蛋白、核酸类生物学标志物在类风湿关节炎诊断治疗及预后预测中的应用进展

黄妃，王宇，方芳

1华中科技大学协和深圳医院全科医学科，广东深圳518000；

2遵义医科大学附属医院风湿免疫科

类风湿关节炎（RA）是一种慢性进行性炎症性疾病，临床上主要表现为对称性多发性关节炎及自身免疫异常，导致关节和关节周围结构的损害以及全身炎症，最终可造成关节畸形和功能丧失，是一种高致残性的自身免疫病［1］。在早期阶段识别RA对预防患者骨质侵蚀和阻止放射学变化的进展至关重要。目前，用于RA临床诊断最常见的血清学标志物是类风湿因子（RF）和抗瓜氨酸蛋白抗体，二者联合具有良好的敏感性和特异性［2-7］。但在临床上仍存在大量在疾病早期甚至患病多年的RA患者血清学生物标志物表现阴性，给临床诊断带来困难，延误治疗。因此，在RA早期疾病阶段寻找更具有诊断价值的生物标志物引发了学者们的极大兴趣，近年也取得了一些成就。现就近年新发现的RA诊断相关的蛋白类及核酸类生物标志物临床应用进展进行综述，希望有助于早期和血清学阴性RA的分类诊断、治疗及预后预测。

1 蛋白类生物标志物在RA诊断、治疗及预后预测中的应用

RA是一种以关节炎症为特征的自身免疫性疾病。虽然RA的发病机制尚不完全清楚，但RA患者血清中自身抗原和抗体的存在为潜在疾病的病理生理学提供了许多线索。因此，研究抗原-抗体可能的致病潜力可能会导致更好地了解RA的病理生理过程。迄今为止，各种候选的自身抗原和自身抗体已被发现在RA诊疗及预后预测中发挥着重要作用。

1.1 自身抗体类抗氨甲酰化蛋白（CarP）抗体是一种与ACPA类抗体具有高度相似性的抗修饰蛋白类新型自身抗体。ZHANG等［8］最新研究发现，中国地区RA患者血清中有18.8%的抗CarP抗体阳性，在抗CCP阴性/RF阴性的RA患者中抗CarP抗体的阳性率为9.4%，该研究首次发现抗CarP抗体滴度与RA的疾病活动度以及骨侵蚀呈显著相关性。

抗肽基精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）抗体可通过催化人体内蛋白质中的精氨酸转变成瓜氨酸从而形成多种瓜氨酸化自身抗原，在RA诊断中具有较高的特异性。一项研究发现，抗PAD4在ACPA阴性的RA患者中特异性高达96.2%，二者联合检测可使特异性升高至99.2%；而在早期RA中（病程＜2年），其特异性也可达到99.1%［9］，为血清阴性和早期难诊断的RA患者提供了强有力的证据。

抗瓜氨酸化α烯醇化酶多肽1（CEP1）抗体先后在RA患者的关节滑液和血清中发现，且前者表达水平高于后者，表明其参与了RA的局部炎症反应。PONIKOWSKA等研究发现，RA患者的抗CEP1阳性率明显高于健康对照及未分化性关节炎（UA）患者。此外，在抗CCP与RF均阴性的RA患者中有50%的抗CEP1检测为阳性［10］。因此，抗CEP1抗体对于鉴别RA与UA具有一定价值，可作为诊断早期炎性关节炎的标志物。

肽聚糖识别蛋白可通过将具有生物活性的细菌细胞壁肽聚糖消化成无生物活性的小分子片段来发挥类似清道夫的作用，并调节NOD1/2介导的机体炎症，因此被认为是连接天然免疫和获得性免疫的纽带。有研究发现，抗肽聚糖识别蛋白2（PG‑LYRP2）抗体水平在RA中明显高于其他疾病和健康对照组，尽管其诊断RA的敏感性（42.7%）和特异性（85.20%）偏低，但其仍可识别30%～40%的早期（病程＜2年）和血清阴性的RA患者，提示抗PG‑LYRP2抗体可能成为诊断RF和/或抗CCP抗体阴性RA的一种有前途的生物标志物［11］。

