糖皮质激素在类风湿性关节炎中的作用研究进展

王琪珊，王婷玉

(上海交通大学医学院附属第九人民医院药剂科，上海 200011)

1 RA的发病机制及药物治疗现状

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种以滑膜组织过度增生为特征的慢性、炎症性自身免疫疾病，最终导致关节软骨和骨的破坏，从而使患者丧失劳动力，甚至累及其他器官而危及生命。RA病因未知,发病率高、病死率高，影响着全球约1%的人口，主要以炎症、疼痛、僵硬和进行性关节破坏为主要特点，RA造成的长期行动不便或残疾已经跃居所有疾病的第6位，治疗RA任重道远[1-2]。根据2010版类风湿关节炎治疗指南，常见的RA治疗药物有非甾体类抗炎药物(nonsteroidal antiinflammatory drugs, NSAIDs)、改善病情抗风湿药物(disease-modifying antirheumatic drugs,DMARDs)、生物制剂、糖皮质激素(glucocorticoid, GC)、植物药制剂等。大量临床研究表明，GC具有广泛和强大的抗炎作用，非常适用于治疗RA这种复杂的异质性疾病，小剂量GC即可明显抑制滑膜炎症，且X线结果显示其能够延缓关节损伤的进展。尽管近年来研发了许多新型的生物制剂，如TNF-α拮抗剂、抗IL-6受体的单抗、抗CD20的单抗等，但是到目前为止没有任何药物可以替代GC。

2 GC在RA中的合理应用

大约有三分之二RA患者在一生治疗过程中会使用到GC,且系统性回顾也支持在RA低、中剂量GC的使用，在减少症状和减缓结构性损伤方面的有效性。但长期使用GC会导致许多不良反应的发生，如骨质疏松、糖尿病、肾上腺轴抑制、伤口愈合减缓等[3]。其发生风险由药物特异性因素(如剂量和疗程)和病人特异性因素(如年龄、性别、基因、共患病、生活方式等)决定，在RA中GC的使用仍旧备受争议。因此，GC的合理使用极其重要。

2.1GC治疗RA的推荐意见根据2002年EULAR指南，将GC分为低剂量(≤7.5 mg)、中剂量(7.5 mg～30 mg)、高剂量(30 mg～100 mg)、极高剂量(>100 mg)和冲击治疗(>250 mg)。低剂量GC常用于维持治疗，中剂量GC常用于慢性RA的治疗，高剂量GC常用于亚急性RA的治疗，极高剂量和冲击治疗常用于急性或危及生命的RA治疗。研究证明，单一或多种DMARDs联合治疗有着相同的效果，提示在DMARDs单一治疗方案或联合治疗方案中添加GC，治疗效果提高的原因是由于GC的作用，GC不仅有抗炎作用，还有改善病情的潜能。因此，2013年EULAR有关治疗RA的意见推荐，小剂量GC(≤7.5 mg)联合DMARDs为起始治疗方案，加用小剂量GC起一种“桥梁”作用，疗程不宜超过6个月，并应尽快减量[4,5]。应使用GC直至DMARDs开始发挥最大效应，但因GC的不良反应在中长期应用中较明显，所以在病情允许情况下应逐渐减量[6]。但在RA急性期发作或出现严重并发症时，则是应用大剂量GC冲击治疗的指针。中、大剂量GC应用不仅快速控制疾病活动，同时又对骨吸收起抑制作用，但不能长期使用，应待症状缓解后减少GC剂量。与此同时，临床上通常在应用大剂量GC的基础上同时开始RA治疗的二线方案，因为GC冲击治疗所诱导的缓解期通常只持续6周[7]。

因此，对于GC在RA中的使用，低、中剂量常用于早期RA的治疗，且建议RA患者使用关节内注射GC，以减少全身不良反应[8]。高剂量服用时，应尽量遵循剂量递减原则，最好是与DMARDs联合使用，可快速改善临床症状和功能状况，同时严密监测其不良反应[9]。

