白细胞介素—17在类风湿关节炎发病机制中的作用进展

王秋燚++张小玲++宁乔怡++姚血明++马武开

【摘 要】 白细胞介素-17（IL-17）是一种新近发现的重要的前炎症细胞因子，其在类风湿关节炎患者体内高度表达，提示IL-17与类风湿关节炎有密切关系。综述IL-17在类风湿关节炎发病中的特点、促炎作用、对关节破坏以及治疗等方面的研究进展。

【关键词】 关节炎，类风湿；IL-17；炎症；关节破坏；综述

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種主要侵犯关节的慢性系统性自身免疫性疾病，以滑膜细胞增生、多种炎症细胞浸润和微血管新生、血管翳形成以及关节软骨、骨破坏为主要病理特点。其典型症状是慢性、对称性多关节疼痛及肿胀，可伴有骨质破坏，最终导致关节强直畸形和功能丧失。RA分布广，病程长，反复发作，具有发病率高和致残率高的特点。许多细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等直接或间接参与了RA的发生发展过程[1]，IL-17在RA发病中的重要作用越来越受重视。IL-17通过相关信号转导通路，从多个方面在RA关节损害、炎症反应中发挥致病作用。本文就近年来IL-17与RA的相关性研究进展做一综述。

1 IL-17的来源及生理功能

IL-17于1993年首次被发现并命名，是从激活的噬齿类T细胞杂交瘤中克隆出的细胞毒性T淋巴细胞相关抗原8（CTLA-8）的cDNA序列产物[2]。IL-17是一种强有力的致炎细胞因子，主要由CD4+效应细胞-辅助性T细胞17型（Th17）分泌，也可由中性粒细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞等诱导产生[3]。

IL-17由155个氨基酸组成，以二硫键形式连接成同型二聚体，分子量为30～35 kDa，含有N-末端信号肽，其编码基因位于染色体6p12。IL-17家族包括IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、

IL-17F。目前研究最广泛的家族成员是IL-17A，特指IL-17[4]。它与IL-17F位于染色体上的基因位点相近，两者氨基酸序列有55%相同，生物学活性相似，但IL-17F诱导炎症作用弱于IL-17A。相应的IL-17受体（IL-17R）由IL-17RA、IL-17RB、

IL-17RC、IL-17RD、IL-17RE共5个亚基组成，它们都是Ⅰ型单次跨膜蛋白，均含有保护结构基序，包括胞内的SEF/IL-17R结构域（SEFIR）及胞外的纤维连接蛋白Ⅲ样结构域（FNⅢ）。IL-17R

广泛分布于肺脏、肝脏、肾脏、脾脏、关节、皮肤等组织。IL-17RA与IL-17RC是IL-17家族主要成员IL-17A与IL-17F的通用受体，IL-17RA与

IL-17RF经SEFIR结构域与衔接蛋白核转录因子-κB活化剂（Act1）相结合，活化接头分子肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6），继而激活促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核转录因子-κB（NF-κB）及增强子结合蛋白（C/EBP），发挥免疫应答、促炎反应等多种功能[5]。具体包括：①诱导多种炎症因子如IL-6、IL-1β、TNF-α等产生，参与炎症反应；②提高趋化因子CXCL1、CXCL8、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等表达，招募中性粒细胞聚集在炎症部位，加剧机体炎症反应；③增加一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及基质金属蛋白酶（MMPs）的产生，促进细胞外基质损伤[6]；④与IL-1β、TNF-α等细胞因子相互作用产生协同效应，分泌MMPs及其他促炎因子；⑤上调血管内皮生长因子（VEGF）的表达，加强血管通透性，促进内皮细胞增殖，加速新生血管形成。

