黄芩苷对类风湿性关节炎中细胞因子表达的影响

张媛丽

【摘要】 类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种累积关节的慢性自身免疫疾病，随着病情的发展会导致不可逆的关节畸形和功能受损，目前临床治疗仍无特效方法。中医治疗具有不良反应少，对机体有整体性调节作用，因此在慢性炎症（如RA）的治疗中具有很大的优势。该文通过将现有的文献进行汇总、整理，进一步阐述多种细胞因子在类风湿关节炎发病机制中的作用，并以细胞因子为靶点讨论黄芩苷治疗类风湿关节炎的可行性。

【关键词】 类风湿性关节炎 黄芩苷 细胞因子 TNF-α

Effect of Baicalin on the Expression of Cytokines in Rheumatoid Arthritis/ZHANG Yuanli. //Medical Innovation of China， 2022， 19（17）： -188

[Abstract] Rheumatoid arthritis （RA） is a chronic autoimmune disease that accumulates joints， with the development of the disease， it will lead to irreversible joint deformity and functional damage， at present， there is still no specific method for clinical treatment. Traditional Chinese medicine treatment has less adverse reactions and has an overall regulatory effect on the body， therefore， it has great advantages in the treatment of chronic inflammation （such as RA）. By summarizing and sorting out the existing literature， this paper further expounds the role of various cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis， and discusses the feasibility of Baicalin in the treatment of rheumatoid arthritis.

[Key words] Rheumatoid arthritis Baicalin Cell factor TNF-α

First-author’s address： College of Medical Technology， Qiqihar Medical College University， Qiqihar 161000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.17.045

類风湿性关节炎是一种病因未明的自身免疫性疾病，目前临床尚无药物可阻止病情发展，其治疗目的仍停留于控制炎症、减轻症状、减缓病情发展，因此寻找可以治疗类风湿关节炎的特效药依然是关键。过去有许多学者以调控类风湿患者体内自身免疫反应为目的，从分子层面研究中药成分黄芩苷对类风湿性关节炎相关细胞因子的影响，通过检测给药后血清内具有代表性的促炎或抑炎因子的变化，证明黄芩苷的抗炎作用，但忽略了细胞因子在体内形成的细胞因子网络，没有突显中医在治疗疾病中独特的整体观。研究证明，黄芩苷对类风湿性关节炎患者的免疫调节是具有多重性的，它可以直接作用于细胞因子，调节其在体内的浓度变化，也可以通过细胞因子间的相互作用，间接地影响机体内细胞因子的水平和功能，从而对机体的细胞因子网络起到多重调节作用，控制炎性反应的发生与发展，有望恢复类风湿性关节炎患者体内损伤与修复的动态平衡，减轻患者的关节损伤。

1 类风湿性关节炎与黄芩苷

1.1 类风湿关节炎 类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以关节和关节周围的炎症为基础的慢性系统性自身免疫性疾病，基本病理机制为关节滑膜的慢性炎症和过度增生、血管翳形成以及软骨破坏，最终导致不可逆的关节强直畸形和关节功能丧失。临床表现多种多样，主要表现为患者出现对称性、持续性的关节肿痛、畸形，晨僵等关节炎症表现。到目前为止，RA的病因尚不明确，但因部分患者血清中多种自身抗体的出现早于临床症状，其发病机制与自身免疫因素的相关性已被大多数人认可。有学者认为RA属于Th1型疾病，Th1细胞属于CD4阳性细胞，主要作用是分泌多种细胞因子参与细胞介导的炎症反应和超敏反应，患者体内Th1/Th2平衡被打破，Th1亚群及其相关的炎症性细胞因子占优势地位是RA产生的主要原因[1]。也有研究发现，RA患者外周血中Th17分泌的IL-17也是导致免疫应答上调的重要因素[2]，IL-17通过促进T细胞的激活和多种细胞因子的产生，放大炎症效应，介导炎症反应，加重关节及周围组织的炎性反应。此外，在RA发展中，破骨细胞（osteoclasts，OC）和成骨细胞（osteoblasts，OB）间动态平衡的失调是骨破坏的本质，这一过程主要依赖RANKL/RANK/OPG这一信号通路的调控。该通路中，由免疫细胞和成纤维样滑膜细胞生成的RANKL，与成骨细胞等分泌的OPG竞争结合破骨细胞前体的RANK，多种细胞因子可参与调控上述通路，如促炎因子IL-1、IL-6、IL-17、TNF-α，可以促进OC增值使骨损伤加重，抑炎因子IL-10等水平的增高可起到拮抗OC的生成[3]。因此纠正RA患者体内细胞因子失衡在临床中拥有良好的前景。

