STAT4 在系統性紅斑狼瘡的研究進展

李雨潔 宋李桃 李亞妤

系統性紅斑狼瘡（SLE）是一種典型的自身免疫性結締組織疾病，以自身抗體的過度產生、免疫復合物的形成、系統性或器官特異性炎癥反應觸發廣泛的炎癥反應為特征，常累及皮膚、腎臟、關節、肺、血液和中樞神經系統，據統計，SLE 多發于育齡女性，全球患病率約（30～150）/10 萬，我國患病率約為（30.13～70.41）/10 萬，SLE 診斷后5 年、10 年、15 年、20 年的生存率分別為95%、91%、85%、78%[1-2]。其病理損害的直接原因是免疫復合物產生過多及其清除障礙從而在組織中沉積。研究表明，信號轉導和轉錄激活因子4（STAT4）的基因多態性以及其自身與淋巴細胞、白細胞介素、干擾素等因子的相互作用在SLE 的發病機制和治療中起著舉足輕重的作用。本文對STAT4 基因在SLE 的研究進展綜述如下。

1 STAT4 基因結構

STAT4與STAT1、STAT2、STAT3、STAT5A、STAT5B和STAT6 共同構成STAT 轉錄因子家族，這些基因參與先天和適應性免疫反應的許多方面的調節，涵蓋從病原體反應到細胞因子分泌。研究證明，STAT4參與SLE 的免疫調節。STAT4 位于染色體2q32.2-32.3,其布局包羅近羧基端的Src 同源布局域（SH2）和四周位置相對于牢固的酪氨酸位點，中部的脫氧核糖核酸（DNA）連系域和羧基結尾的轉錄激活區和氨基結尾的守舊區等，由2247 個連續的蛋白質編碼區組成，能夠編碼748 個氨基酸，表達于炎癥部位的單核細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞等免疫細胞內，參與SLE 的發病[3]。STAT4 與其他STAT 蛋白不同之處在于，STAT4 的構造散布較為有限，且主要存在于淋巴和髓系構造內[4]。

2 STAT4 基因多態性與SLE

Wang 等[5]對17，389 名患者和29，273 名健康受試者數據進行薈萃分析，證明在歐洲和亞洲的總體人群中，STAT4 風險等位基因rs7574865 [T]、rs10168266 [T] 與SLE 風險之間有強相關性。攜帶STAT4 風險等位基因rs7574865[T]的SLE 患者的T細胞對STAT4 蛋白的誘導作用增強，且隨著其數量的增加，SLE 患者對白介素-12（IL-12）刺激的反應更強，意味著STAT4 風險等位基因rs7574865[T]提高了SLE 的易感性[6]。Lamana 等[7]研究表明，STAT4風險等位基因rs7574865[T]的存在增強了STAT4 基因轉錄和蛋白質表達，增加了SLE 的活動性。Patel等[8]在一個由13，577 人組成的多祖先發現隊列中對STAT1-STAT4 基因座的327 個變異體進行了基因功能分析，其中包含歐洲和歐洲裔美國人、亞洲和亞洲裔美國人、非洲裔美國人和美洲印第安人，結果顯示除非洲裔美國人外，其余人種的STAT4 基因第三含子內的風險等位基因rs11889341 促進SLE 的發展進程，他們在rs11889341 周圍STAT4 內含子的DNA 中發現了一個基因型依賴的抑制元件，rs11889341 降低了這一推定阻遏物的活性，從而促進SLE 的發展。總之，STAT4 可遺傳變異與SLE 風險之間的潛在相關性。

3 STAT4 相關作用因子與SLE

與STAT4 相互關聯，共同參與SLE 發病的因子主要有淋巴細胞、白細胞介素、干擾素等。

3.1淋巴細胞 T 淋巴細胞和B 淋巴細胞是適應性免疫反應中的關鍵角色，因為它們能夠通過高度多樣的特異性受體識別外源蛋白抗原，并且能夠對它們遇到的抗原產生持久的免疫反應。SLE 患者T 細胞和B 細胞均出現耐受性破壞。

研究表明，STAT4 激活的SLE 患者體內濾泡輔助性T 細胞（Tfh）-輔助性T 細胞1（Th1）樣細胞顯著擴增，而Tfh 的失調是SLE 發病的重要環節[9]。Alfadhli 等[10]對阿拉伯SLE 患者基因表達譜分析發現，輔助性T 細胞17（Th17）通路中STAT4 差異表達，誘導Th17 的失調，Cuadrado 等[11]研究發現，STAT4的缺乏可激發調節性T 細胞（Treg）對炎癥信號作出反應。且研究證明Th17 和調節性Tregs 之間的失衡是SLE 發病的基礎[12]。由此可見，T 細胞亞群失衡及細胞因子分泌紊亂最終導致的免疫系統異常應答在SLE 的發病及病情遷延中起著重要作用。

B 淋巴細胞中的先天受體參與調節狼瘡相關自身抗體的產生[13]。另外，B 淋巴細胞不僅產生致病性自身抗體，而且通過產生趨化因子和細胞因子來調節免疫反應[14]。Patel 等[8]認為在SLE 風險位點的B細胞中STAT4 基因表達產物較其余位點富集，這也有可能是增加SLE 風險的原因。

