侯成成， 管劍龍

復旦大學附屬華東醫(yī)院風濕免疫科，上海 200040

白塞綜合征(Beh?et’s syndrome，BS)也稱為白塞病(Beh?et disease，BD)，是一種以變異型血管炎為基本病理表現(xiàn)的慢性、復發(fā)性、全身性疾病，以反復發(fā)作的口腔和生殖器潰瘍、眼炎及皮膚損害為主要臨床特征，并可累及關節(jié)、血管、消化道、神經(jīng)等多個系統(tǒng)，嚴重者可威脅生命[1-2]。BS的發(fā)病具有明顯的地域特點，主要好發(fā)于絲綢之路沿線地區(qū)，故又稱“絲綢之路”病，中國的發(fā)病率約14/10萬[3]。但是，目前BS的病因和發(fā)病機制尚不明確，可能是遺傳易感個體在某些感染或環(huán)境等因素下觸發(fā)的自身免疫過程[3]。大量研究[4-5]發(fā)現(xiàn)，Th1、Th17、Treg細胞的失衡及各類細胞因子的異常與BS發(fā)病相關，故認為該病既是自身免疫性疾病，又是自身炎癥性疾病。

炎癥小體是一組能識別各種應激、外源微生物和內源性危險信號的胞質內蛋白復合物，其激活后可誘導IL-1β、IL-18的產(chǎn)生，并引發(fā)下游的炎癥反應和細胞焦亡[6]。其中，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)炎癥小體是目前研究最多、熱度最高的炎癥小體。大量研究[7]發(fā)現(xiàn)，其可表達于許多免疫細胞(如中性粒細胞、單核細胞/巨噬細胞、淋巴細胞、樹突狀細胞等)和非免疫細胞(如成骨細胞、內皮細胞、上皮細胞、滑膜細胞、成纖維/纖維細胞等)。近年來，研究[8]發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體在多種自身免疫性疾病的發(fā)生和進展中發(fā)揮著重要作用，例如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕關節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化和炎癥性腸病。

本文將對NLRP3炎癥小體的結構和功能及NLRP3炎癥小體在BS中的研究進展進行綜述，旨在為BS的發(fā)病機制研究提供新的思路，并為其臨床診治提供一定的理論依據(jù)。

1 NLRP3炎癥小體

1.1 NLRP3炎癥小體的結構 NLRP3炎癥小體是個復合體，由三部分組成，包含1個感受器即NLRP3受體分子、1個適配器即凋亡相關斑點樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein，ASC，也稱PYCARD)和1個效應分子即半胱-天冬氨酸特異性蛋白酶-1(cysteine aspartic acid specific protease-1, caspase-1)[6-9]。

1.2 NLRP3炎癥小體的激活 NLRP3炎癥小體通過固有免疫，在宿主抵抗細菌、病毒等感染的免疫防御中起重要作用，此外還與幾種炎癥疾病(如阿爾茨海默癥、糖尿病、痛風、自身免疫性疾病等)密切相關，在炎癥反應中起著至關重要的作用[11-13]。關于NLRP3炎癥小體的激活模式尚未完全明確，目前公認的一種激活模式主要是雙信號模式：第一信號即預刺激信號，主要由一些微生物成分或某些內源性細胞因子提供，介導激活NF-κB信號，進而誘導NLRP3、pro-IL-1β和pro-IL-18的轉錄表達水平上調；第二信號即激活信號，主要由多種刺激物提供，包括胞外的ATP、成孔毒素、RNA病毒及顆粒物質等，這些刺激物可以觸發(fā)caspase-1激活，促進NLRP3炎癥小體聚集激活[7]。此外NLRP3的激活還包括多種上游信號，包括鉀離子或氯離子外流、鈣離子通量、溶酶體破裂、線粒體功能障礙、代謝的改變如活性氧類(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生、跨高爾基體的裂解等[7,13]。盡管NLRP3炎癥小體的具體激活模式尚未達成共識，但上述模式可能有所重疊或相互關聯(lián)，在其激活中均發(fā)揮作用。

1.3 NLRP3炎癥小體的免疫學功能 NLRP3炎癥小體在宿主識別病原微生物感染和誘導自身免疫反應中發(fā)揮重要作用。NLRP3炎癥小體的3個結構分別具有不同的功能，NLRP3受體分子為核心蛋白，由C端11個富亮氨酸重復序列(leucine-rich repeats，LRR)、NACHT的結構域和N端的Pyrin結構域(PYD)組成，是固有免疫模式識別受體NOD樣受體家族的重要成員之一，主要功能是識別宿主接收的上游激活信號，包括病原相關分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)和損害相關分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)，聚集下游的ASC形成“ASC斑點”即焦亡小體，進而招募caspase-1聚集，三者組裝成具有一定空間線性的結構，即NLRP3炎癥小體[7,9]。隨后，激活的效應分子caspase-1(即IL-1β轉化酶)可以切割焦亡效應分子GSDMD(gasdermin D)，進而引起細胞焦亡，同時還可以剪切IL-1家族成員即成熟無活性的pro-IL-1β和pro-IL-18轉化為有活性的IL-1β和IL-18，引發(fā)下游炎癥風暴[10]。有研究[14]發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體激活可促進Th17細胞的分化。NLRP3炎癥小體激活后產(chǎn)生的IL-1β可作用于淋巴細胞，上調IL-2受體，延長T細胞生存周期，促進B細胞增殖及抗體的產(chǎn)生[15]。另有研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β和IL-18可促進Th17和Th1細胞的分化，減少Treg細胞[16]，增加淋巴細胞上IL-2受體的表達[15]，是炎癥風暴中的主要激動因子。

