类风湿关节炎患者骨重建标志物的研究进展

常文静 综述，蔡　辉 审校

(南京军区南京总医院中西医结合科，江苏南京 210002)



·综述·

类风湿关节炎患者骨重建标志物的研究进展

常文静 综述，蔡辉 审校△

(南京军区南京总医院中西医结合科，江苏南京 210002)

关键词:骨重建标志物；类风湿关节炎；炎症；关节破坏；生物制剂

类风湿关节炎(RA)是以慢性进行性软骨和骨破坏及滑膜改变为特征的炎性自身免疫性疾病。全身和关节滑膜合成的促炎细胞因子介导RA患者骨丢失，并可能导致骨质疏松症和骨折。骨形成标志物有血清Ⅰ型前胶原氨基端前肽(P1NP)、血清Ⅰ型胶原羧基末端前肽 (ⅠCTP)、骨碱性磷酸酶(BAP)、骨钙素(OC)，骨吸收标志物有Ⅰ型胶原羧基末端肽(Ⅰ-CTX)、Ⅰ型胶原氨基末端肽(Ⅰ-NTX)、吡啶诺林(DPD 和 PYD)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)。促炎细胞因子通过促进骨保护素(OPG)和和核因子-KB受体激活子配体(RANKL)比值下降，增加破骨细胞的生成和骨吸收，进而导致关节周围和全身性骨丢失。近年研究发现，骨重建标志物与RA 病情活动和关节破坏相关，并可预测放射学进展及评估药物疗效。本文重点探讨骨重建标志物评估生物制剂的疗效。

1炎症、关节破坏和骨质量

RA是以关节破坏、关节周围骨丢失为特征的慢性疾病，慢性炎症增加骨质疏松的风险。RA导致全身性骨丢失是多因素的：糖皮质激素、体力活动减少和疾病本身(尤其是疾病未得到控制)。无论是关节周围骨丢失，还是全身性骨丢失，其机制都是促炎细胞因子通过促进核因子-κB受体激活子配体，间接或直接地增加破骨细胞的生成，并促进其功能。在RA早期阶段，骨丢失与炎症参数相关。用Larsen评分评估关节破坏，关节破坏与骨密度(BMD)和脊椎畸形相关。

2细胞因子和信号通路

RA 关节骨破坏和骨丢失的严重程度取决于破骨细胞的数量及功能。促炎细胞因子在破骨细胞活化中起着重要作用。核因子-KB受体激活子(RANK)信号通路参与炎症过程基因表达的调节。成骨细胞分泌RANKL，RANKL与破骨前体细胞表面受体RANK结合，从而刺激破骨细胞的生成。成骨细胞和基质细胞产生OPG，OPG通过结合RANKL而阻断RANKL与RANK的结合，从而负性调节破骨细胞的生成。因此，OPG与RANKL的相对比例决定了单位时间里破骨细胞的数量及骨丢失的程度。许多促进或抑制骨吸收的因素通过调节RANKL和OPG的表达而起作用。肿瘤坏死因子(TNF)和白细胞介素-1(IL-1)等促炎细胞因子调节RANKL的表达[1-4]。RANKL值可以评估RA患者对TNF抑制剂治疗的疗效[5]，而不是OPG[6]。但使用英夫利昔单抗和依那西普治疗的RA患者滑膜OPG表达增加，RANKL却不受治疗的影响。这说明RANKL/OPG比值比每个单独指标评估骨吸收更具有重要性[7]。因此，RANKL对骨密度有不利作用，而RANKL单克隆抗体狄诺塞麦可增加RA患者骨密度和减少骨转换[8]。炎症过程骨形成也下降，DKK-1是dickkopf家族的一种蛋白质，TNF-α能增加其表达，并对Wnt信号通路发挥负调控作用，阻止成骨细胞分化和诱导硬化蛋白的表达，导致骨细胞死亡[9]。DKK-1水平升高与关节侵蚀风险增加相关，且独立于年龄、性别、基线放射学损伤、C反应蛋白和疾病活动[10]。IL-6通过调节Janus激酶/STAT、STAT3和ERK1/2磷酸化信号通路直接诱导RA患者滑膜细胞RANKL分泌[11-12]。

