肿瘤坏死因子α在自身免疫性疾病中的表达和临床应用前景

褚梦瑶，路月亭(综述)，刘铁军，刘 健(审校)

(河北医科大学第四医院口腔医学科，河北 石家庄 050011)

自身免疫性疾病是一种病因不明的慢性炎症性疾病，近年越来越多的报道表明肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的过度表达在自身免疫性疾病发病机制中起着重要作用。常见的自身免疫疾病包括类风湿性关节炎(rhcumatoid arthitis,RA)、强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)、银屑病、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)、复发性口腔溃疡(recurrent oral ulcer，ROU)等。现就TNF-α在这几种常见自身免疫性疾病中的表达及TNF-α抑制剂的临床应用进行综述，以便为自身免疫性疾病的治疗提供更好的理论依据和方向。

1 TNF-α生物学特性及临床意义

TNF包括TNF-α和TNF-β，均是“TNF超家族成员”，其中TNF-α的生物活性占TNF总活性的一半以上，故目前所说的TNF多是指TNF-α。TNF-α前体是由 233 个氨基酸构成，包含由76 个氨基酸残基组成的信号肽，在 TNF转化酶的作用下切除信号肽，形成具有 157 个氨基酸残基的成熟型 TNF-α。它以二聚体、三聚体或五聚体的形式存在于溶液中，成熟型TNF-α的活性形式为三聚体结构，其相对分子质量为17 000，由 4个外显子和 3 个内含子所构成。体内的多种细胞均具有产生和释放TNF-α的能力，如平滑肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞、表皮细胞、角质细胞、星形细胞和成骨细胞等，虽然TNF-α来源非常广泛，但是它主要由活化的巨噬细胞和T淋巴细胞产生[1]。

TNF-α是通过与细胞膜上的相应受体TNFR结合而发挥其多种生物学功能的，TNFR包括TNFR1和TNFR2两种受体。其中TNFR1被广泛表达,而TNFR2主要由免疫细胞和内皮细胞表达。TNFR1细胞质尾部存在关键的死亡结构域，而TNFR2受体无此区域。这两种受体均可以激活炎症信号，但是这两类受体存在于不同细胞表面的相对密度具有较大差异,使得TNF对各种细胞的作用不同,由此表现出功能的多样性。TNF-α不仅具有强大的抗肿瘤作用,也是机体重要的促炎因子之一。正常情况下机体中TNF-α的表达水平是很低的，然而当其浓度病理性升高时过量的TNF-α则会破坏机体免疫平衡，促进炎症的发生，造成组织器官的病理性损伤[2]。可以说TNF-α作为体内重要的细胞因子之一，对维持机体平衡、抵御各种致病因子不可缺少。国内外大量文献报道TNF-α在多种免疫性疾病中的表达水平异常升高。有学者报道该因子与银屑病、强直性脊柱炎、类风湿性关节炎等免疫性疾病有关[1]。因此，针对 TNF-α 的不同生物学功能进行深入研究具有理论和现实意义。

2 TNF-α在自身免疫疾病中的表达

2.1TNF-α在RA中的表达 RA是一种常见的炎症性自身免疫性疾病，主要特征是小关节和大关节的滑膜炎症，如果不进行治疗，可能造成软骨和骨骼的破坏而导致明显的残疾，严重影响患者的生活质量[3]。其病因复杂，现认为主要原因是免疫、遗传、环境等多重因素作用下的结果。其中TNF-α是目前研究较多且与RA关系明确的细胞因子之一。Tao等[4]报道RA患者血清中TNF-α含量明显高于对照组；随后他们建立大鼠RA模型，通过测量大鼠两后肢的足爪厚度(肿胀程度)评估不同剂量TNF-α对RA的影响，发现在RA大鼠模型中，后肢足爪厚度随着TNF-α浓度的增加而增加。在另一项有趣实验中，Okazaki等[5]将关节炎易感小鼠与TNF-α基因缺陷小鼠杂交，结果发现RA的发展在后代杂交小鼠中被完全抑制。Zheng等[6]认为TNF-α通过单核细胞产生白细胞介素6和白细胞介素1促进Th-17细胞的分化，从而在该疾病中发挥作用 。这些研究结果均提示，TNF-α在RA发病机制中具有重要作用，可以成为指导临床用药的新指标，是值得进一步深入研究的。

2.2TNF-α在AS中的表达 AS作为一种慢性进行性自身免疫性疾病，在不同程度上影响轴向骨骼以及外周关节和非关节结构。其特征在于骶髂关节和脊柱椎骨角处新骨的形成，以及骨脱矿。新骨的形成导致骨赘的生成最终发生强直性坏死。该病使大多数患者功能受限，影响其日常生活。有研究数据表明TNF-α不仅参与了该疾病的炎症发展过程，而且与骨赘的生成有一定的相关性。Gonzalez-Lopez等[7]在实验中证明AS患者血清中TNF-α水平异常升高，并且发现TNF-α浓度越高，脊柱活动越受限，这可能是因为在该疾病的发展过程中随着TNF-α浓度的升高而诱导滑膜成纤维细胞分化为成骨细胞，最终形成新的骨赘，从而导致脊柱活动受限。Liu等[8]除了证明AS患者血清中TNF-α表达水平异常升高外，还发现在培养的正常滑膜成纤维细胞中加入TNF-α和VEGF后两因子均可引起骨钙素分泌水平显著提高，那么TNF-α是否真的可以诱导滑膜成纤维细胞分化为成骨细胞，从而导致新骨的形成呢？这还有待进一步深入研究去证实。

