氧化型低密度脂蛋白与类风湿关节炎关系研究进展

艾比班·麦麦提牙克夫 综述 武丽君 审校

1.新疆医科大学，新疆 乌鲁木齐 830011；2.新疆维吾尔自治区人民医院风湿免疫科，新疆 乌鲁木齐 830001

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种病因不明的慢性、全身性炎症疾病[1]，可累及全身多个系统，其中，其心血管系统疾病(cardiovascular disease，CVD)的发病率和死亡率与普通人群相比更高，成为大约50%RA患者的死亡原因[2]。已有研究表明，脂质代谢异常作为心血管疾病传统危险因素，在RA 中的表达情况可能与非RA人群不同[3]。其中，氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)是由低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)氧化产生，可以诱发炎症反应，也可以被炎症环境影响，会产生巨噬细胞源性泡沫细胞，从而导致动脉粥样硬化的发生。而ox-LDL在RA患者CVD的发生中的作用与普通人群发生CVD中的作用是不同的。在RA患者中，ox-LDL 通过与其主要受体类凝集素样氧化性低密度脂蛋白受体(lectin-like ox-LDL receptor-l，LOX-1)相结合，引发一系列复杂的病理生理过程，这在RA发生发展及其CVD 并发症的发生中起了重要的作用。目前研究已发现RA 血清、滑液及滑膜中的慢性炎症会引起高水平的ox-LDL，这种高水平的ox-LDL 进一步增加RA 炎症水平，跟RA 疾病活动相关，RA 与ox-LDL间的这种相互作用会增加RA患者CVD风险，但是RA 中ox-LDL 水平受多种因素干扰，而ox-LDL跟LDL与高密度脂蛋白(high density lipoprotein，LDL)之间的比值不受炎症药物等因素影响，对评估RA 患者CVD风险可能有潜在价值。本文就从ox-LDL的产生、RA 与 ox-LDL 的关系及 ox-LDL 在 RA 患者 CVD风险中作用进展方面做一综述。

1 ox-LDL的产生即LDL的氧化

LDL由于其高含量的多不饱和脂肪酸，被认为对脂质过氧化很敏感，活性氧被认为在其氧化过程中起重要作用。LDL 氧化过程初始阶段即轻度氧化低密度脂蛋白形成，通过诱发炎症变化引起趋化因子和细胞因子增加，而炎症细胞的刺激进一步轻度氧化低密度脂蛋白形成高度氧化的低密度脂蛋白即ox-LDL，具有细胞毒性和促凋亡作用；它被清道夫受体(氧化的低密度脂蛋白受体)识别，从而导致巨噬细胞源性泡沫细胞的发育；它还能刺激平滑肌细胞的增殖，并可能通过磷脂酰肌醇-3 激酶/蛋白激酶B (phosphatidylinosi-tol 3 kinase/protein kinase B，PI-3K/PKB)依赖机制延长巨噬细胞泡沫细胞的寿命[4]。LDL氧化主要可能机制包括[5]：(1)在过渡金属(如铁、铜)的存在的情况下细胞介导的低密度脂蛋白氧化；(2)氧化酶如脂氧合酶、髓过氧化物酶(MPO)通过直接(酶促)和间接(非酶促)反应产生大量活性氧氧化LDL，而这些酶催化的氧化产物促进LDL的进一步氧化；(3)在蛋白质的糖基化过程中一定水平的LDL氧化是不可避免的；(4)NO和超氧化物平衡的改变可能与脂质和低密度脂蛋白过氧化有关。

2 ox-LDL 与RA

在RA中，存在一种促炎症和促氧化的状态，炎症细胞如巨噬细胞和淋巴细胞会刺激活性氧(ROS)产生，而ROS导致LDL氧化形成ox-LDL[6-7]。炎症过程中对氧化酶活性的降低可能是循环LDL 氧化增加的潜在机制，除了对氧化酶外，其他与HDL 相关的蛋白以及血浆铜蓝蛋白在感染与炎症过程中也可能增加LDL氧化[8]。

