血清陰性類風濕關節炎發病機制的研究進展

左 騰,王俊祥

(河北醫科大學第三醫院 風濕免疫科,河北 石家莊 050051)

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是1種累及關節為主、同時伴有全身多系統、多臟器損害的自身免疫性疾病,臨床上主要表現為受累關節的滑膜炎及骨質破壞。根據最新的 2010 年美國風濕病學會/歐洲抗風濕病聯盟(American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism,ACR/EULAR) 聯合修訂的RA分類標準,RA中類風濕因子((rheumatoid factor,RF)和抗環瓜氨酸蛋白抗體(anti-citrullinated protein antibod,ACPA)均是陰性稱為SNRA。相比于RF或ACPA陽性的RA(SPRA),SNRA診斷困難,易漏診、誤診,藥物干預往往更晚,易錯過治療窗口期。SNRA與SPRA是同1種疾病的不同亞型,SNRA并不是SPRA的輕癥型或早期病變。患者在確診RA以后,由SNRA轉化為SPRA的情況并不常見。

1 遺傳易感性

2個小型雙胞胎樣本研究[1]顯示,遺傳因素對ACPA陽性和陰性RA易感性的作用最初估計是相同的。然而,在隨后的1項大樣本研究[2]中,遺傳度得到了修正,結果顯示,ACPA陽性RA的遺傳度為50%,陰性RA為20%。盡管如此,一級親屬中,SNRA仍存在顯著聚集[3]。這表明遺傳因素仍是SNRA的重要病因。

人類白細胞抗原基因通常對遺傳性疾病的易感性起主要作用,是RA的最強遺傳位點,特別是含有共同表位的HLA-DRB1等位基因,該基因位于第6號染色體的主要組織相容性復合體(MHC)區域,可解釋大多數(30%～50%)RA的遺傳風險[4]。目前,人類白細胞抗原的基因區域可解釋部分SNRA的遺傳性,全基因組的關聯研究已證明有些基因片段有統計學意義。

除人白細胞抗原易感基因,目前已發現100多個非人白細胞抗原基因位點與RA相關,約80%與非編碼區相關[5],有些非人類白細胞抗原易感基因位點(如AFF3、CCR6、CCL21、IL2RA和CD28)似乎與ACPA陽性RA更具相關性,TNFAIP3、C5orf30、STAT4、ANKRD55、BLK和PTPN22與自身抗體血清型無關,還CLYBL、SMIM2、SPP1、CLEC16A、IRF5和DCIR與SNRA更加相關[6]。在ACPA陰性RA中報告的標記中,ANKRD55是在全基因組顯著水平上唯一相關的基因位點,ANKRD55的單核苷酸多種形態是多種自身免疫疾病的危險因素,包括多發性硬化癥、克羅恩病、糖尿病和炎癥性肌病。最近,與維生素D代謝相關的新的非疊加基因作用的位點,如DHCR7和IFR4的突變,已被提出可能與SNRA有關[7],但與SNRA的關聯機制仍有待研究。

2 環境和生活方式的因素

2.1吸煙、其他肺刺激物和呼吸系統疾病 研究顯示,吸煙與SPRA呈正相關,吸煙會增加含有HLA-DRB1共享表位的個體患SPRA的易感性,然而,吸煙與SNRA的相關性要么缺乏,要么很低[8]。與吸煙不同,其他的肺部刺激物,如空氣污染、有機粉塵、石棉和二氧化硅不僅與SPRA風險增加有關,且與SNRA的風險增加亦有關,機制可能是肺部炎癥形成了新的抗原促進了RA進展,此外還可能存在其他的機制,如細胞因子產生、T細胞極化、表觀遺傳變化及局部微生物群調節等。瑞典1項隊列研究[8]表明,既往存在肺部疾病與RA發生有相關性,且與自身抗體陰性還是陽性無相關性。

