糖皮質激素在類風濕性關節炎中的作用研究進展

王琪珊，王婷玉

(上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院藥劑科，上海 200011)

1 RA的發病機制及藥物治療現狀

類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis, RA)是一種以滑膜組織過度增生為特征的慢性、炎癥性自身免疫疾病，最終導致關節軟骨和骨的破壞，從而使患者喪失勞動力，甚至累及其他器官而危及生命。RA病因未知,發病率高、病死率高，影響著全球約1%的人口，主要以炎癥、疼痛、僵硬和進行性關節破壞為主要特點，RA造成的長期行動不便或殘疾已經躍居所有疾病的第6位，治療RA任重道遠[1-2]。根據2010版類風濕關節炎治療指南，常見的RA治療藥物有非甾體類抗炎藥物(nonsteroidal antiinflammatory drugs, NSAIDs)、改善病情抗風濕藥物(disease-modifying antirheumatic drugs,DMARDs)、生物制劑、糖皮質激素(glucocorticoid, GC)、植物藥制劑等。大量臨床研究表明，GC具有廣泛和強大的抗炎作用，非常適用于治療RA這種復雜的異質性疾病，小劑量GC即可明顯抑制滑膜炎癥，且X線結果顯示其能夠延緩關節損傷的進展。盡管近年來研發了許多新型的生物制劑，如TNF-α拮抗劑、抗IL-6受體的單抗、抗CD20的單抗等，但是到目前為止沒有任何藥物可以替代GC。

2 GC在RA中的合理應用

大約有三分之二RA患者在一生治療過程中會使用到GC,且系統性回顧也支持在RA低、中劑量GC的使用，在減少癥狀和減緩結構性損傷方面的有效性。但長期使用GC會導致許多不良反應的發生，如骨質疏松、糖尿病、腎上腺軸抑制、傷口愈合減緩等[3]。其發生風險由藥物特異性因素(如劑量和療程)和病人特異性因素(如年齡、性別、基因、共患病、生活方式等)決定，在RA中GC的使用仍舊備受爭議。因此，GC的合理使用極其重要。

2.1GC治療RA的推薦意見根據2002年EULAR指南，將GC分為低劑量(≤7.5 mg)、中劑量(7.5 mg～30 mg)、高劑量(30 mg～100 mg)、極高劑量(>100 mg)和沖擊治療(>250 mg)。低劑量GC常用于維持治療，中劑量GC常用于慢性RA的治療，高劑量GC常用于亞急性RA的治療，極高劑量和沖擊治療常用于急性或危及生命的RA治療。研究證明，單一或多種DMARDs聯合治療有著相同的效果，提示在DMARDs單一治療方案或聯合治療方案中添加GC，治療效果提高的原因是由于GC的作用，GC不僅有抗炎作用，還有改善病情的潛能。因此，2013年EULAR有關治療RA的意見推薦，小劑量GC(≤7.5 mg)聯合DMARDs為起始治療方案，加用小劑量GC起一種“橋梁”作用，療程不宜超過6個月，并應盡快減量[4,5]。應使用GC直至DMARDs開始發揮最大效應，但因GC的不良反應在中長期應用中較明顯，所以在病情允許情況下應逐漸減量[6]。但在RA急性期發作或出現嚴重并發癥時，則是應用大劑量GC沖擊治療的指針。中、大劑量GC應用不僅快速控制疾病活動，同時又對骨吸收起抑制作用，但不能長期使用，應待癥狀緩解后減少GC劑量。與此同時，臨床上通常在應用大劑量GC的基礎上同時開始RA治療的二線方案，因為GC沖擊治療所誘導的緩解期通常只持續6周[7]。

因此，對于GC在RA中的使用，低、中劑量常用于早期RA的治療，且建議RA患者使用關節內注射GC，以減少全身不良反應[8]。高劑量服用時，應盡量遵循劑量遞減原則，最好是與DMARDs聯合使用，可快速改善臨床癥狀和功能狀況，同時嚴密監測其不良反應[9]。

