李春香 羅豐 袁雪梅 熊鴻 姚血明
【摘 要】 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎早期以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為主要臨床表現(xiàn),晚期則多以關(guān)節(jié)軟骨破壞為主要病理特征。骨破壞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)生、發(fā)展中占有極其重要的地位,是致殘、致畸的主要因素?;颊咄庵苎完P(guān)節(jié)液中的高表達(dá)白細(xì)胞介素-17參與了類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病的早期進(jìn)行性炎癥和晚期骨破壞形成。白細(xì)胞介素-17不僅通過(guò)各途徑影響核轉(zhuǎn)錄因子-κB受體活化因子配體活化促進(jìn)破骨細(xì)胞分化,而且可通過(guò)相關(guān)通路抑制成骨細(xì)胞生成,參與骨質(zhì)破壞過(guò)程,導(dǎo)致骨吸收,引起骨破壞。
【關(guān)鍵詞】 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎;白細(xì)胞介素-17;骨破壞;研究進(jìn)展;綜述
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種
原因不明、緩慢發(fā)展并逐漸加重、具有侵蝕性的自身免疫性疾病,是全世界致殘的主要原因之一。我國(guó)大陸地區(qū)的RA患病率為0.2%~0.4%[1],其病理特征是關(guān)節(jié)內(nèi)的滑膜炎癥和血管翳的形成,多種炎性因子導(dǎo)致軟骨和骨基質(zhì)破壞[2-3],最終導(dǎo)致殘疾。相關(guān)研究表明,RA患者血清中白細(xì)胞介素(IL)-17水平明顯升高,且在RA患者滑膜液中檢測(cè)到的IL-17水平明顯高于骨關(guān)節(jié)炎患者[4],其形成在RA骨破壞中占有極其重要的地位。本文就IL-17在RA骨破壞中的作用機(jī)制做簡(jiǎn)要綜述。
1 IL-17的概述
IL-17超家族是最近發(fā)現(xiàn)的一組細(xì)胞因子,由6個(gè)配體(從IL-17A到IL-17F)組成,與5種受體亞型(從IL-17RA至IL-17RE)結(jié)合并誘導(dǎo)下游信號(hào)。它們?cè)诎被嵝蛄猩暇哂型葱?,并且具有高度保守的半胱氨酸殘基,?duì)于正常的宿主免疫反應(yīng)至關(guān)重要。IL-17A是IL-17家族的原型成員,后來(lái)直接簡(jiǎn)寫成IL-17,由ROUVIER于1993年從激活的T細(xì)胞雜交瘤中克隆出細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-8(CTLA-8),后來(lái)直接將CTLA-8更名為IL-17[5],是CD4+效應(yīng)T細(xì)胞(CD4+T細(xì)胞)亞群——輔助性T細(xì)胞17(Th17細(xì)胞)所分泌的強(qiáng)有力的致炎因子。但Th17細(xì)胞只能表達(dá)IL-17A
和IL-17F[6],兩者都能引起炎癥,且氨基酸序列有50%是一致的。目前,已有相關(guān)研究證實(shí),
IL-17A、IL-17F均參與許多疾病的炎癥反應(yīng),尤其是包含RA在內(nèi)的自身免疫性疾病[7]。IL-17是一種新型炎癥細(xì)胞因子家族的創(chuàng)始成員[8],且在RA滑膜組織中富含T細(xì)胞的區(qū)域高表達(dá),且IL-4和IL-13能抑制其產(chǎn)生[9]。
2 RA骨破壞的機(jī)制
迄今為止,RA骨破壞的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,但目前已經(jīng)明確RA患者骨破壞主要由破骨細(xì)胞(OC)介導(dǎo)[10]。其中,在RA關(guān)節(jié)滑膜組織炎癥中,充當(dāng)OC前體的巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞聚集,導(dǎo)致OC增加[11],兩者在一定條件下也可誘導(dǎo)分泌OC。在正常骨代謝中,成骨細(xì)胞(OB)主要負(fù)責(zé)骨形成,而OC負(fù)責(zé)骨吸收,兩者保持相對(duì)平衡以維持機(jī)體內(nèi)骨量的穩(wěn)定。大量研究證實(shí),骨保護(hù)素(OPG)/核轉(zhuǎn)錄因子-κB受體活化因子(RANK)/
核轉(zhuǎn)錄因子-κB受體活化因子配體(RANKL)系統(tǒng)是控制OC表達(dá)、成熟和凋亡的最重要信號(hào)通路。OB接受骨吸收因子激活后可分泌RANKL和OPG,其中RANKL激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB通路,是通過(guò)與破骨前體細(xì)胞表面的同源受體RANK結(jié)合后促使破骨前體細(xì)胞分化為成熟的OC;而OB分泌的OPG通過(guò)旁分泌與RANKL競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合OC表面RANK受體抑制OC的形成及活性[12-14]。因此,OPG/RANK/RANKL環(huán)路在OC活化及骨重塑中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,說(shuō)明OPG/RANKL比例失衡是導(dǎo)致骨破壞的關(guān)鍵。RA患者滑膜細(xì)胞也可分泌RANKL[15]。WU等[16]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎大鼠血清中RANKL表達(dá)顯著增加,但OPG水平減少。臨床試驗(yàn)中,國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),RA患者血清和組織中RANKL濃度明顯上升,RANKL/OPG比值明顯上升[17-18]。綜上所述,在RA患者中,RANKL/OPG異常增高與活化對(duì)骨破壞起主導(dǎo)作用。
