高 远,李永吉(黑龙江中医药大学北药基础与应用研究重点实验室,哈尔滨 150040)
类风湿性关节炎发病机制及中药靶向治疗的研究进展Δ
高 远*,李永吉#(黑龙江中医药大学北药基础与应用研究重点实验室,哈尔滨 150040)
目的:了解类风湿性关节炎(RA)发病机制及中药靶向治疗的研究进展。方法:查阅近年来国内外相关文献,就RA的发病机制及中药靶向治疗的研究进行归纳和总结。结果与结论:B淋巴细胞在RA的发生与进展中参与了递呈抗原、免疫信号活化和细胞因子分泌等,针对上述机制可以B淋巴细胞为靶向目标,采取淋巴细胞刺激因子靶向治疗、自然杀伤细胞靶向治疗、抑制B淋巴细胞第一信号和第二信号活性、调节炎症因子的释放、抑制破骨细胞形成等。中药以B淋巴细胞作为靶点进行特异性干预RA,可调节B淋巴细胞功能,进而调节免疫功能,缓解RA的进展。
类风湿性关节炎;B淋巴细胞;中药靶向治疗;受体拮抗;免疫调节
类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)被认为是由于免疫系统不适当的应答而产生的自身免疫系统疾病,是机体多种免疫细胞相互作用的结果。B淋巴细胞的分泌物从正负两个方面产生免疫调节,被认为与RA的发病、进展相关[1-2]。近年来,随着对B淋巴细胞病理性生物作用的进一步认识,以其为靶点的临床试验不断开展,获得了良好的疗效[3]。中药在临床应用的过程中,往往作用于多个环节的多个靶点,常用于治疗RA的中药是否通过影响B淋巴细胞的功能缓解RA的发生,尚未见系统性的综述。鉴于此,笔者查阅近年来国内外相关文献,就RA的发病机制及中药靶向治疗的研究进行归纳和总结,以期为RA的靶向治疗提供参考。
1.1 B淋巴细胞刺激因子(BLyS)靶向治疗
在RA的发病过程中,B淋巴细胞能够选择性摄取抗原,对形成新的抗原-免疫球蛋白(Ig)复合物进行特异性识别,并对抗原部分的多肽分子进行加工,从而引发T淋巴细胞的活化,产生自身免疫应答效应。B淋巴细胞刺激因子是自身免疫过程的重要调节器,位于B淋巴细胞参与免疫应答过程的上游阶段,在其刺激下成熟分化,并表达不同的功能。BLyS的过表达与RA等自身免疫系统疾病的发病机制和疾病进程有密切联系,可作为抑制RA发病的靶点进行干预。Jacobi AM等[4]利用单克隆抗体贝利木单抗(Belimumab)抑制BLyS的活性,影响B淋巴细胞的增殖和活化,阻碍患者自身免疫应答的发生。患者接受贝利木单抗治疗后,其血清中的IgM水平降低,B淋巴细胞总量减少,该药物专一作用于效应B细胞,对记忆B细胞和浆细胞数量没有影响;同时,B淋巴细胞对天然抗原表位和隐蔽表位的识别能力降低,识别及接受抗原的通路被阻断,自身免疫应答过程受到抑制。可见,在自身免疫性疾病的发病过程中,BLyS与B淋巴细胞协同发挥了识别抗原、结合抗原、内化吸收抗原、递呈抗原肽复合物等一系列作用。Teng YK等[5]的研究旨在通过影响效应B细胞,加快B淋巴细胞损耗,从而对抗顽固性RA。研究给予患者B淋巴细胞表面受体CD20+拮抗药(6个月),疗效评分表明专一以B淋巴细胞为靶点的给药方案的疗效优于联合抑制IgG抗体的方案,且在病程较长的患者中获得了更好的疗效;在长达2年的跟踪检测中,患者的血液、骨髓、滑膜内的效应B细胞存活时间较正常水平明显缩短,而防护性B淋巴细胞的存活受影响较小。
1.2 自然杀伤(NK)细胞靶向治疗
RA患者关节滑液内存在大量的NK细胞,会导致类风湿性自身免疫应答,其分泌的大量炎症介质并不会直接产生炎症反应,而是与免疫细胞及滑膜组织细胞相互作用而导致RA,其间需要有B淋巴细胞参与,才能完成类风湿因子的递呈过程。Coulthard LD等[6]研究给予受试者英夫利昔单抗(Infliximab)2周后,受试者血液内NK细胞数量明显减少,由B淋巴细胞分泌的肿瘤坏死因子(TNF)表达明显降低;英夫利昔单抗只影响了NK细胞的分泌,B淋巴细胞和T淋巴细胞的数量并没有明显变化。可见,英夫利昔单抗只阻断了B淋巴细胞对炎症因子的传导,并未影响B淋巴细胞和T淋巴细胞的数量。Söderström K等[7]从RA患者关节滑液中提取细胞进行体外培养和分析的研究发现,RA患者关节滑液中的NK细胞在B淋巴细胞和T淋巴细胞的参与下,可以诱导CD14+单核细胞向破骨细胞分化,进一步加剧RA的病理进程。因此,阻断NK细胞传导通路能够从保护骨细胞方面延缓RA的进程。在调节免疫的过程中,抗原提呈细胞(APCs)和T淋巴细胞的协同作用,只有在B淋巴细胞的刺激下,T淋巴细胞才会诱使关节部位病变。
