三氧化二砷治疗系统性红斑狼疮的实验研究进展

张志峰

庆阳市人民医院，甘肃 庆阳 745000

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种由多种自身抗体引起的多器官、多系统损害的自身免疫性结缔组织疾病，以急性发作和缓解交替为特点，病情大多呈进行性加重，发病机制复杂，至今仍不能根治。系统性红斑狼疮治疗以糖皮质激素、细胞毒药物和免疫抑制剂为基础，虽然糖皮质激素和免疫抑制剂如环磷酰胺(CTX)对SLE有一定的疗效，但对重症SLE给予小剂量疗效不理想，大剂量则有较严重的不良反应，故迫切需要寻找一种有效低毒的治疗药物。近年来国内外陆续有研究表明，三氧化二砷(As2O3)治疗SLE具有很好的前景。法国学者Bobé等［1］发现As2O3对狼疮鼠不仅具有免疫抑制作用，还有一定的免疫调节作用，这是治疗SLE常规的免疫抑制剂所不具备的。国内也有将其应用于治疗SLE的研究［2-3］。笔者现将近10年来As2O3调节SLE发病机制、治疗SLE及其毒性等实验研究进展综述如下：

1 治疗机制

1.1 调节免疫细胞 外来抗原(如病原体、药物等)引起人体B细胞活化。易感者因免疫耐受性减弱，B细胞通过交叉反应与模拟外来抗原的自身抗原相结合，并将抗原呈递给T细胞，使之活化，在T细胞活化刺激下，B细胞得以产生大量不同类型的自身抗体，造成大量组织损伤。

1.1.1 调节适应性免疫细胞 适应性免疫应答是指体内B、T细胞接受“非己”的物质刺激后，自身活化、增殖、分化为效应细胞，产生一系列生物学效应的全过程。适应性免疫细胞包括B细胞和T细胞。抑制B细胞：B细胞过度增殖、活化产生大量多种自身抗体从而造成多系统损害是SLE的显著特征。王晓冰等［4-5］研究表明，As2O3能抑制MRL/lpr狼疮鼠B淋巴细胞活化，但对正常小鼠的细胞亚群并无明显影响。抑制T细胞：SLE患者的B细胞功能高度活化，但B细胞的活化是以T细胞异常为基础且在其诱导下产生的，因此，SLE更是一种T细胞介导的疾病，T细胞在SLE的免疫失调中起着主要作用［6］。夏晓茹等［7-8］、王晓冰等［9-10］研究表明，As2O3能抑制 MRL/lpr 小鼠 CD4＋T细胞的异常增殖活化。陈培荣等［11］研究表明，As2O3能在一定程度上有效抑制活化状态下MRL/lpr小鼠脾脏CD4＋T细胞。

1.1.2 调节固有免疫细胞 固有免疫是生物在长期进化中逐渐形成的，是机体抵御病原体入侵的第一道防线。固有免疫细胞主要包括单核/巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞(DC)、自然杀伤细胞(NK细胞)等。固有免疫细胞通过模式识别受体［甘露糖受体(MR)、清道夫受体(SR)和Toll样受体(TLR)］或有限多样性抗原识别受体对病原体及其感染细胞或衰老损伤和畸变细胞表面某些共有特定表位分子的识别结合，参与适应性免疫应答的启动和效应等过程。抑制DC：DC是目前所知的机体内功能最强的专职抗原递呈细胞，可有效地刺激B细胞和T细胞的活化，从而将固有免疫和适应性免疫有机联系起来。大量研究表明，在SLE患者体内无论是B细胞异常引起的体液免疫反应还是T细胞异常引起的细胞免疫反应，都与DC的功能改变有直接关系。杨柳等［12］，王晓冰等［4］研究表明，As2O3能上调NK细胞功能。抑制TLR：TLR连接了固有免疫和适应性免疫，尤其是TLR7及TLR9，能够同某些内源性配体相结合，产生抗ssRNA抗体及抗DNA抗体，促进干扰素-α(IFN-α)的分泌，在SLE发生和进展中起重要作用。即表达上调的TLR7、TLR9及IFN-α有助于SLE 发病［13-16］。

