大环内酯类抗生素治疗类风湿关节炎的机制研究进展

郭茹茹(综述)，曹兰芳，孔宪明(审校)

(上海交通大学医学院附属仁济医院儿科，上海 200001)



大环内酯类抗生素治疗类风湿关节炎的机制研究进展

郭茹茹△(综述)，曹兰芳※，孔宪明(审校)

(上海交通大学医学院附属仁济医院儿科，上海 200001)

摘要：类风湿关节炎(RA)是一种累及多关节且进行性破坏的慢性炎症性系统性自身免疫性疾病，免疫系统的紊乱在疾病的演变中起重要作用。用于治疗RA的非甾体消炎药、改善病情的抗风湿药、糖皮质激素、生物制剂等均只降低疾病活动度以及诱导缓解，而不能完全控制关节破坏。近年来，大环内酯类抗生素作为辅助治疗，其抗感染和免疫调节作用在RA中的应用备受关注，为RA的治疗提供了一种新的手段。

关键词：类风湿关节炎；大环内酯类抗生素；作用机制

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是以持续关节滑膜增生、软骨侵蚀、关节损坏为主要特征的累及多关节的系统性疾病。近年有文献指出炎性因子持续激活、机体调节异常、自身抗原刺激的异常免疫反应以及合并慢性感染性疾病为RA患者关节炎症持续存在的主要因素[1-2]。因此，从免疫调节的层面进行干预,及时发现感染并治疗成为RA治疗的新突破，其中越来越受重视的大环内酯类抗生素(macrolide antibiotics，MA)在RA治疗中的免疫调节及抗感染作用成为目前研究的热点[3]。MA是一种具有内酯键的大环状生物活性物质，有独立于抗菌功能的抗炎作用和免疫调节作用[4-5]。2002年 Savilola等[6]首次报道，红霉素、克拉霉素、阿奇霉素等MA可改善RA患者的症状，对RA治疗具有一定的意义。现对MA治疗RA的机制研究进展进行综述。

1MA在RA中的抗感染作用

影响RA的预后因素有很多，比如生活习惯(如吸烟)、支原体感染、牙周炎等，其中牙周炎是研究的热点，且认为可能是导致RA的病因之一[7]。大量的流行病学显示[7-8]，RA患者的牙周炎发病率极高，其中一项以医院为基础的病例对照研究中发现100个RA患者都患有牙周炎[9]，而且牙周炎和RA之间的疾病活动情况存在正相关关系，两者互为危险因素。在实验室的研究中也发现，导致牙周炎的主要病原体牙龈卟啉单胞菌的DNA以及针对该病原体的抗体IgG和IgA出现在RA患者的血清和关节滑液中，而且滴度水平明显升高，提示这些导致牙周炎的病原体参与了RA的发病过程[8]。而MA对口腔牙龈卟啉单胞菌有着积极的疗效[10]，通过作用于细菌核糖体50S亚单位，阻断细菌体蛋白合成和信使核糖核酸移位，进而起到抗菌作用。

2MA对RA慢性炎症的影响

2.1MA对RA炎性细胞的抑制作用随着发病机制的深入研究发现，辅助性T细胞(T helper cell,Th)1/Th2以及Th17/调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)的失衡在RA发生、进展有着重要作用[11]。Th1介导分泌的白细胞介素(inerleukin,IL) 1β在RA患者炎症反应和滑膜组织、骨、软骨以及关节的破坏中起到核心作用，促进关节血管翳的形成[12]，而Th2分泌的抗炎因子IL-10不足以控制过度Th1介导的免疫反应。

在RA患者外周血以及关节腔内均发现有大量Th17细胞[13]。研究发现，IL-17诱导肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、IL-6、IL-1β、核因子κB受体活化子配体(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand，RANKL)以及介导骨、软骨破坏的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)的产生，IL-17表达增高与RA关节破坏的严重程度以及RA病情活动程度都具有相关性[14]。而具有免疫负性调节功能的Treg比例在RA患者外周血减少且存在着功能异常[15]。由此可见促进炎症发展的Th1以及Th17反应过度，而且抗炎反应的Th2和Treg减弱或者缺陷是RA疾病进展的重要因素。