2.1 B淋巴细胞参与第一信号活化及相关治疗
Ganna A等[8]研究了参与RA免疫应答的B淋巴细胞信号传导,通过对32例RA患者的外周血液样本分析后发现,在非活化的B淋巴细胞CD19+CD27+IgD+IgMlow/-通路中能够检测到Ca2+信号和磷酸化信号,只有在该通路的刺激下,特异性的B淋巴细胞才会产生应答。通过这种方式可以从血液样本中所有的B淋巴细胞里筛选出参与RA发病的B淋巴细胞。Smolen JS等[9]从五大洲23个国家收集不同人种的RA患者给予生物制剂Tabalumab进行治疗,患者体内IgM、IgA、IgG均有不同程度的下降,CD19+信号的B淋巴细胞数量减少、活性降低,关节部位炎症减轻。Guo Y等[10]研究发现,RA患者与健康人群相比,其血液内CD19+FOXP3+和CD19+TGβ+信号强度明显下降,这两项指标与RA的严重程度呈负相关,但并没有发现与RA的进程存在相关性。B淋巴细胞受体信号被阻断会导致自身免疫应答中止,在RA的发病过程中,CD19+FOXP3+和CD19+TGβ+两组调节性B淋巴细胞集合必然有一组发挥主导作用[11-12],并不明确由谁发挥主导作用,但阻断这组细胞信号传导以影响B淋巴细胞的功能有望成为治疗RA的新思路。
2.2 B淋巴细胞参与第二信号活化及相关治疗
B淋巴细胞表面CD40只有与激活的T淋巴细胞表面CD40L相互作用,才能形成B淋巴细胞活化信号,是引发B淋巴细胞活性最强的第二信号。Pigott E等[13]的研究通过大量消耗B淋巴细胞来治疗RA的方法降低B淋巴细胞活性,阻断信号向T淋巴细胞传导。该研究选取Ig基因敲除的小鼠,抑制其2,3-二吲哚胺氧化酶活性,观察体内致病性B淋巴细胞的活性。结果显示,干预后的B淋巴细胞活性显著改变,对自身抗原的识别能力下降,提示以2,3-二吲哚胺氧化酶抑制剂抑制B淋巴细胞分化,可中断B淋巴细胞介导的免疫过程。在RA早期治疗中,阻滞B淋巴细胞并不能改善关节部位的炎症症状,只有在增加药物剂量及延长疗程后,阻滞B淋巴细胞信号传导的作用才可以体现,这种长效的作用机制能够在预防RA反复发作方面起到良好的效果。
B淋巴细胞、T淋巴细胞于淋巴结中进行信息交换,继而对特异性的抗原发生免疫反应,在这个过程中,B淋巴细胞和T淋巴细胞相互作用引发RA。因此,学者们普遍认为单纯由T淋巴细胞引发RA是不全面的。Pescovitz MD等[14]的研究给予RA患者单克隆抗体Rituximab,使淋巴组织间T淋巴细胞、B淋巴细胞的相互作用被阻断,第二信号传导中止,RA患者的症状明显好转,发病延缓。由B淋巴细胞参与导致RA发病的抗体谱中,大量的自身抗原可被其识别,随着相关研究的深入,与RA相关的抗体谱还在不断扩大[15],这些自身抗体与抗原相结合导致了RA发病及持续发作。因此,相比于阻断B淋巴细胞表面因子的信号传导,阻断B淋巴细胞和T淋巴细胞间信号传导具有更强的特异性。
3.1 细胞因子调节炎症因子的释放
B淋巴细胞在自身免疫应答过程中同时存在正向调节和负向调节作用。通过产生抗体发挥免疫功能属于正向调节作用,B淋巴细胞分泌白细胞介素(IL)-10、IL-4发挥免疫调节的抑制作用,这一类B淋巴细胞称为调节性B细胞。人体存在的调节性B细胞主要表型为CD24hiCD27+、CD19+CD25hiCD86hiCD1dhi和CD19+CD24hiCD38hi[16-21]。在健康人群血样中,CD19+CD24hiCD38hi-B淋巴细胞能够通过分泌IL-10抑制CD4+CD25-T淋巴细胞增殖,抑制调节性T细胞向Th1、Th17分化[22]。由此可以解释,在健康人群及RA静止期患者的外周血液中,Th细胞数量明显高于RA发病期的患者,可见调节性B细胞是导致RA发病的关键。