類風濕關節炎與滑膜新生血管

郝曉圓(綜述),李鴻斌(審校)

(內蒙古醫科大學附屬醫院風濕免疫科，呼和浩特 010050)

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性炎癥性疾病，其主要病理改變是滑膜細胞呈進行性增生，破壞關節腔的正常結構，最終使關節僵硬、畸形。動物實驗證明[1],抑制滑膜新生血管可以減少關節炎患者病情活動度的得分。陳勇等[2]的臨床研究表明，關節血流信號豐富的患者同比其他患者病情活動度大，因此抑制新生血管生成是延緩病情進展不容忽視的環節。

1 新生血管的形成

RA患者關節滑膜內皮襯里細胞釋放基質降解酶，消化底層的基膜和細胞外基質，使內皮細胞聚集，經過內皮細胞不斷的呈芽式增殖和遷移形成管腔，管腔相互交織融合形成毛細血管襻，毛細血管源源不斷地輸送白細胞以及炎性因子促進新生血管的形成。各種介質組成了一個復雜的互動網絡，持續地調節了血管的生成。有研究證實[3]，缺乏滑膜襯里細胞的基因剔除小鼠，盡管炎癥和骨破壞持續存在，但滑膜免受侵蝕，說明滑膜細胞在形成血管的過程中起到了舉足輕重的作用。

2 影響滑膜血管生成的因素

2.1促性滑膜血管生成

2.1.1低氧環境 低氧環境能誘導新生血管，RA患者的微環境是發炎、低氧分壓。一項敏感的微電極技術[4]測定RA患者關節滑膜腔比正常人的氧分壓更低，缺氧可使體外培養的RA成纖維樣滑膜細胞缺氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)和血管內皮生長因子的信使RNA(vascular endothelial growth factors mRNA,VEGF mRNA)及蛋白的表達增加，且與缺氧時間呈正相關[5],進而促使滑膜襯里的堿性成纖維細胞分泌HIF-1α誘導內皮細胞的遷移和入侵、分泌基質金屬蛋白，最終破壞關節軟骨及潛在的軟骨下骨。

2.1.2血管內皮生長因子 血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factors,VEGF)是一種血小板源性的特異性作用于血管內皮的多功能因子，正常組織中表達很低，當發生炎癥或低氧時異常表達，VEGF通過與受體特異性結合發揮生物學效應，目前已在血管內皮上檢出兩種高度特異性受體：fam酪氨酸激酶受體和含有激酶插入式的受體，VEGF與特異性受體結合后促進新生血管形成，新生的毛細血管又源源不斷地輸送白細胞及相關制炎因子到病灶。原位雜交技術顯示[6]，RA滑膜VEGF與炎癥程度呈正相關，而不伴有炎癥的RA滑膜組織未見表達。

2.1.3堿性成纖維細胞因子 堿性成纖維細胞因子是一種相對分子質量為18×103的多肽分子，具有強烈的縮血管作用，在體外能刺激細胞增殖、遷移，誘導纖溶酶及膠原酶活性。堿性成纖維細胞生長因子的作用有：①促進成纖維細胞增殖；②促進內皮細胞增殖；③促進新生血管生成。有研究表明，堿性成纖維生長因子可促進RA滑膜細胞產生HOXD9蛋白，誘導端粒酶的合成與激活，并誘導滑膜細胞fas相關死亡域轉換酶抑制蛋白的合成，進而促進滑膜細胞過度增生肥厚[7-9]。

2.1.4白細胞介素8 白細胞介素8(interleukin-8,IL-8)來源于單核細胞和巨噬細胞，是一種多效細胞因子，在RA滑膜中呈高表達，一方面直接誘導白細胞游出，上調血管內皮黏附分子，促使血管內皮遷移和形成；另一方面間接誘導內皮成纖維細胞生成，通過特異性地與受體結合，使炎性反應呈級聯瀑布式反應，且滑膜、血清中含量與紅細胞沉降率、C反應蛋白呈正相關，可通過IL-8來判斷疾病活度[10]。

