類風濕關節炎患者骨重建標志物的研究進展

常文靜 綜述，蔡　輝 審校

(南京軍區南京總醫院中西醫結合科，江蘇南京 210002)

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·綜述·

類風濕關節炎患者骨重建標志物的研究進展

常文靜 綜述，蔡輝 審校△

(南京軍區南京總醫院中西醫結合科，江蘇南京 210002)

關鍵詞:骨重建標志物；類風濕關節炎；炎癥；關節破壞；生物制劑

類風濕關節炎(RA)是以慢性進行性軟骨和骨破壞及滑膜改變為特征的炎性自身免疫性疾病。全身和關節滑膜合成的促炎細胞因子介導RA患者骨丟失，并可能導致骨質疏松癥和骨折。骨形成標志物有血清Ⅰ型前膠原氨基端前肽(P1NP)、血清Ⅰ型膠原羧基末端前肽 (ⅠCTP)、骨堿性磷酸酶(BAP)、骨鈣素(OC)，骨吸收標志物有Ⅰ型膠原羧基末端肽(Ⅰ-CTX)、Ⅰ型膠原氨基末端肽(Ⅰ-NTX)、吡啶諾林(DPD 和 PYD)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)。促炎細胞因子通過促進骨保護素(OPG)和和核因子-KB受體激活子配體(RANKL)比值下降，增加破骨細胞的生成和骨吸收，進而導致關節周圍和全身性骨丟失。近年研究發現，骨重建標志物與RA 病情活動和關節破壞相關，并可預測放射學進展及評估藥物療效。本文重點探討骨重建標志物評估生物制劑的療效。

1炎癥、關節破壞和骨質量

RA是以關節破壞、關節周圍骨丟失為特征的慢性疾病，慢性炎癥增加骨質疏松的風險。RA導致全身性骨丟失是多因素的：糖皮質激素、體力活動減少和疾病本身(尤其是疾病未得到控制)。無論是關節周圍骨丟失，還是全身性骨丟失，其機制都是促炎細胞因子通過促進核因子-κB受體激活子配體，間接或直接地增加破骨細胞的生成，并促進其功能。在RA早期階段，骨丟失與炎癥參數相關。用Larsen評分評估關節破壞，關節破壞與骨密度(BMD)和脊椎畸形相關。

2細胞因子和信號通路

RA 關節骨破壞和骨丟失的嚴重程度取決于破骨細胞的數量及功能。促炎細胞因子在破骨細胞活化中起著重要作用。核因子-KB受體激活子(RANK)信號通路參與炎癥過程基因表達的調節。成骨細胞分泌RANKL，RANKL與破骨前體細胞表面受體RANK結合，從而刺激破骨細胞的生成。成骨細胞和基質細胞產生OPG，OPG通過結合RANKL而阻斷RANKL與RANK的結合，從而負性調節破骨細胞的生成。因此，OPG與RANKL的相對比例決定了單位時間里破骨細胞的數量及骨丟失的程度。許多促進或抑制骨吸收的因素通過調節RANKL和OPG的表達而起作用。腫瘤壞死因子(TNF)和白細胞介素-1(IL-1)等促炎細胞因子調節RANKL的表達[1-4]。RANKL值可以評估RA患者對TNF抑制劑治療的療效[5]，而不是OPG[6]。但使用英夫利昔單抗和依那西普治療的RA患者滑膜OPG表達增加，RANKL卻不受治療的影響。這說明RANKL/OPG比值比每個單獨指標評估骨吸收更具有重要性[7]。因此，RANKL對骨密度有不利作用，而RANKL單克隆抗體狄諾塞麥可增加RA患者骨密度和減少骨轉換[8]。炎癥過程骨形成也下降，DKK-1是dickkopf家族的一種蛋白質，TNF-α能增加其表達，并對Wnt信號通路發揮負調控作用，阻止成骨細胞分化和誘導硬化蛋白的表達，導致骨細胞死亡[9]。DKK-1水平升高與關節侵蝕風險增加相關，且獨立于年齡、性別、基線放射學損傷、C反應蛋白和疾病活動[10]。IL-6通過調節Janus激酶/STAT、STAT3和ERK1/2磷酸化信號通路直接誘導RA患者滑膜細胞RANKL分泌[11-12]。

