三氧化二砷在系统性红斑狼疮治疗中的应用

康俞莉, 章强强

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus,SLE）是一种多器官、多系统损害，由多种自身抗体引起的自身免疫性结缔组织疾病，以病程缓解和急性发作交替为特点，病情大多呈进行性进展，发病机制复杂，至今仍不能根治。其治疗以糖皮质激素、细胞毒药物和免疫抑制剂为基础，虽然糖皮质激素和免疫抑制剂如环磷酰胺(CTX)对SLE有一定的疗效，但对重症SLE给予小剂量疗效不理想，大剂量则有较严重的不良反应，故迫切需要寻找一种有效治疗SLE的药物和新的治疗方法。已有文献报道三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO，又称砒霜）作为一种免疫抑制剂对大鼠自身免疫性葡萄膜炎、支气管哮喘、肺纤维化等多种自身免疫性疾病有良好的治疗效果，尤其是在白血病的治疗中疗效显著[1,2]。近年来随着对ATO的深入研究，有关ATO治疗红斑狼疮的研究不断增多。本文对ATO治疗SLE的进展做一综述。

1 ATO的临床应用

砒霜的主要化学成分为三氧化二砷(As2O3)，自南北朝雷教所著《雷公炮炙论》记载以来，已有千余年的应用历史，味辛、性热，有大毒，归肺、肝经，为剧毒类中药，使用不当可产生严重的不良反应，甚至致死。若用之正确，不仅可以避免所产生的不良反应，还可以治愈一些疑难杂症。

强孚勇等[3]发现腹腔注射ATO 5 mg/(kg•d)通过减少Th1细胞在眼内的浸润，抑制大鼠自身免疫性葡萄膜炎；陈宝等[4]研究发现ATO能够减轻博莱霉素诱导的大鼠肺纤维化，其机制可能与诱导肺组织细胞凋亡增加有关。ATO能明显抑制小鼠的体液免疫反应，抑制小鼠的肺、皮肤等组织的T细胞增生，下调白介素(IL)-17、IL-18和IL-23等多种炎性因子的分泌，并通过内质网应激途径诱导中性粒细胞凋亡，从而调节免疫，抑制炎症反应[5,6]。ATO治疗白血病已趋于成熟，国内亦有众多报道[1,2]。近年来国内外陆续有研究表明，ATO治疗SLE具有很好的前景。法国学者Bobé等[7]发现ATO对狼疮鼠有治疗作用，其研究结果显示ATO对狼疮鼠不仅具有免疫抑制作用，还有一定的免疫调节作用，这是常规免疫抑制剂治疗SLE所不具备的。国内也有将其应用于治疗SLE的研究，并证实有一定的效果[7-9]。因此，ATO治疗SLE已引起免疫学界的很大关注，并开拓了ATO治疗SLE的新思路。

2 ATO治疗SLE的机制

2.1 抑制T细胞的过度活化和T辅助细胞的增生

目前关于ATO治疗SLE的作用机制研究相对较少，仍在不断地探索中。目前有研究表明，干扰素(IFN)-γ和IL-4是与SLE发病相关的两个关键的细胞因子，Calderón-Aranda和Vega[10]报道砷剂能抑制人体内T细胞的过度活化和T辅助细胞的增生，减弱其在自身免疫应答中的作用，通过抑制人体内Th1型细胞因子IFN-γ的产生抑制细胞免疫，利于炎症的控制和减少肾脏等组织的损伤。Mak等[11]报道砷制剂处理小鼠髓样白血病细胞1 h后下调IL-4和IL-4受体(IL-4R)，推测砷剂也可同样下调人体内Th2细胞因子IL-4和IL-4R，从而抑制体液免疫，有助于减少自身抗体的产生。