Ding等[16]研究结果显示，小剂量的克拉霉素可以通过下调Th1细胞特异性转录因子T-bet及细胞因子γ干扰素的表达，阻断Th1细胞的分化形成，通过下调Th17细胞特异性转录因子孤儿核受体及细胞因子IL-17的表达，阻断Th17细胞的分化形成，从而降低Th1细胞以及Th17细胞介导的炎症反应。红霉素可能通过调节树突状细胞的功能向Treg细胞发展，而且红霉素还可以上调Foxp3转录因子以及IL-35的产生，IL-35又可能促进Treg细胞的增殖[17]，这对调节Th1/Th2、Th17/Treg失衡有重要作用。另有研究指出克拉霉素能显著抑制Th1分泌的IL-1和TNF-α的合成[18]，而且克拉霉素能够抑制RA关节液中的成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes，FLSs)分泌TNF-α、IL-1β以及IL-6等炎性因子。在对淋巴细胞的作用中，研究发现[19]克拉霉素在体外可以抑制人类淋巴细胞的激活，协同地提高淋巴细胞对地塞米松抑制的敏感性，这有利于优化糖皮质激素在RA治疗中的抗炎作用，这意味对RA中过度激活的T淋巴细胞有一定的抑制作用并且提高对糖皮质激素的敏感性。基于以上理论，MA在介导RA的重要炎性细胞(T细胞、树突状细胞、FLSs等)环节中都有一定的调节作用，这提示MA可能成为RA的辅助治疗药物，但是目前尚缺乏大样本的研究。

2.2MA对RA黏附分子的作用近期强调RA早期中性粒细胞起着至关重要的作用。在RA炎症状态下，中性粒细胞产生大量黏附分子以及MMPs导致骨和软骨的破坏；炎症情况下的中性粒细胞出现凋亡减少、产生大量活性氧、激活T淋巴细胞等，进一步加重RA的病理过程[20]，而且来源于RA患者关节液的中性粒细胞表达RANKL和核因子κB受体激动剂(receptor activator of nuclear factor-kappa B,RANK)，因此中性粒细胞通过膜结合RANKL参与了骨吸收。

研究表明，MA能够抑制中性粒细胞的迁移[21]，通过降低细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule,ICAM)1的合成和表达；干预β2整合素；影响中性粒细胞的激活；降低中性粒细胞趋化因子白三烯B4的合成；MMPs利于中性粒细胞的迁移，MA通过抑制NF-κB和转录因子激活蛋白(activator protein,AP)1的激活来干预MMP2、7、9的合成和释放。RA滑膜成纤维样细胞刺激黏附分子的合成和表达，比如血管细胞黏附分子(vascular cell adhesion molecule,VCAM)1、ICAM-1，这些黏附分子加速炎性细胞聚集、加强中性粒细胞和基质蛋白的反应，进一步加剧关节的破坏，该研究发现使用特异性蛋白阻断ICAM-1、VCAM-1能抑制胶原诱导性关节炎和佐剂性关节炎[22]。研究显示，14环MA可以抑制黏附分子如E-选择素、VCAM-1和ICAM-1的信使RNA表达[21]，这可以通过抑制中性粒细胞的迁移以及减轻中性粒细胞介导的炎症反应进而有利于RA关节炎症的控制。MA还可以通过抑制黏附分子的表达进而阻止多型核细胞在关节中的聚集，减轻多型核细胞介导的局部炎症反应[19]。

2.3MA对RA细胞因子的作用在参与RA的众多炎性因子中，IL-6是一个多效性的细胞因子，参与了Th1/Th2的平衡以及Th17/Treg的平衡[23]。RA患者关节液中高水平的IL-6/IL-6R复合物与RA关节的破坏以及疾病持续进展密切相关：IL-6/IL-6R复合物诱导细胞表面gp130的表达，而gp130激活JAK酪氨酸激酶诱导信号转导和转录活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)酪氨酸磷酸化，而STAT3与破骨细胞的形成密切相关，RA患者关节液FLSs中RANKL的表达是由IL-6/可溶性IL-6受体(soluble IL-6 receptor，SIL-6R)/JAK2/高表达细胞因子信号转导3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)通路所调控[24]。目前IL-6及其通路的相关抑制剂在RA中的应用是RA治疗的一个重大突破。而且文献报道MA具有抗炎作用，其中对细胞因子的影响主要表现在减少促炎因子的产生，如IL-6、IL-8等[25]；Migita等[24]研究指出，MA在IL-6刺激下的FLSs中能通过抑制STAT3的表达进而影响RANKL的表达，进一步影响骨代谢，减轻RA关节的破坏。在体外的一项研究中发现红霉素、克拉霉素、阿奇霉素以及罗红霉素以浓度依赖的方式降低由脂多糖刺激的巨噬细胞分泌TNF-α、IL-1β以及IL-6等炎性因子分泌[19]，同样在胶原诱导的关节炎小鼠模型中也显示罗红霉素能降低小鼠血清中的IL-6以及减轻小鼠关节炎的严重程度。