此外，NLRP3炎癥小體還具有調節(jié)細胞死亡的功能，其激活后可通過GSDMD介導細胞焦亡。細胞焦亡是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的程序性細胞死亡方式，其具體機制與凋亡(apoptosis)和壞死有所區(qū)別，經(jīng)典途徑即依賴caspase-1激活后通過GSDMD蛋白的氮端寡聚化并與脂類相結合，在細胞膜上形成孔洞，進而引起細胞膨脹、破裂，并可導致大量細胞內炎性物質釋放到細胞外引起炎癥風暴，已有許多研究[17-18]發(fā)現(xiàn)，炎癥小體介導的細胞焦亡可能參與感染性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)相關疾病和痛風等的發(fā)生發(fā)展，并發(fā)揮重要作用。

2 NLRP3炎癥小體與BS發(fā)病機制

2.1 NLRP3炎癥小體在BS中的相關研究 盡管NLRP3炎癥小體在自身免疫性疾病中越來越受關注，但有關NLRP3炎癥小體與BS的研究尚處于初步探討階段。有關NLRP3的基因多態(tài)性在BS中的研究結果尚存在一定爭議。Yohei等[19]通過GWAS研究對日本和土耳其的BS患者和健康人的NLRP3基因多態(tài)性進行分析，未發(fā)現(xiàn)差異。Burillo-Sanz等[20]對西班牙BS患者的NLRP3基因多態(tài)性進行分析也沒有發(fā)現(xiàn)差異。Yüksel等[21]在土耳其的BS患者中發(fā)現(xiàn)了NLRP3基因存在V200M和T195M突變，ASC基因未發(fā)現(xiàn)突變，其中NLRP3的V200M突變型可以誘導IL-1β分泌，此外通過體外細胞過表達試驗還發(fā)現(xiàn)，過表達V200M和T195M的細胞較野生型細胞相比，并不能促進ASC斑點形成，過表達T195M的細胞較野生型細胞產(chǎn)生的ASC斑點更少，這些結果提示V200M和T195突變型表達的NLRP3蛋白對ASC低聚反應并沒有顯著的正向效應。此外，我國學者[22]對中國漢族BS患者的NLRP3基因多態(tài)性進行研究，發(fā)現(xiàn)其與健康對照組沒有差異。近來日本研究者[23]探討了皮膚黏膜型為主要癥狀的BS患者外周血單個核細胞內NLRP3炎癥小體在蛋白和mRNA水平均表達上調，其活檢皮膚的免疫組化中NLRP3、ASC蛋白分子的染色亦較結節(jié)紅斑的患者明顯，體外培養(yǎng)外周血單個核細胞中加入LPS或聯(lián)合ATP刺激后可誘導IL-1β分泌，而加入caspase-1抑制劑后IL-1β分泌減少。最近還有學者[24]在神經(jīng)白塞病患者中發(fā)現(xiàn)，NLRP3 mRNA水平較對照組明顯升高，提示其可能是BS神經(jīng)受累的一種生物標志物。

2.2 NLRP3相關細胞因子在BS中的研究 細胞因子在BS病理過程中起著關鍵作用。近年來研究[25]報道，趨化因子(如CXCL8，MPC-1)、促炎因子(如IL-1β、TNF-α)和免疫調節(jié)細胞因子(Th細胞分化驅動的標志分子)參與了BS的發(fā)病及進展。NLRP3炎癥小體激活后分泌的IL-1β和IL-18，在BS的發(fā)病中研究較多，但尚停留在基因多態(tài)性及蛋白表達水平研究，有關分子機制的研究較少。

IL-1β是自身免疫疾病和自身炎癥疾病中的重要細胞因子。有研究[26]發(fā)現(xiàn)，IL-1β的基因多態(tài)性與BS的口腔潰瘍表現(xiàn)相關；本課題組的一項IL-1β基因多態(tài)性的meta分析結果[27]提示，IL-1β+3962 C, IL-1β+3962 T, IL-1β+3962 CC, IL-1β+3962 CT可能與土耳其人群BS易感性相關。Chekaoui等[28]發(fā)現(xiàn)，IL-1β在BS患者血清中表達水平升高。近年來一項研究[29]還發(fā)現(xiàn)，IL-1β可能促進了BS患者Th17細胞的增殖。IL-1β的激活可誘導局部黏膜免疫反應，刺激T細胞增殖，直接趨化中性粒細胞到感染或損傷的部位，并可以激活NF-κB和MAPK通路，導致炎性細胞因子(如IL-6、IL-8和TNF-α等)釋放。除此之外，IL-1β可上調IL-2受體，延長T細胞生存周期，促進B細胞增殖及抗體的產(chǎn)生[15]。Liang等[30]發(fā)現(xiàn)，活動性眼BS患者單核細胞來源的巨噬細胞加入肽聚糖或脂多糖后產(chǎn)生的IL-1β和ROS較非活動性眼BS患者和健康志愿者均明顯升高，MAPK通路被激活，而加入ROS抑制劑或沉默NLRP3基因后可減少IL-1β產(chǎn)生。

