維生素D與TLR、Tregs、Th17在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎發(fā)病機制中的作用研究進展

楊濱州，張 育

0 引言

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種以慢性增殖性滑膜炎為主要臨床表現(xiàn)的自身免疫性疾病。增殖的滑膜形成血管翳最終侵襲下層的軟骨和骨，造成關(guān)節(jié)破壞，是造成我國勞動力喪失和人口致殘的重要原因。在RA滑膜炎的發(fā)生與發(fā)展中，單核/巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等免疫活性細(xì)胞及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子起到了關(guān)鍵的作用?，F(xiàn)有的研究證實上述免疫活性細(xì)胞均表達維生素D受體(VDR)。維生素D(VD)作為維持人體鈣、磷平衡的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)，在體內(nèi)經(jīng)過肝腎兩次羥化，最終轉(zhuǎn)化成1，25(OH)VD3，即活性維生素 D，發(fā)揮其生理作用。VD與骨代謝的關(guān)系早已被人熟知，而VD與RA、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)、系統(tǒng)性硬化病(SSc)、自身免疫性肝炎(AIH)、糖尿病(DM)等多種自身免疫性疾病的相關(guān)性近年來才引起人們的廣泛注意。現(xiàn)認(rèn)為活性VD通過與VDR的相互作用，調(diào)控這些免疫活性細(xì)胞DNA的轉(zhuǎn)錄，進而改變其免疫反應(yīng)性，參與包括RA在內(nèi)的自身免疫性疾病的發(fā)生與發(fā)展。

1 VD與Toll樣受體

RA的發(fā)病機制尚不十分明確，現(xiàn)有理論認(rèn)為，其是感染因子與遺傳因素共同作用的結(jié)果。Toll樣受體(TLR)作為一種感染因子模式識別受體，廣泛分布于單核 -巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞，在抗原遞呈過程中有著極其重要的作用，是固有免疫與特異性免疫的橋梁。而活性VD能夠通過影響TLR表達改變免疫進程，在阻遏RA的發(fā)生與發(fā)展中起到積極作用。

TLR基因的多態(tài)性研究證實了TLR與RA的相關(guān)性，一項Meta分析顯示，TLR單核苷酸多態(tài)性與亞洲和中東人群RA相關(guān)，TLR9(rs187084)多態(tài)性在土耳其RA患者中有更高的基因頻率，TLR8(rs5741883)則與風(fēng)濕因子水平呈正相關(guān)，但在歐洲人群中，TLR4(rs4986790)則與RA的發(fā)病率無關(guān)［1］。另外一項Meta分析也顯示，TLR-5和TLR-7的單核苷酸多態(tài)性與高加索人群RA的發(fā)病率無關(guān)［2］。

活性VD對TLR的影響可能通過如下兩個機制產(chǎn)生對RA的保護作用。一是通過影響TLR抑制促炎癥因子釋放。RA患者關(guān)節(jié)病理改變的多種細(xì)胞成分包括巨噬細(xì)胞樣的A型細(xì)胞、成纖維細(xì)胞樣的B型細(xì)胞、滑膜基質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)襯下的炎性淋巴細(xì)胞以及新生的血管內(nèi)皮細(xì)胞均表達TLR受體［3］。并且這些TLR受體陽性細(xì)胞數(shù)量與RA滑膜炎的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，其中 TLR1、TLR2、TLR3、TLR5陽性細(xì)胞與炎癥嚴(yán)重程度的相關(guān)性更為明顯［3］。通過阻斷 TLR3、7、8、9 的信號傳導(dǎo)，氟西汀和西酞普蘭(兩者都是選擇性的5-羥色胺再攝取抑制劑，SSRIs)能夠改善小鼠膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(CIA)模型的臨床癥狀［4］。Ultaigh 等［5］發(fā)現(xiàn)，使用 Pam3CSK激動 TLR1、TLR2，能夠促進RA患者滑膜體外培養(yǎng)組織分泌腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)、白介素 6(IL-6)、干擾素γ(IFN-γ)等多種炎癥因子，并且這種促炎癥因子分泌作用能被OPN301(一種TLR2抗體)所阻斷。Drexler等［6］也報道在RA患者滑膜細(xì)胞中過表達Toll/白介素1受體8(TIR-8，一種IL-1R和TLR阻斷劑)能夠抑制多種細(xì)胞炎性因子的釋放，在酵母多糖和膠原抗體誘導(dǎo)的小鼠關(guān)節(jié)炎模型(ZIA、CAIA)中顯示出強大的保護作用。1，25(OH)VD3能夠促進外周血單核細(xì)胞(PMBCs)下調(diào)TLR2、4、9的表達，減少 TLR9介導(dǎo)的 IL-6分泌［7］。一項體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，在VD缺乏的個體中，脂多糖(LPS，一種 TLR4激動劑)和 Pam3Cys(TLR2激動劑)能夠促進TNF和IL-6的大量分泌，提升機體的炎癥反應(yīng)性，而在VD充足的個體中，這種促進TNF和IL-6分泌的作用受到顯著抑制［8］。二是通過TLR影響RA相關(guān)細(xì)胞的分化、成熟和免疫反應(yīng)性。研究發(fā)現(xiàn)，Pam3CSK(TLR1、TLR2激動劑)能夠通過Tie2信號傳導(dǎo)通路上調(diào)RA患者滑膜體外培養(yǎng)組織中微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HMVEC)促血管生長蛋白2(Ang2)的表達，促進血管形成，增加滑膜的侵襲性［9］。1，25(OH)VD3能與LPS(TLR4激動劑)共同誘導(dǎo)DC細(xì)胞分泌IL-6、8、10，抑制 LPS誘導(dǎo)的 IL-12分泌和 DC細(xì)胞快速成熟，研究還發(fā)現(xiàn)，LPS能夠增加DC細(xì)胞VDR的表達，說明活性VD可能是免疫反饋調(diào)節(jié)中極其重要的生物活性因子［10］。