2.2GC的優化應用及新劑型基于現階段研究，為了更加合理使用GC，在保持甚至加強抗炎效果的基礎上減少不良反應，傳統GC的優化應用和新劑型的發展由此誕生[10]。潑尼松緩釋片因傳統GC被膠囊包裹而有4 h釋放延遲，因此在睡前服用能降低夜晚致炎因子濃度的升高，以緩解患者清晨的臨床癥狀。GC脂質體因能明顯提高藥代動力學和藥效學參數，且伴有較少不良反應，有著良好的發展前景。脂質體能增加GC在體內作用時間，并在炎癥部位直接聚集，產生了極高的局部濃度，減少了對其他非靶器官或非靶組織的傷害，從而減少不良反應。

3 GC抗RA的作用機制

GC廣泛地應用于RA中，用于治療時能產生強有力的抗炎效果和免疫調節作用，同時減少循環系統中單核-巨噬細胞的數量，致炎因子和前列腺素的合成，Fc受體的表達等[11-12]。與此同時，GC能防止炎癥細胞的滲出，減少破骨細胞的生成，減少關節軟骨的破壞。在抗炎過程中，GC對免疫細胞、體液因子、成骨細胞、軟骨細胞的作用是其產生強大治療作用的主要因素。盡管臨床上使用GC已有60年，對于內外源性GC潛在機制仍需要進一步探索，對于內外源性GC在RA中的作用機制及它們在炎癥中所扮演的角色，仍然知之甚少。

3.1內源性GC對RA發生發展的影響

3.1.1內源性GC GC分為內源性GC和外源性GC。內源性GC指在生理狀態下，由腎上腺皮質分泌的一類甾體激素，包括可的松、氫化可的松等。外源性GC指常用于治療RA的GC，如地塞米松、甲潑尼龍等。

治療劑量的外源性GC常表現為免疫抑制作用，而內源性GC卻又有細微的差別，受濃度、細胞內外環境等影響，常表現為允許作用、抑制作用或者刺激作用，從而調節炎癥或免疫反應。在下丘腦-垂體-腎上腺軸的反饋調節中，11β羥基類固醇脫氫酶(11β-hydroxysteroid dehydrogenase，11β-HSD)在細胞中的表達能改變循環中GC的含量。11β-HSD分為1型和2型，其中11β-HSD1能促進可的松轉化為活性可的松，11β-HSD2則促進活性可的松轉化為可的松。在人體內臟中，11β-HSD1每天產生總量30%～40%氫化可的松，而11β-HSD2則在腎臟中滅活相同比例的氫化可的松[13]。有些學者認為，11β-HSD1是一種低親和力的11β脫氫酶，但在載鼠11β-HSD1 cDNA的兩棲動物細胞中顯示，11β-HSD1在大多數細胞中以11β還原酶為主導，增強GC的作用。而11β-HSD2則通過分布廣泛的配體，調節細胞內受體的激活。

氫化可的松由細胞內的11β-HSD1催化產生，理論上，11β-HSD1抑制劑可反轉氫化可的松的抗炎作用。但研究發現，因11β-HSD1在炎癥早期被誘導，口服11β-HSD1抑制劑可降低GC的合成，所以，11β-HSD1抑制劑雖可用于治療代謝性疾病，但同時可能促發炎癥反應。且在慢性炎癥中，11β-HSD活性的自我平衡可能被改變，導致在巨噬細胞中GC活性下降，更有甚者，導致局部對GC的抵抗，而GC恰恰是11β-HSD的底物。對于11β-HSD1抑制劑的臨床應用，仍需要進一步的研究。

3.1.2內源性GC抗RA機制 在RA患者中，11β-HSD1的數量上調且活性增加，提示內源性GC可能與RA的發生、發展有關。在體內，11β-HSD1的表達由TNF-α，IL-1和GC協同調節。在RA患者中，TNF-α拮抗劑可阻斷TNF-α的促炎作用，且能明顯降低11β-HSD1的活性，并明顯升高GC滅活酶的活性，提示在RA中，內源性GC可調節炎癥的發生發展。進一步，在滑膜炎病情得到緩解的患者中，全身11β-HSD1的活性明顯低于RA患者或其他類型關節炎的患者,也提示著內源性GC在RA的發生、發展中扮演著重要的角色。

