类风湿性关节炎免疫学研究进展
2015-03-16耿学丽李晓明陈向华肖丽君宗春光宋鸿儒承德医学院附属医院检验科河北承德067000承德医学院
耿学丽,李晓明,陈向华,肖丽君,宗春光,宋鸿儒☒(.承德医学院附属医院检验科,河北承德 067000;2.承德医学院)
类风湿性关节炎免疫学研究进展
耿学丽1,李晓明1,陈向华1,肖丽君1,宗春光1,宋鸿儒2△☒
(1.承德医学院附属医院检验科,河北承德 067000;2.承德医学院)
类风湿性关节炎;T淋巴细胞;细胞因子
类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种系统性、异质性的自身免疫性疾病,主要临床表现为对称性多关节炎症。随着病情的进展,患者逐渐出现关节慢性炎症,导致关节和骨质的破坏、关节肿胀甚至畸形,最终导致功能的丧失[1]。RA的发病率在全球为1%,我国约为0.4%,一般多在25-55岁之间发病,其中女性发病率比男性高2-3倍[2]。随着对RA研究的不断深入,发现RA与T淋巴细胞免疫反应和B淋巴细胞产生自身抗体有关,多种细胞产生的细胞因子及炎症介质的共同参与是造成疾病发生发展的重要原因。本文就T淋巴细胞及细胞因子与RA的关系,综合近几年的研究成果做一综述。。
1 T细胞与RA
激活的T淋巴细胞在RA中处于中心地位,引起RA患者免疫损伤的主要因素与T淋巴细胞产生的细胞因子有关[3]。
1.1 Th1、Th2细胞 1986年,Mosmann等[4]人在小鼠的CD+4T细胞中发现了两种T细胞亚群,即Th1、Th2细胞。1991年,Romagnanis等[5]人发现人类也存在两个类似的T细胞亚群。Th1细胞主要分泌白介素-2、干扰素-γ、肿瘤坏死因子-α等细胞因子,主要介导细胞免疫应答,诱导炎性细胞因子的产生,细胞毒性T细胞(CTL)生长和活化,巨噬细胞活化,主要诱导自身免疫性疾病的发生。Th2细胞主要分泌白介素-4、白介素-6、白介素-10、白介素-13等细胞因子,主要介导体液免疫,抑制单核细胞,促进抗炎性细胞因子的释放,在过敏反应中起主导作用。
传统观点一直认为Th1细胞介导的免疫反应启动了细胞特异性免疫病RA的发生,Th1/Th2比例失衡在RA发病机制中起着重要的作用[6]。从CIA小鼠体内分离腹股沟引流淋巴细胞进行体外培养发现,在疾病诱发的起始阶段,Th1细胞反应占主导地位。IL-12是Th1细胞分化的有效诱导剂,用IL-12处理的小鼠可显著提高CIA发病率和疾病严重程度,而使用IL-12中和抗体小鼠或IL-12基因敲除小鼠CIA发病率显著降低,与Th1细胞的受损反应一致。Conzalez等人发现,应用皮质醇、肾上腺髓质素和血管活性肠肽等免疫调节剂抑制Th1细胞反应,可显著降低CIA发病率和关节损伤程度。有研究发现[7],胶原诱导性大鼠关节炎疾病的严重程度与Th1/Th2比值具有相关性。但是,近年来又有研究发现[8],干扰素-γ或干扰素-γ受体缺陷鼠更容易发生自身免疫性疾病。这就告诉我们,除考虑产生IFN-γ的Th1细胞介导自身免疫病外,还要考虑是否还有另外的Th细胞亚群参与诱导自身免疫性疾病。有很多研究表明,Th1/Th2的比例失衡在RA的发病机制中发挥着重要的作用。
1.2 Th17细胞 2005年,Harrington等[9]第一次提出了“Th17细胞”的概念,指出其在RA等自身免疫性疾病中的作用主要是靠其分泌的白介素-17来实现的,其在RA的发病机制中涉及多个环节[10]。IL-17单独或与IL-1 β、TNF-α等协同刺激关节滑膜细胞表达MIP-3α、IL-8等炎性因子[11],白细胞介素-17上调软骨细胞及滑膜成纤维细胞基质金属蛋白酶的表达,使软骨基质遭到破坏;IL-17刺激、活化巨噬细胞和滑膜细胞,诱导破骨细胞祖细胞向成熟破骨细胞分化;IL-17通过高表达软骨和成骨细胞上的RANKL,从而促进破骨细胞的发育[12];IL-17也是一种血管生长调节因子,上调多种血管因子的表达,导致血管增生增厚,促进血管翳的形成。因此,以IL-17为靶点治疗自身免疫性疾病的研究已成为热点,应用IL-17单克隆抗体治疗RA病人的一期临床试验结果表明,病人的病情得到了明显改善[13]。这说明Th17细胞在人类RA疾病中可能发挥着重要的作用。因此,采用IL-17的拮抗剂对RA患者进行治疗有较好的临床应用前景。
