类风湿关节炎病因和发病机制的理性_省略_基因关联的抗原驱动的

1、从1892年Garrod命名“类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA”以来,先后提出了“血管外免疫复合物”、“细胞超敏反应”、“二相疾病”等病因和发病机制假说;直到1986年Alarcon才概略地提出了“易感基因与生态体系反应异常”学说,而对具体内容表述较少1。本文将近10年来发表的关于RA基因、致病抗原、免疫损伤等多个层面的资料进行了系统科学的整理和分析,旨在阐明RA病因与发病机制的基本规律,作为进一步研究的参考。RA关联基因一、关联基因现已确认RA发病及病程中有多个基因参与,属多基因关联遗传。易感基因:1979年Stastny2首先报道白种人RA 发病,其人类白细胞抗

2、原(HLA-肿瘤坏死因子(TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL的死亡受体(DR4阳性率为40%70% (正常人为10%40%;DR4阳性者患RA的危险性是DR4阴性者的57倍。DR等位基因:DRA*0101、DRB1*0401、DRB1*0404、DRB1*0405、DRB1*0408、DRB1*1001及DR10等DR等位基因与RA病情严重性相关。连锁基因:HLA-DRB1连锁等位基因如HLA-DRB6、HLA-DRB16、HLA-DRW10基因,DRB4连锁的DQ基因及HLA-类基因连锁的微卫星Bat2138、D6S273138基因等也与RA发病相关。非经典HLA-类分子的HLA-DM基因及

3、其他非人类主要组织相容性复合物(MHC基因,如抗原加工相关转运蛋白(TAP基因、TNF、白细胞介素(IL-1、IL-2、IL-5R、干扰素(IFN-、自然抗性巨噬细胞相关蛋白(NRAMP1、精氨酸肽脱氨酶(peptidy arginine deiminase,PAD(MIM no:605347、细胞毒性T细胞(CTL相关抗原4(CTLA-4(MIM no: 123890、蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型22(PTPN22(MIM no: 600716、程序性死亡分子1(PD-1基因和突变的免疫球蛋白(Ig-Fc基因则与RA临床表型密切相关3-5。推测今后还可能发现更多的RA关联基因。二、RA共享表位(

4、shared epitope1987年Gregersen等3发现HLA-DR等位基因编码的DR分子1链第3高变区第7074位点存在多个高度保守的共同氨基酸序列,如谷(谷氨酰胺-精-精-丙-丙(QRRAA序列,见于DR*0101、DR*0404、DR*0405、DR*0408等位基因;谷-赖-精-丙-丙(QKRAA序列,见于DR*0401等位基因;精-精-精-丙-丙(RRRAA序列,见于DR*1001等位基因;而天冬-谷(谷氨酸-精-丙-丙(DERAA序列可见于DRB1*0402、DRB1*1102、DRB1*1301、DRB1*1302、DRB1*1304等位基因等。DERAA序列表位患者病情

5、较轻,提示DERAA具有一定的保护效应,故称为保护性表位。上述这些氨基酸基本序列(basic motif后被统称为RA共享表位。近年来,根据表位功能及氨基酸残基的不同,又将共享表位细分为易感表位、非易感表位及低危险表位等表位系统6。经X线晶体三维结构研究证明共享表位参与了HLA分子抗原肽结合槽的形成,表位与T细胞抗原受体识别抗原肽的功能密切相关,在RA 发病中具有重要作用。三、HLA-DR分子功能经典理论认为HLA-DR分子主要组成性表达于抗原呈递细胞(antigen-presenting cells,APCs,如单核巨噬细胞、B 细胞、树突状细胞(dendritic cells,DC、内皮细

6、胞及活化的上皮细胞上;也可诱导性表达于气管、扁桃腺、小肠、肾近曲小管细胞上,其主要功能是递呈外源性或内源性抗原肽,供自身反应性T细胞(ART细胞或自身反应性B细胞(ARB 细胞抗原受体识别。ART、ARB细胞抗原受体只有在识别了APCs递呈的HLA-抗原肽复合物之后才被激活。现有资料提示,侵入RA患者的病原体或进入RA组织并在组织细胞内寄生的某些病毒如EB病毒(EBV或细菌(如结核分枝杆菌等亦可释放能与共享表位结合的交叉抗原或内源性抗原肽,供特异性T、B细胞识别,并刺激产生特异性抗体或致敏性杀伤性T细胞,致组织损伤。这可能是基因与环境致病因素协同致病的重要机制。共享表位与抗原肽结合时存在“模糊

7、识别”(promiscuose recognition现象,即1种抗原多肽可以被多个结构类似的HLA-DR分子识别;而同一种HLA-DR分子可以结合结构类似的多肽抗原,只要两者能够“互适”。此种表位特性既反映了生物进化的自然规律,也反映了免疫反应的适应性特征。这可能与RA易感基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs变异或基因表位发生漂移或扩散(epitope spreading有关。·讲座·类风湿关节炎病因和发病机制的理性思维多基因关联的抗原驱动的链式炎症反应孟济明1,邹和建2,叶霜3(1.第二军医大学附属长海医院风湿科,