3骨重建标志物

骨基质主要由Ⅰ型胶原和Ⅰ型胶原肽组成。Ⅰ-CTX和ⅠCTP在血清和尿液中均能检测到，且是骨降解非常敏感性和特异性的指标。这两种肽是Ⅰ型骨胶原被两种不同的酶水解释放的。(1)ⅠCTP是由基质金属蛋白酶酶解Ⅰ型胶原产生，非常有效地反映RA相关的骨侵蚀。(2)Ⅰ-CTX是由组织蛋白酶K降解Ⅰ型胶原羧基端产生并被分解及释放入血，可有效地反应全身性骨吸收。RA患者ⅠCTP滑液与血清比值增加，而Ⅰ-CTX滑液与血清比值则无显著变化。表明ⅠCTP是预测关节周围骨吸收更敏感的标志物。这可能与滑膜细胞基质金属蛋白酶活性增加相关。

骨重建和软骨降解与RA密切相关。虽然Ⅱ-CTX不是骨重建的标志物，但是软骨降解的标志物之一。骨和软骨标志物是关节侵蚀的独立强预测因子。Straburzynska-Lupa等[13]研究表明，RA早期患者Ⅰ-CTX和Ⅱ-CTX水平均显著升高，并能预测关节进一步破坏。

4生物制剂对RA患者骨代谢的影响

4.1TNF-α抑制剂RA患者BMD与血清TNF-α水平呈负相关。TNF-α对 RA患者骨代谢的影响主要是通过促进破骨细胞的形成，而对骨细胞的影响较小。即TNF-α主要通过促进骨吸收来影响骨代谢，而对骨形成影响较小。TNF-α抑制剂通过阻断TNF-α来发挥作用，这就决定了TNF-α抑制剂对骨吸收的抑制作用强，而对骨形成的作用弱。因此，骨吸收标志物较骨形成标志物更能反映TNF-α抑制剂对骨代谢的影响。Vis等[14]对102例RA患者进行了开放式队列研究，观察使用英夫利昔单抗治疗一年的RA患者腰椎、髋部和手的变化以及骨重建标志物的变化，结果显示，RA患者腰椎和髋部BMD无显著变化，但手BMD下降0.8%，提示RA患者掌骨皮质骨经英夫利昔单抗治疗一年后仍在持续丢失。且欧洲抗风湿病联盟评分改善明显的患者在髋部骨密度上的获益也是同步的，其血清CTX和RANKL在0、14、30、46周较基线水平明显下降，且血清CTX的下降与疾病活动评分和C反应蛋白的下降是同步的。Chopin等[15]进行了多中心前瞻性队列研究，48例经其他改变病情抗风湿药治疗失败的病程超过10年的重度RA女性使用1年的英夫利昔单抗，这些患者没有使用双磷酸盐制剂，其中77%患者在使用糖皮质激素治疗，结果显示，RA患者经治疗1年后BMD没有变化，但血清Ⅰ-CTX水平在第6周、第22周分别下降19%、22%，而54周时又回到基线水平。相反地，RA患者血清PINP水平稳定，PINP/Ⅰ-CTX比值改善30%～40%，有利于骨形成。另外，软骨降解标志物Ⅱ-CTX在研究期间也没有变化。总之，骨形成/骨吸收标志物的改善提示英夫利昔对RA患者全身和局部骨有有利影响。在“BeST”研究中，研究者对218例早期RA患者应用四种不同的治疗方法：连续单药治疗、加强联合治疗、联合糖皮质激素治疗和联合英夫利昔单抗治疗。治疗1、2年后检测患者腰椎、髋部和手指(第2～4掌指关节)BMD。所有治疗组患者经1、2年治疗后腰椎、髋部和手指都存在骨丢失，但手指骨丢失较腰椎和髋部骨丢失严重，而联合糖皮质激素治疗患者或联合英夫利昔单抗治疗患者手指骨丢失较轻。关节侵蚀的进展与手指和髋部BMD降低有关。二磷酸盐只保护腰椎和髋部骨丢失[16]。用PubMed数据库查询TNF-α抑制剂对RA患者BMD和骨重建标志物的影响，发现有四个研究表明RA患者BMD稳定或腰椎BMD增加(高达2.8%)和髋部BMD增加(高达13.1%)[17-20]，而有一个研究表明结果是阴性的[15]。骨重建标志物的变化是不同的，但是骨吸收略有减少而骨形成增加。

