四环素及其衍生物在类风湿关节炎的应用

张辰蔚，李　洋

(哈尔滨医科大学附属第二医院风湿免疫科， 哈尔滨 150001)

ChinJAllergyClinImmunol，2016，10(3)：286- 291

在治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)的药物中，四环素(tetracycline)及其衍生物近几十年来一直受到国内外的广泛关注。早在1968年Sanchez[1]就报道14例应用四环素治疗的RA患者获得了一定疗效，但随后的研究对其抗菌性有一定争议，所以没有在临床推广。直到多西环素(doxycycline)、米诺环素(minocycline)等新型四环素类抗生素相继问世，其抗风湿类疾病作用才逐渐受到重视。本文旨在对四环素及其衍生物治疗RA的作用机制、安全性及临床前景等进行综述。

背景介绍

RA是一种全身性自身免疫性疾病，主要表现为侵蚀性关节炎，其发病机制尚未明确。RA最初曾被认为是感染所致，1948年首次提出类胸膜肺炎菌在泌尿生殖系的致病过程也可出现在滑膜组织，Bartholomew在滑膜组织中培养分离出了支原体，开启了四环素治疗RA的研究[2]。随后的研究逐渐发现四环素不仅是一种抗生素，且同时还具有抑制基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)、调节免疫及抗炎等多种作用。米诺环素和多西环素已在十几个关于RA的试验中被证明有一定的临床疗效[3]。到目前为止四环素及其衍生物用于治疗RA的作用机制尚不完全清楚。

四环素类抗生素的作用机制

抗感染

四环素类抗生素是一种广谱抗生素，广泛应用于革兰阳性及阴性细菌，细胞内支原体、衣原体及立克次体等引起的感染，还可用于寄生虫及非感染性疾病的治疗，通过对蛋白质合成的破坏发挥抗菌作用。四环素可逆性结合细菌核糖体的30S亚基，干扰转移RNA和信使RNA之间的相互作用[4]。

国内外学者已经从关节炎患者的关节液或其他标本中检测出多种支原体，并已从患者体内检测出相应的支原体抗体。Ataee等[5]检测了131例RA患者滑膜液样本中肺炎支原体(M.pneumonia)、人型支原体(M.hominis)、关节炎支原体(M.arthritidis)，检出率分别为30例(22.9%)、23例(17.6%)和13例(9.9%)。在这项研究中，RA炎患者支原体的整体检出率为53.4%。因此四环素在治疗RA患者中的抗支原体作用有待更进一步的探究。

免疫调节

Kloppenburg等[6- 7]的研究显示米诺环素能降低体外T细胞增殖，包括T细胞激活和趋化的抑制作用，促炎细胞因子的表达下调。他们观察到米诺环素治疗24 h后的培养上清中白细胞介素2(interleukin- 2，IL- 2)、干扰素(interferon，IFN)和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)明显降低。这种效应被认为具有信号相关性。当T细胞通过非依赖钙途径被刺激，米诺环素对TNF的生产产生抑制作用，这种作用与TNF-α mRNA水平降低有关。然而，如果细胞刺激通过钙依赖性途径，可观察到米诺环素对IFN和TNF呈剂量依赖性，但TNF的下降并没有伴随着TNF-α mRNA表达水平降低。另一方面，Popovic等[8]报道了结果相反的数据，米诺环素对啮齿类动物的T细胞增殖和IFN-γ的产生并无影响。

米诺环素也被报道对T细胞表面标志物的表达有影响。2011年Szeto等[9]为了更好地理解米诺环素对CD4+T细胞的影响，探讨了三个主要的转录因子调节基因表达的激活：NF-κB(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)、激活蛋白1(activator protein 1，AP- 1)和活化T细胞的核因子(nuclear factor of activated T-cells，NFAT)。研究采用荧光素酶测定法，发现米诺环素在初始的人CD4+T细胞中介导选择性抑制NFAT调节的转录激活。在活化后几个小时，米诺环素增加NFAT1的去磷酸化并减少其核转位。米诺环素可以提高糖原合成酶激酶- 3(glycogen synthase kinase 3，GSK3)活性，通过减少细胞外钙内流抑制细胞内Ca2+。这是米诺环素对CD4+T细胞特异性免疫调节的关键作用机制。作者总结了米诺环素影响T细胞的两个潜在机制：(1)GSK3活性增加；(2)减少细胞内钙通量。米诺环素作用通过线粒体机制降低CD4+T细胞激活NFAT1。结果表明，米诺环素和PMA(phorbol 12-myristate 13-acetate)介导的效应加速经磷酸化调节和NFAT1失活，这与细胞内Ca2+水平加速回归基本一致。

