Toll样受体7、白细胞介素-6与类风湿关节炎的相关性研究进展

房琦 李振英

[摘要] 类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一类慢性炎症性自身免疫性病变，其主要特征为滑膜炎症、软骨损伤及关节破坏等。滑膜细胞和免疫细胞之间的相互作用可调节免疫介导的关节疼痛和畸形，RA疾病进展可导致终身残疾。Toll样受体（toll-like receptor，TLR）可与机体自身产生的内源性配体结合，其不仅在刺激免疫过程中发挥主要作用，还参与炎症性疾病、创伤及肿瘤的发病过程。研究表明，TLR7在RA的发病机制中发挥关键作用；此外，白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是RA发病机制的核心因子之一，其表达水平与RA的严重程度呈正相关。本文综述TLR7、IL-6与RA的相关性研究进展，旨在为RA的临床治疗提供思路。

[关键词] 类风湿关节炎；Toll样受体7；白细胞介素-6；辅助性T细胞；调节性T细胞

[中图分类号] R593.22      [文献标识码] A    [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2024.11.033

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种由免疫功能失衡和慢性炎症导致的关节破坏性疾病，因发病率和致残率较高而备受关注[1]。RA的主要病理特点包括滑膜炎症、软骨损伤及关节破坏等。在疾病状态下，滑膜衬里成纤维样滑膜细胞增生，新生血管形成，并形成血管翳，与T淋巴细胞、B淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞等共同破坏骨质和软骨。全球RA的年发病率为3/10000[2]。在成人患者中，预估女性的RA累积风险为3.6%，男性为1.7%[3]。RA的发病机制极其复杂，其受遗传、环境、生活方式及多种免疫细胞、细胞因子、信号通路的共同影响[4]。现已证实，人类白细胞抗原-DRB1等位基因对RA的发病过程影响最大；同时，空气污染、吸烟、肥胖和低维生素D摄入量等因素也与RA的发病过程相关[5-6]。Toll样受体（toll-like receptor，TLR）可与机体自身产生的内源性配体结合，其不仅在刺激免疫过程中发挥主要作用，還参与炎症性疾病、创伤及肿瘤的发病过程。研究表明，TLR7在RA的发病机制中发挥关键作用；此外，白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是RA发病机制的核心因子之一，其表达水平与RA的严重程度呈正相关。本文综述TLR7、IL-6与RA的相关性研究进展，旨在为RA的临床治疗提供思路。

1  TLR

白细胞通过模式识别受体识别病原体相关分子模式，如单链RNA（single-stranded RNA，ssRNA）、鞭毛蛋白和脂多糖等[7]。其中，TLR是一组被广泛研究的模式识别受体，其是存在于多种宿主细胞和组织中的高度保守的先天性免疫受体[8]。TLR在先天性免疫和适应性免疫中发挥关键桥梁作用[9]。TLR4是第一个被鉴定的哺乳动物TLR，其异位过表达可导致多种炎症因子和共刺激分子的基因诱导[10]。此后，学者发现人有10种TLR，分别为TLR1～TLR10；而小鼠则有12种TLR，分别为TLR1～TLR9、TLR11～TLR13。在人TLR中，TLR根据其定位可分为两种类型，一种存在于细胞膜上，包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6和TLR10；另一种则位于细胞内含体膜上，包括TLR3、TLR7、TLR8和TLR9[1]。与TLR相互作用的4种功能性衔接蛋白分子分别是髓样分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）、含有Toll样受体/白细胞介素-1受体（toll-like receptor/interleukin-1 receptor，TIR）结构域的衔接蛋白、Toll样受体衔接分子（toll-like receptor adaptor molecule，TICAM）1及TICAM2，每个分子都与一组特定的TLR相互作用[11]。TLR信号通路包括两条。第一条途径：MyD88介导除TLR3以外的其余TLR的信号传导，激活核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）并诱导炎症细胞因子的表达；第二条途径：β干扰素TIR结构域衔接蛋白介导TLR3和TLR4的信号传导，激活NF-κB等，诱导β干扰素的表达[12]。上述两条途径均通过NF-κB诱导炎症细胞因子的表达，促进破骨细胞的生成与分化，进而导致炎症反应和软骨损坏[13]。