2 IL-17参与的信号通路

MAPK家族主要包括c-Jun N末端激酶（JNK），细胞外信号调节激酶（ERK）1/2、ERK3/4、ERK/BMK1和丝裂原活化蛋白激酶p38等。p38作为MAPK家族控制炎症反应的重要成员，在细胞与体液免疫反应调节中起重要作用，通过活化ERK1/2从而阻止细胞死亡，促进细胞增殖[7]。IL-17A可激活MAPK家族p38、ERK、JNK等信号通路，进而调控炎症因子表达，促进滑膜炎症反应，介导骨与软骨破坏[8-9]。此外，信号转录激活子（STAT）家族蛋白是酪氨酸激酶（JAK）最重要的底物之一，当它被磷酸化后，可形成同源或异源二聚体形式而激活，进而与细胞核内靶基因相结合，促进其转录。STAT家族包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6蛋白，在RA患者滑膜组织中以STAT3表达最为活跃。活化的STAT3可激活RORTY的表达，从而诱导Th17分泌IL-17等致炎因子，发挥其对关节滑膜的病理作用，加重滑膜炎症[10-11]。IL-17R上有一段称为SEFIR的区域，衔接蛋白Act1也包含此区域，两者通过SEFIR结构域相互作用，激活NF-κB信号转导通路以及TRAF6，并在RA的发病中通过阻断细胞凋亡，促进释放细胞因子放大炎症反应等发挥关键作用[12-15]。

3 IL-17在RA发病中的作用

3.1 IL-17与RA滑膜炎症 IL-17可诱导细胞因子、趋化因子、前列腺素的产生，并协同其他炎性细胞因子促进滑膜成纤维细胞释放炎症介质，介导炎症反应。刘桂发等[16]用酶联免疫吸附法（ELISA）检测RA患者关节滑液中IL-17含量及其与临床相关指标的联系，结果显示，IL-17在RA患者关节滑液中水平升高，并与C-反应蛋白（CRP）、类风湿关节炎活动评分（DAS28评分）呈正比，推测其可能与RA疾病活动性及严重性相关。Fischer等[17]通过相关实验研究检测IL-17及TNF-α作用于成纤维样滑膜细胞（FLS）后IL-17的表达水平，结果表明，IL-17及TNF-α可导致IL-6、IL-8、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）等促炎因子及趋化因子增加，增强炎症反应，且对IL-6、IL-8的分泌产生累加作用，对GM-CSF产生协同效应。Hu等[18]通过体外培养RA滑膜成纤维细胞（RASF），并检测Toll样受体（TLRS）的表达水平，结果显示，RASF表达多种TLRS，其中以TLR3表达最高。并将RASF与T细胞共同培养，采用流式细胞仪检测Th1、Th17，ELISA检测γ-干扰素（IFN-γ）、IL-17，结果显示，RASF表达的TLRS可促进Th1和Th17细胞扩增，产生更多的IFN-γ和IL-17，加重炎症反应。翟天航等[19]

运用聚合酶链式反应（PCR）检测IL-17刺激下的FLS中高半胱氨酸蛋白61（Cyr61）的表达水平，结果显示，IL-17可上调Cyr61水平，而高表达的Cyr61可抑制滑膜细胞凋亡，促进滑膜细胞增殖，进而介导炎症的产生。Wang等[20]为了探讨程序化死亡基因5（PDCD5）在炎症细胞活化中的作用，运用ELISA检测RA患者血清及关节炎中PDCD5及IL-17的水平，并评估两者关系，结果显示，PDCD5与IL-17水平呈负相关。PDCD5可诱导滑膜细胞及炎症细胞凋亡进而减少促炎细胞因子释放，而不足的凋亡则有助于滑膜细胞及炎症细胞异常增殖并加重炎症。IL-17可诱导环氧合酶-2（COX-2）在滑膜细胞中的表达，有助于高水平表达PGE2[21]。PGE2作为重要的炎症介质之一，通过与细胞膜上相应的受体结合而引发生物效应[22]。陈亮等[23]建立胶原诱导性关节炎（CIA）小鼠模型，经小鼠尾静脉注射PGE2的EP4受体阻断剂L161982后，观察小鼠关节肿胀情况及滑膜病理变化，并采用ELISA检测IL-17表达水平，结果显示，经L161982治疗后小鼠关节炎症指数、滑膜炎症评分及IL-17表达均显著下降，其机制可能为阻断PGE2与EP4结合，Th17细胞分泌IL-17受抑制，使CIA病情得以缓解。