Th17细胞的发现是对Th1/Th2平衡理论的补充。尽管越来越多的证据表明Th17在RA等自身免疫性疾病中起着关键作用,但对于其作用的规律、与Th1效应细胞的关系等至今仍不明确。有学者发现,基因敲除T-bet及STAT4小鼠可表达出大量的Th17细胞,但该类小鼠却表现出对实验性脊髓膜炎的抵抗,提示Th17细胞也不是介导自身免疫性疾病的唯一效应细胞。Yamada等[14]报道,在RA的发病过程中,Th1细胞在病人的外周血和滑膜液中的含量大大超过Th17细胞,并在RA发病过程中占主导地位。另有学者报道[15-16],从RA早期患者外周血单核细胞、关节滑膜、关节腔液中检测到的大部分是Th1细胞,认为Th17细胞在疾病早期发挥作用,而晚期是Th1细胞的作用。面对这些不尽一致的研究结果,Th1细胞与Th1细胞的相互作用及Th17细胞的免疫调控规律等,尚需要更深入的研究。
1.2 CD4+CD25+调节性T细胞 调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)包括CD4+T细胞、CD8+T细胞,还包括一部分自然杀伤细胞等其它细胞,其中CD4+T细胞中表达CD25分子的Treg是最重要的调节性T细胞。CD4+CD25+调节性T细胞能直接或间接地控制效应性T细胞反应,并维持自身耐受及自身免疫防御。CD4+CD25+调节性T细胞的作用机制,可能是通过抑制T细胞的活化或抑制CD8+T和NK细胞的细胞毒作用来抑制自身免疫性疾病的反应[17]。
目前认为,Treg细胞数量减少或功能降低可能参与RA的发生发展。有研究发现,活动期RA患者外周血调节性T细胞数量比稳定期RA患者和健康对照组低[18],而类风湿因子、免疫球蛋白等其它免疫学指标与CD4+CD25+Tregs相比没有显著差异。这可能是RA发生和发展的一个重要因素。很多研究表明,Treg细胞发生改变时,人类白细胞抗原DR分子就可以使多种细胞因子(如白细胞介素-2等)迅速增多,从而引发免疫级联放大反应。Treg细胞还可以激活骨关节滑膜巨噬细胞产生IL-1、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α等炎性因子,致使滑膜组织发生炎性反应,从而破坏关节软骨,使关节出现畸形,最终可能导致RA。还有研究表明[19-22],RA患者滑膜液中调节性T细胞的水平明显高于健康对照组,这可能是由于调节性T细胞的功能受到了炎性因子的影响,还可能是由于反应性T细胞对调节性T细胞的敏感性下降,致使调节性T细胞抑制滑膜炎症的功能下降。此外,类风湿因子阳性与阴性RA患者之间基因表达有所不同,例如存在与免疫应答有关的调节性T细胞Foxp3表达差异,类风湿因子阳性和类风湿因子阴性患者之间很有可能存在免疫应答的不同,这可能与调节性T细胞的免疫调节功能有关[23-24]。
2 细胞因子与RA
细胞因子(cytokine,CK)是具有一种广泛生物学活性的小分子蛋白质,是由免疫细胞和某些非免疫细胞经过免疫刺激后合成、分泌的,它是细胞间信号传递分子,主要参与免疫应答的调节、免疫细胞分化发育、介导炎症反应、组织修复、刺激造血功能等。与RA有关的细胞因子有IL-2、IL-4、IL-10、IL-6、IL-8、IL-17、IL-23、IL-15、IFN-γ、
VEGF、PGE2等,这些细胞因子间相互作用,相互影响,形成复杂的网络结构,共同促进RA的发生和发展[25,26]。
2.1 IL-6 IL-6是一种重要的促炎症细胞因子,它主要通过B细胞产生多种炎性因子来参与免疫反应中的免疫调节。有研究发现[27],RA患者血清及关节液中的IL-6比健康人高,且与RA疾病的活动性指数相关,IL-6的水平对临床了解RA病人的疾病进展及严重程度具有重要的参考价值。此外,B淋巴细胞可由IL-6刺激产生自身抗体,IL-6还可以促进类风湿因子及其它细胞因子的生成,进而促进炎症反应进程,使关节软骨组织发生病变。在RA患者中,IL-6水平明显高于健康对照组,活动期RA患者高于缓解期RA患者,并与C-反应蛋白、红细胞沉降率等指标呈正相关。有临床研究结果表明,活动期RA患者血清中IL-6的水平明显升高,到缓解期,IL-6迅速降低,甚至到正常水平,这表明IL-6可作为临床判断疾病活动程度的重要指标,对指导临床用药具有重要的参考价值。