2.2微生物菌群失調和黏膜炎癥 腸道菌群及其代謝產物對宿主免疫系統形成起重要作用,當腸道菌群失衡時,可導致多種自身免疫性疾病的發生。研究[10]表明,RA有很強的腸道微生物-免疫-關節相互作用。在RA患者口腔、肺部、腸道等部分黏膜區存在菌群失調,且在多個時間點對自身T細胞和B細胞的激活有影響。菌群失調與人體免疫系統的相關性體現在多個方面,包括影響Toll樣受體(toll-like receptors,TLR)信號、中性粒細胞胞外陷阱的形成、黏膜來源的固有免疫細胞的擴張和T細胞極化等[11]。菌群失調在SNRA中也起到支持作用,缺乏IL1受體拮抗劑的小鼠表現出腸道微生物多樣性減少,并通過TLR激活和Th17誘導而發展為自發性關節炎,這個過程與自身抗體無關[12]。最新的研究表明,糾正SNRA/SPRA患者菌群失調,如使用益生菌、糞便移植及改變飲食等均得到了顯著效果[13],具體機制尚需深入探討。

2.3體重和飲食 體重指數(body mass index,BMI)與RA的關系在許多研究中被提及,結果卻不盡相同。Pedersen[14]的小型病例對照研究首次報道了超重或肥胖的相關性僅限于ACPA陰性RA,此結果后來被其他獨立的大型隊列研究證實。歐洲1項前瞻性研究[14]中指出,在BMI>30 kg/m2的人群中,SNRA的患病率增加了3倍,而對SPRA患病率無影響。國內一些臨床研究也表明,SNRA患者肥胖率高于SPRA患者,由于脂肪細胞和脂肪組織產生的代謝因子有促炎作用,可能造成肥胖與RA相關。許多飲食成分也會與RA有關,如ACPA陽性健康受試者體內的omega-3脂肪酸能降低進展為SPRA的風險,而一定劑量的酒精能降低RA的風險[16],無論ACPA陽性還是ACPA陰性。

3 激素因素

有研究觀察到妊娠期RA的發病率較低,這可能與免疫耐受和免疫調節通路激活的復雜機制有關。研究[17]顯示,RA患者大多在懷孕期間有所改善,其中以 ACPA陰性RA中更為明顯,而產后風險增加可能僅限于ACPA陰性RA。此外,在NHS和NHSII的大型前瞻性隊列[18]中,絕經因素與SPRA的風險相關,而絕經后女性自身抗體陰性疾病的風險是絕經前的2倍多,發生SNRP的風險峰值大多觀察到在絕經之后。另1項小型研究[19]也顯示,絕經早期與RF陰性類風濕關節炎風險增加有相關性。

4 抑郁和創傷后應激障礙

最近1項大型縱向研究[20]發現,抑郁與發生RA的風險增加相關,值得注意的是,無論測量的因素是否包括吸煙年限、BMI、飲食攝入量、更年期狀態或體力活動等,抑郁癥與SNRA風險的相關性都會增加63%。

在1項針對美國軍人的研究[21]發現,創傷后應激障礙(posttraumaticstressdisorder,PTSD)與突發自身免疫性疾病的風險增加有關,最常見的是RA。抑郁癥患者和創傷后應激障礙患者與健康對照組相比,全身炎癥標記物水平升高,如IL-6和CRP,這種促炎環境可促進SNRA發展。

5 藥物

免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIS)通常作用于下調T細胞激活的共抑制途徑,如細胞毒性T淋巴細胞抗原-4 (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)、程序性死亡1(programmed death,PD-1)或其配體PD-L1。通過阻斷這些共抑制途徑,ICIS促進T細胞介導的抗腫瘤免疫,但可能導致自身耐受性的打破[21],表現為全身或器官特異性自身免疫。炎癥性關節炎(inflammatoryarthritis,IA)是最常見的風濕性疾病,其中PD-1信號失調在SNRA中發揮重要作用。另外,遲發性二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase-4,DPP-4)抑制劑可能會通過細胞因子誘導的炎癥導致SNRA[23]。