2.3TNF-α在银屑病中的表达 银屑病是一种慢性的、消长的、炎症性皮肤疾病。影响2%～3%的成年人群及0.5～1%的儿童。它最常见的形式表现为红色鳞状斑块，表面附有鳞屑，可能覆盖患者身体的大部分区域。关于该病的发病机制与其他自身免疫性疾病一样仍不明确，有学者报道可能是表皮细胞与免疫细胞的相互作用[9]，从而导致细胞因子、趋化因子和生长因子产生，如TNF-α、白细胞介素17、白细胞介素13等，这些因子使角化细胞过度增殖，血管生成，引起皮肤炎症。Vinter等[10]在实验研究中，将TNF-α、MK2基因敲除及野生小鼠分成3组，使用Aldora诱导小鼠产生类似银屑病样皮肤炎症，结果发现TNF-α基因敲除组小鼠炎症水平明显降低。表明TNF-α在银屑病发病机制中具有重要作用，同时在未来研究中可以使用该模型表达TNF-α在银屑病中的作用，以便为今后的实验研究提供更多的方法。

2.4TNF-α在SLE中的表达 SLE患者具有多种临床表现，可以导致轻度甚至危及生命的多器官受累。Ahmed等[11]的一项横断面研究发现SLE最常见的临床表现为关节疼痛，同时常伴有疲劳、发热、体重减轻等症状。此外，还会出现神经系统、血液系统异常及肾脏损伤等并发症。SLE患者中80%以上均有关节炎的表现,但是一般均是轻度非糜烂性的[12]。

该病的发病机制仍是世界性难题，da Silva等[13]报道在SLE患者血清中TNF-α水平明显高于正常人。这与Cigni等[14]的报道结果一致。而且有研究表明SLE患者血清中活动期TNF-α水平高于非活动期。从这些数据中可以认识到TNF-α的表达水平在SLE患者中是异常升高的，并且不同时期浓度不同，这便可以辅助指导在临床上判断患者是处于什么时期从而指导临床用药。然而，目前对于SLE的研究仍然缺乏大量临床试验，但是随着未来科学技术的进步，对于该疾病的探索会更加科学和更加深入，从而使患者获利，解除其痛苦。

2.5TNF-α在ROU中的表达 ROU也称为复发性阿弗他口炎，它是一种口腔黏膜最常见的自身免疫性疾病。调查发现大约20%的人群患有该病。ROU具有周期性、复发性、自限性和溃疡灼痛明显的特征，好发于唇、颊、舌，以及口底、软腭等角化较差黏膜处，偶尔病变也可能发生在腭部或牙龈角化较强的黏膜处[15]。患者一般表现为反复发作的圆形或椭圆形溃疡，溃疡表面覆盖黄色假膜，周围带有红晕，中央凹陷，疼痛明显，即为典型的“黄、红、凹、痛”的临床特征。它主要有3种表现形式：轻微型(<10 mm)、重型(≥10 mm)和疱疹型口疮性溃疡。ROU在女性患者发病率高于男性患者。目前该病的发病机制尚未明确，但多种因素参与了该病的发病过程，如遗传易感性、食物过敏、维生素或微量元素缺乏、全身性疾病、病毒或细菌感染等。国内外许多研究者均报道ROU患者血清中TNF-α表达水平是异常升高的，TNF-α被认为在ROU免疫发病机制中具有重要作用，至今为止无与之相悖的结论。Chaudhuri等[16]实验研究中通过酶联免疫吸附测定证明ROU患者唾液中TNF-α的水平较健康组中明显升高。这与国内张素欣等[17]的研究结果一致。而且Avci等[18]报道ROU患者血清中TNF-α水平也是异常升高的。TNF-α作为ROU发病过程的重要因素之一，分析原因如下：①TNF-α作为一种主要的炎症介质，通过对内皮细胞的黏附作用和对中性粒细胞的趋化作用诱导炎症的启动过程，引起组织的溶解、水肿、破溃，形成ROU[19]；②TNF-α作为机体促炎因子之一其水平升高还可刺激其他促炎因子如白细胞介素2的释放从而加重炎症反应，导致溃疡的发生[20]；③TNF-α异常升高会加速脂质过氧化并导致血清中氧化应激的增加，使细胞受到损伤而发生ROU,NF-κB是一众所周知的促炎介质，其活化失调与慢性炎症和自身免疫性疾病相关[21]，Mitchell等[22]报道TNF-α是可以激活NF-κB信号通路的，这说明在ROU患者中TNF-α的过度表达可能会导致该信号通路活化失调而诱发疾病；④沙利度胺作为一种TNF-α抑制剂从治疗ROU的临床效果看也同样证实了TNF-α在ROU发病过程中的作用[23]。以上分析推测TNF-α可能是ROU发病过程中的重要因子之一，这种促炎因子水平异常升高使得炎症抑制失败，从而导致溃疡的产生。

