腫瘤壞死因子α在自身免疫性疾病中的表達和臨床應用前景

褚夢瑤，路月亭(綜述)，劉鐵軍，劉 健(審校)

(河北醫科大學第四醫院口腔醫學科，河北 石家莊 050011)

自身免疫性疾病是一種病因不明的慢性炎癥性疾病，近年越來越多的報道表明腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的過度表達在自身免疫性疾病發病機制中起著重要作用。常見的自身免疫疾病包括類風濕性關節炎(rhcumatoid arthitis,RA)、強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)、銀屑病、系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、復發性口腔潰瘍(recurrent oral ulcer，ROU)等。現就TNF-α在這幾種常見自身免疫性疾病中的表達及TNF-α抑制劑的臨床應用進行綜述，以便為自身免疫性疾病的治療提供更好的理論依據和方向。

1 TNF-α生物學特性及臨床意義

TNF包括TNF-α和TNF-β，均是“TNF超家族成員”，其中TNF-α的生物活性占TNF總活性的一半以上，故目前所說的TNF多是指TNF-α。TNF-α前體是由 233 個氨基酸構成，包含由76 個氨基酸殘基組成的信號肽，在 TNF轉化酶的作用下切除信號肽，形成具有 157 個氨基酸殘基的成熟型 TNF-α。它以二聚體、三聚體或五聚體的形式存在于溶液中，成熟型TNF-α的活性形式為三聚體結構，其相對分子質量為17 000，由 4個外顯子和 3 個內含子所構成。體內的多種細胞均具有產生和釋放TNF-α的能力，如平滑肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞、表皮細胞、角質細胞、星形細胞和成骨細胞等，雖然TNF-α來源非常廣泛，但是它主要由活化的巨噬細胞和T淋巴細胞產生[1]。

TNF-α是通過與細胞膜上的相應受體TNFR結合而發揮其多種生物學功能的，TNFR包括TNFR1和TNFR2兩種受體。其中TNFR1被廣泛表達,而TNFR2主要由免疫細胞和內皮細胞表達。TNFR1細胞質尾部存在關鍵的死亡結構域，而TNFR2受體無此區域。這兩種受體均可以激活炎癥信號，但是這兩類受體存在于不同細胞表面的相對密度具有較大差異,使得TNF對各種細胞的作用不同,由此表現出功能的多樣性。TNF-α不僅具有強大的抗腫瘤作用,也是機體重要的促炎因子之一。正常情況下機體中TNF-α的表達水平是很低的，然而當其濃度病理性升高時過量的TNF-α則會破壞機體免疫平衡，促進炎癥的發生，造成組織器官的病理性損傷[2]。可以說TNF-α作為體內重要的細胞因子之一，對維持機體平衡、抵御各種致病因子不可缺少。國內外大量文獻報道TNF-α在多種免疫性疾病中的表達水平異常升高。有學者報道該因子與銀屑病、強直性脊柱炎、類風濕性關節炎等免疫性疾病有關[1]。因此，針對 TNF-α 的不同生物學功能進行深入研究具有理論和現實意義。

2 TNF-α在自身免疫疾病中的表達

2.1TNF-α在RA中的表達 RA是一種常見的炎癥性自身免疫性疾病，主要特征是小關節和大關節的滑膜炎癥，如果不進行治療，可能造成軟骨和骨骼的破壞而導致明顯的殘疾，嚴重影響患者的生活質量[3]。其病因復雜，現認為主要原因是免疫、遺傳、環境等多重因素作用下的結果。其中TNF-α是目前研究較多且與RA關系明確的細胞因子之一。Tao等[4]報道RA患者血清中TNF-α含量明顯高于對照組；隨后他們建立大鼠RA模型，通過測量大鼠兩后肢的足爪厚度(腫脹程度)評估不同劑量TNF-α對RA的影響，發現在RA大鼠模型中，后肢足爪厚度隨著TNF-α濃度的增加而增加。在另一項有趣實驗中，Okazaki等[5]將關節炎易感小鼠與TNF-α基因缺陷小鼠雜交，結果發現RA的發展在后代雜交小鼠中被完全抑制。Zheng等[6]認為TNF-α通過單核細胞產生白細胞介素6和白細胞介素1促進Th-17細胞的分化，從而在該疾病中發揮作用 。這些研究結果均提示，TNF-α在RA發病機制中具有重要作用，可以成為指導臨床用藥的新指標，是值得進一步深入研究的。