8、上海200433;2.复旦大学附属华山医院风湿科,上海200040;3.上海交通大学医学院附属仁济医院风湿病学科,上海200001关键词:类风湿关节炎;多基因关联遗传;发病机制;炎症反应中图分类号:R593.22文献识别码:B文章编号:1673-6087(200906-0502-09环境致病因素在自然生态环境中,RA易感人群不可避免地会遭遇各种环境致病因子的侵袭,包括各种致病微生物和有害物质(如烟、粉尘、化学分子、有机分子等。因而明确环境致病因子在RA发病中的作用是一项现实的挑战。已从RA滑液和血液中查到多种致病微生物感染的直接或间接证据,如细菌(分枝杆菌、链球菌、大肠杆菌7,8、病毒(EBV

9、、细小病毒9、关节支原体等的生物整体或其致病抗原成分等。随着抗感染免疫研究的深入,现已确认病原体相关分子模式(PAMP与相应免疫模式识别受体(PRR结合,可激活单核-巨噬细胞吞噬和杀灭病原体活性;可激活炎性细胞因子基因表达多种炎性细胞因子,并引发滑膜炎。虽然在过去的研究中未发现单一致病微生物,但RA易感个体可能通过固有免疫系统以抗原非特异形式引致滑膜炎,这已是不争的事实。如向实验动物关节腔内注入链球菌胞壁片段(SCW或双链RNA、非甲基化CpG序列等PAMP,可直接诱发关节炎10。链球菌胞壁抗原可先激活巨噬细胞Toll样受体(TLR-2分子,再通过TLR-2-核因子(NF-B通路转录激活炎症因

10、子基因表达炎性细胞因子,诱发关节炎11,12;而经口给予细菌脂多糖(LPS亦可通过TLR-4途径诱发实验鼠反应性关节炎13。体外实验也表明:用TLR-2配体-细菌肽聚糖(peptidoglycan,PG可刺激体外培养的RA滑膜细胞释放细胞因子IL-6、趋化因子IL-8、中性粒细胞趋化蛋白(chemoattractant proteins-2、巨噬细胞趋化蛋白(MIP-2及受激活调节正常T细胞表达和分泌因子(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted,RANTES等趋化分子14;用RA坏死滑液细胞释放的内源性RNA

11、作为TLR-3配体,也可引发实验性滑膜炎15。Zhao等16研究证实,用配体激活的TLR-2、TLR-3、TLR-4可与IFN-协同作用于巨噬细胞,促使其分泌大量炎性细胞因子;用RT-PCR原位杂交技术证实,RA滑膜巨噬细胞在表达TLR-2的同时,所分泌的TNF-、IL-1等炎性细胞因子还可上调滑膜成纤维细胞(fibroblasts活性17。若将RA滑膜成纤维细胞与TLR-2拮抗物(agonists或内源性配体alarmins一起培育,可促使趋化蛋白表达增加18。类似情况也见于RA滑膜DC,表达TLR-2、TLR-4、TLR-3、TLR-7分子,当分别与其相应配体结合时可诱导DC产生大量IL-

12、6和TNF-分子19。临床试验研究也发现,RA周围血单核细胞和滑膜巨噬细胞均高表达TLR-2、TLR-4分子。TLR-2的配体PG和TLR-4的配体LPS可诱导巨噬细胞产生较多TNF-和IL-8等炎症因子。提示细菌PG和LPS在激活巨噬细胞启动关节炎症和组织破坏中起重要作用20,21。以上事实表明,多种致病性病原体可通过TLRs活化巨噬细胞或DC分泌多种促炎细胞因子(特别是TNF-、IL-1直接引发RA滑膜炎。因此,RA易感人群在遭遇某些致病微生物感染(包括隐性感染引发滑膜炎是可以确信的事实。而且,在人类从未发现过“自发性遗传性RA”病例。因此,感染因素可作为引发RA的独立危险因子和重要致病因

13、素,而吸烟、低温、冷风刺激、锌元素缺乏、关节损伤等可作为RA发病的诱发因素。内源性抗原驱动滑膜炎实验已证明,多种外源性和内源性抗原可引发滑膜炎。所谓内源性抗原主要是指经专职APCs或兼职APCs加工、呈递的“抗原肽”。因为只有此类活性抗原肽分子才具有“起始和驱动适应性免疫反应22”的能力。在RA易感人群或RA患者中,某些特定的病原微生物,尤其是携带交叉抗原的微生物感染可不断释放外源性PAMP与TLRs结合,激活固有免疫细胞,启动级联(cascade信号、NF-B、干扰素调节因子-3等转录激活因子;激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs信号通路,使促炎性细胞因子和组织破坏酶类基因活化、表达,引起免疫

