类风湿性关节炎的发病机制研究*

李子璇 欧珠罗布 陈国维

西藏大学医学院 西藏拉萨 850000

类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种全身性慢性自身免疫性疾病，它的发病机制至今尚不清楚，大概与遗传、微生物感染及环境以及免疫系统等都有一点关系。RA 的病理特点主要有滑膜衬里细胞增生、间质出现大量炎性细胞浸润，微血管的增生、血管翳形成，软骨及骨结构遭到破坏等[1]。其临床特点是手、足小关节的多关节、对称性、侵袭性关节炎症，经常伴有关节外器官受累及血清类风湿因子阳性，可以导致关节畸形及功能丧失[2]。目前，类风湿性关节炎的发病率在1%左右，这种疾病对人体的损害是不可逆转的，很多损伤的组织难以修复。并且治疗期间效果艰难，反复发作，给患者带来了极大的痛苦和折磨。

1 影响类风湿性关节炎的因素

1.1 遗传因素

RA 的发展其中一个众所周知的危险因素是先天易感性。一些研究集中在确定新的遗传线索，可以参与病理过程，导致类风湿关节炎的发展。随着全基因组关联研究（genome wide association studies,GWAS）的逐渐完善，人们对遗传基因和RA 关系也有了更深一步的了解，通过基因关联检测发现 115 个基因与RA 显著相关，相应于43 个RA 风险基因位点，特别是下列6 个RA 风险基因位点的6个新的顶端基因位点，它们分别是：RPP14(DNASE1L3-ABHD6-PXK)、PXT1(ETV7)、MIR5708(TPD52)、DDX6(CXCR5)、SUOX(CDK2) 和PCAT29(LOC145837)[3]。该研究还发现了一个新的RA 潜在风险基因位点(11q23.3，起始位点118528941bp)，该位点包含以下3个基因：TREH-PHLDB1-MIR6716，

证实了已知的RA 风险基因位点，并鉴定了RA中包括非编码调节性 miRNAs 在内的新的风险基因[4]。

研究还发现人类白细胞抗原（HLA）的HLA-DR基因与RA 发病也有很大的相关性，特别是：HLADRB1/*0401/*0404。HLA-DR 基因在应急环境下形成转录后修饰，在RA 易感人群中，针对这些转录后修饰蛋白会产生自身抗体即我们通常所说的类风湿因子（RF），正常人则无影响[5]。抗瓜氨酸肽抗体(ACPA)对RA 具有高度特异性[6]。滑膜是类风湿性关节炎主要损伤的靶器官，可使滑膜大量增生，出现类似于局部肿瘤的现象，后期临床表现为关节疼痛，功能丧失等[7]。生理状态下，人体内促炎和抗炎处于一种平衡状态，但是如果这种平衡状态被打破，则会引发风湿性关节炎的发生。

此外，为了描述新的候选基因的发展，Shchetynsky 等人进行了 RNA 测序-(RNAseq)为基础的表达分析的377 个基因与先前证实的 RA 相关基因位点在血细胞亚群的 RA 患者[8]。结果显示，治疗组和未治疗组RA 患者ERBB2、TP53 和 THOP1 的表达差异相似，提示 ERBB2、TP53 和THOP1 可能是与RA 发病相关的新候选基因[8]。众所周知，DNA 甲基化是一种与类风湿关节炎发病相关的表观遗传修饰[9]。Rhead 等人指出，与对照组相比，RAPB 中存在超甲基化，支持来自PB 的fls 代表性DNA 甲基化特征可能证明是RA 风险或疾病状态的有价值的生物标志物[9]。近年来，在调控类风湿关节炎(RA)器官运动的新的遗传因子方面取得了一些有趣的研究结果。

1.2 环境因素

类风湿性关节炎与环境也有很大的关系，如长期吸烟、职业、饮食以及外界环境等因素都已经被证实与类风湿性关节炎有关。在所有这些与类风湿关节炎的发生有关的环境因素中，吸烟导致的RA 的发生已经有了充分的证据，吸烟易于产生瓜氨酸化蛋白，携带有阻断性SE 等位基因的受试者尤为突出[10]。众所周知，烟草中含有尼古丁，人们对尼古丁在人体免疫中的作用。Meng 等人在影响cg21325723 DNA 甲基化水平的rs6933349 基因中发现了吸烟与SNP 之间的基因-环境相互作用，他们发现：在目前吸烟者中次要等位基因（rs6933349_A）携带者在cg21325723 处的甲基化水平较低，这似乎与ACPA 阳性RA 的风险增加有关[11]。近年来，更有一些实验结果表明，类风湿关节炎的发生与职业和外界环境之间可能存在相关性。在瑞典的一个小队列研究中发现，在接触二氧化硅的吸烟者中观察到发展成 acpa-posi 型RA 的风险较高[12]。此外，Bernatsky 等人的研究中也指出，工业污染造成大气污染，在此地区或者与工业污染较近的地区，RA 的得病率较高[13]。同时也有研究表明，在高寒缺氧的高海拔地区，也可以导致高水平的类风湿性关节炎[14]。有人认为，接触某些农药可能在男性农民中间的类风湿关节炎发病中起一定作用[15]。饮食也是影响RA 的一个因素，适度饮酒和较低的红肉摄入量与发病风险降低最相关[16]；低钠摄入似乎可以降低IL-9 和转化生长因子的表达，说明低钠饮食可能有抑制促炎症反应的作用[17]。BRENNER M 等人的研究发现，短期低镁饮食可降低免疫性关节炎的严重程度和滑膜炎相关基因的表达，也就是短期低镁摄入对患有关节炎严重的的小鼠有保护作用[18]。