1.2 调节细胞因子 细胞因子是由免疫细胞及组织细胞分泌的在细胞间发挥相互调控作用的一类小分子可溶性多肽蛋白，通过结合相应受体调节细胞生长分化和效应，调控免疫应答。其包括白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、生长因子(GF)等。

1.2.1 IL IL-4是Th2型细胞因子，是一种具有多种生物功能的细胞因子。IL作用于T细胞可促使静止T细胞向Th2分化，介导Th2型免疫应答反应；作用于B细胞可促其生长、增殖及抗体的产生；还可刺激肥大细胞的活性，抑制单核巨噬细胞的功能，降低细胞毒活性和抑制Th1型细胞因子的产生。SLE患者血清IL-4水平明显增高，且与SLE病情活动性相关。林素仙［17］、王晓冰［9］及夏晓茹［7］等研究表明，As2O3能抑制 BXSB或MRL/lpr狼疮鼠IL-4的水平。IL-6：属于Th2细胞因子，是机体免疫网络中重要的细胞因子，可由外周血单核细胞产生，具有广泛的生物学活性，能刺激T、B细胞增殖分化及免疫球蛋白分泌，参与调节免疫反应［18］。研究表明，SLE患者体内IL-6显著高表达，IL-6升高也可能与SLE关节的损害有关［19-20］。林雪萍等［21］研究表明，As2O3能抑制活动期SLE患者T淋巴细胞IL-6的分泌。IL-10：是Th2型细胞因子，主要由淋巴细胞产生，作用于B细胞，刺激B细胞活化和分泌免疫球蛋白。IL-10水平升高与SLE疾病的活动度增高有关［22-23］。庞贵秀［24］、夏晓茹［10］等研究表明，As2O3能抑制淋巴细胞分泌IL-10的能力。IL-12：是单核巨噬细胞因子，可诱导固有免疫和适应性免疫调节中IFN-γ的产生［25］。研究发现，血浆中IL-12的表达水平与患者的SLE活性指数呈现正相关，其通过在炎性组织中招募效应白细胞从而对炎症部位的免疫应答进行调节［26］。王晓冰等［5-9］研究表明，As2O3能降低血清IL-12水平和Th细胞内IL-12的水平。

1.2.2 IFN IFN包括为Ⅰ型和Ⅱ型干扰素，Ⅰ型干扰素主要有IFN-α、IFN-β。Ⅱ型干扰素即IFN-γ。IFN-γ属Th1型细胞因子，主要由淋巴细胞产生，又称免疫干扰素。其主要作用是通过激活单核细胞、淋巴细胞和NK细胞而调节免疫反应，调节淋巴因子的生成，诱导细胞表面受体表达等。IFN-γ水平升高与肾损害的程度呈正相关［27］。王晓冰［5，9］、林素仙［17］、夏晓茹［7-8］、朱晓芳［28］等研究表明，As2O3能降低狼疮鼠血清IFN-γ水平。陈培荣等［11］研究表明，1 mmol/L As2O3作用24小时能在一定程度上有效抑制活化状态下MRL/lpr小鼠脾脏CD4＋T细胞IFN-γ的异常分泌。朱晓芳等［29］研究表明，As2O3降低狼疮鼠血清 IFN-γ 水平的机制为可能通过影响MRL/lpr狼疮鼠T-bet/GATA3信号通路，降低T-bet表达，从而减少Th1型细胞因子IFN-γ的表达和分泌。