雖然內源性GC在RA中發揮的作用尚未明確，但Tu等[14]研究發現，在抗體誘導的關節炎(collagen antibody-induced arthritis, CAIA)中，特異性敲除成骨細胞中11β-HSD2能明顯緩解小鼠的關節炎癥。在CAIA小鼠中，基因敲除組小鼠(tg組)關節的臨床評分、腫脹度明顯優于野生型組小鼠(WT組)。在WT組觀察到明顯滑膜增生、軟骨減少及骨質破壞，但在tg組以上指征得到緩解。此外，接受高劑量抗體(8 mg)誘導關節炎比低劑量抗體(3 mg)誘導的關節炎發生、發展更加迅速。證明了破壞成骨細胞和骨細胞中內源性GC信號通路能明顯且長時間緩解免疫介導的關節炎，同時也提示，充足劑量抗體是GC在抗炎過程中發揮明顯作用的重要條件。

Buttgereit等[15]研究發現，采用K/BxN血清誘導的關節炎(serum transfer-induced arthritis, STIA)模型中，特異性敲除成骨細胞和骨細胞中GC信號通路的關鍵分子，能夠明顯緩解小鼠的關節炎。與K/BxN血清誘導組相比，基因敲除組小鼠(tg組)踝關節大小、臨床評分、炎癥活動、軟骨損傷、軟組織水腫各方面都有明顯好轉，而野生型組小鼠在以上方面均無明顯變化。證明了特異性地破壞成骨細胞中內源性GC信號通路能有效緩解處于亞急性期免疫介導的關節炎。眾所周知，在關節炎治療中，GC的療效為劑量依賴性。在生理劑量下(即內源性GC)，起允許作用甚至是刺激作用；而在給藥濃度下，卻起免疫抑制作用。因此，在血清誘導組中，內源性GC可能達到了足夠高的濃度，發生免疫刺激作用，而在GC信號通道被破壞的小鼠中，由于GC信號傳遞受阻，關節炎嚴重程度得以改善。

但Spies等[16]進一步研究證明，破壞成骨細胞中GC信號通路對抗原誘導的關節炎無明顯作用。研究結果表明，注射甲基化牛血清白蛋白(mBSA)，特異性破壞GC信號通路組(tg組)和野生型組小鼠(WT組)均見明顯的膝關節腫脹。tg組與WT組在注射1 d后腫脹均逐漸減輕，且兩組小鼠的膝關節腫脹度、炎癥程度、軟骨損傷、軟組織炎癥、骨質破壞、滑膜炎、關節腔滲出物等無明顯差異。以上結果證明了破壞成骨細胞中GC信號通路對抗原誘導的關節炎無明顯作用，成骨細胞不能通過GC依賴性信號通路調節T細胞介導的炎癥反應。

盡管如此，在軟骨細胞中，Tu等[17]發現，軟骨細胞通過內源性GC信號通路能明顯緩解關節炎癥和損傷。在軟骨細胞中特異性敲除GC受體組小鼠(chGRKO組)和野生型組小鼠(WT組)中，在臨床評分、關節腫脹度、炎癥增生、滑膜增生、軟骨破壞等方面，chGRKO組均更加嚴重。以上結果證明，在軟骨細胞中，內源性GC信號通路在關節炎癥中起抗炎和抑制軟骨破壞的作用。先前的研究說明了以下幾個方面：在STIA模型中，特異性敲除成骨細胞GC信號通路有利于緩解關節炎癥，但在軟骨細胞中則表現為截然相反的作用。在AIA模型中，敲除成骨細胞中GC信號通路對關節炎無影響，而在軟骨細胞中，GC信號通路則起調節炎癥的作用。

從以上研究可知，使用抗體誘導關節炎，即使缺乏淋巴細胞，也能成功誘導關節炎。而用抗原誘導關節炎，需通過T細胞激發適應性免疫反應，所以在T細胞缺乏的情況下無法誘發關節炎。且在CAIA模型和K/BxN血清誘導關節炎模型中，特異性破壞成骨細胞和骨細胞中內源性GC信號通路能有效緩解炎癥和關節損傷，但在抗原誘導的關節炎中觀察不到此現象，證明了成骨細胞能通過GC依賴性信號通路調節固有免疫介導的炎癥反應，而非適應性免疫介導的炎癥反應。這些研究均揭示了內源性GC信號通路的重要性，在未來治療RA的方法中，成骨細胞及軟骨細胞中的內源性GC信號通路均可能成為重要的治療靶點。