2.2GC的优化应用及新剂型基于现阶段研究，为了更加合理使用GC，在保持甚至加强抗炎效果的基础上减少不良反应，传统GC的优化应用和新剂型的发展由此诞生[10]。泼尼松缓释片因传统GC被胶囊包裹而有4 h释放延迟，因此在睡前服用能降低夜晚致炎因子浓度的升高，以缓解患者清晨的临床症状。GC脂质体因能明显提高药代动力学和药效学参数，且伴有较少不良反应，有着良好的发展前景。脂质体能增加GC在体内作用时间，并在炎症部位直接聚集，产生了极高的局部浓度，减少了对其他非靶器官或非靶组织的伤害，从而减少不良反应。

3 GC抗RA的作用机制

GC广泛地应用于RA中，用于治疗时能产生强有力的抗炎效果和免疫调节作用，同时减少循环系统中单核-巨噬细胞的数量，致炎因子和前列腺素的合成，Fc受体的表达等[11-12]。与此同时，GC能防止炎症细胞的渗出，减少破骨细胞的生成，减少关节软骨的破坏。在抗炎过程中，GC对免疫细胞、体液因子、成骨细胞、软骨细胞的作用是其产生强大治疗作用的主要因素。尽管临床上使用GC已有60年，对于内外源性GC潜在机制仍需要进一步探索，对于内外源性GC在RA中的作用机制及它们在炎症中所扮演的角色，仍然知之甚少。

3.1内源性GC对RA发生发展的影响

3.1.1内源性GC GC分为内源性GC和外源性GC。内源性GC指在生理状态下，由肾上腺皮质分泌的一类甾体激素，包括可的松、氢化可的松等。外源性GC指常用于治疗RA的GC，如地塞米松、甲泼尼龙等。

治疗剂量的外源性GC常表现为免疫抑制作用，而内源性GC却又有细微的差别，受浓度、细胞内外环境等影响，常表现为允许作用、抑制作用或者刺激作用，从而调节炎症或免疫反应。在下丘脑-垂体-肾上腺轴的反馈调节中，11β羟基类固醇脱氢酶(11β-hydroxysteroid dehydrogenase，11β-HSD)在细胞中的表达能改变循环中GC的含量。11β-HSD分为1型和2型，其中11β-HSD1能促进可的松转化为活性可的松，11β-HSD2则促进活性可的松转化为可的松。在人体内脏中，11β-HSD1每天产生总量30%～40%氢化可的松，而11β-HSD2则在肾脏中灭活相同比例的氢化可的松[13]。有些学者认为，11β-HSD1是一种低亲和力的11β脱氢酶，但在载鼠11β-HSD1 cDNA的两栖动物细胞中显示，11β-HSD1在大多数细胞中以11β还原酶为主导，增强GC的作用。而11β-HSD2则通过分布广泛的配体，调节细胞内受体的激活。

氢化可的松由细胞内的11β-HSD1催化产生，理论上，11β-HSD1抑制剂可反转氢化可的松的抗炎作用。但研究发现，因11β-HSD1在炎症早期被诱导，口服11β-HSD1抑制剂可降低GC的合成，所以，11β-HSD1抑制剂虽可用于治疗代谢性疾病，但同时可能促发炎症反应。且在慢性炎症中，11β-HSD活性的自我平衡可能被改变，导致在巨噬细胞中GC活性下降，更有甚者，导致局部对GC的抵抗，而GC恰恰是11β-HSD的底物。对于11β-HSD1抑制剂的临床应用，仍需要进一步的研究。

3.1.2内源性GC抗RA机制 在RA患者中，11β-HSD1的数量上调且活性增加，提示内源性GC可能与RA的发生、发展有关。在体内，11β-HSD1的表达由TNF-α，IL-1和GC协同调节。在RA患者中，TNF-α拮抗剂可阻断TNF-α的促炎作用，且能明显降低11β-HSD1的活性，并明显升高GC灭活酶的活性，提示在RA中，内源性GC可调节炎症的发生发展。进一步，在滑膜炎病情得到缓解的患者中，全身11β-HSD1的活性明显低于RA患者或其他类型关节炎的患者,也提示着内源性GC在RA的发生、发展中扮演着重要的角色。