2.1 血液中ox-LDL在RA慢性炎症中的作用 循环中高浓度的ox-LDL通过增加炎症启动调控因子核因子KAPPA B(nuclear factor KAPPA B，NF-κB)基因表达，诱导肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor-α，TNF-α)和白介素6(interleukin 6，IL-6)等促炎因子释放增加，引起炎症细胞浸润，而这些促炎因子又反过来促进巨噬细胞氧自由基的释放。LDL 是ROS 或活性氮(RNS)攻击的目标分子，RA患者抗氧化能力下降或pH 值下降时，ROS/RNS 的生成过多，氧化产物ox-LDL 产生增加，形成恶性循环[9]。建磊磊等[10]的研究中发现与健康对照组相比，在RA 患者血清中ox-LDL表达水平高于健康对照组，RA血清中ox-LDL的表达水平与ESR、CRP、DAS28 呈负相关。但也有部分研究表明活动期RA 患者的血清ox-LDL 水平高于对照组，同时高于非活动期RA患者,血清ox-LDL水平与DAS28、TNF-α呈正相关[11]。另外，也有研究发现脂质比与ESR、CRP、DAS28 无相关性。由此可见，脂质比与脂质水平在RA患者疾病活动中的价值不完全一样。循环ox-LDL 水平与RA 疾病活动间的关系国内外研究结果存在争议，可能与RA 机体复杂的炎症过程有关，仍需进一步探讨ox-LDL在RA程中到底起保护作用还是抑制作用，这还需要同时结合ox-LDL/LDL-C、ox-LDL/HDL-C综合评定。

ox-LDL具有免疫原性，其部分成分(氧化磷脂、醛和溶血磷脂酰胆碱)在ox-LDL 抗原性中发挥重要作用，参与多个不同表位的形成。这些表位可被特定的自身抗体识别，这些抗体存在于RA 患者血液中。有研究表明，与对照组相比，早期类风湿关节炎(early rheumatoid arthritis，ERA)患者轻度氧化型LDL的自身抗体滴度升高，分解阶段抗ox-LDL 的抗体滴度与ERA 是独立相关，用改善病情的抗风湿药物(disease modifying anti-rheumatic drugs，DMARDs)治疗1年后，与相应的基线值相比，所有类型ox-LDL 自身抗体滴度显著下降，这一发现至少部分归因于免疫干预对免疫系统激活的抑制[12]。还有研究发现，CRP 与抗ox-LDL 抗体呈正相关，表明抗ox-LDL 抗体与炎症程度密切相关[9，12]。这些研究提示ox-LDL 可能参与了RA 的病理生理过程，ox-LDL 抗体在RA 中的作用还有待进一步研究。

2.2 滑膜及滑液中的ox-LDL 在RA 慢性炎症中的作用 ox-LDL也存在于RA患者的滑液及滑膜中。RA患者的炎症关节是产生氧化剂的部位，也是过渡金属离子、脂氧合酶和髓过氧化物酶存在的部位[13]。中性粒细胞、巨噬细胞、内皮细胞和成纤维细胞都有产生活性氧的能力，这些细胞产生ROS/RNS的潜在机制包括NADPH氧化酶、髓过氧化物酶、脂氧合酶和可诱导的一氧化氮合酶(NOS)活性。另一方面，有研究表明，RA 患者关节的运动导致关节内的低氧再灌注循环，为ROS的生成提供了另一种来源；类风湿关节中过渡金属离子结合蛋白的数量增加，包括铁蛋白和血浆铜蓝蛋白也可以增加LDL的氧化修饰[14]，可能是在一定条件下，在蛋白质降解后，金属蛋白参与了类风湿关节内低密度脂蛋白氧化的催化。有基础研究在RA患者的膝关节滑液中发现了脂质氧化产物，被认为是炎症所致。RA关节内氧化的低密度脂蛋白颗粒可能有助于炎症反应。JAMES 等[15]报道了炎症关节的滑膜液中存在轻度氧化的LDL，他们的研究中大约30%的RA 患者滑液样品产生了可检测到的氧化修饰过的LDL，其负电荷显著增加，电镜观察到RA滑膜液中的部分低密度脂蛋白颗粒呈扭曲的非球形，而RA 血浆中的低密度脂蛋白颗粒正常，此外，他们的研究还表明，与血浆LDL 相比，巨噬细胞对滑液LDL 的相对降解在RA 患者中明显大于OA 患者。部分较早的研究发现RA患者滑液及滑膜含有泡沫细胞，且RA中的细胞相互作用与动脉粥样硬化形成中的细胞相互作用类似[13]，因此，ox-LDL 可能不仅在慢性炎症性动脉粥样硬化中发挥作用，而且在RA本身中也发挥作用。