Tian J等[23]的研究发现,B淋巴细胞经细菌脂多糖(LPS)激活后能分泌转化生长因子(TGF)-β,诱导Th1细胞凋亡。抑制Th1细胞介导的免疫反应,同时抑制其APCs的功能,干扰抗原的识别过程,起到负向调节的作用。该研究还显示,相对于嵌合野生型小鼠而言,IL-10缺陷小鼠在同样造模条件下,其RA症状更严重,Th细胞的数量更低,而Th1和Th17细胞数量则显著增加,证实了B淋巴细胞通过其表面的特异性受体召集调节性T细胞及NK细胞等具有抑制炎症作用的细胞,从而抑制Th1、Th17分化和发育,发挥负性调节作用。单克隆抗体Tocilizumab抑制IL-6的临床试验显示,受试者体内的IgG、IgA水平明显下降,类风湿因子(RF)无明显变化,B淋巴细胞的分化发生改变,记忆B细胞的分配比例下降,调节性B细胞明显增加[24]。Muhammad K等[25]的后续研究发现,在IL-6拮抗药的干预下,B淋巴细胞突变频率显著降低,这说明IL-6不仅能够刺激B淋巴细胞产生抗体,并且能协助B淋巴细胞识别抗原。B淋巴细胞分泌因子IL-6通过信号传导激活了Th17并促进IL-17生成,这一发现引发出IL-17A导致B淋巴细胞激活的猜想[26-27],学者们在RA患者和健康人群体内的CD19+B淋巴细胞中均发现了IL-17A,这是一种具有多种效应的细胞因子,能够参与调节免疫功能、炎症反应和骨细胞破坏等。Genovese MC等[28]给予RA患者IL-17拮抗药LY2439821,患者炎症减轻、症状缓解、发病率下降。IL-17是由Th17分化产生的,在分泌TNF-α的过程中起到调节作用,并直接参与了B淋巴细胞的成熟和分化,包括B淋巴细胞的存活、增殖和识别过程。但是,究竟是IL-17独立起作用还是与B淋巴细胞活化因子(BAF)协同发挥作用,还需进一步研究[29]。
3.2 细胞因子参与破骨细胞形成
为了更深刻地认识细胞因子在RA发病过程中的作用,Liubchenko GA等[30]研究了B淋巴细胞参与RA的信号传导过程,通过对RA患者关节液中细胞因子群mRNA的分析,发现B淋巴细胞配体核转录因子受体激活蛋白配体(RANKL)对于破骨细胞活化起到关键作用。该激活程序只存在于滑液和滑膜组织中的B淋巴细胞内,而没有在外周血的B淋巴细胞中发现。因此,在抑制B淋巴细胞分泌细胞因子的治疗过程中,将存在于滑液中的B淋巴细胞作为靶点的研究值得关注。该结论在Yeo L等[31]的研究中得到证实,通过对不同类型淋巴细胞群落的基因表达进行分析,发现活性IL-12、IL-23在关节滑液中存在着过高表达,与之前发现的IL-1和TNF-α一同成为导致RA炎症发生的关键因子。在类风湿炎症环境中,存在于滑液中的B淋巴细胞是RANKL的主要来源,并证实了其直接参与了破骨细胞的形成。Frey S等[32]研究认为,由于B淋巴细胞浸润于滑膜组织而引发了关节腔内细胞因子的大量分泌,其中IL-36α能够作用于滑膜纤维母细胞,进一步加重炎症部位的病变。这一假说的提出让学者们认识到,组织内的浸润性B淋巴细胞也许不仅仅参与造血过程,还可通过旁系分泌作用对关节局部组织产生影响。可见,在RA的发病过程中,B淋巴细胞不仅能影响自身免疫应答的过程,还能分泌细胞因子,直接破坏骨细胞,引发关节滑液的炎症反应。
化学药治疗RA靶向性强,但药效单一,中药在人体内可以从多层次、多环节发挥免疫调节作用,使B淋巴细胞的不同功能受到影响,综合发挥免疫调节作用,因此具有更广阔的研究前景。中医对于RA有着系统的理论研究,且具有良好的治疗效果[33-37]。祛风湿药既能够发挥抗炎、镇痛的作用以缓解关节部位的肿痛,也能够抑制自身免疫应答的发生,调节全身免疫系统;活血化瘀药能够改善关节部位的微循环,发挥散瘀化滞的作用,同时也能够降低相关免疫细胞及免疫分子的活性,减轻自身免疫性疾病的发病率。中药在RA的治疗中发挥了重要作用,但目前仍缺少系统且深入的机制研究。
4.1 中药复方、单味中药调节B淋巴细胞功能