3 TNF-α在自身免疫性疾病中的应用及弊端

自身免疫性疾病的发病机制至今仍无确切定论，故治疗起来也是相当的棘手。近年来发现细胞因子的失调在自身免疫性疾病中发挥了重要作用，对于该病的治疗方法已经从基于症状的缓解转向基于机制的策略，彻底改变了自身免疫性疾病的治疗途径，同时也提供了一种探索该病病理机制的方法。随着研究的深入发展，越来越多新的生物制剂被研发，这些生物制剂对一些传统治疗效果不好的顽固性自身免疫性疾病取得了良好的治疗效果。传统的自身免疫疾病治疗药物包括非甾体类抗炎药物、抗风湿类药物等。它们虽然有一定的治疗效果，但同时也会产生较多的不良反应，如肾损伤和胃肠道出血等。随着对TNF-α在疾病发展中的认识，对自身免疫性疾病的治疗发生了革命性的的变化。临床上使用的5种TNF-α抑制剂包括英夫利昔单抗、阿达木单抗、依那西普、戈利木单抗、塞妥珠单抗，使自身免疫性疾病治疗效果得到了明显地改善[24]。英夫利昔单抗是人/鼠嵌合的单克隆抗体，该抗体是治疗慢性炎症性疾病的高效药物[24]；依那西普它是一种融合蛋白，竞争抑制TNF-α与其细胞表面受体结合而发挥作用[25]；而阿达木单抗和戈利木单抗是完全人克隆抗体，虽然英夫利昔和依那西普最先引入疾病的治疗，但是阿达木单抗被证明具有更广泛的适应证[26]。

生物治疗方面的研究和临床试验越来越多，TNF-α生物制剂在银屑病、RA、AS疾病中的应用相对来说是比较广泛的，可以明显改善其功能，提高患者的生活质量。有学者报道AS患者经过抗TNF-α治疗后，每周工作时间可以增加6.6 h，生产力提高了33%，很大程度上降低了患者的致残率[27]。但这种药物比较昂贵，对患者来说具有一定的经济负担。值得欣喜的是近来有学者报道为使更多患者获得生物药物的机会，引入抗TNF生物仿制药降低了经济成本，给更多的患者带来了福音[28]。但是并没有广泛应用，其临床应用价值还有待进一步研究证实。关于TNF-α抑制剂治疗ROU的相关报道还是比较少见的，国外有学者报道对于顽固性患者使用英夫利昔治疗后取得了良好的效果[29]。这与国内李改兰等[30]的报道结果一致。然而，对于ROU的抗TNF-α的剂量或治疗持续时间并没有明确的临床指南。虽然从理论上来讲TNF-α的确是ROU发病的关键细胞因子之一，但是临床实践上它的应用还是不成熟的，而且价格昂贵给患者带来的经济负担也是临床应用的一种阻力。

虽然TNF-α抑制剂在治疗自身免疫性疾病中大多是有效的，但并不是所有患者对其治疗反应均相同，高达40%的患者无反应，甚至出现一定的不良反应如感染，这可能是因为不加区别地阻断细胞因子活性，从而导致宿主抗感染能力下降所致。也正因为如此，使得其在临床上治疗SLE受到一定的限制。关于TNF-α抑制剂在SLE患者中应用的相关数据仍然很少，但是有文献报道1例严重的SLE患者，经过一系列传统治疗后仍反复发作，而经过TNF-α抑制剂治疗3个月后病情稳定且未复发[12]。这也许说明在某些特定的SLE 患者中，短期的TNF-α抑制剂治疗是安全可靠的。总之，关于TNF-α抑制剂引起感染风险众说纷纭，仍无确切定论。但是它引起恶性肿瘤的风险并没有足够的证据表明直接关联[24]。还有一些学者认为该类药物可能还会加重既往疾病或诱发新的自身免疫性疾病，引起严重心血管不良事件，或潜伏性结核感染再激活的风险增加等，但是这些风险均还有待进一步证实。

4 展 望

生物制剂的出现为治疗自身免疫疾病带来了希望的曙光，但是目前它并没有被批准应用于ROU的临床治疗，从经济成本和其潜在的不良反应考虑，这可能是未被广泛应用于ROU临床治疗的最主要原因。虽然该类药物在上述其他疾病中的应用还是比较可观的，但是它就像一把双刃剑，必须要学会正确使用该类药物，了解该类药物可能发生的并发症，并在治疗期间积极随访。期望通过对自身免疫性疾病更深层次的研究，在未来可以开发出更安全、更高效、更经济的药物以解决患者痛苦。与此同时，由于自身免疫性疾病是一种多因素性疾病，这也就说明治疗方法绝对不是紧紧依赖于一种方法，未来它一定是多元化、多方向的综合治疗手段，希望为患者在疾病预防和治疗方法上提供更安全、更高效、更经济的方法，从而造福人类。