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類風濕性關節炎免疫學研究進展

2015-03-16 09:05耿學麗李曉明陳向華肖麗君宗春光宋鴻儒承德醫學院附屬醫院檢驗科河北承德067000承德醫學院
承德醫學院學報 2015年1期
關鍵詞:調節性白介素免疫性

耿學麗,李曉明,陳向華,肖麗君,宗春光,宋鴻儒?(.承德醫學院附屬醫院檢驗科,河北承德 067000;2.承德醫學院)

類風濕性關節炎免疫學研究進展

耿學麗1,李曉明1,陳向華1,肖麗君1,宗春光1,宋鴻儒2△?
(1.承德醫學院附屬醫院檢驗科,河北承德 067000;2.承德醫學院)

類風濕性關節炎;T淋巴細胞;細胞因子

類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種系統性、異質性的自身免疫性疾病,主要臨床表現為對稱性多關節炎癥。隨著病情的進展,患者逐漸出現關節慢性炎癥,導致關節和骨質的破壞、關節腫脹甚至畸形,最終導致功能的喪失[1]。RA的發病率在全球為1%,我國約為0.4%,一般多在25-55歲之間發病,其中女性發病率比男性高2-3倍[2]。隨著對RA研究的不斷深入,發現RA與T淋巴細胞免疫反應和B淋巴細胞產生自身抗體有關,多種細胞產生的細胞因子及炎癥介質的共同參與是造成疾病發生發展的重要原因。本文就T淋巴細胞及細胞因子與RA的關系,綜合近幾年的研究成果做一綜述。。

1 T細胞與RA

激活的T淋巴細胞在RA中處于中心地位,引起RA患者免疫損傷的主要因素與T淋巴細胞產生的細胞因子有關[3]。

1.1 Th1、Th2細胞 1986年,Mosmann等[4]人在小鼠的CD+4T細胞中發現了兩種T細胞亞群,即Th1、Th2細胞。1991年,Romagnanis等[5]人發現人類也存在兩個類似的T細胞亞群。Th1細胞主要分泌白介素-2、干擾素-γ、腫瘤壞死因子-α等細胞因子,主要介導細胞免疫應答,誘導炎性細胞因子的產生,細胞毒性T細胞(CTL)生長和活化,巨噬細胞活化,主要誘導自身免疫性疾病的發生。Th2細胞主要分泌白介素-4、白介素-6、白介素-10、白介素-13等細胞因子,主要介導體液免疫,抑制單核細胞,促進抗炎性細胞因子的釋放,在過敏反應中起主導作用。

傳統觀點一直認為Th1細胞介導的免疫反應啟動了細胞特異性免疫病RA的發生,Th1/Th2比例失衡在RA發病機制中起著重要的作用[6]。從CIA小鼠體內分離腹股溝引流淋巴細胞進行體外培養發現,在疾病誘發的起始階段,Th1細胞反應占主導地位。IL-12是Th1細胞分化的有效誘導劑,用IL-12處理的小鼠可顯著提高CIA發病率和疾病嚴重程度,而使用IL-12中和抗體小鼠或IL-12基因敲除小鼠CIA發病率顯著降低,與Th1細胞的受損反應一致。Conzalez等人發現,應用皮質醇、腎上腺髓質素和血管活性腸肽等免疫調節劑抑制Th1細胞反應,可顯著降低CIA發病率和關節損傷程度。有研究發現[7],膠原誘導性大鼠關節炎疾病的嚴重程度與Th1/Th2比值具有相關性。但是,近年來又有研究發現[8],干擾素-γ或干擾素-γ受體缺陷鼠更容易發生自身免疫性疾病。這就告訴我們,除考慮產生IFN-γ的Th1細胞介導自身免疫病外,還要考慮是否還有另外的Th細胞亞群參與誘導自身免疫性疾病。有很多研究表明,Th1/Th2的比例失衡在RA的發病機制中發揮著重要的作用。

1.2 Th17細胞 2005年,Harrington等[9]第一次提出了“Th17細胞”的概念,指出其在RA等自身免疫性疾病中的作用主要是靠其分泌的白介素-17來實現的,其在RA的發病機制中涉及多個環節[10]。IL-17單獨或與IL-1 β、TNF-α等協同刺激關節滑膜細胞表達MIP-3α、IL-8等炎性因子[11],白細胞介素-17上調軟骨細胞及滑膜成纖維細胞基質金屬蛋白酶的表達,使軟骨基質遭到破壞;IL-17刺激、活化巨噬細胞和滑膜細胞,誘導破骨細胞祖細胞向成熟破骨細胞分化;IL-17通過高表達軟骨和成骨細胞上的RANKL,從而促進破骨細胞的發育[12];IL-17也是一種血管生長調節因子,上調多種血管因子的表達,導致血管增生增厚,促進血管翳的形成。因此,以IL-17為靶點治療自身免疫性疾病的研究已成為熱點,應用IL-17單克隆抗體治療RA病人的一期臨床試驗結果表明,病人的病情得到了明顯改善[13]。這說明Th17細胞在人類RA疾病中可能發揮著重要的作用。因此,采用IL-17的拮抗劑對RA患者進行治療有較好的臨床應用前景。