2  IL-6

IL-6是一种具有多种生物学功能的促炎性细胞因子，其编码位于7号染色体上的26kDa磷酸化糖蛋白。IL-6最初被认定由T淋巴细胞产生，介导B淋巴细胞的生成及免疫球蛋白的合成，但T淋巴细胞并不是产生IL-6的唯一细胞，内皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞等多种类型细胞均可产生IL-6。IL-6通过与跨膜白细胞介素-6受体（interleukin-6 receptor，IL-6R）（或其可溶性形式）及跨膜糖蛋白130（glycoprotein 130，GP130）结合作用于各种类型的细胞[14]。GP130通过Janus激酶激活信号转导及转录活化因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3），STAT3可激活其靶基因的表达。除STAT3外，GP130的激活还与丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）及磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称Akt）有关[15]。在多种组织中，IL-6参与抗原特异性免疫反应、宿主防御、C反应蛋白的生成等多种生理过程[16]。IL-6的失调与多种疾病的发生发展相关。IL-6是RA发病机制的核心因子之一。在RA患者的血清中，通常可发现IL-6过量表达，且IL-6水平与RA的严重程度和关节损伤呈正相关。

3  TLR7与RA

3.1  TLR7的分布及配体

TLR7可识别ssRNA并启动宿主的防御机制，其在病毒感染中扮演重要角色，且与自身免疫性疾病的发病机制有关[17]。TLR7基因位于人X染色体p22.2区域，其在滑膜组织、成纤维细胞、巨噬细胞和树突状细胞等多种组织和细胞中均表达。在RA中，TLR7的内源性配体主要表达于滑膜液巨噬细胞中。TLR7更倾向于识别富含GU序列的ssRNA[18]。TLR7的病原体相关分子模式包括病毒或细菌的ssRNA，内源性配体则是ssRNA或免疫复合物，而合成配体包括噻唑喹啉和咪唑喹啉化合物，如R848、咪喹莫特[19-20]。

3.2  TLR7在RA发病机制中的作用

TLR7信号通路涉及多个相关蛋白，包括IL-1受体相关激酶（IL-1 receptor related kinase，IRAK）、肿瘤坏死因子受体相关因子（tumor necrosis factor receptor-associated factor，TRAF）及细胞因子信号传导抑制剂等。当TLR7被激活时，其可形成异二聚体或同源二聚体，并招募MyD88。MyD88是一种细胞内适配蛋白，其可进一步调节其他基因的表达，调节炎症反应及细胞因子的生成、增殖、存活等。MyD88的TIR结构域使其可与TLR7和IL-1受体家族结合。MyD88与TLR7细胞质羧基末端TIR结构域相互作用，募集胞质内的IRAK1和IRAK4。IRAK蛋白由中心激酶结构域和介导MyD88活化的N-末端配体结构域组成。IRAK1在受到IRAK4的激活后被进一步磷酸化[21-22]，并与MyD88解离，进入胞浆并募集可溶性TRAF6[23]。IRAK1/TRAF6复合物会激活另一种由转化生长因子-β-活化激酶1（transforming growth factor-β-activated kinase 1，TAK1）和TAK1结合蛋白组成的复合物，这种复合物最终会诱导NF-κB和MAPK的激活[20-22]。NF-κB信号通路被认为是RA的主要炎症途径之一，IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎症细胞因子高水平表达，而这些因子均与骨侵蚀及疾病进展相关。活化的MAPK进一步磷酸化相应的转录因子，并进入到细胞核中，调节各种基因的表达。Sujitha等[21]研究表明，MAPK信号通路的异常激活参与RA的发病过程。

调节性T（regulatory T，Tr）细胞在免疫系统中起重要作用，其可防止自身免疫反应的过度活化。在RA中，Tr细胞的减少是导致患者自身免疫功能增强的主要原因之一，Tr细胞的减少使免疫系统难以抑制免疫细胞对自身组织的攻击。另外，辅助性T细胞17的过度活跃也会加剧炎症反应。TLR7的水平与辅助性T细胞17的水平呈正相关性，进而可进一步刺激IL-6、TNF-α等的生成。