Bobé等[12]发现ATO治疗SLE可以活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，并且抑制淋巴细胞活化导致的淋巴组织增生、皮肤损害、肺和肾脏的炎性浸润、肾脏的免疫复合物沉积，并延长MRL /lpr狼疮小鼠生存率。ATO能显著降低MRL/lpr狼疮小鼠抗DNA抗体、类风湿因子(RF)、IL-18、IFN-γ、一氧化氮代谢产物、肿瘤坏死因子(TNF)-α、FasL、IL-10水平，也能降低MRL/lpr小鼠细胞内过量的谷胱甘肽水平，从而减少一氧化氮的毒性作用。同时，ATO还可以阻止幼年实验小鼠症状的进一步发展，使成年小鼠表现出来的症状减少甚至消失。王晓冰等[13]证实ATO能降低MRL/lpr狼疮鼠体内外周血CD4+T细胞内IFN-γ和IL-4的表达, 并调节脾脏Th1和Th2平衡。ATO对早期狼疮和晚期狼疮的细胞免疫和体液免疫均有抑制作用，能阻止和(或)逆转SLE疾病的进展。林素仙等[14]予1 μmol/L ATO腹腔注射， 可以抑制小鼠脾脏单个核细胞IL-4和IFN-γ的分泌，因此推测ATO具有类似糖皮质激素或CTX的免疫抑制作用。

2.2 改变DNA甲基化和乙酰化水平

现已证实ATO能抑制CD4+T细胞分泌IFN-γ和IL-4，而它们的转录表达与染色质水平启动子的甲基化、组蛋白的乙酰化调控密切相关。进一步研究表明，砷的体内代谢生物转化过程、治疗机制均涉及甲基化，ATO能通过改变DNA甲基化水平影响和调控某些基因的转录。有实验证实，ATO处理的MRL/lpr小鼠CD4+T细胞平均甲基化水平与空白对照组相比有明显的上升[15]。Majumdar等[16]发现砷剂能引起p53和p16基因启动子的高甲基化，并且甲基化程度与砷的剂量呈正相关。目前，我国也有许多研究证实，ATO能提高MRL/lpr狼疮小鼠的脾脏与淋巴结DNA整体甲基化水平[17]，从而下调IFN-γ和IL-4的表达。王红和谢奇鹏[8]采用体外试验给予ATO 0.4 mg/(kg•d)隔日腹腔注射，证实ATO可改善MRL/lpr自发性狼疮小鼠脾脏单个核细胞的低甲基化状态。体内试验的结果显示，1 μmol/L ATO作用24 h能在一定程度上有效逆转活化状态下MRL/lpr狼疮小鼠脾脏CD4+T细胞IFN-γ基因启动子低甲基化[18]，因此，认为ATO可能通过逆转SLE的低甲基化状态，从而治疗SLE。而组蛋白的低乙酰化也会导致IFN-γ和IL-4基因转录表达量增加, 导致SLE的发生。Ramirez 等[19]证实ATO具有抑制组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs )作用，通过抑制HDACs活性提高总组蛋白的乙酰化程度，有可能成为治疗SLE的新靶点。以上研究提示，ATO能抑制免疫功能亢进的狼疮鼠CD4+T细胞分泌IFN-γ和IL-4的作用机制，可能与甲基化和乙酰化水平（表观遗传学调控机制）相关。

2.3 影响TLR-9/ IFN-α信号通路

有研究表明，Toll样受体9( toll like receptor-9，TLR-9)、IFN-α 家族及其免疫调控通路在SLE发病中可能起重要作用[20]。TLR-9识别细菌和病毒DNA中的CpG基序, 然后通过信号转导激活B细胞、树突状细胞以及产生各种细胞因子，最终导致自身抗体的产生和免疫网络的失衡。TLR-9介导的免疫激活效应参与SLE的发生和发展，TLR-9成为治疗SLE的一个新靶点[21]。抗dsDNA抗体作为SLE确诊及评价疾病活动性的一个重要指标，其产生需要TLR-9参与。血清中的IFN-α水平与抗dsDNA抗体滴度、IL-10水平以及补体活化程度相关联，高表达的TLR-9及IFN-α在SLE的发病中起重要作用。有研究者通过实验推测ATO以TLR-9为靶位调控其信号通路，通过调控TLR-9，阻断TLR-9/IFN-α通路的激活，抑制IFN-α的生成，减弱TLR-9、IFN-α参与的T细胞、B细胞活化和抗dsDNA抗体的产生，从而治疗SLE[22]。