抗炎、阻止病理损伤

抑制MMP活性：MMP是一类锌和钙依赖性降解细胞外基质中的结构蛋白的蛋白水解酶。它们参与了许多生理过程，包括胚胎发育、组织重塑和炎症反应。可分为基于底物特异性的胶原酶(MMP- 1、MMP- 8和MMP- 13)、明胶酶(MMP- 2和MMP- 9)、基质酶(MMP- 3、MMP- 7和MMP- 10、MMP- 11)、膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)。MMP活性增加与各种疾病的病理生理过程有关，特别是一些重要的炎性反应，与许多神经系统疾病、血-脑屏障损伤、心脏重塑、RA、炎症性肠道疾病和肿瘤转移有关[10- 17]。

MMP在结缔组织的重塑中起重要作用，参与了RA和骨关节炎(osteoarthritis，OA)的发病机制。抑制MMP是四环素类抗生素共有的特性，涉及直接抑制和间接抑制。直接抑制是通过四环素与酶的金属离子的相互作用来调节[18]。间接的机制可能与mRNA的表达和合成基质金属蛋白酶的抑制有关。四环素能降低MMP的活性，从而减少了软骨破坏。四环素类药物也能上调基质金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMP)的产生[19]。有研究报道，多西环素能抑制骨关节炎动物模型的骨和软骨破坏，并抑制MMP，特别是胶原酶MMP- 8和MMP- 13[20- 21]。

抑制磷脂酶A2 (lipoprotein-associated phospho-lipase A2，PLA2)的活性： PLA2在炎症过程中发生着重要的作用。最近，米诺环素被报道可以干扰印度眼镜蛇毒的PLA2 Ca2+结合活性部位的构象，阻止和阻断Ca2+与底物入口的活性位点结合，起到抑制酶活性的作用。特别是米诺环素的C7位二甲胺基可能起主要作用，与属于疏水隧道与界面结合位点残留的PLA2形成疏水连接[22]。此外，四环素类药物的优势在于能很容易地穿过膜的细胞壁，这有别于其他的PLA2抑制剂。

抑制一氧化氮合成酶：抑制诱生型一氧化氮合酶的活性也是大多数四环素类的共同特征。研究表明，其抑制作用可能是由于转录和(或)翻译水平的影响，减少蛋白和特定酶的活性，随后减少一氧化氮的产生。而并不是直接抑制诱生型一氧化氮合酶的活性[23]。同时，有报道显示米诺环素具有抗氧化活性，能以浓度依赖的方式抑制自由基的产生和脂质过氧化[24]。

抑制环氧合酶- 2：炎症的产生主要是前列腺素的合成和释放增加，其主要来自环氧合酶(cyclooxygenase，COX)的诱导型：COX- 2。米诺环素已被证明能减少COX- 2和前列腺素E2(prostaglandins E2，PGE2)的产生。此外，已知米诺环素抑制p38促分裂原活化蛋白激酶的活化，其参与了COX- 2的表达[25- 27]。

其他：多西环素能显著降低动物模型的MMP活性，这抑制了软骨细胞的增殖和肥厚。最近的实验表明，米诺环素能刺激新骨形成和预防去势大鼠的骨密度降低。在OA相关研究中显示多西环素可减缓软骨的破坏却未能减轻疼痛[19]。

四环素类药物可作为缓解RA疾病的抗风湿性药物(disease modifying antirheumatic drug，DMARD)和皮肤结节病的治疗药物。它们也有助于防止OA的软骨破坏和进一步减少皮肤钙质沉着症的沉着面积和疼痛。四环素类抗生素还有减少黑色素细胞的凋亡及保护神经细胞的作用，有报道称可用于治疗白癜风及神经系统疾病。目前没有证据支持其可用在皮肤系统性硬化症和血清阴性关节炎的治疗[19]。