3.2 IL-17参与RA骨、软骨损伤 IL-17能通过上调NF-κB受体活化因子配体（RANKL）水平，增强MMPs，诱导破骨细胞表达等参与RA骨与软骨的损害。姚金丹等[24]对小鼠单核/巨噬细胞RAW 264.7进行破骨细胞诱导成功后，采用ELISA与PCR检测IL-17对破骨细胞、MMP-9表达水平影响，结果显示，IL-17可增强MMP-9的表达促进软骨降解，进而造成关节破坏。田明嫄等[25]在体外培养RA患者外周血淋巴细胞，并提取RNA，运用PCR检测IL-17对RA患者外周血淋巴细胞RANKL、OPG mRNA表达的影响，结果发现，IL-17可上调RANKL mRNA水平，抑制OPG mRNA表达，提升RANKL/OPG比率，进而间接调节破骨细胞分化及活性，引起骨质破坏。刘平等[26]从骨关节损伤程度及细胞因子表达水平的角度，探讨IL-17中和性抗体对CIA小鼠的作用机制，结果表明，不同浓度的IL-17中和性抗体可抑制IL-17、TNF-α、IL-6表达水平，降低关节炎症指数，提示其可能是通过调节Th17细胞介导的细胞因子-破骨细胞损伤的免疫机制。王小超等[27]采用ELISA检测RA早期患者血清IL-17水平结合放射学法评估关节损伤程度，结果显示，IL-17水平与骨关节损害程度呈正相关，IL-17水平越高，骨关节损害程度越重。Schminke等[28]在IL-17及IL-17抗体作用下体外培养RA软骨祖细胞，运用蛋白印迹法（WB）及免疫组化法（IHC）检测，证实了IL-17通过上调RUNT相关转录因子2（RUNX2）的表达，增强IL-6蛋白和MMP-3

mRNA水平，从而抑制软骨祖细胞形成，而抗IL-17抗体可促进软骨细胞形成。Koenders等[29]研究发现，IL-17与TNF-α可协同上调钙结合蛋白S100A8、IL-1β及MMPs的表达，从而介导软骨损伤加重。血管翳是RA病理过程中一个具有侵蚀性的病理产物，可侵害软骨及骨组织，引起关节损害。FLS是血管翳主要的细胞成分，研究发现，IL-17能上调RA患者FLS中B细胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）凋亡基因的表达，促进FLS的存活与增殖[30]。Tanigawa等[31]研究发现，IL-17F通过增加胶原酶（MMP-1、MMP-13）与基质溶素（MMP-3）在软骨中的表达，并减少其抑制剂（TIMP-2、TIMP-4）的表达，降低Ⅱ型胶原、连接蛋白及聚集蛋白聚糖的表达，导致软骨降解。

4 IL-17抑制剂在RA中的运用

鉴于IL-17在RA致病机制中有着重要影响，以IL-17为靶点的RA治疗策略受到越来越多的关注。在CD3、CD28单克隆抗体的作用下，RA患者外周血单个核细胞中IL-17水平升高，予甲氨蝶呤（MTX）干预后，MTX能以剂量依赖的方式抑制IL-17的生成[32]。针对MTX反应不佳者，经Brodalumab（AMG-827）治疗后，ACR20百分比上升[33]。Secukinumab（AIN457）是一种IL-17A全人源单克隆抗体，研究发现，Secukinumab能降低DAS28评分与CRP水平，减少炎症反应，提高RA患者ACR20比值，缓解临床症状[34]。而Ixekizumab（LY2439821）作为一种IL-17抗体，在治疗RA方面能有效提高ACR20、ACR50、ACR70的有效百分比，降低DAS28评分，经实验证明该药物安全有效[35]。另有研究发现，MTX联合英夫利西单抗治疗能降低IL-17浓度与Th17细胞数，改善红细胞沉降率、CRP、类风湿因子等临床相关指标，缓解关节症状[36]。此外，动物实验研究表明，抗IL-17单克隆抗体能有效缓解CIA小鼠的关节炎症表现，抑制骨破坏进展[37]。

5 结 语

综上所述，IL-17是诱发RA炎症反应，参与骨及软骨损害的重要细胞因子，针对IL-17阻断剂的研究成为极有潜力的治疗靶点。此外，除了

IL-17A、IL-17F，IL-17家族其他成员在疾病进程中的作用已在研究之中，相信这些研究有助于进一步明确RA的发生机制。伴随着分子生物学技术的快速发展，为RA治疗药物的研发提供了更好的平台，更多以IL-17为干预靶点的药物将有望应用于临床。总而言之，IL-17的研究为RA的治疗带来了新曙光。

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收稿日期：2017-02-03；修回日期：2017-04-03