1.3 肠道菌群的影响

风湿性关节炎另外一个主要的影响因素指肠道菌群，最近几年研究者对肠道菌群的研究成为疾病研究的一个热点。胃肠道拥有极其庞大的粘膜表面起着物理屏障的作用，是机体吸收营养的主要场所，同时也是人体与外界环境相通的组织器官。健康人群肠道微生物大致可分为四个门，有1000 多种菌株，有厚壁菌门Firmicutes（包括梭菌属），所占比例最大，大约在50%～75%，其次是拟杆菌门Bacteroidetes（包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属），约占10%～50%，放线菌门Fusobacteria（包括双歧杆菌）和变形菌门Proteobacteria（包括大肠杆菌）所占比例较小，特别是变形菌门，仅有1%左右[19]。肠道菌群的这种结构可以维持肠道的稳态，它们形成一道菌膜屏障阻止致病菌对人体造成的伤害，有益菌也能通过产生的代谢产物抑菌，调节机体的免疫应答和炎症反应。WANG 等[20]的研究表明，短链脂肪酸（SCFAs）表型、功能及基因水平上与风湿性关节有高度相关性。

肠道共生菌群已被证明可以调节T 细胞和调节Treg 反应，这些反应是宿主对病原体进行有效防御所必需的，同时规避自身免疫反应和其他免疫病理后果作为宿主对抗病原体的第一道防线，先天性免疫反应依赖于一系列被称为 PRRs 的受体，包括 TLRs 和核苷酸结合寡聚结构域样受体(NLRs)[21]。肠道菌群结构紊乱可以引起各种自身免疫性疾病及代谢性疾病相关，RA 这种自身免疫性疾病与肠道菌群的紊乱有很大的相关性。类风湿关节炎患者肠道菌群与正常人群相比丰富度及多样性均降低，从而导致肠道内环境稳态极易遭到破坏，从而诱导黏膜免疫功能异常，诱发各种自身免疫性疾病[22]。类风湿关节炎肠道菌群与健康人群相比共有16 个菌株差异较大，其中最为显著差异的有三个特征菌，它们隶属于厚壁菌门的梭菌纲、梭菌目、瘤胃科，其在RA患者肠道中丰度显著增加[23]。有研究使用粪便培养方法发现RA 患者产气荚膜梭菌较健康对照组明显升高——梭菌XIVb 丰度增加[24]。

普雷沃氏菌属（Prevotella）是革兰氏阴性菌，该属菌珠在健康人群的肠道中广泛存在，同时也存在少量的机会致病菌，普雷沃氏菌这种定植和低致病性可能是长期以来与人体产生的互利共生关系[25]。Chen B等人提出普雷沃氏菌属丰度增加对类风湿性关节炎的发生有很大相关性，普雷沃氏菌一方面可以通过刺激Th17 细胞活化产生细胞因子介导炎症反应，另一方面还能产生Pc-p27 蛋白刺激RA 相关的促炎Th1 细胞反应，从而诱导关节炎的发生[26]。美国学者Scher 等人[27]及日本学者Maeda 等人[28]应用16S sRNA 测序技术均发现RA 患者拟杆菌属丰度减少，而普雷沃氏菌属丰度增加。Scher 等人[27]认为肠道微生物群中普雷沃氏菌属的相对丰度增加是以减少拟杆菌的相对丰度为代价的，普氏菌属能抑制拟杆菌属（如脆弱拟杆菌）的抗炎作用。但是，这与Vaahtovuo 等人[29]的实验结果完全不同，他们的研究结果是RA 患者肠道中普雷沃氏菌丰度是减少的。

类风湿性关节炎肠道菌群的变化

1.4 后天免疫系统

人体免疫系统是类风湿关节炎发病的主要因素，而效应淋巴细胞和调节性T 淋巴细胞（Treg）的不平衡是疾病发生的标志。近年来的研究进一步证实了在类风湿性关节炎中Th17 细胞与IgA 的分泌有关[30]，同时Th17 细胞在RA 临床前期[31]引发特异性B 淋巴细胞产生自身抗体，Th17 细胞产生的IL-21 与TNF-α[32]共同参与骨的损伤作用。Treg 细胞主要通过调节作用来抑制免疫反应的发生，前列腺素E2(PGE2)对Treg 细胞的影响首次被描述。PGE2 可以通过下调 FoxP3、CTLA-4 和糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子-α 受体相关蛋白(GITR)的表达，抑制IL-10 的释放等多种途径影响Treg 细胞的功能[33]。对于B 淋巴细胞，Dekker 等研究了自反应B 细胞对转化后改变的蛋白质的反应，发现自身和外源的抗氨基甲酰化蛋白都能引起自身对氨基甲酰化蛋白的异常反应[34]。

2 展望

随着分子生物学研究技术的发展，近几年关于风湿性关节炎的发病机制、治疗等都有研究。包括肠道菌群的移植、免疫细胞、细胞代谢通路、黏附分子以及一些细胞因子等。T 淋巴细胞和B 淋巴细胞具有较好的表型和功能，新发现的先天性淋巴样细胞(ILC)具有新的作用。未来的研究将需要更好地了解RA 的潜在机制，以便开发新的和更具体的疾病治疗方法。