2.4 其他途径

ATO在体外可抑制SLE患者外周血树突状细胞（dendritic cells，DCs）的成熟，未成熟DC能抑制T细胞增生及T细胞向Th2细胞转化，从而纠正SLE患者的部分免疫紊乱[23]。

3 ATO治疗SLE的安全性

ATO长期以来一直被认为是剧毒物质，有致癌、致畸作用。但实验表明，微量砷剂亦能刺激造血，促使细胞生长与繁殖。ATO经胃肠道口服毒性较大，而采用非胃肠道给药，如静脉滴注、肌内注射、瘤体注射、动脉介入及腔内给药，则不良反应明显减轻。有报道在应用ATO注射液静脉滴注治疗肝癌时发现，该药虽可产生一些不良反应，如消化道症状、皮肤改变、肝肾毒性、骨髓抑制等，但在常用剂量下不良反应较轻，并且是可逆的或可预防的[24]。ATO作为一种传统的以毒攻毒药物，1999年10月国家药品监督管理局正式批准ATO注射液作为国家二类新药上市销售。2000年9月美国食品与药品管理局（FDA）特批正式上市。使用ATO治疗急性早幼粒细胞白血病疗效显著，且没有明显的骨髓抑制现象，已成为血液病治疗的首选方案，临床上应用广泛。

ATO除用于早幼粒细胞白血病等有较好的疗效外，在治疗SLE方面也展示出了良好的发展前景。其治疗过程不良反应较少，不影响免疫正常的C57BL/6J小鼠脾脏CD4+T细胞IFN-α和IL-4基因启动子甲基化水平。王红和谢奇鹏[8]通过对MRL/lpr自发性狼疮小鼠采用ATO治疗的疗效及安全性观察证实，给予适量的ATO可改善MRL/lpr自发性狼疮小鼠的营养状况，无明显致死等不良反应和骨髓抑制作用，并能延缓疾病进程，延长生存时间。

ATO不仅具有免疫抑制作用，还有一定的免疫调节作用，其在治疗SLE的动物模型中取得一定的效果。通过研究ATO与细胞因子之间的相互作用，进一步完善对ATO作用机制的了解，但其机制复杂，可能是几种通路共同作用的结果，也可能存在其他未知途径。目前ATO治疗SLE的机制尚未完全清楚，仅局限于ATO治疗SLE的动物模型研究中。进一步探讨ATO的作用机制，从新的角度探索其在人类SLE中的作用靶点，通过明确对SLE的治疗作用，从而将其应用于临床。联合用药时可降低糖皮质激素的使用剂量，减少糖皮质激素的不良反应，以期达到更好的治疗效果。深入的研究将会为临床上采用ATO治疗SLE提供科学的理论依据。

[1]骆洪山, 肖君波, 聂艳, 等. 三氧化二砷粉针剂与水针剂治疗急性早幼粒细胞白血病的疗效比较 [J]. 中国医药导报, 2012, 9(1):69-70.

[2]张影, 范华. 三氧化二砷治疗老年急性髓系白血病临床观察[J]. 中国医药导报, 2011, 8(6):29-30.

[3]强孚勇, 嘉婷, 张挺, 等. 三氧化二砷对大鼠自身免疫性葡萄膜炎疗效的初步观察 [J]. 基础医学与临床, 2011, 31 (12): 1351-1357.

[4]陈宝, 李惠萍, 范峰, 等. 三氧化二砷对博莱霉素致大鼠肺纤维化的影响及其作用机制 [J]. 中国病理生理杂志, 2010, 26(5): 858-864.

[5]李坑, 龚素波, 徐礼, 等. 三氧化二砷对支气管哮喘免疫及气道炎症的调控 [J].中华哮喘杂志, 2011, 5(2):130-133.

[6]覃冬云, 黄韧, 吴铁. 三氧化二砷通过Bcl-2相关机制诱导哮喘患者T细胞凋亡 [J]. 药学学报, 2008, 43(1):35-43.