1.2.3 GF GF包括转化生长因子 β(TGF-β)、血管内皮细胞生长因子(VFGF)、神经生长因子(NGF)、血小板生长因子(PDGF)等。TGF-β是一种类多能细胞生长调节因子，具有调节细胞生长、诱导细胞外基质分泌及调节炎症、免疫等功能，是目前认为诱发纤维细胞产生胶原、纤维连接蛋白和糖蛋白的最强因子之一。在肾脏炎症早期，TGF-β能募集血液循环中炎性细胞及成纤维细胞至肾小球和肾小管，促使炎症进一步发展，是损伤的肾小管上皮细胞产生的最重要的细胞因子，在肾小管间质纤维化中起重要介导作用。此外，还发现TGF-β在狼疮肾炎中表达也显著上调，与肾小管间质纤维化之间相关联，且肾小管间质的病变与肾功能受累程度呈正相关［30］。陈丹等［31］研究表明，As2O3可下调狼疮鼠肾小管TGF-β1的表达。

1.3 影响转录因子 转录因子是一类能与特异性DNA序列结合并调节基因转录的基因调控蛋白，主要有核因子κB(NF-κB)和激活子蛋白1(AP-1)等。NF-κB是普遍存在于细胞浆中以p50/p65异二聚体为形式的一种快反应转录因子。主要生物功能是通过调节一系列重要的免疫因子参与免疫和炎症反应［32］。有研究发现，NF-κB65可通过介导单核细胞趋化因子合成参与肾组织中单核细胞的募集反应，从而加重肾小管间质病变［33］。陈丹等［31］研究表明，As2O3可下调狼疮鼠肾小管NF-κBp65的表达。

1.4 调控表观遗传学 表观遗传学是指不涉及基因突变或DNA碱基改变的、可以通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的稳定基因表达的变化，它是不符合传统孟德尔遗传规律的核内遗传。3种主要的表观遗传调控方式为：DNA甲基化、组蛋白修饰和微小RNA［34］。目前研究较多的还是前二者。

1.4.1 DNA甲基化 DNA甲基化是在DNA甲基化转移酶的作用下，利用S苷甲硫氨酸提供的甲基(团)，将甲基(团)转移到DNA分子的脱氧胞苷的嘧啶环第5号碳原子上，使其转变成甲基化脱氧胞苷。研究表明，SLE患者普遍有基因组DNA甲基化水平降低，血浆DNA低甲基化在SLE发病中可能起重要作用［35］。周艳［36］、王红［2，37］、孙莉等［38］研究表明，As2O3能逆转低甲基化状态。朱载华等［39］进一步研究表明，1 μmol/L As2O3作用 24 小时能在一定程度上有效逆转活化状态下MRL/lpr小鼠脾脏CD4＋T细胞IFN-γ基因启动子低甲基化。

1.4.2 组蛋白修饰 组蛋白复合体具有灵活的N端尾部，其延伸至核小体以外，会受到不同的化学修饰。被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修饰状态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能与转录复合物相互作用。组蛋白的修饰形式包括乙酰化、甲基化、泛素化以及磷酸化等。其中组蛋白乙酰化修饰是最早被发现的与转录有关的组蛋白修饰方式，组蛋白乙酰化可以影响细胞内染色质结构，从而参与特定点位的基因转录调控，在细胞生长和分化过程中起重要作用。研究发现SLE患者CD4+T细胞中H3和H4的乙酰化水平下降，且H3低乙酰化程度与SLE疾病活动性呈负相关［40］。嘉婷等［3］研究表明As2O3能提高组蛋白H3的乙酰化水平，而对正常小鼠并无明显影响。

1.5 诱导细胞凋亡 细胞凋亡又称程序性细胞死亡。SLE患者存在凋亡增加和凋亡小体清除障碍等。林雪萍等［21，41］及庞贵秀等［24］研究表明，As2O3能诱导外周血淋巴细胞凋亡，并且具有时间和浓度依赖性。刘睿婵等［42］进一步研究表明，As2O3诱导MRL-lpr狼疮肾炎小鼠自身反应性淋巴细胞发生凋亡的作用机制可能与激活caspase家族成员、抑制bcl-2等自身基因表达有关。