2.2TNF-α在AS中的表達 AS作為一種慢性進行性自身免疫性疾病，在不同程度上影響軸向骨骼以及外周關節和非關節結構。其特征在于骶髂關節和脊柱椎骨角處新骨的形成，以及骨脫礦。新骨的形成導致骨贅的生成最終發生強直性壞死。該病使大多數患者功能受限，影響其日常生活。有研究數據表明TNF-α不僅參與了該疾病的炎癥發展過程，而且與骨贅的生成有一定的相關性。Gonzalez-Lopez等[7]在實驗中證明AS患者血清中TNF-α水平異常升高，并且發現TNF-α濃度越高，脊柱活動越受限，這可能是因為在該疾病的發展過程中隨著TNF-α濃度的升高而誘導滑膜成纖維細胞分化為成骨細胞，最終形成新的骨贅，從而導致脊柱活動受限。Liu等[8]除了證明AS患者血清中TNF-α表達水平異常升高外，還發現在培養的正常滑膜成纖維細胞中加入TNF-α和VEGF后兩因子均可引起骨鈣素分泌水平顯著提高，那么TNF-α是否真的可以誘導滑膜成纖維細胞分化為成骨細胞，從而導致新骨的形成呢？這還有待進一步深入研究去證實。

2.3TNF-α在銀屑病中的表達 銀屑病是一種慢性的、消長的、炎癥性皮膚疾病。影響2%～3%的成年人群及0.5～1%的兒童。它最常見的形式表現為紅色鱗狀斑塊，表面附有鱗屑，可能覆蓋患者身體的大部分區域。關于該病的發病機制與其他自身免疫性疾病一樣仍不明確，有學者報道可能是表皮細胞與免疫細胞的相互作用[9]，從而導致細胞因子、趨化因子和生長因子產生，如TNF-α、白細胞介素17、白細胞介素13等，這些因子使角化細胞過度增殖，血管生成，引起皮膚炎癥。Vinter等[10]在實驗研究中，將TNF-α、MK2基因敲除及野生小鼠分成3組，使用Aldora誘導小鼠產生類似銀屑病樣皮膚炎癥，結果發現TNF-α基因敲除組小鼠炎癥水平明顯降低。表明TNF-α在銀屑病發病機制中具有重要作用，同時在未來研究中可以使用該模型表達TNF-α在銀屑病中的作用，以便為今后的實驗研究提供更多的方法。

2.4TNF-α在SLE中的表達 SLE患者具有多種臨床表現，可以導致輕度甚至危及生命的多器官受累。Ahmed等[11]的一項橫斷面研究發現SLE最常見的臨床表現為關節疼痛，同時常伴有疲勞、發熱、體重減輕等癥狀。此外，還會出現神經系統、血液系統異常及腎臟損傷等并發癥。SLE患者中80%以上均有關節炎的表現,但是一般均是輕度非糜爛性的[12]。

該病的發病機制仍是世界性難題，da Silva等[13]報道在SLE患者血清中TNF-α水平明顯高于正常人。這與Cigni等[14]的報道結果一致。而且有研究表明SLE患者血清中活動期TNF-α水平高于非活動期。從這些數據中可以認識到TNF-α的表達水平在SLE患者中是異常升高的，并且不同時期濃度不同，這便可以輔助指導在臨床上判斷患者是處于什么時期從而指導臨床用藥。然而，目前對于SLE的研究仍然缺乏大量臨床試驗，但是隨著未來科學技術的進步，對于該疾病的探索會更加科學和更加深入，從而使患者獲利，解除其痛苦。