2.1.5基質金屬蛋白酶誘導因子(CD147) 基質金屬蛋白酶誘導因子屬于免疫球蛋白超家族,是一種跨膜糖蛋白，其相對分子質量為58×103；其膜外結構中有兩個免疫球蛋白結構域，故又屬免疫球蛋白超家族。基質金屬蛋白酶誘導因子廣泛地表達于人腫瘤細胞、血管內皮細胞、外周血細胞的表面，能誘導成纖維細胞產生基質金屬蛋白，分解軟骨及鄰近骨組織。RA的主要病理改變是滑膜新生血管及血管翳侵蝕關節軟骨，破壞骨組織，類似于“腫瘤樣”生長，呈進行性發展，VEGF和HIF-1α是近年來研究的比較明確的促進血管新生的重要因子。有研究顯示[11]，用免疫組織化學法分析基質金屬蛋白酶誘導因子與VEGF和HIF-1α表達水平呈顯著正相關,基質金屬蛋白酶誘導因子誘導了VEGF和HIF-1α的產生，小分子RNA轉染成纖維細胞后，VEGF和HIF-1α的生成大大地減少，磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B可能參與了這一過程,因此基質金屬蛋白酶誘導因子的抑制作用可能會成為新的治療靶點。

2.1.6轉化生長因子β 轉化生長因子(tranforming growth factor-β,TGF-β)是一種雙向、多效的細胞因子，其本質是蛋白質，主要表達于滑膜組織的襯里層及襯里下層的成纖維細胞、巨噬細胞、血管內皮細胞。轉化生長因子可以結合到細胞表面的TGF-β受體而激活，具有廣泛的生物學功能，可促進單核巨噬細胞活化、趨化、浸潤，促進成纖維細胞生長分化與細胞間質合成，促進血管形成，促進炎癥與組織修復活性；又可抑制IL-1、IL-6的合成與致炎活性，下調干擾素α、干擾素γ、IL-2R與人類白細胞抗原的表達，干擾免疫細胞的分化發育，不僅具有抑制炎癥的活性，還具有趨化性質，刺激細胞產生IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子和其他炎性細胞因子到炎癥部位[12-13]。它的免疫抑制功能是通過抑制T細胞和B細胞的增殖和活化實現的[14-15]

2.1.7腫瘤壞死因子α 腫瘤壞子因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)來源于單核巨噬細胞、淋巴細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞、成纖維細胞、肥大細胞，在有感染和炎癥時出現，TNF-α在眾多促血管生成炎性介質中扮演重要角色。RA患者血清中存在大量的TNF-α,免疫組織化學分析提示，TNF-α存在于滑膜襯里細胞層，尤其是血管翳與軟骨交界處，它是通過自分泌或旁分泌的方式作用于受體，經過多種信號轉導途徑介導炎性反應呈級聯放大瀑布式的展開，最終導致關節軟骨的破壞、血管翳的形成[16]。目前已成功研制并應用于臨床的TNF的抗體，其療效已被大家廣泛認可，尤其是傳統藥物治療無效以及年輕患者，遠期療效好于甲氨蝶呤。TNF-α是目前研究得比較成熟的靶向治療方案。TNF的抑制劑具有可用性,它可以徹底改變RA患者的預后[17]。

2.1.8IL-17家族 IL-17是一把“雙刃劍”，當發生急性炎性反應時，可以快速地分泌出來保護機體不受外源有害物質的危害，而當人體出現由于多種遺傳和環境因素所導致的慢性炎癥時，它們又會加速多種慢性疾病的病程，RA就屬于后一種。一方面，IL-17通過磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途徑刺激微血管內皮細胞遷移；另一方面，通過誘導產生的基質蛋白酶能夠破壞細胞外基質，引起骨質吸收。此外，抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路，能顯著降低IL-17誘導的微血管形成數目。

2.2抑制新生血管形成

2.2.1內皮抑素 內皮抑素是一種內源性抗血管物質，特異性地抑制血管新生，可有效地緩解RA的病情進展。在促炎和促血管新生的鏈式過程中，各種炎性細胞共同參與了這一過程，TNF的作用尤為重要，而內皮抑素是通過特異性地抑制TNF誘發c-Jun氨基末端激酶的活化和依賴c-Jun氨基末端激酶的促血管生成因子IL-8、TNF-α、VEGF等的基因表達而抑制內皮細胞的增生和遷移。Yin等[18]直接將表達內皮抑素的慢病毒載體在發病前注射入TNF轉基因小鼠的關節，8周后注射關節組織學檢查顯示，內皮抑素降低了關節滑膜組織的血管密度和平均關節指數，改善了滑膜增生和侵蝕性關節炎的進程，防止了關節破壞。