抗五聚蛋白3（PTX3）抗体是一种典型的可溶性模式识别分子，与补体相互作用参与识别和消灭入侵的病原体和凋亡碎片，在先天免疫反应和炎症反应以及组织损伤和重塑中发挥关键作用。一项研究表明，RA患者血清和关节滑液中PTX3浓度均显著升高，并且与疾病的严重程度相关。当血清PTX3临界值为1 683 pg/mL时，其诊断RA的灵敏度为86.67%，特异度为86.67%；当关节滑液PTX3临界值为1 902 pg/mL时，灵敏度为100%，特异度为100%，显示了较好的诊断性能，但仍需大样本实验进行验证。相关分析发现，血清和关节滑液中PTX3和C-反应蛋白（CRP）浓度呈正相关，二者联合检测可提高诊断敏感性［12］。

1.2 抗原类已有研究证实，14-3-3η蛋白检测可增强对RA的诊断效率［13］。在早期RA中（病程＜1年），骨密度不同的患者血清14-3-3η浓度也明显不同，可能与RA患者骨质疏松症的发生有关，因此14-3-3η可能是早期RA发展骨质疏松症的预测因子［14］。

结缔组织生长因子（CTGF）是一种广泛存在于人类多种组织器官中的富含半胱氨酸的基质细胞蛋白，参与细胞增殖、分化、炎症、血管生成等病理生理过程。有研究表明，RA患者滑液中CTGF浓度明显升高，曲线下面积（AUC）可达0.97，对RA有较好的诊断能力［15］。

主穹窿蛋白（MVP）介导核膜转运以及参与多种细胞增殖和凋亡等生物学过程，在先天免疫和炎症反应中起着十分重要的作用。最近有研究表明，MVP水平在RA组和早期RA组中明显高于OA组和健康对照组。MVP联合RF或抗CCP对RA和早期RA的诊断准确率高于单独使用RF或抗CCP诊断［16］。

半乳糖凝集素l（Gal-1）是一种进化上保守的糖结合蛋白家族成员，参与T细胞凋亡的调节、信号传导及细胞因子的分泌等。最近的一项横断面研究表明，RA患者表现出较高的Gal-1血清水平［17］。而以往研究表明，RA患者和健康对照组中的Gal-1血清水平并无差异［18］。另有研究表明，与健康对照组相比，幼年特发性关节炎患者滑膜组织中Gal-1的表达水平降低［19］，RA患者软骨侵袭部位的Gal-1表达缺失［20］，或关节滑液中Gal-1的表达水平降低［18］。因此，Gal-1作为RA生物标志物的作用仍然存在争议。

趋化因子和趋化因子受体参与白细胞迁移和炎症过程，因此被认为与RA发病机理有关。趋化因子10（CXCL10，传统上称为干扰素γ诱导的10 KD蛋白或IP-10）可由多种细胞分泌，具有将炎症细胞募集到关节间隙的趋化作用，还可通过在活化的CD4+T细胞和成纤维样滑膜细胞（FLSs）中诱导核激活因子κB受体（RANKL）来促进破骨细胞生成，导致骨侵蚀，因而靶向CXCL10可能是RA治疗的有益选择［21］。对RA患者的研究显示，CXCL10水平在RA和早期RA患者外周血中均显著高于健康对照组，临界值为793 pg/mL时诊断早期RA的敏感性为65%，特异性为77%，且CXCL10水平与DAS28、肿胀和压痛关节数呈正相关，表明CXCL10在RA早期炎症中起着核心作用，可能是RA早期疾病活动的标志物［22-23］。此外，CXCL10可用于监测RA对肿瘤坏死因子抑制剂和阿巴西普治疗的反应性［24-25］。