2.5TNF-α在ROU中的表達 ROU也稱為復發性阿弗他口炎，它是一種口腔黏膜最常見的自身免疫性疾病。調查發現大約20%的人群患有該病。ROU具有周期性、復發性、自限性和潰瘍灼痛明顯的特征，好發于唇、頰、舌，以及口底、軟腭等角化較差黏膜處，偶爾病變也可能發生在腭部或牙齦角化較強的黏膜處[15]。患者一般表現為反復發作的圓形或橢圓形潰瘍，潰瘍表面覆蓋黃色假膜，周圍帶有紅暈，中央凹陷，疼痛明顯，即為典型的“黃、紅、凹、痛”的臨床特征。它主要有3種表現形式：輕微型(<10 mm)、重型(≥10 mm)和皰疹型口瘡性潰瘍。ROU在女性患者發病率高于男性患者。目前該病的發病機制尚未明確，但多種因素參與了該病的發病過程，如遺傳易感性、食物過敏、維生素或微量元素缺乏、全身性疾病、病毒或細菌感染等。國內外許多研究者均報道ROU患者血清中TNF-α表達水平是異常升高的，TNF-α被認為在ROU免疫發病機制中具有重要作用，至今為止無與之相悖的結論。Chaudhuri等[16]實驗研究中通過酶聯免疫吸附測定證明ROU患者唾液中TNF-α的水平較健康組中明顯升高。這與國內張素欣等[17]的研究結果一致。而且Avci等[18]報道ROU患者血清中TNF-α水平也是異常升高的。TNF-α作為ROU發病過程的重要因素之一，分析原因如下：①TNF-α作為一種主要的炎癥介質，通過對內皮細胞的黏附作用和對中性粒細胞的趨化作用誘導炎癥的啟動過程，引起組織的溶解、水腫、破潰，形成ROU[19]；②TNF-α作為機體促炎因子之一其水平升高還可刺激其他促炎因子如白細胞介素2的釋放從而加重炎癥反應，導致潰瘍的發生[20]；③TNF-α異常升高會加速脂質過氧化并導致血清中氧化應激的增加，使細胞受到損傷而發生ROU,NF-κB是一眾所周知的促炎介質，其活化失調與慢性炎癥和自身免疫性疾病相關[21]，Mitchell等[22]報道TNF-α是可以激活NF-κB信號通路的，這說明在ROU患者中TNF-α的過度表達可能會導致該信號通路活化失調而誘發疾病；④沙利度胺作為一種TNF-α抑制劑從治療ROU的臨床效果看也同樣證實了TNF-α在ROU發病過程中的作用[23]。以上分析推測TNF-α可能是ROU發病過程中的重要因子之一，這種促炎因子水平異常升高使得炎癥抑制失敗，從而導致潰瘍的產生。

3 TNF-α在自身免疫性疾病中的應用及弊端

自身免疫性疾病的發病機制至今仍無確切定論，故治療起來也是相當的棘手。近年來發現細胞因子的失調在自身免疫性疾病中發揮了重要作用，對于該病的治療方法已經從基于癥狀的緩解轉向基于機制的策略，徹底改變了自身免疫性疾病的治療途徑，同時也提供了一種探索該病病理機制的方法。隨著研究的深入發展，越來越多新的生物制劑被研發，這些生物制劑對一些傳統治療效果不好的頑固性自身免疫性疾病取得了良好的治療效果。傳統的自身免疫疾病治療藥物包括非甾體類抗炎藥物、抗風濕類藥物等。它們雖然有一定的治療效果，但同時也會產生較多的不良反應，如腎損傷和胃腸道出血等。隨著對TNF-α在疾病發展中的認識，對自身免疫性疾病的治療發生了革命性的的變化。臨床上使用的5種TNF-α抑制劑包括英夫利昔單抗、阿達木單抗、依那西普、戈利木單抗、塞妥珠單抗，使自身免疫性疾病治療效果得到了明顯地改善[24]。英夫利昔單抗是人/鼠嵌合的單克隆抗體，該抗體是治療慢性炎癥性疾病的高效藥物[24]；依那西普它是一種融合蛋白，競爭抑制TNF-α與其細胞表面受體結合而發揮作用[25]；而阿達木單抗和戈利木單抗是完全人克隆抗體，雖然英夫利昔和依那西普最先引入疾病的治療，但是阿達木單抗被證明具有更廣泛的適應證[26]。