Th17細胞的發現是對Th1/Th2平衡理論的補充。盡管越來越多的證據表明Th17在RA等自身免疫性疾病中起著關鍵作用,但對于其作用的規律、與Th1效應細胞的關系等至今仍不明確。有學者發現,基因敲除T-bet及STAT4小鼠可表達出大量的Th17細胞,但該類小鼠卻表現出對實驗性脊髓膜炎的抵抗,提示Th17細胞也不是介導自身免疫性疾病的唯一效應細胞。Yamada等[14]報道,在RA的發病過程中,Th1細胞在病人的外周血和滑膜液中的含量大大超過Th17細胞,并在RA發病過程中占主導地位。另有學者報道[15-16],從RA早期患者外周血單核細胞、關節滑膜、關節腔液中檢測到的大部分是Th1細胞,認為Th17細胞在疾病早期發揮作用,而晚期是Th1細胞的作用。面對這些不盡一致的研究結果,Th1細胞與Th1細胞的相互作用及Th17細胞的免疫調控規律等,尚需要更深入的研究。

1.2 CD4+CD25+調節性T細胞 調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)包括CD4+T細胞、CD8+T細胞,還包括一部分自然殺傷細胞等其它細胞,其中CD4+T細胞中表達CD25分子的Treg是最重要的調節性T細胞。CD4+CD25+調節性T細胞能直接或間接地控制效應性T細胞反應,并維持自身耐受及自身免疫防御。CD4+CD25+調節性T細胞的作用機制,可能是通過抑制T細胞的活化或抑制CD8+T和NK細胞的細胞毒作用來抑制自身免疫性疾病的反應[17]。

目前認為,Treg細胞數量減少或功能降低可能參與RA的發生發展。有研究發現,活動期RA患者外周血調節性T細胞數量比穩定期RA患者和健康對照組低[18],而類風濕因子、免疫球蛋白等其它免疫學指標與CD4+CD25+Tregs相比沒有顯著差異。這可能是RA發生和發展的一個重要因素。很多研究表明,Treg細胞發生改變時,人類白細胞抗原DR分子就可以使多種細胞因子(如白細胞介素-2等)迅速增多,從而引發免疫級聯放大反應。Treg細胞還可以激活骨關節滑膜巨噬細胞產生IL-1、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子-α等炎性因子,致使滑膜組織發生炎性反應,從而破壞關節軟骨,使關節出現畸形,最終可能導致RA。還有研究表明[19-22],RA患者滑膜液中調節性T細胞的水平明顯高于健康對照組,這可能是由于調節性T細胞的功能受到了炎性因子的影響,還可能是由于反應性T細胞對調節性T細胞的敏感性下降,致使調節性T細胞抑制滑膜炎癥的功能下降。此外,類風濕因子陽性與陰性RA患者之間基因表達有所不同,例如存在與免疫應答有關的調節性T細胞Foxp3表達差異,類風濕因子陽性和類風濕因子陰性患者之間很有可能存在免疫應答的不同,這可能與調節性T細胞的免疫調節功能有關[23-24]。

2 細胞因子與RA

細胞因子(cytokine,CK)是具有一種廣泛生物學活性的小分子蛋白質,是由免疫細胞和某些非免疫細胞經過免疫刺激后合成、分泌的,它是細胞間信號傳遞分子,主要參與免疫應答的調節、免疫細胞分化發育、介導炎癥反應、組織修復、刺激造血功能等。與RA有關的細胞因子有IL-2、IL-4、IL-10、IL-6、IL-8、IL-17、IL-23、IL-15、IFN-γ、

VEGF、PGE2等,這些細胞因子間相互作用,相互影響,形成復雜的網絡結構,共同促進RA的發生和發展[25,26]。

2.1 IL-6 IL-6是一種重要的促炎癥細胞因子,它主要通過B細胞產生多種炎性因子來參與免疫反應中的免疫調節。有研究發現[27],RA患者血清及關節液中的IL-6比健康人高,且與RA疾病的活動性指數相關,IL-6的水平對臨床了解RA病人的疾病進展及嚴重程度具有重要的參考價值。此外,B淋巴細胞可由IL-6刺激產生自身抗體,IL-6還可以促進類風濕因子及其它細胞因子的生成,進而促進炎癥反應進程,使關節軟骨組織發生病變。在RA患者中,IL-6水平明顯高于健康對照組,活動期RA患者高于緩解期RA患者,并與C-反應蛋白、紅細胞沉降率等指標呈正相關。有臨床研究結果表明,活動期RA患者血清中IL-6的水平明顯升高,到緩解期,IL-6迅速降低,甚至到正常水平,這表明IL-6可作為臨床判斷疾病活動程度的重要指標,對指導臨床用藥具有重要的參考價值。