2.2.2金屬蛋白酶組織抑制因子1 RA患者滑液、滑膜及外周血均有基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)的高表達，且與病情進展相關[19]。MMPs在RA的細胞外基質降解中起著重要作用，能夠降解所有的軟骨成分。在病理狀態下，MMPs可介導關節內炎性反應逐步加重，并使基質發生不可逆的降解，促進新生血管形成。而金屬蛋白酶組織抑制因子1(tissue inhihitor of metal-loproteinase 1，TIMP1)是近年來發現的MMPs的天然抑制劑，是相對分子質量為285×103的糖蛋白，TIMP1在多個環節抑制MMPs的活性，亦可抑制新生血管形成，如阻礙MMPs介導的內皮細胞移動，抑制基質中促血管生成因子的釋放，防止細胞外基質降解。張育等[20]利用帶有綠色熒光的腺病毒給關節炎模型大鼠轉染TIMP1，發現大鼠關節滑膜血管密度、MMPs的蛋白表達均較對照組顯著減少，說明TIMP1能夠通過拮抗MMPs的表達而發揮抑制關節炎的作用，同時抑制了關節炎大鼠滑膜的血管新生，從而為TIMP1作為靶點治療RA提供了實驗依據。

3 以滑膜新生血管和血管翳為靶向治療的新進展

3.1藥物治療 傳統的非甾體消炎藥主要通過抑制環加氧酶，減少前列腺素的產生而發揮消炎止痛的作用，這類藥不能抑制關節的破壞，一般不單獨使用[21]。緩解病情的抗風濕藥物具有控制關節炎癥、延緩病情進展的作用。歐洲抗風濕病聯盟2009治療RA建議，甲氨蝶呤為核心藥物，其作用機制是抑制二氫葉酸還原酶，使嘌呤合成受抑制，從而抑制胸腺嘧啶合成；減少中性粒細胞的趨化作用；抑制炎性細胞因子的釋放；糖皮質激素具有強大的抗炎作用，它可以迅速而明顯地緩解RA關節癥狀。研究顯示，小劑量糖皮質激素有減緩RA病情進展和改善癥狀的作用，甚至比傳統的緩解病情的抗風濕藥物作用都強，且不良反應小[22]。

3.2基因治療 腺病毒屬于非整合類、線性的雙鏈DNA無包膜病毒，感染細胞后不會將自己的DNA整合到細胞的染色體上，其優點是制備簡單、可感染分裂細胞和非分裂細胞、病毒滴度及感染率高、表達時間長、可反復多次利用、安全性相對較好、可攜帶大量的目的基因。目前，腺病毒已廣泛地應用于RA的動物實驗中。王建華等[23]將反義VEGF165腺病毒轉染滑膜細胞，通過諾瑟雜交(Northern-blot)的方法檢測對其VEGF基因轉錄的影響，結果觀察到轉染3 d后，VEGF基因轉錄受到明顯抑制，5 d后幾乎檢測不到陽性雜交信號。但這項實驗是在體外進行的，體內轉染有待進一步研究，可為類風濕治療提供新的治療思路。

3.3超聲微泡技術 近年來，超聲微泡技術在腫瘤血管新生方面有了長足的進步，因能在靶細胞上打孔，使得細胞膜通透性增加，已成為一種體內基因轉染的新手段。超聲輻射促使微泡在靶向區破裂，增加了局部的濃度，進而提高了靶器官的轉染率[24]。國內一項研究表明[25]，超聲擊破微泡介導增強型綠色熒光蛋白轉染大鼠關節滑膜組織，其熒光強度明顯增強，而單純質粒組稍有增強，這一技術安全可靠，如能探索出超聲參數、微泡濃度等與轉染率的最佳搭配，有望成為治療RA的最優手段。

4 小 結

RA是多種細胞因子共同參與、相互影響作用于關節滑膜基底層細胞，使得滑膜細胞形成利于血管新生的微環境，促使新生血管呈“腫瘤樣”浸潤性生長，血管的新生又加快了細胞因子的生成及輸送，整個過程形成了一個復雜交錯的“互聯網”。盡管RA的發病機制尚未完全明確，但在抑制血管新生方面取得了可喜的成績。

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