虽然内源性GC在RA中发挥的作用尚未明确，但Tu等[14]研究发现，在抗体诱导的关节炎(collagen antibody-induced arthritis, CAIA)中，特异性敲除成骨细胞中11β-HSD2能明显缓解小鼠的关节炎症。在CAIA小鼠中，基因敲除组小鼠(tg组)关节的临床评分、肿胀度明显优于野生型组小鼠(WT组)。在WT组观察到明显滑膜增生、软骨减少及骨质破坏，但在tg组以上指征得到缓解。此外，接受高剂量抗体(8 mg)诱导关节炎比低剂量抗体(3 mg)诱导的关节炎发生、发展更加迅速。证明了破坏成骨细胞和骨细胞中内源性GC信号通路能明显且长时间缓解免疫介导的关节炎，同时也提示，充足剂量抗体是GC在抗炎过程中发挥明显作用的重要条件。

Buttgereit等[15]研究发现，采用K/BxN血清诱导的关节炎(serum transfer-induced arthritis, STIA)模型中，特异性敲除成骨细胞和骨细胞中GC信号通路的关键分子，能够明显缓解小鼠的关节炎。与K/BxN血清诱导组相比，基因敲除组小鼠(tg组)踝关节大小、临床评分、炎症活动、软骨损伤、软组织水肿各方面都有明显好转，而野生型组小鼠在以上方面均无明显变化。证明了特异性地破坏成骨细胞中内源性GC信号通路能有效缓解处于亚急性期免疫介导的关节炎。众所周知，在关节炎治疗中，GC的疗效为剂量依赖性。在生理剂量下(即内源性GC)，起允许作用甚至是刺激作用；而在给药浓度下，却起免疫抑制作用。因此，在血清诱导组中，内源性GC可能达到了足够高的浓度，发生免疫刺激作用，而在GC信号通道被破坏的小鼠中，由于GC信号传递受阻，关节炎严重程度得以改善。

但Spies等[16]进一步研究证明，破坏成骨细胞中GC信号通路对抗原诱导的关节炎无明显作用。研究结果表明，注射甲基化牛血清白蛋白(mBSA)，特异性破坏GC信号通路组(tg组)和野生型组小鼠(WT组)均见明显的膝关节肿胀。tg组与WT组在注射1 d后肿胀均逐渐减轻，且两组小鼠的膝关节肿胀度、炎症程度、软骨损伤、软组织炎症、骨质破坏、滑膜炎、关节腔渗出物等无明显差异。以上结果证明了破坏成骨细胞中GC信号通路对抗原诱导的关节炎无明显作用，成骨细胞不能通过GC依赖性信号通路调节T细胞介导的炎症反应。

尽管如此，在软骨细胞中，Tu等[17]发现，软骨细胞通过内源性GC信号通路能明显缓解关节炎症和损伤。在软骨细胞中特异性敲除GC受体组小鼠(chGRKO组)和野生型组小鼠(WT组)中，在临床评分、关节肿胀度、炎症增生、滑膜增生、软骨破坏等方面，chGRKO组均更加严重。以上结果证明，在软骨细胞中，内源性GC信号通路在关节炎症中起抗炎和抑制软骨破坏的作用。先前的研究说明了以下几个方面：在STIA模型中，特异性敲除成骨细胞GC信号通路有利于缓解关节炎症，但在软骨细胞中则表现为截然相反的作用。在AIA模型中，敲除成骨细胞中GC信号通路对关节炎无影响，而在软骨细胞中，GC信号通路则起调节炎症的作用。

从以上研究可知，使用抗体诱导关节炎，即使缺乏淋巴细胞，也能成功诱导关节炎。而用抗原诱导关节炎，需通过T细胞激发适应性免疫反应，所以在T细胞缺乏的情况下无法诱发关节炎。且在CAIA模型和K/BxN血清诱导关节炎模型中，特异性破坏成骨细胞和骨细胞中内源性GC信号通路能有效缓解炎症和关节损伤，但在抗原诱导的关节炎中观察不到此现象，证明了成骨细胞能通过GC依赖性信号通路调节固有免疫介导的炎症反应，而非适应性免疫介导的炎症反应。这些研究均揭示了内源性GC信号通路的重要性，在未来治疗RA的方法中，成骨细胞及软骨细胞中的内源性GC信号通路均可能成为重要的治疗靶点。