3骨重建標志物

骨基質主要由Ⅰ型膠原和Ⅰ型膠原肽組成。Ⅰ-CTX和ⅠCTP在血清和尿液中均能檢測到，且是骨降解非常敏感性和特異性的指標。這兩種肽是Ⅰ型骨膠原被兩種不同的酶水解釋放的。(1)ⅠCTP是由基質金屬蛋白酶酶解Ⅰ型膠原產生，非常有效地反映RA相關的骨侵蝕。(2)Ⅰ-CTX是由組織蛋白酶K降解Ⅰ型膠原羧基端產生并被分解及釋放入血，可有效地反應全身性骨吸收。RA患者ⅠCTP滑液與血清比值增加，而Ⅰ-CTX滑液與血清比值則無顯著變化。表明ⅠCTP是預測關節周圍骨吸收更敏感的標志物。這可能與滑膜細胞基質金屬蛋白酶活性增加相關。

骨重建和軟骨降解與RA密切相關。雖然Ⅱ-CTX不是骨重建的標志物，但是軟骨降解的標志物之一。骨和軟骨標志物是關節侵蝕的獨立強預測因子。Straburzynska-Lupa等[13]研究表明，RA早期患者Ⅰ-CTX和Ⅱ-CTX水平均顯著升高，并能預測關節進一步破壞。

4生物制劑對RA患者骨代謝的影響

4.1TNF-α抑制劑RA患者BMD與血清TNF-α水平呈負相關。TNF-α對 RA患者骨代謝的影響主要是通過促進破骨細胞的形成，而對骨細胞的影響較小。即TNF-α主要通過促進骨吸收來影響骨代謝，而對骨形成影響較小。TNF-α抑制劑通過阻斷TNF-α來發揮作用，這就決定了TNF-α抑制劑對骨吸收的抑制作用強，而對骨形成的作用弱。因此，骨吸收標志物較骨形成標志物更能反映TNF-α抑制劑對骨代謝的影響。Vis等[14]對102例RA患者進行了開放式隊列研究，觀察使用英夫利昔單抗治療一年的RA患者腰椎、髖部和手的變化以及骨重建標志物的變化，結果顯示，RA患者腰椎和髖部BMD無顯著變化，但手BMD下降0.8%，提示RA患者掌骨皮質骨經英夫利昔單抗治療一年后仍在持續丟失。且歐洲抗風濕病聯盟評分改善明顯的患者在髖部骨密度上的獲益也是同步的，其血清CTX和RANKL在0、14、30、46周較基線水平明顯下降，且血清CTX的下降與疾病活動評分和C反應蛋白的下降是同步的。Chopin等[15]進行了多中心前瞻性隊列研究，48例經其他改變病情抗風濕藥治療失敗的病程超過10年的重度RA女性使用1年的英夫利昔單抗，這些患者沒有使用雙磷酸鹽制劑，其中77%患者在使用糖皮質激素治療，結果顯示，RA患者經治療1年后BMD沒有變化，但血清Ⅰ-CTX水平在第6周、第22周分別下降19%、22%，而54周時又回到基線水平。相反地，RA患者血清PINP水平穩定，PINP/Ⅰ-CTX比值改善30%～40%，有利于骨形成。另外，軟骨降解標志物Ⅱ-CTX在研究期間也沒有變化。總之，骨形成/骨吸收標志物的改善提示英夫利昔對RA患者全身和局部骨有有利影響。在“BeST”研究中，研究者對218例早期RA患者應用四種不同的治療方法：連續單藥治療、加強聯合治療、聯合糖皮質激素治療和聯合英夫利昔單抗治療。治療1、2年后檢測患者腰椎、髖部和手指(第2～4掌指關節)BMD。所有治療組患者經1、2年治療后腰椎、髖部和手指都存在骨丟失，但手指骨丟失較腰椎和髖部骨丟失嚴重，而聯合糖皮質激素治療患者或聯合英夫利昔單抗治療患者手指骨丟失較輕。關節侵蝕的進展與手指和髖部BMD降低有關。二磷酸鹽只保護腰椎和髖部骨丟失[16]。用PubMed數據庫查詢TNF-α抑制劑對RA患者BMD和骨重建標志物的影響，發現有四個研究表明RA患者BMD穩定或腰椎BMD增加(高達2.8%)和髖部BMD增加(高達13.1%)[17-20]，而有一個研究表明結果是陰性的[15]。骨重建標志物的變化是不同的，但是骨吸收略有減少而骨形成增加。

