趨化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11與類風濕關節炎的研究進展

陸秀娟 鄭俊慧 石宇紅

【關鍵詞】 類風濕關節炎;趨化因子;CXCL9;CXCL10;CXCL11;研究進展;綜述

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是最常見的炎性關節病，主要累及手、足小關節，亦可累及大關節，常可導致骨破壞及骨侵蝕，甚至可引起關節畸形、功能喪失。其發病機制復雜，由于存在異常的自身免疫反應，常常可以引起多種關節外表現，累及全身各系統，出現肺間質病變、血管炎和漿膜炎等，危害極大。有研究發現，RA發病可能與趨化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11有關。本文就近年來有關CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體與RA的作用做一綜述。

1 趨化因子

趨化因子家族是由超過50個趨化因子的配體和受體組成的一種小分泌蛋白[1]，分子量為8～12 kDa，通常根據其氨基酸的半胱氨酸殘基的排列方式把趨化因子分為CXC（α）、CC（β）、CX3C（δ）、C（γ）亞家族。除了C亞家族[2]外，其余亞家族均有2個半胱氨酸殘基，C亞家族只有1個[3]。趨化因子需要與相應的受體結合發揮作用。典型的趨化因子受體是具有7個跨膜結構域的蛋白，包括CXC亞家族受體（CXCR）、CC亞家族受體（CCR）、CX3C亞家族受體（CX3CR）、C亞家族受體（XCR），可以通過與G蛋白偶聯從而調節免疫細胞遷移。而不典型的趨化因子受體（ACKRs）雖然也具有7個跨膜結構域，但不能與G蛋白偶聯，也不能誘導細胞遷移[4-5]。趨化因子通過招募和聚集細胞到達損傷或炎癥部位起作用[6]，在免疫和炎癥調節中起作用[5]。這種功能使趨化因子在多種疾病中均有作用。有研究指出，趨化因子在動脈粥樣硬化、代謝性疾病、RA等慢性和自身免疫性疾病中都有一定的作用[7]。

2 CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體CXCR3

2.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11 CXCL9、CXCL10、CXCL11屬于趨化因子CXC亞家族、非ELR組的一員，CXCR3是其共同的受體。CXCL9即γ干擾素誘導的趨化因子，CXC10即干擾素誘導的蛋白10，CXCL11即干擾素誘導的T細胞α趨化因子，它們的基因均位于人類4號染色體上，CXCL9在CXCL10和CXCL11附近[8]。CXCL9、CXCL10、CXCL11主要由單核細胞、內皮細胞、成纖維細胞和腫瘤細胞分泌，依賴γ干擾素，通過白細胞介素-12（IL-12）細胞因子家族介導[9]，通過腫瘤壞死因子-α（TNF-α）協同增強[10-11]。分泌后通過與趨化因子受體CXCR3結合從而發揮作用。有研究證明，活化的Th1細胞促進CXCL9、CXCL10、CXCL11的表達[12]，而已有大量文獻證明，Th1細胞在RA發病中起重要作用。由此推測，CXCL9、CXCL10、CXCL11的表達可能也參與了RA的發病過程。

2.2 受體CXCR3 CXCR3是配體CXCL9、CXCL10、CXCL11的共同受體。有研究指出，人CXCR3受體不僅包括CXCR3A，還描述了CXCR3A受體的另外2個剪切突變體，分別稱為CXCR3-B和CXCR3-alt[13]。CXCR3-B除了結合CXCL9、CXCL10、CXCL11外，還可以結合CXCL4，但是CXCR3-alt僅能與CXCL11結合。CXCR3受體可以在B細胞、活化的T細胞、自然殺傷細胞等多種細胞表面表達[14]，但主要由活化的T細胞產生[15-16]，幼稚的T細胞一般不表達CXCR3。在關節炎中，CXCR3主要在關節滑液的T細胞中表達[17]。一項針對兒童幼年特發性關節炎的研究發現，外周血T細胞可以低水平表達CXCR3，但在關節滑液中，T細胞表達CXCR3的水平更高[18]。PATEL等[19]通過免疫組化技術發現，募集到滑膜的T細胞可以高水平地表達CXCR3，通過流式細胞術發現，大部分（84%～98%）RA滑膜T細胞可以表達CXCR3。被表達的CXCR3與CXCL9、CXCL10、CXCL11結合，反過來可以促進T細胞聚集到滑膜，從而加重滑膜炎的發展。