3.2外源性GC对RA发生发展的影响

3.2.1外源性GC 在多种细胞中，GC能干预许多致炎介质的生物合成[18]。GC主要通过抑制花生四烯酸(arachidonic acid，AA)通路的生物合成，产生快速的抗炎作用。GC使细胞膜上脂代谢改变，阻止游离AA的释放，如磷脂酰胆碱(phosphocholine, PC)、磷脂酰乙醇胺(phosphoethanolamine, PE)、磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol, PI)等，抑制转录后环氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)的合成，进一步阻止下游前列腺素合成，从而产生快速抗炎作用[19]。对前列腺素合成的抑制，被认为是GC抗炎机制的一部分，COX则是非甾体类和GC类药物共同靶点。

合成性GC(即外源性GC)能下调炎症因子的表达，表现出强有力的抗炎作用，且内源性GC与合成性GC并无实质性区别，其作用都是通过相同的受体——糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)产生。在大多情况下，GC与GR结合，诱导由GR介导的细胞分化和凋亡，同时降低细胞因子、磷脂酶和环氧合酶的表达。

3.2.2外源性GC抗RA机制 外源性GC可以缓解许多危重疾病，其中包括RA。通过强有力的抗炎效果和免疫调节作用，外源性GC能有效减少RA症状和减缓结构性损伤。不仅如此，GC还能通过膜联蛋白A1和类固醇皮质结合蛋白两方面，影响RA的发生、发展。

3.2.2.1膜联蛋白A1 一直以来，由GC诱导产生的膜联蛋白A1被认为是GC介导抗炎反应中一个至关重要的分子。除了能重现许多GC的抗炎效果，越来越多的证据表明，膜联蛋白A1在T细胞功能的调节和有关RA的适应性免疫反应中占有一席之地。Yang等[20]证明，用K/B×N血清和抗体分别在小鼠体内诱导关节炎，内源性膜联蛋白A1的缺失会使小鼠对GC的反应性下降。在炎症性滑膜组织中，由于膜联蛋白A1缺失，破坏了GC依赖性细胞因子和趋化因子表达的抑制，说明在关节炎中，膜联蛋白A1对GC的治疗作用来说必不可少。膜联蛋白A1对关节炎有着明确的抑制效果，提高内源性膜联蛋白A1的合成能增强外源性GC的效果，促进类固醇类药物的合理使用。

3.2.2.2类固醇皮质蛋白分离率 类固醇皮质结合蛋白(corticosteroid-binding globulin，CBG)是一种转运皮质醇的蛋白。在炎症区域，CBG由高亲和力CBG转变为低亲和力CBG，以释放生物活性的抗炎皮质醇。Nenke等[21]研究表明，RA患者的CBG分离率较低,且CBG分离率越低，RA疾病活动度越大，而较高CBG分离率的患者RA缓解率越高。证明了不能适时解离CBG以释放游离类固醇会增加疾病的活动度，以CBG为中介的类固醇转移功能的损伤可能有利于RA中慢性炎症的维持。但尚不能确定CBG分离率的降低是发生于RA起病之前，还是发病之后。

综上可知，外源性GC不仅可通过AA信号通路产生抗炎作用，在RA中，还可以通过提高膜联蛋白A1含量和类固醇皮质蛋白分离率，增强外源性GC作用，缓解RA病情，但是其完整机制尚未得到充分研究。本课题组在未来的研究中将深入探索外源性GC作用机制，加快新药的研究进展，以进一步促进GC的合理使用。

4 基于GC的抗RA新药研究

GC长期或大剂量使用,会导致许多不良反应的发生。基于GC抗RA机制的研究，为了更加安全、有效地使用GC，GR部分激动剂、选择性GR调节剂、对传统GC进行翻译后修饰药物由此诞生。