2 治疗作用

朱小春［43］、夏晓茹［44］、王晓冰［9］、林素仙［17］、王红［45］等研究表明，As2O3能明显降低狼疮鼠血清中抗 dsDNA 水平。朱小春［43］、陈丹［31］、王晓冰［5］等研究表明，As2O3能降低狼疮鼠尿蛋白，血尿素氮，血肌酐，肾小球细胞计数和肾组织活动积分，并有效抑制狼疮鼠肾小球中IgG的沉着。林素仙［17］、夏晓茹［44］等、王红［45］研究表明，As2O3能延长狼疮鼠的生存时间，降低死亡率。

3 减毒研究

已经证明，As2O3通过诱发活性氧自由基，促发脂质过氧化，主要是H2O2和O2-，引起细胞DNA损伤，同时刺激释放与损伤有关的各种促炎症因子在组织表达，并可通过激发caspase途径引起细胞凋亡，导致组织损伤［46-48］。刘中禄等［49］研究表明，白藜芦醇(RES)具有良好的抗As2O3所致的氧化损伤和抑制脂质过氧化反应，清除氧自由基，减少体内NO自由基生成，减轻NO毒性，且呈剂量依赖性。张靖宇等［50］研究表明，大剂量白藜芦醇可减轻As2O3引起的实验大鼠心肌组织结构损伤，其机制亦与其提高机体内抗氧化酶活性及拮抗脂质过氧化有关。同时Walle、shen等［51-52］在研究RES对As2O3抗肿瘤作用的影响时，发现RES没有减弱As2O3对A549细胞的抗肿瘤作用，相反白藜芦醇可减弱A549细胞的生长，结果显示二者具有联合作用。为二者联合应用提供了理论基础。

4 安全研究

王红等［53］研究表明，As2O3能明显增加MRL/lpr自发性狼疮小鼠的体质量，明显减低其累积病死率，而对C57正常小鼠则无明显作用。

5 不良反应

吴楠等［54］用治疗剂量 As2O3(每日 10 mg，稀释后静脉滴注)治疗急性早幼粒细胞白血病时发现其不良反应主要有：1)神经系统：轻度头痛及头晕、乏力、失眠，无烦躁、嗜睡、谵妄、昏迷惊厥等；2)皮肤：丘疹、红斑及荨麻疹样皮疹，皮肤干燥，砷斑；3)消化系统：食欲减退、腹胀、轻度腹泻、恶心，无腹痛、剧烈呕吐及严重腹泻等；4)肝功能：天门冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、碱性磷酸酶(AKP)增高；5)周围神经：手足麻木、肌肉酸痛，无感觉减退和肌无力；6)黏膜刺激：鼻干、咽干，无口腔溃疡和睑结膜充血；7)心血管系统：心悸及ST及T波变化；8)水钠潴留：体质量增加，无胸腔、腹腔及心包积液；9)其他：无指甲的Mees线和相关癌肿。并将其不良反应划分为砷吸收，轻度不良反应，慢性轻度与慢性中度中毒。治疗剂量注射液的不良反应多为轻度、可逆的。

6 毒性方面

一般认为，超标的As2O3有致癌、致畸、致突变等作用，治疗量的As2O3有治疗作用。研究表明［55］，As2O3诱导RA滑膜B型细胞影响时发现其有潜在的致癌作用。但还没有人体应用砷剂致癌的病例报道。

7 展望

现代医学认为砷是人体中必需的超微量元素之一，有其难以替代的作用，但砷制剂毕竟是剧毒类药物。As2O3在低剂量时具有诱导分化作用，在高剂量时则对细胞具有原浆毒作用，其时间累积与剂量大小都至关重要。因此，As2O3作为一个新的诱导分化剂，在治疗SLE过程中，如何在保证疗效的前提下，减少其毒副作用是值得首先考虑的问题。在它的剂量大小、细胞周期特异性、用药方式的选择及体内蓄积产生的毒副作用等很多方面，还有待于我们进一步探索和研究。