3.2白細胞介素 白細胞介素，簡稱白介素（IL），是在免疫系統中發揮重要作用的一類細胞因子，目前已發現40 多種，依據其基因組位置、氨基酸序列及受體亞基可分為不同家族，且不同家族成員因其細胞來源及相關信號通路的不同而發揮抗炎或促炎作用[15]。其中白介素12（IL-12）、白介素-21（IL-21）、白介素-17（IL-17）通過與STAT4 的相互作用參與SLE的發生發展。

IL-12 是一種具有多種生物學活性的免疫調節因子,可由巨噬細胞和樹突細胞產生，被認為是SLE疾病活動的潛在生物標志物[16]。IL-12 家族中的白介素23（IL-23）具備獨特的IL-23p19 亞基,促進Th17的增殖與IL-17 的分泌，其異常表達與SLE 感染和活動度均存在顯著相關性[17]。STAT4 的激活是IL-12、IL-23 的信號轉導所必需的過程。

IL-21 通過蛋白酪氨酸激酶信號轉導子和轉錄激活子兩種信號傳導途徑發揮其生物學功能[18]。STAT4 的激活是人類IL-21 產生的主要調節因子。Wang 等[19]研究發現，白介素-21 是B 淋巴細胞、Tfh細胞發育的關鍵調節因子，其過度表達促進SLE 發展。

IL-17 是Th17 細胞的主要效應因子，是一種來源于T 細胞的致炎細胞因子[20]。STAT4 磷酸化可以上調IL-17 的表達[21]。劉芳松和馮明揚[22]證明，SLE患者體內IL-17 含量升高，且IL-17 水平與SLE 疾病活動指數評分呈正相關。

3.3干擾素（IFN）干擾素在生物體內普遍存在，分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類，前者包括IFN-α（干擾素-α）、IFN-β（干擾素-β）、IFN-ε（干擾素-ε）、IFN-δ（干擾素-δ），IFN-ω（干擾素-ω），IFN-κ（干擾素-κ），IFN-τ（干擾素-τ），后者僅有IFN-γ（干擾素-γ）。研究發現，SLE 患者體內IFN-α、IFN-β 水平明顯升高，且與疾病活動指數正相關[23]。IFN-α 直接誘導STAT4 磷酸化，參與SLE 患者免疫系統的調節，是SLE 發病的關鍵因子。IFN-β 能通過轉導和激活STAT4，調節免疫過程。IFN-γ 可反映SLE 的急性發作。IFN-γ 的生成和其在SLE 中信號傳導賴于STAT4 的激活[24]。

4 STAT4 作用于SLE 的經典信號通路

STAT4 基因參與SLE 發生發展的經典信號通路主要有：IL-12/STAT4 通路、JAKS/STAT4 通路。

4.1IL-12/STAT4 通路 當IL-12 與相應受體結合后,白介素12 受體（IL-12R）發生二聚化，激活與之偶聯的蛋白酪氨酸激酶，使受體信號轉導鏈β2 胞內段特定區域酪氨酸位點磷酸化，作為“錨定點”招募并激活STAT4 單體，形成同源二聚體的形式穿越核膜，識別其特異的DNA 上的靶序列，啟動基因轉錄。Hagberg 和[25]研究發現，IFN-α 在STAT4 SLE 風險等位基因rs7574865[T]的攜帶者中選擇性增強IL-12 誘導的STAT4 激活。Ueno[26]研究表明，IL-12/STAT4 軸通過CD4+T 細胞誘導IFN-γ和IL-21 生成，促進CD11c+DN B 細胞產生和SLE患者自身抗體的產生，加快SLE 的進程。

4.2JAKS/STAT4 通路 JAKS 由四種Janus 激酶（JAK1、JAK2、JAK3、TYK2）組成，位于細胞內和細胞因子受體的下游。JAK/STAT 信號轉導途徑負責介導50 多種ⅰ型和ⅱ型細胞因子、生長因子和激素的信號。在JAK/STAT 通路中，STAT4 能夠通過參與DNA調節元件來調節基因轉錄，通過IFN-α 和IFN-β、IL-12、IL-23 抑制免疫和Th1 細胞分化[27]。在IL-12與受體接合時，STAT4 被JAK2 和TYK2 磷酸化，導致二聚化并易位到細胞核，在細胞核中它結合DNA并誘導大量促炎基因的表達，誘發SLE。

5 基于STAT4 治療SLE 的進展

目前已經發現多種藥物基于STAT4 抑制SLE 的發病過程，包括Janus 激酶（JAK）抑制劑、抑制性合成寡脫氧核苷酸（Sup ODN）、氯喹、霉酚酸酯、（5R）-5-羥基雷公藤內酯醇（LLDT-8）、酪氨酸磷酸酶等。

JAK 抑制劑對攜帶STAT4 風險等位基因的SLE患者外周血單個核細胞增強細胞反應的恢復能力，從而降低SLE 易感性[28]。Sup ODN 可能通過下調STAT4 的表達，體外抑制小鼠CD4+T 細胞向TH1 細胞的功能性分化，可用于預防或治療以持續免疫激活為特征的SLE。氯喹可以抑制IFN-α 對STAT4 的誘導作用[29]。霉酚酸酯可以改善Ⅰ型IFN 失調，STAT4 異常表達導致的SLE 的惡性致病性螺旋，抑制SLE 發病。酪氨酸磷酸酶可以抑制STAT4 的激活進而延緩SLE 進展。