3 IL-17與RA骨破壞的關(guān)系
RA滑膜組織中大量存在免疫細(xì)胞以CD4+T細(xì)胞為主,其分泌的Th17細(xì)胞異?;钴S,以分泌IL-17為主,且在RA骨破壞中發(fā)揮重要作用[19-20]。相關(guān)研究也證實(shí),RA患者關(guān)節(jié)液中IL-17的異常增生活躍[9,21]。KIM等[22]使用IL-17刺激的RA成纖維樣滑膜細(xì)胞(RA-FLS)和Th17細(xì)胞與單核細(xì)胞共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn):IL-17通過(guò)刺激RA-FLS可產(chǎn)生RANKL;當(dāng)用IL-17、巨噬細(xì)胞集落刺激因子或RANKL刺激單核細(xì)胞時(shí),形成成熟的OC;當(dāng)單核細(xì)胞與IL-17刺激的RA-FLS或Th17細(xì)胞一起培養(yǎng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生OC。IL-17不僅會(huì)上調(diào)IL-17/IL-17RA/STAT-3信號(hào)通路活化RANKL表達(dá),也會(huì)使破骨前體細(xì)胞上RANK的異常增生活躍,使RA患者FLS上RANKL的表達(dá)增加,從而提高OC的表達(dá)及分化[23];IL-17可促進(jìn)OC及FLS的活化與增殖,引起關(guān)節(jié)骨的破壞[24]。相關(guān)研究表明,在RA患者滑膜組織中,當(dāng)沒(méi)有外源性RANKL的情況下,IL-17誘導(dǎo)單核細(xì)胞向OC轉(zhuǎn)化[25]。IL-17還能誘導(dǎo)OB分泌前列腺素E2,以增加OC的數(shù)量[15]。IL-17在體外抑制OB的分化[26],誘導(dǎo)OB中Wnt拮抗劑sFRP1的mRNA表達(dá),并抑制sFRP3的表達(dá),均可能抑制OB的分化;IL-17還可通過(guò)刺激間充質(zhì)干細(xì)胞和OB的成骨分化并促進(jìn)這些細(xì)胞上破骨的成骨分子加速骨破壞[27]。綜上所述,IL-17不僅通過(guò)各種途徑影響RANKL活化從而促進(jìn)OC分化,而且可通過(guò)相關(guān)通路抑制OB生成,參與骨質(zhì)破壞,導(dǎo)致骨吸收,引起骨破壞。
4 結(jié) 語(yǔ)
RA患者若不能早期診斷和治療,會(huì)逐漸形成骨破壞,最終導(dǎo)致殘疾。目前,抗風(fēng)濕治療主要有非甾體抗炎藥、改善病情抗風(fēng)濕藥、糖皮質(zhì)激素及生物制劑等,雖在抗炎及延遲骨破壞中起到一定作用;但實(shí)際上RA患者的病情仍在緩慢進(jìn)行,包括炎癥和骨侵蝕,并且相應(yīng)的致炎因子及發(fā)炎的滑膜細(xì)胞可異?;罨疧C,從而加重RA患者骨破壞。其中IL-17可通過(guò)多途徑、多方式誘導(dǎo)OC活化,所以,深入了解IL-17對(duì)OC的增生過(guò)程及骨形成和骨吸收機(jī)制,盡早發(fā)現(xiàn)和阻斷IL-17對(duì)OC的激活,有助于早期RA的治療,防止成骨破壞,減少致殘率及致畸率。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳紅梅,王友蓮.破骨細(xì)胞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎致骨破壞病理變化中的作用及其調(diào)控[J].中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志,2016,22(9):1168-1173.
[2] KARMAKAR S,KAY J,GRAVALLESE EM.Bone damage in rheumatoid arthritis:mechanistic insights and approaches to prevention[J].Rheum Dis Clin North Am,2010,36(2):385-404.
[3] 張錦花,殷海波,石白.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的病因病機(jī)與治療研究進(jìn)展[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎,2013,2(7):62-66.
[4] 姚壽林,徐建華,唐茜,等.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者Th17/Treg相關(guān)細(xì)胞因子水平變化及其臨床意義的研究[J].
內(nèi)科急危重癥雜志,2010,16(6):295-297,300.
[5] AMATYA N,GARG AV,GAFFEN SL.IL-17 Signaling:the Yin and the Yang[J].Trends Immunol,2017,38(5):310-322.