2 維生素D與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)和輔助性T細(xì)胞17(Th17)

近20年來許多研究者都發(fā)表了關(guān)于VD影響T淋巴細(xì)胞分化、成熟和功能的報道。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為Th1細(xì)胞異常激活，啟動的Th1相關(guān)免疫異常是T淋巴細(xì)胞致RA發(fā)病的重要機制，而近年來對Tregs和Th17的研究進一步深化了對T淋巴細(xì)胞與RA關(guān)系的認(rèn)識，同時也證實了VD在這一過程中所起到的重要作用。

2.1 Tregs Tregs是一組具有免疫調(diào)節(jié)作用的T細(xì)胞亞群，以高表達Foxp3分子為特征，可分為天然產(chǎn)生的自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(nTreg)和刺激因素下產(chǎn)生的誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(iTreg)。Tregs通過膜表面分子與其他免疫細(xì)胞接觸或者釋放某些細(xì)胞因子發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用，對免疫耐受有著極為重要的意義，其數(shù)量和功能的異常和包括RA在內(nèi)的多種自身免疫性疾病有著密切的關(guān)系。RA患者PBMS中表達Foxp3的細(xì)胞亞群顯著減少［11］。Estrada-Capetillo 等［12］發(fā)現(xiàn)，RA 患者外周血來源的DC誘導(dǎo)T細(xì)胞向Foxp3陽性Tregs分化的能力存在缺陷。而通過增加Tregs數(shù)量和增強Tregs免疫調(diào)節(jié)功能，阿伐他汀能減輕RA患者的炎癥反應(yīng)，降低血沉速度和C反應(yīng)蛋白，減輕病情的嚴(yán)重程度［13］。Barbera 等［14］也發(fā)現(xiàn)，使用一種被稱做APL1的T細(xì)胞抗原表位激活劑可以激活Tregs并在RA患者中誘導(dǎo)效應(yīng)T細(xì)胞的凋亡。

而口服活性VD能夠增加Foxp3陽性細(xì)胞數(shù)量［15］。隨后更多的研究發(fā)現(xiàn)，在多種免疫系統(tǒng)過度激活的病理條件下，VD與Tregs的數(shù)量呈正相關(guān)，并且對免疫系統(tǒng)的過度激活具有抑制作用［16-17］。一種活性 VD類似物能夠抑制 IFN-γ、IL-4等細(xì)胞因子分泌，促進T細(xì)胞向Tregs亞群分化，抑制效應(yīng)T細(xì)胞的增殖和活化［18］。

1，25(OH)VD3誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞抑制自身免疫的作用依賴于Foxp3的表達，研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXP3基因+1714到+2554的非編碼保守區(qū)域是VDR反應(yīng)元件(VDRE)，活性VD能夠通過VDR與該區(qū)域相互作用，增強FOXP3啟動子活性，促進 Foxp3表達，起到抑制自身免疫的作用［19］。

