类风湿关节炎发病机制的研究进展

伍 斌，鲁延富(综述)，姜凤良(审校)

(1.西安医学院临床医学院,西安 710021； 2.西安医学院病原生物与免疫教研室，西安 710021)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节肿胀、疼痛和进行性破坏为主要临床表现的异质性、系统性、自身免疫性疾病。本病女性多发，30～50岁为发病高峰，我国RA患病率为0.2%～4%[1]。RA不仅有关节受累，也可出现关节外脏器累及。其发病机制备受关注，但至今尚未阐明。目前尚无根治手段，早期诊断并积极治疗是遏制疾病进展的关键。国内外研究发现多种细胞因子、微RNA(microRNAs,miRNA)及信号转导通路在滑膜和骨质破坏过程中发挥作用，现对RA可能的发病机制予以综述。

1 白细胞介素家族

1.1白细胞介素6 白细胞介素6 (interleukin-6,IL-6)是一种多效性细胞因子，在很多自身免疫病的炎性反应和免疫应答中有重要作用。IL-6依赖于其可溶性IL-6受体α或膜型受体结合，并通过信号转导蛋白(gp130)完成细胞内信号转导。IL-6的信号转导通过Janus家族蛋白酪氨酸激酶/信号转导及转录活化因子3 (janus kinase/signal transducer and activator of transcription 3,JAK/STAT3)途径和丝裂原活化的蛋白激酶级联放大作用实现。IL-6/IL-6受体/gp130复合物与细胞质JAK交联STAT3核转运，促进急性时相反应蛋白的表达和分泌，最终导致炎性细胞过度增殖和自身免疫性损伤[2]。研究显示，RA患者血清和滑膜液中的IL-6水平升高，且其水平与RA的疾病活动度及有影像学的关节破坏程度呈正相关，提示阻断IL-6信号转导通路是RA可能的治疗靶点[3]。托珠单抗是一种IL-6受体抑制剂，目前已对应用托珠单抗及其他针对IL-6受体和配体的靶向药物的临床试验在RA和其他炎性疾病治疗的疗效进行了评估。结果表明，阻断IL-6介导的信号转导可以有效改善RA炎症和关节破坏[4]。

1.2IL-33 IL-33是新近发现属于IL-1家族的一个免疫分子，其可溶型受体是ST2，ST2主要表达于肥大细胞和T辅助细胞(Th)。IL-33有促进炎症和Th1细胞相关的反应，也可通过介导Th2细胞参与免疫应答；同时具有多种免疫调节效应，包括调节肥大细胞的功能，使肥大细胞表达IL-15、IL-6、IL-13等炎性因子[5]。IL-33还能作为一种核因子在细胞核内调节基因转录。而在RA的发病过程中免疫复合物可激活滑膜肥大细胞，触发超敏反应，进一步分泌出IL-1、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)α等多种细胞因子，对RA发生机制起重要的调节作用[6]。临床研究发现，RA患者血清、滑液及受损滑膜成纤维细胞均高表达IL-33，且高水平IL-33与RA疾病活动和自身抗体产生有相关性[7]。推断IL-33可能参与RA的发病机制。因此，深入了解IL-33在RA的作用机制对RA的早期发现及早期预防可能有重要意义。

1.3IL-17 随着研究的不断深入，越来越多分泌IL-17的细胞被发现。现已有大量研究证明，T细胞、肥大细胞、中性粒细胞等天然淋巴细胞均可产生IL-17[8]。IL-17可能在RA早期介导炎症细胞局部浸润，刺激滑膜细胞分泌表皮生长因子和抗肝细胞生长因子等细胞因子从而促进滑膜血管翳形成，导致关节破坏。IL-17除了有软骨破坏的作用外，还有潜在的刺激破骨细胞增殖作用。IL-17通过核因子κB受体活化因子配体介导可破坏核因子κB受体活化因子配体/骨保护素平衡，促进骨侵蚀，加重关节破坏。

2 TNF-α及其受体超家族

2.1TNF-α TNF-α是RA发病机制中关键的促炎因子，也是研究最多且最为深入的细胞因子[9]。TNF-α由巨噬细胞、单核细胞、T细胞和滑膜成纤维细胞等炎性细胞产生。TNF-α可刺激软骨细胞合成IL-6与IL-8，产生进一步的炎性反应。TNF-α与IL-6、IL-1β等协同作用，促进破骨细胞的生成导致骨质的破坏。目前，TNF-α抑制剂能减轻关节炎的严重程度，TNF-α单克隆抗体和可溶性TNF-α受体类似物已经被用来治疗RA和其他关节炎。关节腔内注射TNF-α拮抗剂是一种新的局部治疗炎性关节炎的尝试，可以改善RA的临床症状。

