肥大細胞在類風濕關節炎中作用的研究進展

安陽，劉辰曉，陳廣潔

(上海交通大學醫學院 免疫學與微生物學系，上海 200025)

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以關節滑膜的炎性改變為典型特點的自身免疫性疾病[1]。其全球發病率大約為0.5%，女性發病率約為男性的2～3倍。RA患者的滑膜組織受損，進而引起關節內的炎癥反應，持續的炎癥反應導致軟骨損傷和骨侵蝕，隨后導致關節功能受損。RA病灶中發生過度免疫應答的原理已較清楚，滑膜局部細胞因子微環境以及滑膜增生的發生機制也都已有合理解釋，但與RA發病有關的免疫細胞(如肥大細胞)在RA中的具體致病機制、免疫細胞間的相互作用(如肥大細胞和T細胞的相互作用)對RA發病的影響等還未完全明確，尚有較大研究空間，筆者也將在后文具體闡釋相關研究進展。

肥大細胞是一種非增殖、長期存活、定居于特定組織中的免疫細胞，其在固有免疫和適應性免疫中都發揮著重要作用。許多研究表明，肥大細胞與RA的發生發展關系密切，關節滑膜中肥大細胞的數量與炎癥反應嚴重程度、自身抗體陽性率、疾病活動程度等密切相關[1]。

1 肥大細胞的表型和功能

肥大細胞起源于CD34+CD117+骨髓多能造血祖細胞，它的前體細胞以不成熟的狀態進入血液循環，并在特定的外周組織中完成其組織特異性的分化和成熟[2]。肥大細胞具有廣泛的組織分布，主要存在于宿主和外部環境的接觸面，如皮膚、呼吸道黏膜和胃腸道上皮組織等處。

肥大細胞表達MHCⅠ類和Ⅱ類分子，有一定的抗原提呈作用。肥大細胞還能表達多種表面受體和細胞質受體，可對各種刺激做出反應。這些受體可大致分為以下幾類：(1)CD117，其配體為干細胞生長因子(stem cell factor，SCF)；(2)Fc受體(Fc receptor， FcR)，包括FcεRⅠ和FcγRⅠ等；(3)模式識別受體 (pattern recognition receptor， PRR)，包括TLR和NOD樣受體等；(4)細胞因子受體，包括IL-1、IL-33、IFN-γ受體等；(5)生長刺激表達基因2(growth stimulation expressed gene 2，ST2)蛋白受體家族；(6)組胺受體，包括H1-4受體；(7)G蛋白偶聯受體，包括腺苷受體、前列腺素(prostaglandin，PG)E2受體、鞘氨醇-1-磷酸受體、補體成分3a(complement component 3a，C3a)、補體成分5a(complement component 5a，C5a)受體、趨化因子受體、神經肽受體和抗菌肽受體等[3]。

肥大細胞參與炎癥發生、傷口愈合、凝血、急性過敏反應等過程。配體和受體的結合將影響肥大細胞的發育、增殖和存活，誘導其分泌細胞因子、趨化因子和生長因子等。肥大細胞主要通過脫顆粒的方式釋放上述介質，顆粒內含有豐富的血管活性胺(如組胺)和蛋白酶等，這些物質釋放后可介導血管舒張、增加毛細血管通透性、殺滅細菌和中和外毒素等過程。肥大細胞釋放的免疫成分類型取決于刺激的類型以及肥大細胞的表型，因此，不同活化狀態的肥大細胞可分泌不同的儲存中或新合成的介質[4]。

2 肥大細胞在RA中的作用

2.1 肥大細胞在RA中的類型肥大細胞參與RA的病理過程，通過對抗原做出應答，釋放多種細胞因子，招募其他免疫細胞，進而造成局部組織炎癥、水腫、新血管形成和組織重塑。

RA是一種異質性疾病，每個RA患者的臨床表現、藥物反應、病理過程都不盡相同，而根據關節滑膜肥大細胞的計數可以將早期RA分為3個亞型：纖維瘤(低肥大細胞密度)、髓樣(中肥大細胞密度)和淋巴樣(高肥大細胞密度)[1]。肥大細胞密度與CRP、ESR、28處關節疾病活動度評分(disease activity score 28，DAS28)呈正相關[1]。

根據表達的蛋白酶種類的不同，肥大細胞可被分為類胰蛋白酶和糜蛋白酶陽性肥大細胞(tryptase- and chymase-positive mast cell，MCTC)和類胰蛋白酶陽性肥大細胞(tryptase -positive mast cell，MCT)。MCTC表達類胰蛋白酶和糜蛋白酶，而MCT僅表達類胰蛋白酶。兩類肥大細胞在RA中都有明顯增加，但MCT與MCTC的比值因RA亞型而異(MCT∶MCTC在纖維瘤中為1∶6、淋巴樣中為1∶2)，并且MCT與滑膜炎癥反應程度顯著相關，提示MCT在RA急性炎癥反應中的潛在作用[1]。