2.4MA在RA凋亡中的作用中性粒细胞在RA出现正常凋亡受到抑制以及过度激活的T淋巴细胞导致炎症的持续存在。由此可见，及时诱导中性粒细胞、过度激活的T淋巴细胞凋亡能起到抗炎的作用[26]。研究发现，MA能诱导激活的中性粒细胞的凋亡：红霉素增加环腺苷酸的水平，在24 h内加速中性粒细胞的凋亡[21]，而体外的研究也显示罗红霉素可以通过增强Fas-FasL和caspase-3的表达，诱导活化的T细胞的凋亡，并不具有浓度依赖性。Thanou-Stavraki等[19]发现MA还可以通过促进细胞凋亡以及凋亡细胞的吞噬作用来降低多型核细胞的生存周期，减轻关节炎的炎症反应。

2.5MA在RA细胞信号转导中的作用在RA骨侵蚀部位可发现活化T淋巴细胞和FLSs分泌RANKL，同时也发现RANKL的受体RANK表达增加，两者结合通过激活T细胞核因子1蛋白(nuclear factor of activated T-cells cytoplasmic 1,NFATc1)促进破骨细胞形成、分化与激活，引起RA软骨基质破坏[27-28]。而RANKL处于NF-κB的上游，NF-κB的活化受到RANKL的调控。RANKL促进NF-κB产生，进而促使多种炎性细胞因子产生和释放(IL-6、IL-1β、TNF-α、前列腺素E2、环氧合酶2等)，成为RA炎症反应的关键环节[29-30]。

近年来大量研究显示[21,31-32]，红霉素能通过直接抑制RANKL表达减少NF-κB的信使核糖核酸表达，减少组织蛋白酶K、IL-1β、IL-8、TNF-α等的产生和释放，控制炎症的进展；同时可以通过抑制RANKL的表达，阻滞破骨细胞的分化，减少关节破坏。在一项关于阿奇霉素对人类破骨细胞形成和骨吸收活动的体外研究中发现[4]，阿奇霉素同样能明显抑制RANKL刺激的骨吸收活动，降低破骨细胞转录因子NFATc1的信使RNA和蛋白质的表达，而NFATc1在破骨细胞黏附、迁移、酸化和骨基质降解起关键性作用。NF-κB的激活能够在转录水平促进炎症因子的基因表达，导致炎症的爆发，而研究表明红霉素和罗红霉素通过阻止NF-κB的活化，进而控制过度的炎症反应[5]。阿奇霉素可以通过调节Toll样受体4的表达，从而减少其下游的核因子NF-κB的产生，达到抑制炎症反应的目的[33]。这些提示红霉素、阿奇霉素、罗红霉素主要通过调控RANKL-RANK对人类破骨细胞功能有着直接的抑制作用，有望成为抑制RA关节破坏的辅助治疗药物。

3结语

RA的发病机制十分复杂，在研究中发现中性粒细胞、巨噬细胞、FLSs、T细胞、B细胞等均参与了疾病的发生、发展，这些细胞的过度激活及其刺激产生的炎性因子使机体处于一个持续炎症刺激状态，导致疾病的不断进展。而基于以上的论述，MA在RA的相关发病环节有一定的干预效果，有望成为RA的辅助治疗药物，但是对于MA治疗的剂量、疗程以及耐药的问题仍需要大量的临床实践来进一步探讨。

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Research Progress in Mechanisms of Macrolide Antibiotics on Rheumatic ArthritisGUORu-ru,CAOLan-fang,KONGXian-ming. (DepartmentofPediatrics,RenjiHospital,SchoolofMedicine,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200001,China)

Abstract:Rheumatic arthritis(RA) is a chronic inflammatory systemic autoimmune disease that is characterized by polyarthritis with progressive joint damage,in which immune system disorder plays an important role.A variety of antirheumatic treatments,including non-steroidal anti-inflammatory drugs,anti-rheumatic drugs,glucocorticoids,biologic agents,which can only reduce the disease activity and induce remission,but not completely control the joint damage.Recently,macrolide antibiotics as an adjuvant therapy in RA,has drawn much attention for its antibacterial activity and immunomodulatory effects,offering a new option for RA treatment.

Key words:Rheumatic arthritis; Macrolide antibiotics; Mechanism

收稿日期：2014-07-21修回日期：2014-10-29编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.14.042

中图分类号：R453.9

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)14-2608-03