[6] TESMER LA,LUNDY SK,SARKAR S,et al.Th17 cells in human disease[J].Immunol Rev,2008,223(1):87-113.
[7] HOT A,MIOSSEC P.Effects of interleukin(IL)-17A and IL-17F in human rheumatoid arthritis synovioc-
ytes[J].Ann Rheum Dis,2011,70(5):727-732.
[8] KENNEDY J,ROSSI DL,ZURAWSKI SM,et al.Mouse IL-17:a cytokine preferentially expressed by alpha beta TCR+CD4-CD8-T cells[J].J Interferon Cytokine
Res,1996,16(8):611-617.
[9] CHABAUD M,DURAND JM,BUCHS N,et al.Human?interleukin-17:a T cell-derived proinflammatory cytokine produced by the rheumatoid synovium[J].Arthritis Rheum,1999,42(5):963-970.
[10] 韓健,張莉蕓,高晉芳,等.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎骨破壞發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥物與臨床,2017,17(5):674-677.
[11] 徐子涵,商瑋,蔡輝.破骨細(xì)胞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎骨侵蝕中的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué),2017,45(3):446-450.
[12] 袁斯遠(yuǎn),何芳,孔蓓蓓,等.葛根素對(duì)破骨細(xì)胞形成以及成骨細(xì)胞OPG/RANKL mRNA表達(dá)的影響[J].中華中醫(yī)藥雜志,2015,30(11):3889-3892.
[13] 龐學(xué)豐,蒙宇華,馮玉青,等.補(bǔ)腎抗風(fēng)濕方藥對(duì)CIA大鼠骨組織RANKL/RANK/OPG系統(tǒng)的影
響[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎,2015,4(12):8-12,26.
[14] 李佳凌,高明利.補(bǔ)腎中藥及方劑對(duì)骨質(zhì)疏松OPG/RANK/RANKL系統(tǒng)作用的研究進(jìn)展[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎,2019,8(2):72-76.
[15] 吳玉寒,潘迎紫,褚贊波,等.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎破骨細(xì)胞的活化機(jī)制及其預(yù)測(cè)指標(biāo)[J].生命的化學(xué),2020,40(3):378-383.
[16] WU QY,XIONG XT,ZHANG XL,et al.Secondary osteoporosis in collagen-induced arthritis rats[J].J Bone Miner Metab,2016,34(5):500-516.
[17] 劉瑞霞,崔婷,宋冬明,等.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者骨代謝相關(guān)基因表達(dá)及信號(hào)通路的變化[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2016,26(4):328-332.
[18] HAYNES DR,CROTTI TN,LORIC M,et al.Osteoprotegerin and receptor activator of nuclear factor kappaB ligan(RANKL)regulate osteoclast formation by cells in the human rheumatoid arthritic joint[J].Rheumatology(Oxford),2001,40(6):623-630.
[19] 陳亞琴,曹擁軍.Th17細(xì)胞及IL-17與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎關(guān)系研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2019,28(16):1814-1818.
[20] 吳玉寒,潘迎紫,褚贊波,等.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎破骨細(xì)胞的活化機(jī)制及其預(yù)測(cè)指標(biāo)[J].生命的化學(xué),2020,40(3):378-383.
[21] MORAN EM,MULLAN R,MCCORMICK J,et al.Human rheumatoid arthritis tissue production of IL-17A drives matrix and cartilage degradation:synergy with tumour necrosis factor-alpha,oncostatin M and response to biologic therapies[J].Arthritis Res Ther,2009,11(4):R113.
[22] KIM HR,KIM BM,WON JY,et al.Quercetin,a plant polyphenol,has potential for the prevention of bone destruction in rheumatoid arthritis[J].J Med Food,2019,22(2):152-161.
[23] GANESAN R,RASOOL M.Interleukin 17 regulates SHP-2 and IL-17RA/STAT-3 dependent Cyr61,IL-23 and GM-CSF expression and RANKL mediated osteoclastogenesis by fibroblast-like synoviocytes in rheumatoid arthritis[J].Mol Immunol,2017,91(1):134-144.
[24] 張玉萍,姚茹冰,趙智明,等.IL-17在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展[J].安徽醫(yī)藥,2016,20(3):580-582.
[25] KIM KW,KIM HR,KIM BM,et al.Th17 cytokines regulate osteoclastogenesis in rheumatoid arthritis[J].Am J Pathol,2015,185(11):3011-3024.
[26] SHAW AT,MAEDA Y,GRAVALLESE EM.IL-17A deficiency promotes periosteal bone formation in a model of inflammatory arthritis[J].Arthritis Res Ther,2016,18(1):104.
[27] ELATTA AA,ALI Y,BASSYOUNI I,et al.Correlation of myomir-206 and proinflammatory cytokines(IL-16 and IL-17)in patients with rheumatoid arthritis[J].Reumatologia,2019,57(2):72-77.
收稿日期:2021-03-15;修回日期:2021-04-20