2.2 肥大細胞在RA中的激活

2.2.1 肥大細胞通過FcR被激活 研究表明，IgG可通過FcγRⅠ促使肥大細胞分泌TNF-α、PGD2，免疫復合物還可能通過FcγRⅠ和FcγRⅡ刺激滑膜肥大細胞產生組胺等物質，而人滑膜肥大細胞不表達FcγRⅢ，中和FcγRI和FcγRII的單克隆抗體可顯著抑制IgG引起的組胺釋放[5]。有關FcγR的激活在介導自身抗體的致病中的作用的研究表明，阻斷免疫復合物與特定FcγR的相互作用將干擾慢性炎癥過程。同時，通過調節DC的活性FcγR還可控制在識別出存在于DC表面的抗原肽之后是引發免疫應答還是引起免疫耐受[6]。

2.2.2 肥大細胞通過TLR被激活 TLR的異常激活可能導致過度的炎癥反應，故TLR家族在自身免疫性疾病的發展中可能起關鍵作用。大多數TLR信號通路涉及的銜接蛋白髓樣分化因子88(myeloid differentioction factor 88, MyD88)在基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)的合成中必不可少，而MMP在滑膜炎癥以及軟骨和骨骼的破壞中起著重要作用，故TLR可能參與RA中的炎癥和組織破壞過程[7]。

人肥大細胞表達TLR1～TLR9，其中，TLR2、TLR4、TLR8能夠誘導肥大細胞產生TNF-α。RA的關節內和疾病起始關節外部位存在蛋白質的過度瓜氨酸化，蛋白質中精氨酸的瓜氨酸化會因為形成了自身蛋白的新表位而打破免疫耐受，誘導機體產生抗自身抗原的抗體如抗環瓜氨酸肽抗體(anti-cyclic citrullinated peptide antibody，ACPA)。ACPA-IgG免疫復合體可以通過與FcγRⅡA結合激活肥大細胞，而聯合刺激FcγRⅡA與TLR能夠誘導人肥大細胞釋放促炎癥介質IL-8，說明了兩者對增強肥大細胞釋放炎癥因子的協同作用。同期研究還發現，體外培養肥大細胞時，通過TLR配體介導的細胞因子釋放并不依賴肥大細胞的脫顆粒過程，且誘導的細胞因子應答類型取決于被觸發的TLR類型[8]。

2.2.3 肥大細胞通過細胞因子受體等其他受體被激活 早期的研究表明，促炎因子如TNF-α、IL-1β、IL-1Ra都可能與滑膜肥大細胞的激活有關[9]。而新近研究顯示，在RA患者的滑膜中，IL-33也能夠激活肥大細胞并介導IL-10和組胺的釋放，同時也通過抑制中性粒細胞產生免疫調節作用。IL-33還能刺激肥大細胞過表達FcγRⅡA，起到正反饋激活肥大細胞的作用[10]。IL-6是RA致病機制中的中心細胞因子之一，同時也是人肥大細胞體外分化所需的主要刺激物之一[11]。

最近的研究還顯示，其他物質如神經肽P物質能夠通過Mas相關G蛋白偶聯受體X2激活RA滑膜中的肥大細胞[12]。

2.3 肥大細胞對RA的直接作用激活的肥大細胞首先會以脫顆粒的方式釋放出預先合成的物質，其中包括肝素、蛋白酶和組胺，它們在介導RA的組織損傷中發揮重要作用。肥大細胞表達的類胰蛋白酶可通過激活MMP-3將滑膜細胞中的膠原酶原轉化為活性形式，導致膠原的降解；其還可能直接水解軟骨基質中聚蛋白聚糖的N端血凝素結合域，導致聚蛋白聚糖的丟失[13]。 類胰蛋白酶和糜蛋白酶也是血管生成因子，介導RA病灶的新血管形成過程[14]。

除了細胞因子和預先合成的物質外，激活的肥大細胞還會釋放一些新合成的脂類物質，如白三烯(leukotriene，LT)、PG等。LTB4、PGE2和PGT2等也介導了RA中的炎癥應答[15]。

2.4 肥大細胞與其他免疫細胞的相互作用對RA的影響

2.4.1 肥大細胞與B細胞的相互作用對RA的影響 B細胞在RA的致病機制中發揮著重要的作用?；ぶ械腂細胞與局部自身抗體的產生、破骨細胞產生和激活、免疫復合物介導的炎癥反應有關。B細胞也可以參與抗原提呈和T細胞活化，其與趨化因子的相互作用促進TNF-α的分泌，進而激活巨噬細胞[16]。研究證明，小鼠的肥大細胞可激活B細胞，人肥大細胞也能夠激活初始B細胞并誘導其產生ACPA，且這一相互作用依賴于細胞間的接觸，特別是肥大細胞表面CD40L分子與B細胞表面CD40的結合[1]。其他肥大細胞產物如IL-4、IL-5、IL-6、IL-13、TNF-α等，也可以影響B細胞的發育和功能，但這種相互關系在體內與RA的關系仍有待證實[17]。肥大細胞通過激活B細胞，誘導其增殖和分化，對RA中自身抗體的產生發揮重要作用。反之，B細胞合成的IgE、IgG等抗體也可激活肥大細胞，使其釋放多種生物活性物質，起到促炎、抑炎或者免疫調節的功能。