2.2 IL-4 IL-4主要由Th2细胞产生,还可以由激活的肥大细胞及嗜碱性粒细胞产生,它是一种免疫调节因子,在RA中发挥重要作用,是一种保护性的细胞因子。IL-4能抑制促炎性细胞因子的合成,它的这种功能是通过提高mRNA的降解率来实现的。Villiger等[28]研究结果表明,白血病抑制因子(LIF)是通过IL-4抑制关节炎滑膜细胞产生的,而LIF可使IL-1 β和肿瘤坏死因子-α在滑膜成纤维细胞和软骨细胞中高表达。IL-4还能使Th1/Th2的比值发生改变,B细胞可通过它的刺激而产生IgE及IgG抗体,而且IL-10还可以通过IL-4的协同作用来抑制Th1细胞反应[29]。
2.3 IL-10 IL-10是一种重要的抑制性细胞因子,IL-10可以通过抑制多种促炎因子的产生,以减少关节淋巴细胞发生病变,它还可以通过抑制基质金属蛋白酶的表达,通过上调金属蛋白酶组织抑制因子的表达,从而对软骨细胞产生保护作用[30]。有研究表明,与健康对照组比较,RA活动期和稳定期组外周血IL-10显著减少,且RA活动期外周血中的IL-10水平较稳定期患者明显降低[31]。
2.4 IL-17 IL-17主要是由Th17细胞产生的,可与人和小鼠IL-17R(CDw217)结合而发挥效应。IL-17是重要的促炎细胞因子,可诱导人表皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞分泌IL-6、IL-8和G-CSF,促进人成纤维细胞表达ICAM-1,幕集中性粒细胞,促进血管形成。
2.5 IL-23 IL-23是由两种特异性的亚单位IL-23P19和IL-12P40组成的一种异源二聚体细胞因子[32],是一种重要的促炎因子。有研究表明,其在自身免疫性疾病的发生、发展中发挥了重要的作用[33],并且还参与了RA的发病和骨破坏机制[34]。IL-23可诱发Th17细胞通过激活核因子kB受体活化因子配基(RANKL)刺激内皮细胞、滑膜成纤维细胞等产白介素-8、白介素-6和前列腺素E2细胞炎性因子,导致滑膜出现炎症[35],在RA的发病过程中,IL-23与IL-17相互作用,共同促进RA的发生、发展。Th17细胞在促炎因子IL-23的诱导作用下产生细胞因子IL-17,IL-17再促进白细胞介素-1、肿瘤坏死因子-α和RANKL的生成,最终导致关节损伤和骨质的破坏[36]。关节滑膜成纤维细胞可以通过白介素-17的正反馈调节产生IL-23,从而加重关节滑膜炎症。IL-23可以介导STAT3的磷酸化过程,从而促进IL-17的分泌。IL-23虽不能诱导初始T细胞分化为Th17细胞,但对Th17细胞的维持扩增及之后的免疫应答过程发挥重要的作用[37]。研究表明[38],RA患者血清IL-23的水平比健康人升高,IL-23参与了RA的发病过程,尤其是骨破坏机制,因此,血清IL-23水平变化可作为RA活动性参考指标。
2.6 血管内皮生长因子 血管内皮生长因子(VEGF)又称血管通透因子,属血小板生长因子家族。在RA患者中,血管新生是慢性增生性滑膜炎形成不可缺少的一部分,受许多因素的影响,与肿瘤生长的特点相似。有研究表明,RA患者外周血中VEGF的值越高,其受累的关节数目越多,关节病变越严重,并认为外周血的VEGF可以像红细胞沉降率一样,反应RA患者的病变程度。影响VEGF表达水平的细胞因子有白细胞介素-10、白细胞介素-4等,这些细胞因子参与了RA发生、发展的各个环节,它们相互作用、相互影响,共同促进RA患者的炎症发展,使滑膜病变速度加快,对周围的关节及软骨组织造成侵蚀和破坏[39]。
综上所述,RA是一种以慢性、侵蚀性关节炎症为主要临床表现的自身免疫性疾病,其发病机制尚未完全清楚,与遗传、环境、感染等多种因素有关,由于RA的发病机制非常复杂,对其研究还需更深一步的探讨。
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(综述讲座栏目编辑:张玉亭)
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