四环素类抗生素治疗RA的临床研究进展

一系列的开放随机双盲试验证明了四环素衍生物对RA的治疗作用，疗效随时间延长而增加，临床表现及实验室指标均有改善。

1995年Tilley等[28]曾组织6个临床中心对219例RA患者进行临床试验，给患者口服米诺环素100 mg，每日两次，共服48周。结果显示：治疗24周后，米诺环素治疗的患者临床症状包括关节肿胀和关节压痛的改善、红细胞沉降率的下降以及类风湿因子的转阴率均比安慰剂组明显，并有统计学意义。

Kloppenburg等[29]进行了米诺环素治疗RA的双盲安慰剂对照试验。试验表明，米诺环素对RA患者在临床上有抗炎特性，优于安慰剂。几年后，Langevitz等[30]总结前2次试验和3个双盲对照研究的结果。他们的结论是：米诺环素可能有助于类风湿性关节炎患者，特别是在疾病早期或患者只有轻微症状时，显示出有益的作用。一项Meta分析总结了2002至2003年的临床试验，证实了这些有益的影响[31]。尽管这些有前景的结果以及RA的半合成四环素得到FDA批准，但在最近的研究中，Greenwald承认四环素弱的抗炎特性可被许多其他药物轻松超越[32]。

近年来关于四环素与其他药物联合使用也有报道，Grimstein等[33]研究的多西环素联合调节人α- 1抗胰蛋白酶基因治疗RA是一种很有前途的方法。两种药物可以抑制脂多糖刺激的成纤维细胞IL- 6分泌，进一步支持其治疗RA的潜力。

四环素类抗生素不良反应及安全性

四环素类最常见的药物不良反应(adverse drug reactions，ADR)包括：胃肠功能紊乱、食管炎、光过敏、小儿牙齿变色，极少见肝毒性、超敏反应和特发性颅内高压。米诺环素更可能导致其他中枢神经系统的影响(如头晕、注意力不集中、共济失调、眩晕、耳鸣伴乏力、恶心、呕吐)及各个身体部位的色素沉着[34]。2013年Nisar等[35]报道了1例因长期使用米诺环素控制RA症状，而导致面部色素沉着的患者。根据一组多西环素治疗OA的随机对照试验显示，相比较安慰剂组而言多西环素组出现的不良反应中，胃肠紊乱>50%，念珠菌性阴道炎占27%，光敏感占14%[19]。

2013年Garrido-Mesa等[32]报道米诺环素具有良好的长期使用安全记录。由美国FDA推荐，长期剂量高达每天200 mg，通常是安全的且耐受性良好。米诺环素的副作用多在其使用的早期出现，随着停药而消失。总体而言，药物的耐受性良好[4]。

国际指南关于四环素衍生物治疗RA的推荐

2002年、2008年及2012年美国风湿病学会(American College of Rheumatology,ACR)发布的RA治疗指南中一直将米诺环素作为传统DMARD药物的单一用药，推荐剂量为100 mg，每日2次，起效时间为1～3个月，没有作为二联及三联用药推荐[36- 38]。而在2015年最新的ACR指南中推荐的传统DMARD药物不再包括米诺环素、硫唑嘌呤、环孢素和金制剂，因上述药物在2012年后缺乏新的研究数据，只保留了最常用的甲氨蝶呤、羟氯喹、来氟米特及柳氮磺吡啶，这四种药物也可以两种或三种药物联合使用[39]。生物制剂虽然发展迅速，但目前仍然不能完全取代传统DMARD药物。

展　　望

综上所述，尽管近年来对于四环素及其衍生物治疗RA的研究进展相对缓慢，但其强大的抗炎及免疫调节的特性，仍然可以作为早期RA及难治性RA的治疗选择。四环素类药物相对较少的不良反应使得其安全性较高，未来也可作为治疗RA的联合用药。此类药物可能在RA等多种疾病中有治疗前途，目前国内研究及应用较少，在作用机制、临床疗效、安全性及联合用药等方面还需要进一步研究。

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