2.4.2 肥大細胞與T細胞的相互作用對RA的影響 CD4+T細胞是參與RA病理改變的主要亞型，其中又包括Treg、Th17等。在RA中CD4+T細胞的增殖分化明顯增強。新近研究證明，肥大細胞的抗原提呈作用與CD4+T細胞的增殖分化關系密切[18]。細胞因子IL-4、IFN-γ會導致MHC II類分子在肥大細胞中的表達增強，使肥大細胞能更有效地將抗原提呈給CD4+T細胞，促進CD4+T細胞的增殖分化[19]。也有研究顯示，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)能夠通過一種不需要MHC II類分子提呈的肥大細胞依賴的信號通路調控CD4+T細胞的增殖分化，這可能與NAD+刺激肥大細胞釋放的IFN-γ有關[20]。

在RA中可觀察到Treg功能的缺陷及免疫抑制活性的降低， 而肥大細胞可以通過OX40 / OX40配體與Treg細胞直接接觸以及釋放組胺和 IL-6來抑制 Treg的免疫抑制作用[18]。

同時，在RA中，Th17/Treg比例也明顯升高，大量增殖的Th17可促進破骨細胞的生成，繼而破壞軟骨組織加快骨吸收[21]，而肥大細胞可以通過間接影響DC或者通過OX40介導的肥大細胞與Treg細胞的接觸影響Th17的應答。研究發現， 肥大細胞還可以通過不依賴炎癥小體的途徑釋放IL-1β進而誘導Th17擴增[22]。激活的肥大細胞高表達的炎癥因子，如IL-17、IL-1β、IL-6、GM-CSF，也可促進自反應性Th17的增殖[23]。

2.4.3 肥大細胞與其他細胞的相互作用對RA的影響 肥大細胞可以通過直接或間接的方式與成纖維樣滑膜細胞(fibroblast-like synoviocyte，FLS)、破骨細胞、單核-巨噬細胞、中性粒細胞、滑膜細胞等相互作用，招募炎癥細胞，激活效應細胞，進而參與RA的病理損傷過程。

滑膜肥大細胞釋放的TNF-α可以作用于FLS，以誘導其增殖，并上調膠原酶和MMP的表達[24]。TNF-α還能誘導FLS釋放干細胞因子，其作用于肥大細胞表面CD117后又能促進肥大細胞活化，進而形成一個閉合環路?；ぶ蟹蚀蠹毎a生的肝素與類胰蛋白酶形成的復合物也可作用于FLS，上調其釋放的中性粒細胞趨化因子如CXCL1、CXCL5、CXCL8，進而招募中性粒細胞[13]。肥大細胞分泌的糜蛋白酶則能通過黏著斑激酶(focal adhesion kinase，FAK)/p21途徑促進FLS的增殖，促進其MMP-9、FAK和p21的表達[25]。

肥大細胞釋放的TNF-α也能激活破骨細胞，其促進骨質脫礦質[26]。組胺和組胺受體4則能促進破骨細胞RANKL的表達，激活破骨細胞[27]，促進骨侵蝕。

激活的肥大細胞釋放趨化因子如單核細胞趨化蛋白1和人巨噬細胞炎性蛋白1α，招募單核巨噬細胞等炎癥細胞[23]。肥大細胞產生的TNF-α還能誘導鄰近的巨噬細胞釋放IL-1β，加重局部炎癥[9]。同時，肥大細胞釋放的IFN-γ能刺激巨噬細胞產生大量TNF-α，最終導致關節破壞[28]。

肥大細胞釋放的IL-6可以激活中性粒細胞，進而使其釋放活性氧和蛋白酶，引起組織炎癥和關節破壞[29]。同時，其釋放的組胺則可增加血管通透性，招募中性粒細胞至損傷部位[30]。

肥大細胞釋放的TNF-α可以介導滑膜細胞內溶基質素、膠原酶、PG、GM-CSF的合成上調[29]。肥大細胞分泌的類胰蛋白酶介導的滑膜細胞中蛋白酶激活受體2的激活會血管通透性以及關節局部炎癥，并且能阻止Fas介導的RA患者FLS的凋亡，導致滑膜增生和關節損傷[31]。

3 結語

綜上所述，肥大細胞在RA的致病過程中發揮了多種重要的作用?；ぞ植恳约氨患毎蜃踊蜓a體等招募至滑膜的肥大細胞通過FcR、TLR等與相應配體的結合而被激活，進而釋放一系列生物活性物質如細胞因子、組胺、肝素、蛋白酶等，招募更多的免疫細胞，破壞局部軟骨基質，誘導滑膜細胞增殖等。除了直接參與組織損傷，肥大細胞還會與B細胞、T細胞相互作用，參與自身抗體的產生，誘導T細胞的增殖分化等，增強機體的適應性免疫應答。當然，肥大細胞的調節作用、肥大細胞與T、B細胞的相互作用在RA中的具體作用等問題還需要更多的研究以進一步明確。