2.2 Th17 Th17是一種分泌IL-17的CD4+T細(xì)胞亞群，能夠促進多種細(xì)胞分泌IL-1、IL-6、TNF-α等促炎癥因子。研究發(fā)現(xiàn)，RA患者的Th17細(xì)胞數(shù)量高于OA患者，病情活動患者的Th17細(xì)胞數(shù)量高于不活動的患者，并與DAS28、ESR和CRP正相關(guān)［20］，而來自RA的DC具有更強的誘導(dǎo) T細(xì)胞向Th17亞群分化的能力［12］。阿達木單抗則能通過抑制Th17的反應(yīng)性起到治療RA的作用［21］。一項最新的研究發(fā)現(xiàn)，Th17細(xì)胞免疫反應(yīng)相關(guān)基因多態(tài)性與RA發(fā)病的性別特點有相關(guān)性［22］。這些都說明了Th17在RA發(fā)生與發(fā)展中起到了重要作用。

活性VD能夠抑制Th17的反應(yīng)性，減弱小鼠對感染因子的敏感性［23］。在 RA 患者中，1，25(OH)VD3減少 PBMCs中 IL-17A和 IFN-γ的表達，通過抑制 IL-17A、IL-17F、TNF-α，減少 IL-17A+記憶T細(xì)胞的數(shù)量，起到對關(guān)節(jié)的保護作用［24］。

1，25(OH)VD3減少Th17數(shù)量，抑制其功能的作用途徑一是通過VDR競爭性抑制“活化T細(xì)胞核因子(NFAT)”與DNA的結(jié)合，阻止hIL-17A啟動子招募組蛋白去乙?；?HDAC)，阻止mIL-17A啟動子募集Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1(Runx1)來抑制IL-17A的表達，進而阻止CD4+T細(xì)胞向Th17亞群分化［25］。二是通過 VDR受體誘導(dǎo)C/EBP Homologous蛋白(CHOP)表達，在翻譯水平而不是轉(zhuǎn)錄水平減少Th17相關(guān)細(xì)胞因子的表達，進而抑制Th17的功能［26］。

3 小結(jié)

自從上世紀(jì)80年代大量的流行病學(xué)調(diào)查證實了VD與RA的相關(guān)性以來，圍繞VD的作用機制，研究者們進行了大量的工作。其中TLR部分的研究表明，VD的活性形式能夠影響TLR相關(guān)信號通路，影響RA的發(fā)生與發(fā)展?；钚訴D能夠改變RA相關(guān)細(xì)胞中TLR的表達水平，TLR的激活又可以反過來影響VDR的表達，這說明活性VD可能在免疫功能的反饋調(diào)節(jié)中起到關(guān)鍵作用，對于免疫反應(yīng)的“度”有著重要意義。VD并不是一個免疫抑制劑，而是一個免疫調(diào)節(jié)劑，VD的活性形式能通過增強TLR信號傳導(dǎo)途徑，修復(fù)HIV感染者巨噬細(xì)胞受到結(jié)核分枝桿菌刺激時分泌TNF的能力［27］。這從另一個側(cè)面說明了VD的作用是把體內(nèi)的免疫反應(yīng)維持在一個合理的水平，平衡免疫耐受和免疫防御，而不僅僅是通過抑制免疫發(fā)揮作用。通過VD機制的研究有助于改變RA治療中免疫抑制一家獨大的情況。非糖尿病RA患者中肽聚糖誘導(dǎo)單核細(xì)胞TLR2上調(diào)增加了患者對胰島素的抵抗性［28］。提示RA患者的糖脂代謝異常不僅僅是應(yīng)用糖皮質(zhì)激素的結(jié)果，也有可能是疾病本身的一部分。VD及其活性形式與Tregs和Th17細(xì)胞的研究對RA的發(fā)生是Th1和Th2功能失衡的主流觀點提出了挑戰(zhàn)，這充分說明了RA發(fā)病機制的復(fù)雜性，對疾病始動環(huán)節(jié)的認(rèn)識還需要更多的努力?？偠灾?，VD在RA中顯示了強大的保護功能，目前面臨的問題是如何將VD對多種RA相關(guān)細(xì)胞的作用機制整合起來，從分子和基因水平弄清RA發(fā)病機制的主線。相信通過進一步的研究，VD一定會在RA的預(yù)防與治療中發(fā)揮更為重要的作用。

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