1.2 黄芩苷 黄芩别名山茶根，其干燥根的药用可追溯到《神农本草经》，黄芩苷作为黄芩的主要活性成分（黄酮类化合物），其抗炎作用被多方面证实，尤其是它能够多层次、多靶位的调节机体内的细胞因子网络，达到整体性调节的作用，而且相比于RA患者临床常用药物，黄芩的毒副作用较小，因此黄芩苷在治疗慢性炎症相关疾病具有独特的效果[4-5]。黄芩苷可以通过拮抗RA患者体内炎性细胞的生物学效应，如抑制促炎细胞因子、促进抑炎细胞因子的作用，从而影响细胞因子与细胞的相互作用。达到减轻炎性反应的效果，对RA发展过程中的相关炎症反应进行调控[6]。

2 黄芩苷对细胞因子的影响

2.1 肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α） TNF-α是肿瘤坏死因子的一种亚型，主要由滑膜巨噬细胞产生，是RA病程中最早出现的细胞因子之一，也是炎症免疫启动和维持的中心环节。TNF-α打破了RA患者血清中促炎症因子和抑炎症因子的动态平衡，是滑膜炎、血管翳与组织损伤形成的重要原因。TNF-α能通过激活TNF-α刺激核因子-κB（NF-κB）信号通路，增加炎症介质的转录，炎症介质又可以激活通路的表达，使RA患者的炎症反应出现正反馈现象。其次，还能阻止滑膜细胞凋亡，使滑膜细胞增生，导致RA患者出现关节肿胀的症状[7]。TNF-α还可使前列腺素（PG）、基质金属蛋白酶（MMP）等物质含量增加，使机体产生疼痛反应[8]，目前很多学者认为可以将疼痛作为炎症反应的指标，疼痛越剧烈说明机体内的炎症反应越强。也就是说，TNF-α水平的升高是RA病情發生发展中的重要因素。陈芳等[9]实验发现，给药黄芩苷后，大鼠关节中TNF-α表达明显减少，病理改变也明显减轻。而TNF-α的合成转化与JAK1/STAT3信号通路密切相关，通过抑制该信号的活化减轻类风湿关节炎的临床症状已经开始用于其治疗，孙标等[10]实验结果证明，黄芩苷降低TNF-α的水平、改善类风湿关节炎的症状，其机制可能为抑制JAK1/STAT3途径的活性，使炎症反应受到抑制，减轻类风湿关节炎的损伤。王广志等[11]通过动物模型实验，为临床中黄芩苷对类风湿关节炎的作用机制提供理论依据，他通过实验发现，关节炎大鼠在给与黄芩苷后，关节肿胀、滑膜炎症、骨及软骨的破坏等症状明显减轻，且血清中TNF-α的含量有所下降，证明黄芩苷可降低炎症因子的释放从而抑制关节炎的炎症反应。

2.2 白细胞介素-17（IL-17） 在RA的诱导和进展中，Th17/Treg细胞的平衡也起到重要作用，Th17细胞作为CD4+Th细胞的亚型，可以产生IL-17、IL-6等细胞因子，其中，IL-17本身作为促炎因子可以促进炎症反应的发生，还可通过激活NF-κB受体活化因子配体，与TNF-α、IL-1在诱导类风湿性关节炎的骨破坏中起到协同作用。此外，IL-17作为炎症反应的调节因子，能诱导促炎因子TNF-α、IL-6的释放。因此IL-17的降低是抑制炎症反应的重要环节[12-14]。实验证明，黄芩苷可减少CIA小鼠脾脏和MLN中Th17细胞比例，也可降低血清和关节处的IL-17的浓度，且给药黄芩苷的小鼠与模型组相比，关节、足爪和趾肿胀和红斑症状减轻，AI积分随剂量依赖性降低[14]。文献[15]研究认为，黄芩苷抑制Th细胞分化和Th17细胞介导的免疫反应存在潜在的调控分子机制，实验证实Th17细胞分化和T细胞介导的免疫反应受BLyS和多种受体调节，而黄芩苷可通过抑制小鼠BlyS的表达，降低Th17细胞分化与Th17水平，抑制炎症反应。