14、性滑膜炎23,成为滑膜炎起始和持续的重要因素。而在非RA易感人群,致病微生物可能引致的是感染性关节炎或反应性关节炎。APCs及其TLRs分子不仅识别外源性PAMP,也可识别内源性PAMP,如TLR-2和TLR-4可识别细胞外基质双糖(biglycan、肝素硫酸盐(heparan sulate,HS、外域(extra domain-A,ED-A、纤维黏连蛋白(fibronectin片段及热休克蛋白(HSP22等自身抗原24。这些自身抗原分子含有免疫活性抗原肽分子。如体内RNA或DNA激活通路被连续活化,则可持续增加B细胞TLR-7或TLR-9的表达和活化,产生大量自身抗体25,26,而且可进一步

15、活化滑膜成纤维细胞表达TLR-327。被活化的滑膜成纤维样细胞还可合成带有ED-A的纤维黏连蛋白内源性配体,进一步激发自身免疫反应28。因此,内源性抗原肽可通过TLR通路激活巨噬细胞、B细胞、成纤维样细胞等,分泌大量炎性细胞因子和自身抗体,使滑膜炎持续,是RA自身免疫反应性损伤的重要因素。体液免疫损伤RA免疫反应的特征之一是B细胞对自身抗原失去耐受,产生大量针对滑膜组织和非滑膜组织的特异性抗原-抗体反应。其中有些自身抗原-抗体不仅可作为诊断RA的标志物,而且还具有重要的致病活性。一、RA体液免疫反应RA体液免疫反应主要引致滑膜炎、滑膜淋巴滤泡及B 细胞生发中心形成(germinal cente

16、rs。早期滑膜炎主要由固有免疫反应引起。外源性抗原激活滑膜细胞分泌大量趋化因子,招引单核-巨噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞、中性粒细胞、肥大细胞、自然杀伤(NKT细胞等侵入滑膜组织29,引起滑膜水肿、渗出、微血管扩张、出血和微血栓形成等。侵入滑膜的单核-巨噬细胞、T细胞、B细胞等可围绕滑膜衬里下层新生血管的高内皮小静脉(HEVs聚集成为增生性淋巴滤泡。增生性淋巴滤泡的CD4+T细胞表达多种表面活化抗原,并与巨噬细胞等密切接触形成多个免疫突触(immune snaps30,31。免疫突触在免疫细胞间相互传递抗原活化信息,刺激产生多种炎性细胞因子(如TNF-、IL-6和多种基质金属蛋白酶类(MMP

17、s介质等32,33;其中DC还可将从滑膜外和滑膜内吞噬、加工、处理的抗原肽直接呈递给ART、ARB细胞,引发适应性免疫反应34。此种增生性淋巴滤泡实际上已具有了“黏膜免疫组织”特性。在多种抗原及B细胞激活因子如前B细胞克隆增强因子(human pre-B-cell colony-enhancing factor,PBEF、B细胞激活因子(B-lymphocyte stimulator,BLYS以及B细胞激活因子受体(BAFF等参与下,部分淋巴滤泡中可形成B细胞生发中心。B细胞生发中心是滑膜B细胞分化、增殖、体细胞突变、抗体类别转换和亲和力成熟的重要场所,也是多种致病性自身抗体产生的重要部位35

18、,36。研究表明,生发中心的T细胞和B细胞均呈现寡克隆扩增特征,经抗原活化的幼稚性(na觙veB细胞可在数天内增殖成数以千计的巨大克隆,并生成大量变异体和浆细胞;还可从生发中心转移至骨髓和淋巴组织持续生成抗体,成为RA致病淋巴组织37。生发中心的ARB细胞不仅能转化为抗体生成细胞,而且属于专职自身APCs。在滑膜局部,B细胞呈递抗原的能力高于巨噬细胞,并可向CD4+T细胞发送增殖信号,是RA体液免疫异常的重要环节38。二、自身抗体的致病作用通常抗原-抗体反应属机体维持自身稳定的重要机制,在体内一旦出现“非己物质”,无论在细胞内或细胞外,均可通过固有免疫和适应性免疫反应清除。已证实在RA滑膜内未

19、被清除的部分抗原或抗体即具有致病作用。2002年Leadbetter等39证明,自身抗原-抗体免疫复合物可通过TLRs 接头蛋白髓样分化因子88(myeloid differentiation factor88, MyD88通路或者通过TLR-9通路引致滑膜炎。而在MyD88基因缺陷小鼠实验时,链球菌胞壁抗原不再能诱导SCW 关节炎,这说明接头蛋白MyD88在诱导SCW关节炎中具有重要作用11。可将致病性抗原-抗体系统分为2组,即针对滑膜成分的抗原-抗体系统和针对非关节组织的抗原-抗体系统。(一针对滑膜成分的抗原-抗体系统1.类风湿因子(rheumatoid factors,RFs:RFs是诊