2.3 氧化低密度脂蛋白受体在RA慢性炎症中的作用 ox-LDL 可以引起RA 的滑膜炎症和软骨破坏，这种机制可能是通过人体内产生基质金属蛋白酶，如基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase-3，MMP-3)和基质金属蛋白酶1 (matrix metalloproteinase-1，MMP-1)介导的，而它的这种作用是通过与其主要受体LOX-1相互作用引起[16]。成纤维样滑膜细胞(fibroblast 1ike synoviocytes，FLS)和巨噬细胞是 RA 滑膜炎的两种主要细胞类型，在RA中，这两种细胞都会产生大量的促炎细胞因子，并介导炎症细胞的反应[17]。研究表明，LOX-1 在 RA 患者 FLS 细胞中也高度表达[18]。LOX-1 基因参与NF-κB 途径，并由促炎介质动态调节。由于LOX-1 很容易被细胞因子上调，LOX-1 可能在RA放大局部炎症反应方面发挥重要作用[19]。因此，阻断LOX-1 信号有助于预防RA 的炎症和软骨破坏，一种能够阻断LOX-1 的抗ox-LDL 治疗是很有希望的，因为这种信号对于发生在RA 关节软骨病理生理过程和降解过程中的基本炎症至关重要。

有研究表明，由其配体激活LOX-1导致了一个正反馈回路的配体受体相互作用，这不仅引起促炎细胞因子诱导其表达，还会导致可溶性LOX-1 (soluble LOX-1，sLOX-1) 释放[20]。sLOX-1 是急性冠脉综合征、RA等疾病的诊断和预后生物标志物，这可能是因为LOX-1 中蛋白酶的富有和活性的增强，导致LOX-1从细胞表面分裂，从而在这些病变中反映了疾病活动的程度[21]。还有部分研究表明，与非RA 对照组相比，RA患者血浆和滑膜液中的sLOX-1水平显著升高，此外，ROC曲线分析示sLOX-1水平对RA的诊断敏感性和特异性远高于抗环瓜氨酸肽抗体水平对RA的诊断，sLOX-1水平不仅与CRP、ESR、MMP-3等炎症标志物呈正相关，而且与疾病活动度呈正相关。多种细胞类型导致血浆和滑膜液中sLOX-1水平的升高，包括内皮细胞、关节软骨细胞，更重要的是FLS细胞，以及在各种细胞因子和ox-LDL 作用下激活免疫系统的细胞。这些发现表明，sLOX-1 的产生反映了可能导致RA 发病机制的一整套炎症机制，因此，sLOX-1 可能是一个RA 疾病活动的可靠生物标志物。而添加sLOX-1 浓缩介质可以显著减少RA 小鼠FLS 中 ox-LDL 产生 MMP-1 和 MMP-3，用 sLOX-1 处理的小鼠体内，ox-LDL 注射引起的关节炎有所减轻[22]，提示sLOX-1 可能与LOX-1 竞争细胞表面对ox-LDL 的吸收，中和炎症以减少关节破坏，这些机制可能为利用sLOX-1 开发一种理想的新型RA 治疗方法提供了有力的途径。

综上，ox-LDL 与LOX-1相互作用参与了RA关节炎症加速和软骨破坏的病理发生，sLOX-1是RA的一个有用的生物标志物，而LOX-1 可能是RA 的一个强有力的治疗靶点，未来需要进一步研究阻断LOX-1的治疗对RA慢性炎症的作用。

