胞大量增殖；反之β被激活會導致骨量沉積，破骨細胞減少。Wnt信號通路能在成骨細胞中促進骨保護素的表達，而骨保護素能抑制破骨細胞分化，Wnt信號通路通過阻止破骨細胞介導的骨吸收增加骨量[26]。研究表明，RA患者的骨和關節損傷機制與破骨和成骨過程密切相關，但具體機制仍不清楚。上述研究提示，Wnt/β信號通路可能與RA的發病有關。

5 miR-146a與RA

miRNAs是一類長為21～25個核苷酸的非編碼小分子RNA，由基因組轉錄，在轉錄后水平上負調控基因表達。目前發現的人類miRNAs已超過900種，并且預測每一種miRNAs能與200個靶信使RNA序列結合。miRNAs在細胞過程中有重要作用，如發育生長、脂類代謝、細胞凋亡、細胞分化等。近年來發現miR-146a、miR-16、miR-132和miR-155等多種miRNA存在于RA患者的滑膜組織、關節液和外周血中，并在RA的發病機制中起重要作用，其中miR-146a是研究熱點之一。Pauley等[27]用反轉錄-聚合酶鏈反應檢測了RA患者外周血單核細胞中miR-16、miR-132、miR-146a和miR-155的表達有1.8～2.2倍的升高，其中miR-146的升高與RA疾病活動線性相關，而其作用靶點TRAF6和白細胞介素1受體相關激酶1(interleukin-1 receptor-associated kinases-1，IRAK-1)在RA組和健康對照組比較差異無統計學意義。另外，體外實驗顯示，在單核細胞株1中，抑制miR-146a的兩個作用靶點后TNF-α產生水平減少86%[27]，提示正常功能的miR-146a可能參與調控TNF-α的合成。考慮到持續TNF-α的產生在RA的發病中的重要作用，推測miR-146a表達升高不能正確地調節TRAF6和IRAK-1，從而導致了RA患者中TNF-α的持續產生。Li等[28]研究發現，miR-146a的過表達與TNF-α呈正相關,并且在試管實驗中證實在T細胞中TNF-α可誘導miR-146a的過表達。綜上所述，過表達的miR-146a可能不能有效抑制TRAF6和IRAK1，進而使RA患者體內的炎性因子(如TNF-α等)持續產生，導致RA的發病，提示miR-146a可能參與了RA的發病，但其機制有待進一步探討。

6 結 語

作為病因和發病機制未明的難治性疾病，現在臨床上還沒有有效的RA治療措施。鑒于多細胞因子、多信號轉導通路在RA的發病和疾病進展中的重要作用，現在治療RA的重心已經轉向截斷致炎因子的細胞內信號轉導通路傾斜。因此，深入探討細胞因子及信號轉導通路在RA發生、發展中的作用，對于揭示RA的發病機制，從其發病的始動環節進行干預，從而達到治療目的具有重要意義。

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