20、断RA的重要标志之一,也属致病性抗体。在RA滑液内IgG-RF可与自身IgG分子结合成稳定的多聚复合物,沉积于血管壁激活补体,引起坏死性血管炎40;在RA滑膜中,RFs可与游离的核抗原发生交叉反应,如IgM-RF可与DNA-组蛋白、组蛋白、非组蛋白、多肽等发生交叉反应41;在滑液内IgG-RF分子自身可聚合形成多聚体,沉积于关节软骨激活补体导致软骨损伤42;IgG-RF还可与滑膜巨噬细胞表面IgG 分子及补体C3受体结合,刺激滑膜巨噬细胞释放TNF-、IL-1等炎性细胞因子,具有重要的致病作用43。2.C-型胶原-抗体:已确定C-胶原是RA早期致病因子。C-抗原表位存在于C-胶原链第25527

21、4氨基酸序列片段中,其优势抗原表位为QK/RRAA44。动物实验证实C-型胶原具有自身免疫活性。用抗胶原抗体或胶原致敏的T淋巴细胞可诱发转移性关节炎45。在炎症环境中C-胶原暴露于糖基化和氧化反应时,可引起局部急性或慢性炎症反应46;在炎症关节中,氧化剂(羟基基团、次氯酸、过氧亚硝酸盐等可引出新的C-抗原表位。研究已证明,在RA血清和滑液中存在着修饰的C-抗原表位、C-片段及其聚集体,可作为RA致病性抗原47,48。变性C-形成的抗C-抗体可扩大滑膜炎症反应、激活补体产生C5a,特别是IgG3型抗体49。从大多数RF阳性RA滑膜组织分离的B淋巴细胞均可分泌抗C-抗体,而从非RA滑膜炎(对照组分

22、离的B细胞则很少分泌C-抗体50。因此,C-抗体具有重要致病作用。3.HSP抗原-抗体:根据交叉抗原学说,微生物抗原与宿主抗原间存在部分相同或构象相似的氨基酸序列,针对该自身抗原的淋巴细胞可识别微生物抗原的共同表位而引发交叉反应。已证实小鼠佐剂关节炎T细胞可识别分枝杆菌HSP-65(108188共同表位,并直接引发小鼠滑膜炎51。在RA滑液中存在着T细胞,此类T细胞可以识别经丙酮提取的分枝杆菌HSP-65ku抗原,并引发明显的增殖效应51。分枝杆菌HSP还可介导巨噬细胞和DC产生TNF-、IL-1和粒细胞-巨噬细胞克隆刺激因子(GM-CSF等细胞因子,介导单核细胞产生单核细胞趋化因子(MCP-

23、1、MIP-2和RANTES等趋化因子等,在炎症反应中发挥重要作用。HSP可以通过非共价键结合而成为抗原多肽,并可与细胞内蛋白质或HSP结合成细胞内HSP结合肽库,参与抗原特异性反应。在RA和幼年特发性关节炎(JIA中均已证实分枝杆菌HSPs对T细胞有促炎作用52。抗HSP-肽复合物可引起针对自身交叉抗原表位的免疫应答。HSPs不仅可直接引致自身免疫炎症的放大和持续(perpetuation,而且可与抗原特异性调节性T细胞(Treg细胞共同控制炎症反应53,54。除上述抗原-抗体反应外,在RA滑膜内还发现滑膜糖蛋白(Gp成分P68抗原-抗体、滑膜黏蛋白(mucine,Muc抗原-抗体、高速泳动

24、蛋白B1(high mobility group box chromosomal protein1,HMGB1抗原-抗体等。这些抗原-抗体系统的致病性仍有待进一步确定。(二针对非滑膜成分的抗原-抗体系统RA属系统性自身免疫性疾病,不仅在滑膜内存在滑膜特异性抗原-抗体系统反应,在周围组织内也存在着针对非组织成分的抗原-抗体反应,同样也可影响RA滑膜炎。1.抗瓜氨酸蛋白-抗体(ACPAs:ACPAs的靶抗原为瓜氨酸化的纤维蛋白成分。纤维蛋白成分的瓜氨酸化与PAD-2及PAD-4的活性相关。研究发现PADs在RA滑膜的表达可能属非特异性炎症依赖现象,因为RA患者ACPAs血清浓度与滑膜PAD-2及P

25、AD-4表达水平之间、以及与滑膜瓜氨酸化纤维蛋白水平之间并不完全平行,提示可能还存在着影响ACPAs形成的其他因素55。后来研究发现,ACPAs亦可出现在非RA炎性疾病并发的关节炎、肌炎、结肠炎、肺炎、间质性肺炎等56,57。2007年Wu等58证实,RA血液内的ACPAs和抗葡萄糖-6-磷酸异构酶(GPI抗体也可与滑膜内泛在的瓜氨酸肽(ACP或GPI结合,成为重要的致病性自身抗体。ACPAs的致病作用已在实验性T细胞受体转基因鼠模型(K/BxN研究中得到初步证实。将K/BxN关节炎小鼠血清转给野生型小鼠,可在数日内引发关节炎59,60。临床病理研究表明,ACPAs抗原-抗体复合物可持续沉积在