6 自身抗體

隨著檢測技術的進步,過往許多RA患者被錯誤歸類為SNRA。研究[23]表明,在傳統定義為SNRA患者中,仍可能檢測到自身抗體,如抗氨甲酰化蛋白抗體(抗CARP抗體)陽性率為16%,這些抗體在RA發病前幾年就存在。自身抗體產生的主要過程是蛋白質的翻譯后修飾(protein post-translational modification,PTM)如瓜氨酸化、氨甲酰化和糖基化。

ACPA與RA的關節破壞和骨侵蝕相關,在有疼痛或關節炎的人群中,即使沒有ACPA或RF,抗CARP的存在也是RA發展的有力預測因素,抗CARP存在預示著更具侵襲性的疾病進程,且可能被用作預后生物標記物,特別是在ACPA陰性的患者中。吳滔等研究[25]顯示,增加抗CARP抗體的檢測可使SNRA患者減少17.4%,對RA的診斷有一定補充價值。

肽基精氨酸脫亞胺酶(peptidyl-arginine deiminase,PAD)是一類催化瓜氨酸化的鈣依賴家族,PAD需高濃度鈣,針對PAD4和PAD3的抗體增強了這類酶的活性,使之在體內不需高濃度鈣也能進行催化,PAD4不僅在瓜氨酸化中產生作用,其本身也是一種抗原,能產生對應抗體。抗PAD4和抗PAD3確實可以在ACPA陰性的患者中發現,比例不一,在關節損害和關節外受累方面,它們似乎與最差的疾病預后相關。如抗PAD4抗體是在RA臨床癥狀出現前檢測到,其水平與影像學改變的程度相關,并預示著更高的進展風險和抗TNF-α治療的耐藥性。抗PAD3抗體與影像學變化的關系也已得到證實。

抗瓜氨酸化α烯醇化酶多肽1(citrullinatedα-enolasepeptide1,CEP1)抗體在SNRA患者中陽性率達50%[26],肽聚糖識別蛋白2(peptidoglycan recognition protein 2,PGLYRP2)可識別30%～40%的早期RA(病程<2年)和SNRA[27],正五聚蛋白3(pentraxins3,PTX3)是先天免疫的重要組成部分[28],抗PTX3與CRP濃度呈正相關,兩者聯合檢測也可提高SNRA的診斷敏感性。

7 細胞因子

細胞因子介導的免疫反應貫穿了RA發生發展的整個過程,其中TNF-α抑制劑的有效性與自身抗體狀態無關,這種細胞因子可能代表了1種共同效應途徑,作用于許多炎癥過程的下游。SNRA的記憶型B細胞增多,提示其活化存在障礙,患者炎性細胞因子更多地依賴于活化的淋巴及單核-巨噬細胞[29],SNRA的滑膜和全身性炎癥可能對TNF-α拮抗劑反應更好,對B細胞耗盡劑的反應低。SNRA致病過程中還有炎癥小體的激活和IL-1β過度產生[30]。

8 滑膜病理學

SNRA與SPRA在滑膜中均主要以B細胞浸潤為主,且兩者滑膜中包括記憶細胞和漿細胞在內的不同B細胞亞群相似[31],因此,盡管SNRA與SPRA的初始致病途徑可能不同,但傳遞的是共同的炎癥機制。與ACPA陽性RA相比,ACPA陰性的巨噬細胞的抗原處理和提呈活性較低,但巨噬細胞的促炎活性增加。RA發病機制的多樣性,也詮釋了不同作用機制靶向藥物的不同治療反應,基于不同自身抗體狀態來制定更為精確的治療策略。

9 小結與展望

SNRA為RA的亞型,由于缺乏特異性自身抗體易造成誤診。SNRA的發生發展及預后可能不同于SNRA,但目前對其了解尚不充分,只有對其發病機制不斷探索及完善,才能進一步制定科學合理的個體化治療方案。