3 CXCL9、CXCL10、CXCL11與RA

目前，RA的具體發病機制尚不明確，可能與自身免疫功能紊亂、親代遺傳、各種感染、吸煙等因素有關。早有研究指出，T細胞向滑膜浸潤是RA發病的重要組成部分[19-20]。CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體CXCR3均可在滑膜液中表達，并介導T細胞、單核細胞、中性粒細胞等免疫細胞向滑膜聚集[21]。該作用一方面可以輔助B細胞產生致病性抗體，另一方面可以產生IL-17、IL-6、TNF等促炎因子，從而導致滑膜炎癥及骨破壞。并且，被CXCL9、CXCL10、CXCL11與CXCR3結合后，反過來可以促進T細胞聚集到滑膜，從而加重滑膜炎的發展。因此，研究CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體CXCR3在RA中的作用，有助于更好地認識RA，可能為RA的診斷、治療提供新的方法。

3.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11在RA中的作用

3.1.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11介導滑膜炎 CXCL9、CXCL10、CXCL11存在于RA的滑膜液和滑膜組織中，并介導滑膜炎癥[22]。在膠原誘導性關節炎（CIA）小鼠模型中發現，關節滑膜液可以表達CXCL10，且向CIA小鼠模型腹腔內注射抗CXCL10抗體后，小鼠的滑膜炎可以得到改善。RUSCHPLER等[23]通過DNA寡核苷酸微陣列分析骨關節炎與RA滑膜組織中的基因表達差異，結果顯示，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體CXCR3在RA的滑液組織中高度表達，在RA發病中具有重要作用。其參與RA發病機制的可能是CXCL9、CXCL10、CXCL11與CXCR3結合后，會介導RA中Th1細胞向滑膜液發生遷移[21]，而RA滑膜的特征是大量Th1細胞浸潤[19-20]。同時，也可以使單核細胞選擇性地積聚到滑膜中，導致滑膜炎的發生和發展[24]。此外，機體在損傷因素的刺激下，可以趨化CXCL9因子，使效應T淋巴細胞發生大量定向遷移，參與RA的發展[9]。

TSUBAKI等[22]則認為，在RA早期階段，CXCL9、CXCL10通過CXCR3將新生成的漿細胞或其直接前體細胞從循環系統吸引到滑膜中。韓葉光等[25]通過ELISA法分別檢測108例老年RA患者CXCL9、CXCL10水平，結果發現，RA患者該因子水平明顯高于健康對照組，高活動組的水平明顯高于低活動組，提示CXCL9、CXCL10水平升高有可能會導致疾病活動，從而促進疾病發展，加重關節滑膜的炎癥。總之，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體在介導滑膜炎中具有重要作用，可能通過聚集炎癥細胞到關節滑膜中，從而加重RA進展，抑制CXCL9、CXCL10、CXCL11，可能抑制炎癥，改善RA病情。

3.1.2 CXCL9、CXCL10、CXCL11介導骨破壞 RA以關節炎病變為主，最終可導致關節受到破壞。RANKL在成骨細胞表達，可激活破骨細胞，參與破骨細胞的分化，是導致骨破壞的重要因子。RANKL可以促進原始破骨細胞中CXCL10的表達。而在RA中，CXCL10反過來通過CXCR3介導CD4+ T細胞表達RANKL[26-27]。這種相互作用可能是骨侵蝕和骨破壞的重要因素。KWAK等[27]同樣證明了RANKL可以促進原始破骨細胞中CXCL10的表達，而CXCL10反過來可以介導滑膜T細胞中RANKL的表達。此外，通過RA的CIA小鼠模型發現，如果給予小鼠抗CXCL10抗體可顯著降低小鼠的爪腫脹[27]。并且，通過微焦點計算機斷層掃描分析表明，注射抗CXCL10抗體的小鼠骨侵蝕比注射IgG的對照小鼠少，表明阻止CXCL10的作用可以減緩RA骨侵蝕[27]。該研究還通過向另一組小鼠分別注射抗CXCL10逆轉錄病毒（pMXIP-10-IRES-EGFP）和pMX-IRES-EGFP逆轉錄病毒作為對照，將這兩種逆轉錄病毒分別注入每只小鼠的脛骨干骺端，結果發現，注射CXCL10逆轉錄病毒的小鼠骨侵蝕大大增加[27]。