2.2 IL-4 IL-4主要由Th2細胞產生,還可以由激活的肥大細胞及嗜堿性粒細胞產生,它是一種免疫調節因子,在RA中發揮重要作用,是一種保護性的細胞因子。IL-4能抑制促炎性細胞因子的合成,它的這種功能是通過提高mRNA的降解率來實現的。Villiger等[28]研究結果表明,白血病抑制因子(LIF)是通過IL-4抑制關節炎滑膜細胞產生的,而LIF可使IL-1 β和腫瘤壞死因子-α在滑膜成纖維細胞和軟骨細胞中高表達。IL-4還能使Th1/Th2的比值發生改變,B細胞可通過它的刺激而產生IgE及IgG抗體,而且IL-10還可以通過IL-4的協同作用來抑制Th1細胞反應[29]。

2.3 IL-10 IL-10是一種重要的抑制性細胞因子,IL-10可以通過抑制多種促炎因子的產生,以減少關節淋巴細胞發生病變,它還可以通過抑制基質金屬蛋白酶的表達,通過上調金屬蛋白酶組織抑制因子的表達,從而對軟骨細胞產生保護作用[30]。有研究表明,與健康對照組比較,RA活動期和穩定期組外周血IL-10顯著減少,且RA活動期外周血中的IL-10水平較穩定期患者明顯降低[31]。

2.4 IL-17 IL-17主要是由Th17細胞產生的,可與人和小鼠IL-17R(CDw217)結合而發揮效應。IL-17是重要的促炎細胞因子,可誘導人表皮細胞、內皮細胞和成纖維細胞分泌IL-6、IL-8和G-CSF,促進人成纖維細胞表達ICAM-1,幕集中性粒細胞,促進血管形成。

2.5 IL-23 IL-23是由兩種特異性的亞單位IL-23P19和IL-12P40組成的一種異源二聚體細胞因子[32],是一種重要的促炎因子。有研究表明,其在自身免疫性疾病的發生、發展中發揮了重要的作用[33],并且還參與了RA的發病和骨破壞機制[34]。IL-23可誘發Th17細胞通過激活核因子kB受體活化因子配基(RANKL)刺激內皮細胞、滑膜成纖維細胞等產白介素-8、白介素-6和前列腺素E2細胞炎性因子,導致滑膜出現炎癥[35],在RA的發病過程中,IL-23與IL-17相互作用,共同促進RA的發生、發展。Th17細胞在促炎因子IL-23的誘導作用下產生細胞因子IL-17,IL-17再促進白細胞介素-1、腫瘤壞死因子-α和RANKL的生成,最終導致關節損傷和骨質的破壞[36]。關節滑膜成纖維細胞可以通過白介素-17的正反饋調節產生IL-23,從而加重關節滑膜炎癥。IL-23可以介導STAT3的磷酸化過程,從而促進IL-17的分泌。IL-23雖不能誘導初始T細胞分化為Th17細胞,但對Th17細胞的維持擴增及之后的免疫應答過程發揮重要的作用[37]。研究表明[38],RA患者血清IL-23的水平比健康人升高,IL-23參與了RA的發病過程,尤其是骨破壞機制,因此,血清IL-23水平變化可作為RA活動性參考指標。

2.6 血管內皮生長因子 血管內皮生長因子(VEGF)又稱血管通透因子,屬血小板生長因子家族。在RA患者中,血管新生是慢性增生性滑膜炎形成不可缺少的一部分,受許多因素的影響,與腫瘤生長的特點相似。有研究表明,RA患者外周血中VEGF的值越高,其受累的關節數目越多,關節病變越嚴重,并認為外周血的VEGF可以像紅細胞沉降率一樣,反應RA患者的病變程度。影響VEGF表達水平的細胞因子有白細胞介素-10、白細胞介素-4等,這些細胞因子參與了RA發生、發展的各個環節,它們相互作用、相互影響,共同促進RA患者的炎癥發展,使滑膜病變速度加快,對周圍的關節及軟骨組織造成侵蝕和破壞[39]。

綜上所述,RA是一種以慢性、侵蝕性關節炎癥為主要臨床表現的自身免疫性疾病,其發病機制尚未完全清楚,與遺傳、環境、感染等多種因素有關,由于RA的發病機制非常復雜,對其研究還需更深一步的探討。

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(綜述講座欄目編輯:張玉亭)

R593.22

A

1004-6879(2015)01-0067-04

2014-10-23)

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