4.1PF-04171327糖皮质激素受体部分激动剂(dissociated agonists of the glucocorticoid receptor, DAGRs)能显示出与GR完全激动剂相似的抗炎效果，且有较高的耐受性。其中，PF-04171327(Fosdagrocorat)是一种能保留GC抗炎作用，同时能减少GC不良反应的DAGRs[22]。PF-04171327兼有泼尼松龙和GR拮抗剂RU-486中重要的结构成分，从而能与类固醇骨架结合，发挥GR部分激动剂抑制炎症因子的作用和完全拮抗剂在细胞中的作用。Stock等[23]研究证明，相比于使用5 mg泼尼松龙，PF-04171327在改善RA症状和体征方面显示优越且快速的疗效。在细胞实验和RA模型的小鼠实验中，相比GR完全激动剂，PF-04171327表现出了极强的抗炎效果和较少的不良反应。P1N1和骨钙素(osteocalcin, OC)是骨质合成标志物和衡量骨健康的良好指标。Shoji等[24]研究显示，10、15 mg PF-04171327能显示出与5 mg泼尼松龙相似，甚至更强的治疗效果，而从P1N1和OC上看，两者对骨组织的影响无明显差异。再者，PF-04171327在治疗2周后并不引起对类固醇类长久抑制作用，但在更长期治疗中，仍需检测下丘脑-垂体-肾上腺轴的功能，对长期使用PF-04171327的安全性和疗效仍需更多的研究评价。

4.2CompoundA选择性糖皮质受体调节剂(selective glucocorticoid receptor modulator, SEGRM)能选择性激活转录，表现出更好的获益风险比。作为SEGRM中一员，Compound A(Cpd A)能适当缓解RA的疾病活动度和炎症程度。虽然地塞米松(dexamethasone, DEX)抗炎效果更优越，但在骨代谢方面，Cpd A表现出极大优势。在GC诱导骨合成抑制的小鼠模型中，DEX治疗组P1N1明显减少，而Cpd A组无明显变化。Rauner等[25]报道，在GC诱导骨质丢失的小鼠模型中，Cpd A组能保持骨矿物质密度不变，而泼尼松龙组下降24%,说明Cpd A对成骨细胞功能无抑制作用，不会干预骨的形成和吸收,Cpd A在骨代谢方面有较优越的效果。但对Cpd A的现状，笔者认为，由于Cpd A治疗范围狭窄，临床试验范围有限，Cpd A作为分子工具以分离GC作用效果的可能性比作为关节炎治疗药物的可能性更大。

4.3NCX-1015对传统GC进行翻译后修饰是另一种提高疗效和减少不良反应的方法。一氧化氮(nitric oxide, NO)通过脂肪族或芳香族分子与GC连接，缓慢从GC中释放，能加强GC的抗炎作用。在患有关节炎的小鼠模型中，Strehl等[10]发现，增加NO基团的泼尼松龙衍生物NCX-1015表现出比传统泼尼松龙强10倍的抗炎作用，且不会引起由于破骨细胞活性增加而导致的骨质减少或骨质疏松，而骨质疏松正是GC最令人担心的不良反应之一。在进一步研究中发现， NCX-1015能使细胞内GR发生一种特殊的硝化反应，所以能快速地激活GR。但笔者认为，此类药物只有在动物体内的少量研究数据，仍需要进一步探索其临床应用。

5 展望

GC作为RA治疗中必不可少的药物，其治疗作用强大且不可替代，但GC伴随的不良反应也令人不安，其治疗机制及合理使用得到了极大的关注。通过对内源性及外源性GC作用机制的探索，发现内源性GC信号通路、膜联蛋白A1及类固醇皮质结合蛋白在RA中的重要作用，可能成为未来RA治疗的重要靶点，虽由于种种原因，仍未彻底研究清楚。为进一步改善GC在RA中的应用，本课题组未来的研究将会进一步探索其作用机制，以发挥GC最大抗炎作用的同时，尽可能降低其不良反应，促进GC的合理使用。与此同时，DAGRs、SEGRM、NCX-1015等，均是基于糖皮质激素的抗RA新药，富有广泛的治疗前景，应该加快这类新药的作用机制研究，从而改善其治疗效果，利于患者拥有更多的用药选择。