2.3 白细胞介素-1（IL-1） RA患者体内IL-1水平异常是目前公认的实验室指标，作为重要促炎细胞因子在类风湿性关节炎的炎性反应中发挥巨大作用。IL-1是由关节部位浸润、活化的单核巨噬细胞和关节滑膜细胞产生，IL-1β作为RA最具代表性的内源性促炎因子，可以由激活的肥大细胞分泌，促进Th17细胞增殖，使TH17/Treg细胞比例失衡加重炎症反应[16]。IL-1β与HMGB1形成的复合物对NF-κB信号通路具有促进作用，可以增强RA患者的炎性反应[17]。此外，IL-1与TNF-α协同作用使白细胞聚集，还可以通过RANKL/RANK/OPG通路促进OC增殖，从而产生关节滑膜部的炎症反应与骨平衡的破坏[18]。文献[19]研究证明，黄芩苷治疗后的关节炎大鼠体内IL-1水平明显下降，全身炎症反应也有所减轻。体内外实验证明，黄芩苷显著抑制IL-1β诱导的NO和PGE2的产生，提示其可以减轻关节炎的疼痛症状[20]。

2.4 白细胞介素-6（IL-6） IL-6作为B细胞分化因子，可促进B细胞的分化，B细胞作为抗原提呈细胞，能将处理后的抗原呈递给T细胞，也能参与RA滑膜炎致病过程。B细胞还可以与软骨表面的免疫复合物结合，激活补体系统，导致免疫反应引起软骨破坏，除此之外，还产生自身抗体造成自身免疫反应[21]。IL-6可以诱导RA患者关节滑膜中白细胞聚集，加重炎症反应。诱导类风湿关节炎中成纤维滑膜细胞分泌RANKL，促进破骨细胞增殖，加重骨损伤[22]。也可以通过增强IL-1、TNF-α的效应加重类风湿关节炎临床症状[23]。类风湿关节炎小鼠模型给予黄芩苷之后，IL-6和其他促炎细胞因子水平普遍受到抑制[24-25]。

2.5 白细胞介素-2（IL-2） IL-2主要由CD4+T细胞产生，是一种具有多效性的细胞因子，既可以促进免疫反应，又可以抑制炎症反应。在RA患者体内，IL-2的水平与RA患者体内相关致痛因子呈正相关，且能通过激活ERK/ELK1信号通路介导初始B细胞向浆细胞转换，使体内RF水平升高。且血清内大量的IL-2能促进NK细胞增殖并分泌INF-γ。因此，IL-2与RA患者炎症程度与疾病活动密切相关[26]。另外，IL-2的水平能够影响RA患者体内的Th17/Treg细胞比例，IL-2可以刺激多种Th细胞亚群，而Treg细胞的增值速度远大于Th17，从而引起Th17/Treg细胞比例下降，且血清内IL-2水平的升高与Treg细胞水平的降低呈正相关[27-28]。王佳等[29]指出，在RA患者接收传统治疗的同时加用IL-2，相比于传统治疗组，患者的病情改善程度和实验室指标回归正常的程度均有所提升，提示IL-2的水平与疾病的活动有密切联系。黄芩苷治疗后，CIA小鼠在二型胶原蛋白体外再刺激后，脾细胞分泌IL-2的能力显著下降，血清抗CⅡ抗体水平也明显降低，说明黄芩苷治疗后体液免疫和细胞免疫功能均有所降低[30]。