26、RA滑膜上,并激活补体经典途径,形成攻膜复合物,促使靶细胞裂解;或与靶细胞抗原结合,以其构型改变的IgG-Fc段与效应性NK细胞或巨噬细胞FcR结合,引起靶细胞颗粒胞吐反应或引致靶细胞凋亡,或诱导靶细胞释放TNF、IFN-等炎性细胞因子等。当前,抗环瓜氨酸蛋白(CCP抗体已成为RA早期诊断的重要标志。抗CCP抗体和IgA-RF在血液中的提前出现,可预示RA的发生61;且抗CCP抗体与RA临床表现、关节炎特性、放射线损伤、病情活动度、病情严重性等密切相关。2.钙蛋白酶抑素(calpastatin抗原-抗体:钙蛋白酶抑素是钙蛋白酶(calpain的天然抑素,存在于多种细胞,属泛在性抗原。在正常情况

27、下,钙蛋白抑素可抑制钙蛋白酶对细胞外基质的降解和破坏,具有组织保护效应。但在RA早期,血清内即可查到针对钙蛋白酶抑素C端27位氨基酸表位(ACAST-C27的抗体。此种抗体可加剧RA软骨基质的降解,引起关节软骨破坏。因此钙蛋白酶抑素可能参与了RA 早期炎症过程62。3.GPI抗原-抗体:GPI是细胞糖酵解及糖原异生过程中的代谢酶类,存在于细胞浆内,也属于泛在性抗原。在RA滑液及血浆内已发现有高滴度GPI抗体和可溶性GPI分子。在K/BxN鼠模型研究中发现:GPI抗原-抗体复合物可在滑膜表面、滑膜动脉及毛细血管内皮细胞表面沉积,可通过Fc 受体替代途径激活补体,诱导炎症细胞向关节局部聚集,引起炎

28、症反应63。在这个实验中,若用从K/BxN小鼠纯化的抗GPI-IgG抗体转输给野生型小鼠,其T细胞可识别GPI,并辅助GPI特异性B细胞,诱导产生关节原-IgG(arthritigenic IgG,迅速引起关节炎。除上述非关节自身抗原-抗体外,还可检测到多种抗核-抗体,如抗SS-A、抗SS-B、抗核糖核蛋白(RNP、抗中性粒细胞胞质抗体(ANCA、抗IL-6受体链(Gp130抗体、抗胞核A2hnRNP、抗HLA-DR4/1片段等。总之,从RA血液、滑膜和滑液中已先后发现上述多种抗原-抗体。这些抗原-抗体即可作为临床诊断的指标和判断病情及预后的依据,其中部分也具有重要的致病作用。这些事实表明:在

29、RA发病和病程中存在着活跃的抗原-抗体反应,其中有些是致病性的,有些是非致病性的保护性反应;RA免疫系统对自身抗原已处于严重失耐受状态;其中致病性抗原-抗体是RA多种组织病变发生、发展和持续的重要因素之一。细胞免疫损伤RA是由致病抗原驱动的、多种免疫细胞协同参与的自身免疫炎症性疾病,特别是巨噬细胞和T细胞发挥着重要作用。一、单核/巨噬细胞正常滑膜中单核/巨噬细胞数量有限。关节外的单核/巨噬细胞接受PAMP、内源性抗原及IFN-等细胞因子刺激时,即可沿着趋化因子梯度进入滑膜,并与滑膜毛细血管内皮细胞表达的多种黏附分子结合而聚集在滑膜组织内。进入滑膜的单核/巨噬细胞不仅可通过PRR与PAMP结合,

30、摄取抗原,呈递HLA-抗原肽复体给T细胞、B细胞,启动固有或适应性免疫反应。在这个过程中单核/巨噬细胞所产生的细胞因子远比淋巴细胞多,如分泌大量集落刺激因子、MCP-1、GM-CSF、粒细胞集落刺激因子(G-CSF、IL-8等促进免疫细胞成熟,并诱导免疫细胞向炎症部位集中;分泌大量促炎性细胞因子如TNF-、IL-1、IL-6、IL-15、IL-18、IL-19、IL-23、IFN-及辅助分子CD80(B7.1、CD86(B7.2等调节免疫细胞反应;还可分泌大量炎症介质如前列腺素、白三烯、溶菌酶等加强局部炎症反应等64。因而,单核/巨噬细胞是参与RA固有和适应性免疫炎症反应最重要的细胞之一。而在

31、滑液中,中性粒细胞占细胞总数的50%75%,主要执行吞噬和降解抗原的功能。二、滑膜T细胞在RA滑膜中,T细胞为优势细胞(占30%50%,其中多数聚集在巨噬细胞、DC、毛细血管及HEVs周围参与淋巴滤泡形成,少数分散在滤泡间发挥各自功能。1.滑膜CD4+T细胞:在滤泡内的CD4+T细胞接受APCs 提呈的抗原肽信息后进行分化和扩增,成为辅助性T淋巴(Th1细胞或Th2细胞65。Th1细胞主要参与迟发型超敏反应,Th2细胞主要介导过敏性变态反应66。滑膜CD4+T细胞受体主要识别巨噬细胞(或DC递呈的HLA-或类分子抗原肽复合物,辅助B细胞产生针对外源性(或内源性抗原肽抗体。值得注意的是,CD4+