郑京等[38]的研究给予40例慢性肾功能不全患者益肾降浊汤(组方为黄芪、茯苓、太子参和当归等),患者体内的B淋巴细胞瘤(Bcl)-2基因表达显著提高,起到了抑制B淋巴细胞凋亡的作用,同时外周血内CD4+下降了30%,CD19+增加了50%,而其他指标无显著变化,可见该组方能够在不影响T淋巴细胞的情况下,显著调节B淋巴细胞功能。赵海梅等[39]连续40 d给予RA模型大鼠具有镇静、止痛和散结功效的全蝎、蜈蚣粉碎后与氯化钠注射液配制而成的混悬液,采用酶联免疫吸附(ELISA)法检测大鼠体内B淋巴细胞分化因子IL-10、IL-4的表达水平。结果显示,IL-10水平显著升高,IL-4水平显著降低,其炎症指标明显缓解。胡志萍等[40]的研究纳入60例Ⅲ~Ⅳ期的RA合并非小细胞肺癌患者,给予能够抑制肿瘤血管形成的抗肿瘤经验方白龙灵沙汤,患者血液内NK细胞由11.15%上升至15.73%,CD19+系列B淋巴细胞由20.27%下降至11.31%,与对照组患者比较差异均有统计学意义(P<0.05),可见白龙灵沙汤能明显调节患者免疫系统功能,抑制B淋巴细胞的功能表达。张启春等[41]发现,中药生津润燥颗粒能减轻RA模型小鼠颌下腺病理改变,高、中、低剂量组均能够显著抑制B淋巴细胞的增殖,光密度(OD)、刺激指数均有不同程度升高。可见,生津润燥颗粒可通过抑制B淋巴细胞增殖,进而调节免疫功能,减轻颌下腺细胞浸润。
4.2 中药提取物调节B淋巴细胞功能
李桂英等[42]的研究纳入狼疮肾炎患者20例,分别给予激素+环磷酰胺(对照组)和激素+长春新碱+环磷酰胺(治疗组),采用蛋白质印迹法检测患者血液中B细胞激活因子(BAF)蛋白的表达,利用荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)法检测BAF-mRNA的表达。结果显示,治疗组的BAF蛋白和BAF-mRNA均显著下降(P<0.01),且治疗效果优于对照组。王健[43]的研究纳入60例RA患者,利用流式细胞仪检测CD19+B淋巴细胞Toll样受体(TLR)9的表达,采用ELISA法检测干扰素(IFN)-α浓度,旨在寻找白芍药总苷抑制免疫的机制。结果显示,白芍药总苷能够抑制磷酸胞苷鸟苷的寡聚脱氧核苷酸对TLR9的上调作用,从而抑制其分泌物IFN-α的表达,起到抑制B淋巴细胞增殖的作用。中药提取物芍药苷和板蓝根α-葡聚糖药效实验表明,小鼠给药后体内CD19+细胞在外周血中所占的比例受到影响,提高了小鼠的细胞免疫功能[41]。目前,中药治疗RA的靶向研究主要集中在T淋巴细胞,影响B淋巴细胞功能的报道还不多见,特别是在中药干预下,体内B淋巴细胞功能的改变及其作用机制还需进一步探索。
RA属于中医“痹病”范畴,风寒湿邪导致经络闭阻为病机,行痹、寒痹、湿痹和热痹为病因,临床治疗常采用具有破血行气、通经止痛之功效的中药,治疗方法为祛风除湿和通筋活络。现代研究认为,RA的发病与B淋巴细胞相关,当前以其为靶点的研究正在开展,按其靶向目标可分为:针对递呈抗原机制的淋巴细胞刺激因子靶向治疗、NK细胞靶向治疗,针对免疫活化信号的抑制B淋巴细胞第一信号和第二信号活性,针对调节细胞因子分泌的炎症因子的释放、抑制破骨细胞形成等。中药以B淋巴细胞作为靶点进行特异性干预RA,可调节B淋巴细胞功能,进而调节免疫功能,缓解RA的进展,有望进一步从中医理论角度系统阐述RA的发病机制及寻找更好的中药治疗方案。
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R91
A
1001-0408(2016)35-5030-05
2016-06-21
2016-11-02)
(编辑:陶婷婷)
国家自然科学基金资助项目(No.81473359)
*博士研究生。研究方向:中药药剂学与药动学。电话:0451-87266893。E-mail:1834922189@qq.com
#通信作者:教授,博士生导师。研究方向:中药药剂学与新药开发。电话:0451-87266893。E-mail:liyongji2009@163.com
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2016.35.45