IL-18是IL-1β家族的成員之一，其受體可表達于免疫細胞和非免疫細胞，因此IL-18具有影響固有免疫和適應性免疫的作用。關于IL-18基因多態(tài)性與BS的關系尚存在爭議，有部分學者[31-32]發(fā)現(xiàn)，IL-18的基因多態(tài)性與BS發(fā)病相關，亦有學者[33]未發(fā)現(xiàn)二者之間的相關性。既往研究[34-35]發(fā)現(xiàn)，血清中IL-18表達水平在BS患者中升高，且與BS的病情活動相關[34]。Belguendouz等[36]對阿爾及利亞BS患者進行研究，也發(fā)現(xiàn)IL-18表達水平在病情活動的患者血漿中明顯升高，非活動組和健康對照組之間無顯著差異，體外試驗發(fā)現(xiàn)IL-18可促進BS患者外周血單個核細胞分泌IFN-γ。

2.3 NLRP3炎癥小體與ROS在BS中的研究 ROS是一類氧的單電子還原產(chǎn)物，包括超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基等，ROS可直接損傷細胞膜，影響蛋白質的生物功能，損傷細胞核內的DNA等。既往研究[37]發(fā)現(xiàn)，ROS可激活NLRP3炎癥小體，NLRP3炎癥小體的激活亦可促進ROS的產(chǎn)生，抑制ROS產(chǎn)生可抑制炎癥，進而抑制NLRP3炎癥小體的激活，ROS可能是NLRP3炎癥小體激活的重要刺激因子。我國學者[30]在眼BS患者中也發(fā)現(xiàn)，活動性眼BS患者單核細胞來源的巨噬細胞較非活動性眼BS患者和健康志愿者產(chǎn)生的IL-1β和ROS水平升高，抑制ROS可降低IL-1β的水平，因此ROS-NLRP3-IL-1β通路可能參與了BS的發(fā)病進程。

2.4 NLRP3炎癥小體與腸道菌群在BS中的研究 近年來，腸道菌群成為各個疾病的研究熱點，Consolandi等[38]發(fā)現(xiàn)BS患者中存在腸道菌群失調，丁酸鹽產(chǎn)物減少，因丁酸鹽可以促進Treg細胞分化，因此他們認為BS患者中丁酸鹽的減少可能減少了Treg細胞的反應，增加了效應T細胞的反應。最近，我國研究人員[39]亦發(fā)現(xiàn)，BS患者中產(chǎn)丁酸鹽的細菌減少。還有研究[40]發(fā)現(xiàn)，丁酸鹽可抑制NLRP3的預刺激和激活，并減少pro-IL-1β的表達水平以及炎癥小體的激活。但目前有關丁酸鹽與NLRP3炎癥小體的相關性在BS中研究還相對較少，因此將來仍需針對丁酸鹽對NLRP3炎癥小體激活的具體機制在BS發(fā)病中進行深入研究。

隨著NLRP3炎癥小體在BS及其他自身免疫性疾病中的研究越來越廣泛，將對NLRP3炎癥小體的作用機制有更深入的了解。以NLRP3炎癥小體為靶點的治療方案也越來越受到關注。目前已有幾種NLRP3炎癥小體抑制劑被證實可特異性抑制NLRP3炎癥小體的激活[41]，包括MCC950、CY-09、OLT1177、Tranilast和Oridonin等，這些NLRP3炎癥小體抑制劑的抗炎作用已在多個疾病的實驗動物模型中得以證實，其有效性和安全性尚需要臨床試驗的驗證?？傊?，未來仍需更深入地針對NLRP3炎癥小體在BS患者體內的具體作用機制進行探討，并針對已有的NLRP3炎癥小體抑制劑在BS中進行體內及體外試驗驗證。

綜上所述，已有大量研究發(fā)現(xiàn)BS患者中存在NLRP3炎癥小體及其激活后產(chǎn)生的IL-1β和IL-18的基因多態(tài)性和蛋白表達水平的異常，提示NLRP3在BS疾病進程中可能發(fā)揮著重要作用。部分有關BS的研究已發(fā)現(xiàn)ROS抑制劑及丁酸鹽均可以抑制NLRP3炎癥小體的激活。但是，NLRP3炎癥小體在BS患者體內的具體作用機制尚未完全明確，還需更多研究進行探討。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突