以上實驗均說明CXCL10可以介導RA骨侵蝕，阻斷其作用可以減少骨侵蝕;但目前大部分仍局限于動物研究，臨床研究較少，且僅限于研究CXCL10。而對于CXCR3的另外兩個配體CXCL9、CXCL11是否能介導骨侵蝕，目前尚缺乏相關的動物和臨床研究，仍需進一步探索。

3.2 CXCL9、CXCL10、CXCL11成為RA標志物的可能 CXCL10與RA的DAS28評分等多種疾病活動度指標相關，可能成為RA患者早期的生物標志物[28]。KUAN等[29]通過人趨化因子細胞計數微珠陣列（CBA）試劑盒I分別測定RA基線和治療12周后CXCL9和CXCL10的血清濃度，結果發現，在基線水平的RA患者這兩種因子水平明顯高于健康對照組，經過12周治療后，CXCL9、CXCL10水平在治療有反應組明顯下降，從而提示趨化因子CXCL9、CXCL10可能作為RA患者疾病活動的敏感指標。此外，CXCL9、CXCL0不僅能作為疾病活動度的生物標志物，還有助于判斷藥物療效。經TNF抑制劑治療后有反應的RA患者其CXCL10基礎水平更高，可以預測TNF抑制劑治療RA的效果[30]。據此，可以根據這類治療中CXCL10水平預測其療效。并且，有研究發現，CXCL9、CXCL10的升高早于RA癥狀出現至少3年[31]，這種作用可能使CXCL10成為早期篩查RA的重要指標。但目前關于CXCL11成為RA標志物尚需大量研究。CXCL9、CXCL10、CXCL11可能成為RA的早期標志物，在RA早期診斷及治療中有一定作用。

3.3 CXCL9、CXCL10、CXCL11在RA治療的前景 拮抗CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體可能對RA的治療有一定意義。研究發現，臨床常用于RA的JAK-2抑制劑托法替尼在用藥28 d后可以顯著降低血清CXCL10水平[32]。托法替尼在抑制JAK-2的同時，可能也降低了CXCL10水平，若能直接抑制CXCL9、CXCL10、CXCL11對RA的作用，是否能直接用于治療RA？已經證實，在動物模型中，CXCL10缺乏的RA造模小鼠關節炎可以得到改善，骨侵蝕減少[33]。盡管目前關于這些趨化因子拮抗劑的研究大部分限于動物模型，但在人體試驗中也已經有研究[34]。人抗CXCL10單克隆抗體MDX-1100，在對甲氨蝶呤無效的RA患者中具有較好的臨床療效，可以成為一項較好的治療策略。但該實驗中MDX-1100只是與CXCL10有較高的親和力，而并沒有證明與CXCL9 、CXCL11有親和力，目前尚無CXCL9、CXCL11拮抗劑治療RA的相關研究。

CXCR3拮抗劑亦可以抑制T細胞向關節的聚集，從而改善關節炎[35]，減少關節損害[33]。LARAGIONE等[36]發現，CXCR3小分子抑制劑AMG487可顯著降低Pristine誘導的關節炎大鼠和RA患者的成纖維樣滑膜細胞（FLS）和活性基質金屬蛋白酶-1（MMP-1）的產生。而MMP-1是一種涉及軟骨和骨侵蝕變化的膠原酶，早已證明與RA關節破壞有關[37]。同時，該研究還發現，AMG-487阻斷CXCL10-CXCR3相互作用還可以干擾肌動蛋白的細胞骨架重組，并抑制片狀脂膜的極化形成，這是細胞遷移和侵襲所必需的。這可能與AMG487使FLS中阻斷鈣內流減少有關。

另外，CXCR3的另一拮抗劑JN-2的使用可以改善膠原誘導的動物模型關節炎的進展。其作用機制是JN-2通過抑制CXCR3介導的細胞遷移和促炎性細胞因子表達減少炎癥，從而改善關節炎的進展[35]。CXCR3拮抗劑未來可能作為治療RA的重要手段。

4 小結及展望

CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體在RA發病中具有重要作用，主要通過聚集T細胞、單核細胞等炎癥細胞到達關節滑膜發揮作用。近年來，越來越多關于抑制其在RA的表達從而緩解疾病進展的研究，為RA治療提供新的思路;然而，目前大多數有關此類研究仍局限于動物模型實驗。隨著越來越多研究的開展，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受體與RA的作用將會更明確，將有可能成為RA早期診斷的指標及治療靶點，為RA提供一種全新的診斷及治療手段。

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收稿日期：2021-09-05;修回日期：2021-10-02