生物治療方面的研究和臨床試驗越來越多，TNF-α生物制劑在銀屑病、RA、AS疾病中的應用相對來說是比較廣泛的，可以明顯改善其功能，提高患者的生活質量。有學者報道AS患者經過抗TNF-α治療后，每周工作時間可以增加6.6 h，生產力提高了33%，很大程度上降低了患者的致殘率[27]。但這種藥物比較昂貴，對患者來說具有一定的經濟負擔。值得欣喜的是近來有學者報道為使更多患者獲得生物藥物的機會，引入抗TNF生物仿制藥降低了經濟成本，給更多的患者帶來了福音[28]。但是并沒有廣泛應用，其臨床應用價值還有待進一步研究證實。關于TNF-α抑制劑治療ROU的相關報道還是比較少見的，國外有學者報道對于頑固性患者使用英夫利昔治療后取得了良好的效果[29]。這與國內李改蘭等[30]的報道結果一致。然而，對于ROU的抗TNF-α的劑量或治療持續時間并沒有明確的臨床指南。雖然從理論上來講TNF-α的確是ROU發病的關鍵細胞因子之一，但是臨床實踐上它的應用還是不成熟的，而且價格昂貴給患者帶來的經濟負擔也是臨床應用的一種阻力。

雖然TNF-α抑制劑在治療自身免疫性疾病中大多是有效的，但并不是所有患者對其治療反應均相同，高達40%的患者無反應，甚至出現一定的不良反應如感染，這可能是因為不加區別地阻斷細胞因子活性，從而導致宿主抗感染能力下降所致。也正因為如此，使得其在臨床上治療SLE受到一定的限制。關于TNF-α抑制劑在SLE患者中應用的相關數據仍然很少，但是有文獻報道1例嚴重的SLE患者，經過一系列傳統治療后仍反復發作，而經過TNF-α抑制劑治療3個月后病情穩定且未復發[12]。這也許說明在某些特定的SLE 患者中，短期的TNF-α抑制劑治療是安全可靠的。總之，關于TNF-α抑制劑引起感染風險眾說紛紜，仍無確切定論。但是它引起惡性腫瘤的風險并沒有足夠的證據表明直接關聯[24]。還有一些學者認為該類藥物可能還會加重既往疾病或誘發新的自身免疫性疾病，引起嚴重心血管不良事件，或潛伏性結核感染再激活的風險增加等，但是這些風險均還有待進一步證實。

4 展 望

生物制劑的出現為治療自身免疫疾病帶來了希望的曙光，但是目前它并沒有被批準應用于ROU的臨床治療，從經濟成本和其潛在的不良反應考慮，這可能是未被廣泛應用于ROU臨床治療的最主要原因。雖然該類藥物在上述其他疾病中的應用還是比較可觀的，但是它就像一把雙刃劍，必須要學會正確使用該類藥物，了解該類藥物可能發生的并發癥，并在治療期間積極隨訪。期望通過對自身免疫性疾病更深層次的研究，在未來可以開發出更安全、更高效、更經濟的藥物以解決患者痛苦。與此同時，由于自身免疫性疾病是一種多因素性疾病，這也就說明治療方法絕對不是緊緊依賴于一種方法，未來它一定是多元化、多方向的綜合治療手段，希望為患者在疾病預防和治療方法上提供更安全、更高效、更經濟的方法，從而造福人類。