4.2IL-6抑制劑在體外，IL-6抑制劑能減少RANKL或RANKL加TNF-α刺激培養的單核細胞破骨細胞分化和骨吸收；在體內，IL-6抑制劑能抑制轉基因小鼠破骨細胞形成和骨吸收[21]。一項試點研究比較22例活動性RA女性患者和22例非骨質減少的健康女性對照者注射8 mg/kg托珠單抗血清骨重塑標志物早期變化[22]。在基線，RA患者血清OPG/RANKL比值較對照者低5倍；RA患者血清Dkk-1、硬化蛋白、β-CTX和骨鈣素水平升高與其高重塑狀態和骨形成減慢相關；RA患者血清OPG水平與其DAS28評分呈負相關，而RA患者血清RANKL水平與其C反應蛋白水平呈正相關。2月后，RA患者血清OPG/RANKL比值增加，而其血清Dkk-1水平下降。10例患者疾病緩解或低活動的10例RA患者血清OPG/RANKL比值較疾病活動的12例RA患者增加尤為顯著，而兩者血清Dkk-1和硬化蛋白水平相似。因此，IL-6抑制劑因迅速抑制炎癥而糾正骨骼平衡。“OPTION”多中心隨機對照研究評估托珠單抗對骨和軟骨重塑的影響。623例患者中的416例中重度RA患者納入該研究，且這些患者對甲氨蝶呤療效欠佳。患者隨機給予托珠單抗(每4周4 mg/kg或每4周8 mg/kg)聯合甲氨蝶呤或安慰劑聯合甲氨蝶呤。結果顯示，托珠單抗在第4、16、24周后呈劑量依賴性降低Ⅱ型前膠原氨基端肽、膠原螺旋肽和基質金屬蛋白酶-3；在骨形成標志物中，托珠單抗者只有血清PINP較對照者顯著升高，而骨吸收標志物Ⅰ-CTX和ⅠCTP顯著降低[23]。全膝關節置換術患者骨髓活檢研究顯示，托珠單抗通過增加OPG表達來增加骨形成，而非生物制劑甲氨蝶呤沒有這一作用[24]。另外，托珠單抗還降低dickkopf水平來增加OPG/RANKL比值[22]。“RADIATE”研究顯示，托珠單抗通過降低CTX-Ⅰ和CTX-Ⅰ/OC比值來抑制組織蛋白酶K介導的骨吸收[25]。此外，用尿C-端交聯端肽(uCTX-Ⅱ)、尿吡啶啉/脫氧吡啶啉比值、體質量指數和關節間隙狹窄評分4個指標來預測關節破壞進展的程度。托珠單抗單藥治療RA患者1年。與低風險患者相比，托珠單抗能顯著抑制高風險患者放射學進展[26]。

5利妥昔單抗

B淋巴細胞通過分泌RANKL來增加RA骨吸收。B淋巴細胞抑制劑利妥昔單抗能降低RA患者骨吸收標記物以及抑制RA患者破骨細胞生成。有研究顯示，利妥昔單抗能減少RA患者滑膜破骨細胞前體數目，并能增加RA患者血清OPG/RANKL比值，從而保護了RA患者的BMD[27]。前瞻性研究[28]表明，RA患者應用利妥昔單抗3～15個月，骨形成標志物BAP、ⅠCTP沒有顯著變化，而能輕微降低RANKL(OPG沒有變化)以及顯著降低骨降解標志物Ⅰ-CTX。因此，利妥昔單抗能降低破骨細胞活性。

6阿巴西普

CTLA4-Ig抑制CTLA4與單核細胞表面受體CD80/CD86結合，并能下調破骨細胞分化和成熟。在無T細胞存在的情況下，CTLA4在體外呈劑量依賴性抑制RANKL和TNF介導的破骨細胞生成。另外，阿巴西普能抑制甲狀旁腺素引起小鼠骨丟失，提示阿巴西普可能對RA骨丟失有保護作用[29]。

7結論

RA患者體內骨重建標志物水平的改變可以反映骨形成和骨吸收情況，并能進一步預測骨折的風險。因此，骨重建標志物與RA病情活動及骨丟失相關，并可預測放射學進展及評估藥物療效。而骨重建標志物不能用于診斷，它容易受到年齡、性別、飲食、絕經、肝腎功能等眾多因素的影響，并且在某些疾病中如肺癌、乳腺癌、前列腺癌、腎癌等疾病中也會升高[30]，在分析病情時應該考慮到。除了特定抗骨質疏松藥物外，生物制劑通過減少炎癥誘導的骨丟失來預防RA患者骨丟失和骨質疏松性骨折。

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(收稿日期：2016-01-21)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.09.034

文獻標識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)09-1236-03

作者簡介：常文靜，女，醫師，主要從事中西醫結合風濕免疫病的研究。△通訊作者，E-mail：caihuipdh@163.com。