3.2外源性GC對RA發生發展的影響

3.2.1外源性GC 在多種細胞中，GC能干預許多致炎介質的生物合成[18]。GC主要通過抑制花生四烯酸(arachidonic acid，AA)通路的生物合成，產生快速的抗炎作用。GC使細胞膜上脂代謝改變，阻止游離AA的釋放，如磷脂酰膽堿(phosphocholine, PC)、磷脂酰乙醇胺(phosphoethanolamine, PE)、磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol, PI)等，抑制轉錄后環氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)的合成，進一步阻止下游前列腺素合成，從而產生快速抗炎作用[19]。對前列腺素合成的抑制，被認為是GC抗炎機制的一部分，COX則是非甾體類和GC類藥物共同靶點。

合成性GC(即外源性GC)能下調炎癥因子的表達，表現出強有力的抗炎作用，且內源性GC與合成性GC并無實質性區別，其作用都是通過相同的受體——糖皮質激素受體(glucocorticoid receptor, GR)產生。在大多情況下，GC與GR結合，誘導由GR介導的細胞分化和凋亡，同時降低細胞因子、磷脂酶和環氧合酶的表達。

3.2.2外源性GC抗RA機制 外源性GC可以緩解許多危重疾病，其中包括RA。通過強有力的抗炎效果和免疫調節作用，外源性GC能有效減少RA癥狀和減緩結構性損傷。不僅如此，GC還能通過膜聯蛋白A1和類固醇皮質結合蛋白兩方面，影響RA的發生、發展。

3.2.2.1膜聯蛋白A1 一直以來，由GC誘導產生的膜聯蛋白A1被認為是GC介導抗炎反應中一個至關重要的分子。除了能重現許多GC的抗炎效果，越來越多的證據表明，膜聯蛋白A1在T細胞功能的調節和有關RA的適應性免疫反應中占有一席之地。Yang等[20]證明，用K/B×N血清和抗體分別在小鼠體內誘導關節炎，內源性膜聯蛋白A1的缺失會使小鼠對GC的反應性下降。在炎癥性滑膜組織中，由于膜聯蛋白A1缺失，破壞了GC依賴性細胞因子和趨化因子表達的抑制，說明在關節炎中，膜聯蛋白A1對GC的治療作用來說必不可少。膜聯蛋白A1對關節炎有著明確的抑制效果，提高內源性膜聯蛋白A1的合成能增強外源性GC的效果，促進類固醇類藥物的合理使用。

3.2.2.2類固醇皮質蛋白分離率 類固醇皮質結合蛋白(corticosteroid-binding globulin，CBG)是一種轉運皮質醇的蛋白。在炎癥區域，CBG由高親和力CBG轉變為低親和力CBG，以釋放生物活性的抗炎皮質醇。Nenke等[21]研究表明，RA患者的CBG分離率較低,且CBG分離率越低，RA疾病活動度越大，而較高CBG分離率的患者RA緩解率越高。證明了不能適時解離CBG以釋放游離類固醇會增加疾病的活動度，以CBG為中介的類固醇轉移功能的損傷可能有利于RA中慢性炎癥的維持。但尚不能確定CBG分離率的降低是發生于RA起病之前，還是發病之后。

綜上可知，外源性GC不僅可通過AA信號通路產生抗炎作用，在RA中，還可以通過提高膜聯蛋白A1含量和類固醇皮質蛋白分離率，增強外源性GC作用，緩解RA病情，但是其完整機制尚未得到充分研究。本課題組在未來的研究中將深入探索外源性GC作用機制，加快新藥的研究進展，以進一步促進GC的合理使用。

4 基于GC的抗RA新藥研究

GC長期或大劑量使用,會導致許多不良反應的發生。基于GC抗RA機制的研究，為了更加安全、有效地使用GC，GR部分激動劑、選擇性GR調節劑、對傳統GC進行翻譯后修飾藥物由此誕生。