4.2IL-6抑制剂在体外，IL-6抑制剂能减少RANKL或RANKL加TNF-α刺激培养的单核细胞破骨细胞分化和骨吸收；在体内，IL-6抑制剂能抑制转基因小鼠破骨细胞形成和骨吸收[21]。一项试点研究比较22例活动性RA女性患者和22例非骨质减少的健康女性对照者注射8 mg/kg托珠单抗血清骨重塑标志物早期变化[22]。在基线，RA患者血清OPG/RANKL比值较对照者低5倍；RA患者血清Dkk-1、硬化蛋白、β-CTX和骨钙素水平升高与其高重塑状态和骨形成减慢相关；RA患者血清OPG水平与其DAS28评分呈负相关，而RA患者血清RANKL水平与其C反应蛋白水平呈正相关。2月后，RA患者血清OPG/RANKL比值增加，而其血清Dkk-1水平下降。10例患者疾病缓解或低活动的10例RA患者血清OPG/RANKL比值较疾病活动的12例RA患者增加尤为显著，而两者血清Dkk-1和硬化蛋白水平相似。因此，IL-6抑制剂因迅速抑制炎症而纠正骨骼平衡。“OPTION”多中心随机对照研究评估托珠单抗对骨和软骨重塑的影响。623例患者中的416例中重度RA患者纳入该研究，且这些患者对甲氨蝶呤疗效欠佳。患者随机给予托珠单抗(每4周4 mg/kg或每4周8 mg/kg)联合甲氨蝶呤或安慰剂联合甲氨蝶呤。结果显示，托珠单抗在第4、16、24周后呈剂量依赖性降低Ⅱ型前胶原氨基端肽、胶原螺旋肽和基质金属蛋白酶-3；在骨形成标志物中，托珠单抗者只有血清PINP较对照者显著升高，而骨吸收标志物Ⅰ-CTX和ⅠCTP显著降低[23]。全膝关节置换术患者骨髓活检研究显示，托珠单抗通过增加OPG表达来增加骨形成，而非生物制剂甲氨蝶呤没有这一作用[24]。另外，托珠单抗还降低dickkopf水平来增加OPG/RANKL比值[22]。“RADIATE”研究显示，托珠单抗通过降低CTX-Ⅰ和CTX-Ⅰ/OC比值来抑制组织蛋白酶K介导的骨吸收[25]。此外，用尿C-端交联端肽(uCTX-Ⅱ)、尿吡啶啉/脱氧吡啶啉比值、体质量指数和关节间隙狭窄评分4个指标来预测关节破坏进展的程度。托珠单抗单药治疗RA患者1年。与低风险患者相比，托珠单抗能显著抑制高风险患者放射学进展[26]。

5利妥昔单抗

B淋巴细胞通过分泌RANKL来增加RA骨吸收。B淋巴细胞抑制剂利妥昔单抗能降低RA患者骨吸收标记物以及抑制RA患者破骨细胞生成。有研究显示，利妥昔单抗能减少RA患者滑膜破骨细胞前体数目，并能增加RA患者血清OPG/RANKL比值，从而保护了RA患者的BMD[27]。前瞻性研究[28]表明，RA患者应用利妥昔单抗3～15个月，骨形成标志物BAP、ⅠCTP没有显著变化，而能轻微降低RANKL(OPG没有变化)以及显著降低骨降解标志物Ⅰ-CTX。因此，利妥昔单抗能降低破骨细胞活性。

6阿巴西普

CTLA4-Ig抑制CTLA4与单核细胞表面受体CD80/CD86结合，并能下调破骨细胞分化和成熟。在无T细胞存在的情况下，CTLA4在体外呈剂量依赖性抑制RANKL和TNF介导的破骨细胞生成。另外，阿巴西普能抑制甲状旁腺素引起小鼠骨丢失，提示阿巴西普可能对RA骨丢失有保护作用[29]。

7结论

RA患者体内骨重建标志物水平的改变可以反映骨形成和骨吸收情况，并能进一步预测骨折的风险。因此，骨重建标志物与RA病情活动及骨丢失相关，并可预测放射学进展及评估药物疗效。而骨重建标志物不能用于诊断，它容易受到年龄、性别、饮食、绝经、肝肾功能等众多因素的影响，并且在某些疾病中如肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肾癌等疾病中也会升高[30]，在分析病情时应该考虑到。除了特定抗骨质疏松药物外，生物制剂通过减少炎症诱导的骨丢失来预防RA患者骨丢失和骨质疏松性骨折。

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(收稿日期：2016-01-21)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.09.034

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)09-1236-03

作者简介：常文静，女，医师，主要从事中西医结合风湿免疫病的研究。△通讯作者，E-mail：caihuipdh@163.com。