32、T细胞在完成了对B细胞的辅助作用之后,仍可继续辅助另一些抗原特异性B细胞活化,或回到淋巴循环继续执行其辅助B细胞活化的功能,持续产生抗体,参与体液免疫反应。在淋巴滤泡内活化的T细胞可与APCs密切接触激活,互相促进炎性细胞因子和共刺激分子(co-stimulatory molecule分泌,促进炎症反应。活化的T细胞还可表达IL-15、IL-17等表面分子刺激巨噬细胞分泌炎性细胞因子,对滑膜炎症的持续具有重要作用。RA患者周围血内CD4+T细胞数量只轻微增加,所分泌的IFN-和IL-2也相对较少67,推测可能是由于周围血中被抗原特异性激活的T细胞相对较少(不到10%;也可能与滑膜巨噬细胞分泌大

33、量转化生长因子(transforming growth factor-,TGF-、IL-10等抑炎因子而下调了T细胞活性。2.滑膜CD8+T细胞:CD8+T细胞主要通过其特异性抗原受体识别DC递呈的HLA-类抗原肽复合物,属抗原特异性CTL。抗原特异性毒性T细胞浸润在靶细胞周围,杀伤被感染的或表达特异性抗原的靶细胞。此种致病机制已在多种自身免疫炎性疾病中得到证实。在RA滑液中CD8+T细胞多于CD4+T细胞,CD4/CD8比值与血液及滑膜组织的比值相反68。实验表明,用完全弗氏佐剂及CD4+T细胞进行过继免疫实验可引发同样病变;而用模型鼠血清做过继免疫则为阴性,提示Th细胞在实验发病中具有重要

34、作用。3.滑膜T细胞:此类细胞虽不表达CD4分子和(或 CD8分子,属固有免疫细胞,但能识别经丙酮提取的分枝杆菌HSP-65ku抗原,引起明显的增殖反应。T细胞的靶细胞为软骨和滑膜细胞,可识别软骨蛋白多糖抗原决定簇,引起明显的增殖反应。4.滑膜Treg细胞(CD4+CD25+Treg:研究表明Treg细胞主要发挥免疫抑制效应,可诱导自身耐受。给实验性RA模型过继Treg细胞,可减少大鼠胶原诱导关节炎的发病。在RA外周血中,Treg细胞数量多在正常范围,从RA滑膜取得的Treg细胞较从外周血取得的Treg细胞活性强,滑液Treg 细胞也有明显增加。此种现象反映了机体自稳调节机制,但仅有非抗原特异

35、性Treg细胞及旁观者效应远不足以完全控制RA滑膜炎。5.血管翳细胞(PC:血管翳是由增生的小血管、成纤维样细胞及多种滑膜细胞组成的病理性组织。其中滑膜A 细胞、滑膜B细胞(DC、淋巴细胞及特别命名PC等均可持续分泌多种蛋白酶类包括MMPs、胶原酶及多种细胞因子。这些蛋白酶类和细胞因子具有组织侵蚀性,可侵蚀关节软骨、关节骨甚至关节下骨和关节周围组织而形成关节结构的炎症和损伤,其中DC还具有明显的转化细胞特性。研究发现,被激活的滑膜巨噬细胞和淋巴细胞(CD4+T还可高分泌一种磷酸化糖蛋白-骨桥蛋白(osteopontin,OPN。OPN的主要功能是调控细胞因子格局,从而影响RA病理过程69。三、

36、RA滑膜细胞因子格局在RA滑膜中聚集了多种免疫细胞,其在受到不同抗原刺激后各自分泌多种细胞因子,互相传递活化信息,相互调节各自的活化和增殖,从而形成不同细胞因子格局,以适应滑膜炎进程。(一单核/巨噬细胞因子RA初期诱导滑膜血管增生的表皮生长因子(EGF、TGF-、血小板源内皮生长因子(PD-EGCF、血管内皮生长因子(VEGF、MCP-1、MIP-1等是促进单核/巨噬细胞、T细胞、B细胞进入滑膜,进行分化和增殖的重要细胞因子。动物实验表明,RA滑膜炎是由抗原激活APCs而触发的。在此过程中IFN-、GM-CSF和HLA分子对APCs抗原摄取、加工和呈递等具有重要作用,主要是介导T细胞超敏反应和

37、组织损伤70。(二T细胞因子在巨噬细胞分泌的IL-12(P35、P40二聚体、IL-23、IL-4、IL-6、TGF-等分子刺激下,使初始T细胞分化为Th1、Th2、Th17和Treg细胞亚群。1.Th1细胞因子:Th1细胞表达IFN-、IL-2、IL-3、TNF-等细胞因子,主要介导细胞免疫应答。当Th1细胞受到抗原刺激后,直接启动IFN-基因转录激活,表达IFN-分子,诱导HLA分子表达。Th1细胞因子还可增强单核/巨噬细胞和吞噬细胞呼吸爆发,促进浆细胞Ig类别转换,上调NK细胞杀伤活性等。其中IL-2分子是T细胞活化的关键,调节整个适应性免疫应答。动物实验证明:给自身免疫胶原诱导性关节炎