2.6 γ-干扰素（IFN-γ） Th1类细胞因子作为RA的效应细胞，其分泌的细胞因子的分布会向T细胞倾斜，其中，IFN-γ是唯一一种参与RA发生发展的、具有双向调节作用的细胞因子[31]。一方面，IFN-γ可以抑制破骨细胞分化和IL-1β介导的骨破坏，增强Treg细胞活性的同时抑制Th17细胞的发育及诱导功能，构成其在类风湿性关节炎发病中的积极作用。另一方面，IFN-γ可以刺激Th1细胞发育和B细胞的相关功能，使主要组织相容性复合体表达，增强炎症细胞功能、促进炎性反应，使病情发展，还能使血管通透性增加，促进炎症细胞聚集在炎症部位[32-33]。在实际临床中，RA患者体内IFN-γ的水平明显高于健康人，而与病情严重程度呈负相关，更加证实其作用的双向调节能力[34]。张艳[30]实验中，黄芩苷给药组小鼠体内IFN-γ下降超过50%，关节部位的滑膜、软骨破坏、骨侵蚀的表现减轻。可以推测黄芩苷给药后，小鼠体内Th1细胞与抗原提呈细胞的功能将减低，关节部位炎症反应有所缓解。

2.7 转化生长因子-β（TGF-β） 过去认为Th1/Th2细胞失衡是RA的主要发病机制，近几年的研究发现Th17/Treg在介导RA炎症反应、软骨与骨破坏中发挥重要作用。初始T细胞在TGF-β和IL-6共同影响，初始T细胞将分化为Th17，参与炎症反应。而在TGF-β的单独作用下可分化为Treg细胞，发挥抑炎作用，Treg细胞又能通过释放细胞因子IL-10、TGF-β抑制T、B细胞，减少炎性因子与抗体的水平，发挥免疫抑制作用[35]。TGF-β参与了软骨内成骨，并能帮助维持软骨结构与功能，在类风湿关节炎患者发生软骨破坏时，该信号被过度激活，促进了关节炎中纤维素和细胞增殖[36]。文献[37]研究证明，血清TGF-β1水平高于正常人，且活动期患者血清水平高于缓解期患者，提示TGF-β的水平与疾病活动明显相关。文献[38]通过实验发现，黄芩苷通过抑制成纤维样滑膜细胞miR-21的表达，使TGF-β1的表达受抑制，且抑制作用的强度与黄芩苷的浓度与作用时间成正相关。

2.8 白细胞介素-10（IL-10） 几乎所有淋巴细胞均能分泌IL-10，它作为一种抑制免疫反应的细胞因子，可以通过影响辅助性T细胞的分化方向而影响Th1/Th2细胞平衡，表现为促进辅助性T细胞向Th2分化，抑制向Th1分化[39]。另外，IL-10可以减轻破骨细胞的骨溶解作用，其作用机制为激活STAT3信号通路，并与IL-4同时拮抗NF-κB通路而起到抑制炎症反应的作用[18]。有研究显示，RA患者血清IL-10的含量低于健康人，且IL-10的含量与类风湿关节炎临床常用试验指标，如类风湿因子、C反应蛋白、血沉呈负相关，提示IL-10水平的下降可能与类风湿关节炎患者的关节损伤呈负相关[40]。黄芩苷给药后的关节炎大鼠血清中IL-10含量呈剂量依赖性升高，同时STAT3信号通路表达升高，软骨损伤有所恢复[10]。

3 小结

临床中，虽然RA患者的治疗方案已较为完善，但其治疗效果仍然不尽人意，且RA作为慢性炎症，其治疗方案多为持续、联合用药。中医疗法因毒副作用较小，治疗效果也得到临床证实，因此以中西医联合治疗RA的理念被越来越多人接收[41-42]。黄芩苷通过对上述细胞因子血清水平的影响，可以多层次、多方向调节RA患者体内的炎症反应与细胞因子网络，纠正Th1/Th2细胞平衡与Th17/Treg细胞失衡，达到减轻关节滑膜炎症、骨与软骨的破坏、关节处的炎症反应的目的，有望成为新的治疗类风湿关节炎的辅助药物，但还需要更多的理论依据与临床实践作为其治疗RA的理论基础。

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（收稿日期：2021-12-21） （本文编辑：张爽）