3.3  TLR7与RA

研究表明，在啮齿类动物胶原诱导的关节炎模型中，系统敲除或关节内敲除TLR7可分别降低疾病进展和疾病活动指标[24]。Kim等[25]研究发现，TLR7可与微RNA（microRNA，miRNA）-let-7b在关节内形成局部连接，通过将野生型小鼠的幼稚关节髓鞘样细胞转化为M1型巨噬细胞诱导关节炎，而在TLR7-/-小鼠中并没有观察到这种现象；在此过程中，TLR7的激活与过度表达的炎症细胞因子之间会形成正反馈循环，从而加剧RA病情。阻断TLR7可能是预防RA骨破坏的一种有前景的治疗策略。

4  IL-6与RA

4.1  IL-6及其受体

人IL-6基因位于染色体7p15～21区域，包括5个外显子和4个内含子。IL-6由184个氨基酸组成，具有4个α-螺旋束结构。IL-6包括Ⅲ型纤连蛋白和免疫球蛋白樣结构域。IL-6上有三个结合位点，分别用于与IL-6Rα、GP130的第1个分子及GP130的第2个分子结合，从而形成六肽复合物[26]。几乎所有的基质细胞和免疫细胞都会产生IL-6，用以对抗损伤、创伤、肿瘤、烧伤或其他组织损伤，从而引发炎症[27]。IL-6R由2条多肽链组成，即配体结合链GP80和信号传导链GP130。IL-6R主要表达于肝细胞、白细胞和巨核细胞。单独IL-6与其受体的结合并不能触发信号传导，须与GP130结合才能形成功能性受体复合物。GP130广泛存在的130kDa信号传导β受体亚基也称为CD130[28]。

4.2  IL-6在RA发病机制中的作用

在RA的发病机制中，IL-6主要在适应性免疫中发挥作用。在RA中，TLR和炎症细胞因子充当IL-6启动子激活剂[29]。IL-6刺激B细胞分化为浆细胞，从而产生免疫球蛋白。此外，IL-6还通过促进T淋巴细胞的增殖和分化为Th17细胞，从而影响T细胞的发育，产生IL-17[30]。炎症初期，当局部组织受到刺激后，会释放细胞因子IL-6随血流进入肝脏，刺激肝细胞产生一系列的急性期反应物，如系统炎症标志物、纤维蛋白原和血清淀粉样蛋白A。这些物质的过量产生会激活适应性免疫系统，从而产生持续的慢性炎症反应并破坏关节，这是RA发生的主要机制之一[31]。IL-6主要通过至少两种途径增强并诱导破骨细胞的分化。一方面，IL-6通过与细胞膜上GP130的结合直接刺激单核细胞向破骨细胞分化；另一方面，IL-6也能作用于成骨细胞，并间接刺激破骨细胞生成，从而导致骨的破坏[32]。

4.3  IL-6與RA

在RA中，IL-6是最稳定、最常表达的细胞因子。IL-6在多方面发挥重要作用。作为破成骨细胞发生的负调控因子，IL-6可阻止新骨组织的生成，进一步加重骨骼问题[27-33]。IL-6R的阻断不仅可改善关节的破坏情况，还可改善患者的疼痛、疲劳、嗜睡等表现，改善易患骨质疏

松症RA住院患者的骨密度，改善患者的情绪障碍等[31]。因此，针对IL-6信号通路的干预可能会给RA患者的治疗和生活质量带来积极影响。

5  小结与展望

截至目前，临床尚未找到治疗RA的完美药物。IL-6在RA的发病机制中发挥核心作用。研究表明，IL-6拮抗剂等在RA的治疗中成果显著，患者的临床症状和生活质量均有所改善。TLR7的激活导致患者关节炎加重。TLR7有望成为RA免疫治疗的潜在靶点。RA的发病机制研究有助于TLR7免疫调节剂的开发及新的治疗策略的制订。未来研究应特别关注RA药物的安全性、有效性和特异性。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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