38、(CIA实验小鼠注射Th1细胞因子可明显加重小鼠关节炎71;给予IL-12分子可加重CIA;而给予针对IL-18的抗体则可显著减轻实验动物的病情和改善预后;用IL-18缺陷小鼠进行实验,可明显减轻CIA的发病或病情严重性。已观察到RA滑膜IL-12和IL-18表达水平与Th1的偏向性一致72;IL-18表达水平与RA的病情变化和治疗效果也一致73,74;其中TNF-和IL-1在炎症反应中起中心作用。2.Th2细胞因子:Th2亚群主要分泌IL-4和IL-5分子,以增强B细胞分化、成熟和增殖,参与抗体介导的体液免疫应答和过敏反应。3.Th3细胞因子:Th3亚群是在进行口服蛋白诱导免疫耐受实验时在肠

39、系膜淋巴结中发现的一种独特的抑制性T 细胞亚群。当用抗原或LSP激活Th3细胞和单核/巨噬细胞时,可刺激分泌TGF-1分子,抑制Th1和Th2细胞活性,下调其免疫应答;还可刺激Th3细胞及单核/巨噬细胞胞外基质蛋白(如胶原、基质蛋白受体(整合素和MMPs的合成,以拮抗淋巴细胞反应、抑制淋巴细胞增生、抑制CTL成熟,甚至可关闭免疫应答和炎症反应。此外,在RA细胞因子网络中还存在着另一些抑制性细胞因子及细胞因子拮抗剂,如细胞因子IL-4可促进T细胞向Th2分化,IFH-和IL-4可拮抗TNF-反应,IL-1Ra可拮抗IL-1作用,IL-10可抑制T细胞因子合成等。4.Th17细胞:1999年Cha

40、baud等在RA滑膜中发现一种分泌IL-17分子的CD4+T细胞,归类为Th17亚群。已知Th17家族有6个成员。参与RA滑膜及滑液炎症的有Th17A、Th17C、Th17E、Th17F等75。IL17分子可特异性诱导滑膜细胞增加IL-12、IL-6、TNF-和IL-22的分泌,从而加强RA免疫炎症反应76。后来Santos等77又证明Th17细胞具有破骨性Th细胞(osteoclastogeni helper T cell活性,可参与滑膜的破骨过程。这样,在RA滑膜炎过程中,促炎和抑炎细胞因子可能形成不同的细胞因子网络:如在致病抗原持续刺激下,APCs 分泌IL-12和IL-18分子,使T细

41、胞偏向Th1优势格局;单核/巨噬细胞分泌IL-23分子促使Th17细胞分泌IL-17分子,加重Th1极化格局,导致滑膜炎症的持续和加剧,形成滑膜炎症的恶性循环。值得注意的是,Th17亚群增生并非RA所独有,也可见于多种其他炎性疾病,如肺部感染、哮喘、炎性肠病、器官移植等。5.PC因子:血管翳分泌的细胞因子及滑膜细胞表达的HLA-DR分子、成纤维细胞生长因子(FGF、TNF-、IL-1等可促使滑膜细胞分泌多种蛋白分解酶类,如弹性蛋白酶、基质酶、胶原酶、明胶酶B、纤溶酶原激活因子、氧自由基及一内科理论与实践 2009 年第 4 卷第 6 期 ·507· 氧化碳等 78，参与软骨

42、的降解和破坏。 总之，RA 细胞免疫损伤 是 致 病 抗 原 与 多 种 免 疫 细 胞 协 同进行的过程。 最近有学者提出，在 RA 病程中，可能还存在 非 T 细胞致病机制，即巨噬细 胞 和 滑 膜 成 纤 维 样 细 胞 （滑 膜 B 细胞）在 RA 关节炎症持续中起主导作用。 滑膜巨噬细 胞 分 泌 IL-1 、TNF- 等 炎 症 因 子 ， 使 成 纤 维 样 细 胞 分 泌 多 种 MMPs ，致关节软骨和软骨下骨破坏，成为关节炎症的主要因 素 79。 当然，在 RA 病程的不同阶段，不同抗原和免疫细胞可 能发挥不同的作用，其结果取决于多因素的协同作用。 生物 靶向治疗研究成果已

43、 表 明 ，针 对 不 同 抗 原 、免 疫 细 胞 及 细 胞 因子的靶向生物 治 疗 均 可 收 到 一 定 的 治 疗 效 果 ， 提 示 在 这 个领域仍有向好的预期。 RA 滑膜炎的持续与终结 RA 临 床 呈 现 异 原 性 （ hetrogeneous ）疾 病 特 征 。 这 种 情 况 是 由 不 同 基 因 和 不 同 致 病 因 素 决 定 的 。 一 般 情 况 下 ， RA 易感人群关节炎初始是由环境性致病因素触发， 在巨噬 细 胞 、T 细 胞 和 B 细 胞 共 同 参 与 下 引 发 滑 膜 炎 症 反 应 。 如 果 抗 原 被 及 时 清 除 ，滑 膜 炎