[7]Bobé P, Chelbi-Alix MK. New therapeutic perspectives for Arsenic:from acute promyelocytic leukemia to autoimmune diseases [J]. Med Sci (Paris), 2008, 24(11): 967-971.

[8]王红, 谢奇鹏. 砒霜对MRL/lpr自发性狼疮小鼠外周血单个核细胞DNMT1及CD11a表达的影响[J]. 中华中医药学刊, 2011,29(12):2750-2752.

[9]嘉婷, 强孚勇, 张挺, 等. 三氧化二砷对MRL/lpr狼疮鼠脾脏淋巴细胞组蛋白乙酰化的影响 [J]. 中国细胞生物学学报, 2010,32(5):744-748.

[10]Calderón-Aranda ES, Vega L. Assessment of lymphocyte subpopulations and cytokine secretion in children exposed to arsenic[J]. FASEB J, 2006, 20(6):779-781.

[11]Mak NK, Wong RNS, Leung KN, et al. Involvement of tumor necrosis factor (TNF-alpha) in arsenic trioxide induced apoptotic cell death of murine myeloid leukemia cells [J]. Toxicol Lett, 2002,135(1-2):79-87.

[12]Bobé P, Bonardelle D, Benihoud K, et al. Arsenic trioxide: A promising novel therapeutic agent for lymphoproliferative and autoimmune syndromes in MRL/lpr mice [J]. Blood, 2006, 108(13):3967-3975.

[13]王晓冰, 陈培荣, 张挺, 等. 三氧化二砷对MRL/lpr狼疮鼠IFN-γ、IL-4表达和Th1/Th2平衡的影响 [J]. 细胞生物学杂志, 2008,30(4):509-514.

[14]林素仙, 周艳, 陈丹, 等. 三氧化二砷对BXSB狼疮鼠生存时间及脾细胞分泌白细胞介素-4干扰素-γ的影响 [J]. 中华风湿病学杂志,2007, 11(11):650-653.

[15]Chanda S, Dasgupta UB, Guhamazumder D, et al. DNA hypermethylation of promoter of gene p53 and p16 in arsenicexposed people with and without malignancy [J]. Toxicol Sci, 2006,89(2):431-437.

[16]Majumdar S, Chanda S, Ganguli B, et al. Arsenic exposure induces genomic hypermethylation [J]. Environ Toxicol, 2010,25(3):315-318.

[17]周艳, 孙莉, 陈丹, 等. 三氧化二砷对MRL/lpr狼疮鼠基因甲基化的影响 [J]. 浙江临床医学, 2008, 10(5): 606-607.

[18]朱载华, 孙莉, 陈丹, 等. 三氧化二砷对MRL/lpr狼疮小鼠脾脏CD4+T细胞IFN-γ基因启动子甲基化的影响 [J]. 温州医学院学报,2010, 40(3):231-238.

[19]Ramirez T, Brocher J, Stopper H, et al. Sodium arsenite modulates histone acetylation, histone deacetylase activity and HMGN protein dynamics in human cells [J]. Chromosoma, 2008, 117(2):147-157.

[20]Yu P, Wellmann U, Kunder S, et al. Toll-like receptor 9-independent aggravation of glomerulonephritis in a novel model of SLE [J]. Int Immunol, 2006, 18(8):1211-1219.

[21]方圣, 曾凡钦. Toll样受体9与系统性红斑狼疮 [J]. 国际皮肤性病学杂志, 2006, 32(6):356-358.

[22]徐美琴, 郑文军, 黄翠丽. 三氧化二砷对系统性红斑狼疮患者Toll样受体9及α-干扰素的影响 [J]. 广西医科大学学报, 2011,28(3):375-378.

[23]杨柳, 郑文军, 林有坤, 等. 三氧化二砷对系统性红斑狼疮患者外周血成熟和分化的影响 [J]. 牡丹江医学院学报, 2010, 31(6):18-23.

[24]华海清. 砒霜临床应用探讨 [J]. 浙江中医杂志, 2002, 37(4): 17-20.