3 ox-LDL与RA心血管并发症

CVD 是RA 患者死亡的主要原因之一，导致RA患者平均寿命缩短5至15年，而RA患者的CVD风险是一般人群的1.5～2 倍[23]。虽然脂质水平在一般人群中CVD发展中的作用是明确的，但它们与RA中CVD的关系更为复杂[2]。几项研究的结果支持了ox-LDLLOX-1信号通路在RA和动脉粥样硬化疾病中起关键作用的观点，这种共同机制可能导致RA 患者组心血管疾病的高风险[24]。有研究表明，RA患者血脂异常情况可能跟非RA 患者不同，与RA 疾病中的低LDL-C水平与高CVD风险相关一样，活动期RA血清ox-LDL可能存在相似的脂质悖论，这个矛盾的潜在原因包括炎症、氧化状态及RA免疫失调相关的通路[25]，这些可能降低RA 患者脂质水平，同时增加心血管疾病的风险。在一项对651 例患者的研究中，炎症状态升高与心血管事件发生率增加有关，但与循环脂质水平下降相反，这表明脂质水平与增加的CVD疾病之间的关系在RA中发生了改变，而炎症的降脂效应可能低估RA患者的脂质相关的CVD 风险，而脂质比不易受到炎症、药物治疗(如降脂质药物、抗风湿药物)的影响，评估CVD风险更具有说服力[26]，提示需要进一步结合脂质比研究ox-LDL在RA中心血管的风险。

MAYR 等[27]的研究中，ox-LDL 水平在 RA 发病的前5年中升高，且ox-LDL水平与颈动脉斑块测量值呈正相关，尽管炎症有所改善，这些患者随后经历了CVD 事件，表明ox-LDL 水平与心血管疾病风险的增加和心血管疾病的预测相关，独立于传统的脂质和心血管风险因素。此外，抗ox-LDL 抗体与亚临床动脉粥样硬化相关，在一项回归分析中，抗ox-LDL抗体是早期发病RA 患者斑块发生的关键决定因素，其升高的血清水平可作为动脉粥样硬化的标志物。综上，ox-LDL 作为LDL 的氧化脂质产物，为动脉粥样硬化的独立危险因素，与其受体的相互作用可能在RA 患者的CVD中发挥更重要的作用，有待进一步研究。

4 ox-LDL与RA治疗

RA中持续的炎症反应及ox-LDL间的相互作用，可能为RA患者心血管疾病高发的原因，积极控制RA患者体内炎症反应[28]及使用针对炎症细胞因子如TNF-α的靶向治疗可能对改善患者预后有益[29]。有研究表明，高密度脂蛋白介导延缓低密度脂蛋白氧化，从而降低ox-LDL 促炎活性。RA 患者低基线水平的HDL 和HDL 相关磷脂酶活性在免疫干预后显著升高，与ox-LDL自身抗体滴度的降低有关，这一现象至少部分归因于免疫干预如DMARDs 治疗导致胆固醇酯转移蛋白活性降低，这种作用可能具有潜在的抗动脉粥样硬化作用[30]。在RA 患者中，随生物制剂如TNF-α抑制剂的使用脂蛋白水平升高，这似乎与炎症减轻的幅度相关，而临床对生物制剂有反应的患者发生血管事件的风险较低，提示生物制剂引起的脂质水平升高不一定会转化为更高的脂质相关心血管风险，但却代表了良好的临床反应。此外，有研究表明，TNF-α抑制剂防止DNA 氧化损伤和脂质过氧化作用[29]，可见TNF-α 抑制剂同时有抗炎及抗氧化作用。虽然DMARDs和生物制剂治疗对ox-LDL在RA发病、疾病进展作用中的影响不确定，但总体上表现出降低CVD风险的效应，这还需要大样本、更严格设计的临床研究来评估。

5 展望

综上所述，ox-LDL 不仅存在于RA 患者血液、滑液及滑膜中，而且ox-LDL具有免疫原性，可以产生自身抗体。ox-LDL 与其受体LOX-1 相互作用可能在RA 病程、疾病进展及其心血管并发症中发挥重要作用，这主要通过促炎症和氧化损伤途径。但由于ox-LDL水平受到RA机体复杂炎症的影响，这种作用是保护性还是破坏性具体不清楚，未来的研究中需要同时结合脂质比如ox-LDL/LDL-C、ox-LDL/HDL-C水平综合评定。随着研究的深入，临床上测定血清ox-LDL 含量可能有助于判断RA 病情及其心血管风险，从而帮助对RA 进行早期干预及早期降低心血管风险，针对其治疗可能有益于改善RA预后。