2.2肿瘤坏死因子样配体-1A 肿瘤坏死因子样配体-1A (TNF-like ligand 1aberrance,TL1A)作为肿瘤坏死因子超家族成员，通过与其受体死亡受体3结合活化T细胞，刺激致炎细胞因子分泌，并可作为协同刺激信号增强T细胞对致炎因子反应性，进而促进T细胞增殖分化和成熟[10]。进一步研究发现，TL1A具有独特的Th1极化特性，可刺激IL-2、干扰素α、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子等致炎因子分泌，并可作协同刺激信号增强T细胞对IL-2的反应性，进而促进T细胞增殖分化和成熟[11-12]；TL1A还可单独或协同IL-23作用于Th17，诱导Th17分泌更多的IL-17和IL-6[11]。IL-17可诱导IL-1、IL-6、IL-23和TNF-α的产生[12]。目前临床分析发现，RA患者血清及滑液TL1A水平升高，并与自身抗体产生呈正相关[13]。而抗TL1A中和抗体治疗能改善诱导的关节炎鼠的关节肿胀症状，降低胶原诱导性关节炎鼠爪部发红，肿胀与关节受累等反应[14]。由此可推断，TL1A在RA发病中发挥着一定的作用。

2.3诱骗受体3 诱骗受体3(decoy receptor 3,DcR3)是一种新发现的可溶性肿瘤坏死因子受体超家庭成员，有研究显示DcR3一方面能够通过竞争性结合TL1A[11]、FasL、淋巴毒素类似物抑制炎性反应和细胞凋亡，另一方面也可直接调节免疫细胞的活性，如促进单核细胞分化为M2型巨噬细胞和破骨细胞，诱导树突状细胞凋亡等[15-16]，在RA发病中扮演重要角色。研究表明，DcR3能够结合TL1A、FasL、淋巴毒素类似物，而这3个配体已被证明在小鼠胶原诱导关节炎的发病机制中发挥关键作用[17]。DcR3通过中和这3种配体可削弱这种作用。可见在自身免疫中，DcR3能控制某些自身免疫的炎性反应，但也促进某些自身免疫病的发展。贾汝琳等[18]通过Spearman相关分析表明，RA患者血清DcR3水平与抗类风湿因子抗体IgG、抗环瓜氨酸肽抗体呈正相关，与补体C3水平呈负相关，提示DcR3与RA疾病进展的一些免疫指标有密切关系。所以，深入研究DcR3在RA中的表达及临床意义有助于进一步认识RA的发病机制。针对DcR3的靶点治疗有望成为RA治疗的一种新的发展方向。

3 基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是一类由正常组织细胞或肿瘤细胞合成、分泌并必须依赖金属锌离子存在而获得催化活性的锌金属蛋白酶家族的一个亚族，主要参与细胞外基质的降解和改型，迄今已发现了20余种，近年来大多研究者认为MMP-1、MMP-3与骨关节炎的关节软骨病理性降解关系最为密切[19]。MMP-3可裂解大多数细胞外基质，其除了能自我激发外还可以激发MMP-1，从而形成正反馈进一步损害关节。组织金属蛋白酶抑制剂为MMPs的特异性抑制因子。在生理情况下，MMP-3/组织金属蛋白酶抑制剂维持平衡，在病理条件下，MMP-3和组织金属蛋白酶抑制剂1的动态平衡被破坏，而导致关节软骨发生破坏。并且有研究发现，在RA关节滑膜组织中MMP-3过度表达，与RA疾病活动性有密切关系[20]。因此，MMPs免疫治疗有望成为治疗RA的新型药物。