44、症 消 失 ， 临 床 则 表 现 为 感 染 性 关节炎或反应性关节炎；如 致 病 抗 原 未 被 清 除 ，则 可 引 致 滑 膜 损 伤 和 组 织 抗 原 的 持 续 释 放 ， 自 身 抗 原-抗 体 不 断 产 生 ， 各 种 细 胞 因 子 不 断 分 泌 ， 特 别 是 在 IL-1 与 TNF- 、 IL- 图1 多基因关联的抗原驱动的链式反应 RA 易感人群受到环境 致 病 因 子 侵 袭 时 ，首 先 启 动 固 有 免疫反应，清除 侵 入 的 致 病 抗 原 ，临 床 表 现 为 非 特 异 性 滑 膜 炎。 若 RA 易感基因对交 叉 抗 原 高 度 敏 感 单 核

45、/ 巨 噬 细 胞 清 除 此 类 抗 原 的 能 力 较 弱 APCs 加 工 形 成 的 HLA- 抗 原 肽 复 合 物 较 多 ART 细 胞 和 ARB 细 胞 对 活 性 抗 原 肽 失 去 耐 受 从而引发适应性细胞免疫和体液免疫损伤 形成基因 抗原 - 免疫细胞 - 细胞因子炎症链式反应。 这个链式反应是以 RA 相 关 基 因 为 核 心 的 、致 病 性 内 外 抗 原 驱 动 的 、多 种 免 疫 细 胞参与的自身免疫炎性反应 80。 从整体说 ，参 与 链 式 反 应 的 各 种 因 素 是 有 序 的 、互 相 关 联。 人类机 体 是 由 多 层 次 结 构 与 群

46、 体 生 态 环 境 构 成 的 统 一 体。 简单地说，RA 是生命 过 程 中 环 境 致 病 因 素 对 这 个 统 一 体的一种扰动和破坏。 17 、 IL-23 等 中 心 性 炎 症 因 子 作 用 下 ， 形 成 恶 性 循 环 ， 导 致 慢性滑膜炎。 到 RA 晚 期 ，滑 膜 细 胞 已 大 部 分 消 亡 或 坏 死 ，新 生 的 滑 膜 细 胞 合 成 较 多 的 TGF- 、 血 小 板 衍 生 生 长 因 子 （ PDGF ）、 胰 岛 生 长 因 子 （ IGF ） 等 ， 促 成 纤 维 组 织 增 生 和 关 节 修 复 ， 表 现 为 不 同 的 临 床 结

47、 局 ， 病 情 缓 解 或 部 分 缓 解 ， 约 10% 形 成 假 关 节 ，或 致 关 节 纤 维 性 粘 连 、骨 性 粘 连 ，关 节 失 功 能 或僵直。 少数患者死于感染或严重脏器损伤或药物不良 反应。 神经、内分泌及随机因素 参考文献 1 Alarcon. Rheumatoid arthriyisM/Cohen AS ，Bwnnett JC, eds. 2 Rheumatology and Immunology. 2nd. London: Harcourt Brace Jovanovich Ltd, 1986: 196-202. Stastny P. 869-871. 3 G

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49、 环 境 因 素 参 与 ，机 体 各 系 统 均 可波及 或 参 与 ，如 神 经 、内 分 泌 系 统 的 丘 脑 - 垂 体 - 肾 上 腺 （HPA ）轴功能缺陷，糖皮质激素水平下降（糖皮质激 素 / 促 肾 上 腺 皮 质 激 素 比 值 减 小 ）； 性 激 素 及 其 受 体 异 常 ； 生 理 性随机因素如增龄、吸烟 、过 劳 、冷 风 刺 激 等 ； 体 细 胞 突 变 （T 细 胞 和 B 细 胞 抗 原 受 体 重 排 、滑 膜 细 胞 基 因 突 变 ）； 某 些酶类异常； 后生效应，X 染色体失活等。 molecular genetics of susceptibil

50、ity 4 Gregersen PK, Shen M, Song QL, arthritisJ. Arthritis Rheum, 1987, 30(11: 1205-1213. diversity of HLA-DR4 haplotypesJ. Proc Natl Acad Sci USA ，1986, 83(8 ：2642-2648. 5 van der Helm-van Mil AH, Huizinga TW, Schreuder GM, et al. An independent role of protective HLA class alleles in rheumatoid ar

51、thritis severity and susceptibility 结 语 RA 是以多滑膜关节炎症为 重 要 临 床 特 征 的 、系 统 性 自 身免疫炎性疾病。 RA 病因和发病机制可概括为多基因关联 的抗原驱动的链式反应（见图 1 ）。 J. Arthritis Rheum, 2005, 52(9 ：2637-2644. 6 Bridges SL Jr, Kelley JM, Hughes LB. The HLA-DRB1 shared epitope in Caucasians with rheumatoid arthritis: a ·508· J Inte

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