4.1PF-04171327糖皮質激素受體部分激動劑(dissociated agonists of the glucocorticoid receptor, DAGRs)能顯示出與GR完全激動劑相似的抗炎效果，且有較高的耐受性。其中，PF-04171327(Fosdagrocorat)是一種能保留GC抗炎作用，同時能減少GC不良反應的DAGRs[22]。PF-04171327兼有潑尼松龍和GR拮抗劑RU-486中重要的結構成分，從而能與類固醇骨架結合，發揮GR部分激動劑抑制炎癥因子的作用和完全拮抗劑在細胞中的作用。Stock等[23]研究證明，相比于使用5 mg潑尼松龍，PF-04171327在改善RA癥狀和體征方面顯示優越且快速的療效。在細胞實驗和RA模型的小鼠實驗中，相比GR完全激動劑，PF-04171327表現出了極強的抗炎效果和較少的不良反應。P1N1和骨鈣素(osteocalcin, OC)是骨質合成標志物和衡量骨健康的良好指標。Shoji等[24]研究顯示，10、15 mg PF-04171327能顯示出與5 mg潑尼松龍相似，甚至更強的治療效果，而從P1N1和OC上看，兩者對骨組織的影響無明顯差異。再者，PF-04171327在治療2周后并不引起對類固醇類長久抑制作用，但在更長期治療中，仍需檢測下丘腦-垂體-腎上腺軸的功能，對長期使用PF-04171327的安全性和療效仍需更多的研究評價。

4.2CompoundA選擇性糖皮質受體調節劑(selective glucocorticoid receptor modulator, SEGRM)能選擇性激活轉錄，表現出更好的獲益風險比。作為SEGRM中一員，Compound A(Cpd A)能適當緩解RA的疾病活動度和炎癥程度。雖然地塞米松(dexamethasone, DEX)抗炎效果更優越，但在骨代謝方面，Cpd A表現出極大優勢。在GC誘導骨合成抑制的小鼠模型中，DEX治療組P1N1明顯減少，而Cpd A組無明顯變化。Rauner等[25]報道，在GC誘導骨質丟失的小鼠模型中，Cpd A組能保持骨礦物質密度不變，而潑尼松龍組下降24%,說明Cpd A對成骨細胞功能無抑制作用，不會干預骨的形成和吸收,Cpd A在骨代謝方面有較優越的效果。但對Cpd A的現狀，筆者認為，由于Cpd A治療范圍狹窄，臨床試驗范圍有限，Cpd A作為分子工具以分離GC作用效果的可能性比作為關節炎治療藥物的可能性更大。

4.3NCX-1015對傳統GC進行翻譯后修飾是另一種提高療效和減少不良反應的方法。一氧化氮(nitric oxide, NO)通過脂肪族或芳香族分子與GC連接，緩慢從GC中釋放，能加強GC的抗炎作用。在患有關節炎的小鼠模型中，Strehl等[10]發現，增加NO基團的潑尼松龍衍生物NCX-1015表現出比傳統潑尼松龍強10倍的抗炎作用，且不會引起由于破骨細胞活性增加而導致的骨質減少或骨質疏松，而骨質疏松正是GC最令人擔心的不良反應之一。在進一步研究中發現， NCX-1015能使細胞內GR發生一種特殊的硝化反應，所以能快速地激活GR。但筆者認為，此類藥物只有在動物體內的少量研究數據，仍需要進一步探索其臨床應用。

5 展望

GC作為RA治療中必不可少的藥物，其治療作用強大且不可替代，但GC伴隨的不良反應也令人不安，其治療機制及合理使用得到了極大的關注。通過對內源性及外源性GC作用機制的探索，發現內源性GC信號通路、膜聯蛋白A1及類固醇皮質結合蛋白在RA中的重要作用，可能成為未來RA治療的重要靶點，雖由于種種原因，仍未徹底研究清楚。為進一步改善GC在RA中的應用，本課題組未來的研究將會進一步探索其作用機制，以發揮GC最大抗炎作用的同時，盡可能降低其不良反應，促進GC的合理使用。與此同時，DAGRs、SEGRM、NCX-1015等，均是基于糖皮質激素的抗RA新藥，富有廣泛的治療前景，應該加快這類新藥的作用機制研究，從而改善其治療效果，利于患者擁有更多的用藥選擇。