4 信号转导与RA

4.1Toll样受体信号转导通路 Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是一组介导天然免疫反应的受体分子，其信号转导途径包括髓样分化因子88(myeloid differentiation protein,MyD88)依赖性和非依赖性途径。MyD88依赖途径通过MyD88的C端Toll/IL-1受体(Toll-like /IL-1 Receptor domain,TIR)结构域与TLRs、IL-1R和IL-18R的TIR结构域结合后，再经其N端死亡结构域募集IL-1R相关蛋白激酶，经由人肿瘤坏死因子受体相关因子6(human tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)、转化生长因子β激活的蛋白激酶结合蛋白1和2(TAB1,TAB2)进入下游信号转导,再通过IκB激酶磷酸化激活核因子α-κB，或经p38、JNK等促分裂原活化的蛋白激酶途径活化激活蛋白1，诱导炎性细胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α、干扰素和黏附分子等)基因的表达[21]。TRAF6是TLRs通路中调节核因子κB和c-Jun氨基端激酶信号，如TRAF6缺失可以减少TLRs信号缺陷，抑制核因子κB活性，减少炎性细胞因子产生[22]提示TLRs的信号转导异常可能与RA的发病机制相关。

4.2Wnt信号转导通路 骨关节的损伤是RA的主要表现形式。人体的骨代谢是一个动态平衡的过程，主要包括成骨和破骨，当这个平衡被打破时就会导致骨骼异常，从而表现为骨质破坏。研究表明，Wnt介导的信号转导通路在骨代谢中起关键作用[23]，其中β联蛋白和Dickkopf 1蛋白(DKK1)是Wnt信号通路的重要成员，β是骨形成和骨吸收的调控者[24]，DKK1作为Wnt信号通路的抑制分子可以抑制成骨细胞的形成[25]。Cui等[24]研究发现，β缺乏会导致骨量减少和破骨细胞大量增殖；反之β被激活会导致骨量沉积，破骨细胞减少。Wnt信号通路能在成骨细胞中促进骨保护素的表达，而骨保护素能抑制破骨细胞分化，Wnt信号通路通过阻止破骨细胞介导的骨吸收增加骨量[26]。研究表明，RA患者的骨和关节损伤机制与破骨和成骨过程密切相关，但具体机制仍不清楚。上述研究提示，Wnt/β信号通路可能与RA的发病有关。

5 miR-146a与RA

miRNAs是一类长为21～25个核苷酸的非编码小分子RNA，由基因组转录，在转录后水平上负调控基因表达。目前发现的人类miRNAs已超过900种，并且预测每一种miRNAs能与200个靶信使RNA序列结合。miRNAs在细胞过程中有重要作用，如发育生长、脂类代谢、细胞凋亡、细胞分化等。近年来发现miR-146a、miR-16、miR-132和miR-155等多种miRNA存在于RA患者的滑膜组织、关节液和外周血中，并在RA的发病机制中起重要作用，其中miR-146a是研究热点之一。Pauley等[27]用反转录-聚合酶链反应检测了RA患者外周血单核细胞中miR-16、miR-132、miR-146a和miR-155的表达有1.8～2.2倍的升高，其中miR-146的升高与RA疾病活动线性相关，而其作用靶点TRAF6和白细胞介素1受体相关激酶1(interleukin-1 receptor-associated kinases-1，IRAK-1)在RA组和健康对照组比较差异无统计学意义。另外，体外实验显示，在单核细胞株1中，抑制miR-146a的两个作用靶点后TNF-α产生水平减少86%[27]，提示正常功能的miR-146a可能参与调控TNF-α的合成。考虑到持续TNF-α的产生在RA的发病中的重要作用，推测miR-146a表达升高不能正确地调节TRAF6和IRAK-1，从而导致了RA患者中TNF-α的持续产生。Li等[28]研究发现，miR-146a的过表达与TNF-α呈正相关,并且在试管实验中证实在T细胞中TNF-α可诱导miR-146a的过表达。综上所述，过表达的miR-146a可能不能有效抑制TRAF6和IRAK1，进而使RA患者体内的炎性因子(如TNF-α等)持续产生，导致RA的发病，提示miR-146a可能参与了RA的发病，但其机制有待进一步探讨。

6 结 语

作为病因和发病机制未明的难治性疾病，现在临床上还没有有效的RA治疗措施。鉴于多细胞因子、多信号转导通路在RA的发病和疾病进展中的重要作用，现在治疗RA的重心已经转向截断致炎因子的细胞内信号转导通路倾斜。因此，深入探讨细胞因子及信号转导通路在RA发生、发展中的作用，对于揭示RA的发病机制，从其发病的始动环节进行干预，从而达到治疗目的具有重要意义。

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