可溶性清道夫受体A（sSR-A）又称CD204，是一种主要表达于髓系细胞的模式识别受体。大量的研究已经描述了SR-A在脂质代谢、心血管疾病和病原体识别中的作用。然而，sSR-A作为RA潜在诊断标记物的意义尚未得到研究。近期HU等［26］进行了一项大规模的多中心研究，发现RA患者的sSR-A水平显著高于其他风湿疾病和健康对照组，在早期和血清阴性RA中也显示出较高的阳性率。另外，sSR-A水平与RA患者放射学损伤之间也存在适度的相关性。

中性粒细胞是RA发病机制中的重要免疫细胞，通过免疫复合物和补体介导的机制渗透到关节，参与蛋白水解酶的释放，引起组织损伤和炎症。有研究表明，RA患者中性粒细胞活化和细胞死亡的标志物较正常人升高，分别是钙卫蛋白（CALP）和中性粒细胞胞外杀菌网络（NETs）。CALP水平与临床疾病活动指数（CDAI）相关，并可有效区分缓解期和活动期RA患者，与ACPA联合可以预测骨侵蚀病变和关节间隙狭窄。而NETs水平与炎症水平相关，联合“中性粒细胞活化标记物”在识别发生关节外结节的患者方面有很好的预测价值。因此，中性粒细胞生物标志物在RA病情监测和预后方面提供了额外的临床价值［27］。纤维蛋白原样蛋白1（FGL1）是一种肝源性生长因子，可以加速正常肝细胞的增殖，属于纤维蛋白原家族。研究发现，FGL1用于RA监测疾病活动有一定价值，能有效判断RA活动程度以及区别健康人，是评估RA的疾病活动性和预后的良好生物标志物［28］。

2 核酸类生物标志物在RA诊断、治疗及预后预测中的应用

越来越多的研究表明，非编码RNA（ncRNA）在炎症和自身免疫调节中的关键作用，主要包括微小RNA（miRNAs）、长链非编码RNA（lncRNAs）和环状RNA（circRNA）。ncRNA是不同生理和病理生理过程中的重要调节因子。许多经过验证的ncRNA已被确定为诊断和治疗RA的有希望的生物标志物。

2.1 微小RNA（miRNAs）miRNA是一类长度为20～24核苷酸的单链小分子，参与调控多种免疫过程，包括T细胞和B细胞的发育和成熟、抗原呈递、Toll样受体信号传导和促炎细胞因子的产生［29］，通过调节破骨细胞、成骨细胞和关节软骨细胞的分化参与骨和软骨的重建［30］。近年，miRNAs在RA发展过程中的调节功能和作用机制受到广泛关注，有望成为血液中稳定的且易于检测的非侵入性生物标记物，用于RA诊断和治疗反应的监测等方面。

YUE等［31］首次报道，在RA患者 血 清中miR-99b-5p、miR-143-3p和miR-145-5p表达升高，且与RA的早期诊断密切相关，其中miR-99b-5p能够预测在以传统合成改变病情抗风湿药（csDMARDs）为主的治疗1年后的骨质侵蚀进展。体外研究表明，miR-27b-3p可能通过直接抑制同源结构域相互作用蛋白激酶2（HIPK2）的表达而阻止软骨细胞的凋亡，从而延缓RA的发展［32］。MURATA等研究发现，miR-16、miR-146a、miR-155和miR-223在RA患者的滑液中高度表达，而这些miRNAs在血清和滑液 中 的 丰 度 并 不 一 致［33］。SINGH等［34］认为，hsa-miR-132-3p、hsa-miR-146a-5p和hsa-miR-155-5p是预测甲氨蝶呤（MTX）治疗RA疗效的有前途 的 生 物 标 志 物。LIU等［35］发 现miR-5571-3p和miR-135b-5p在RA滑膜组织中表达增加，二者联合诊断RA时AUC值可达0.833。此外，miR-5571-3p和miR-135b-5p水平均与RA的疾病活动性和炎症水平呈正相关。CHENG等［36］发现，RA患者外周血中miR-125a和miR-125b表达均升高，且高表达miR-125a和miR-125b的RA患者对英夫利昔单抗治疗反应性较好。

2.2 长链非编码RNA（lncRNAs）lncRNAs是一类长度＞200个核苷酸的ncRNA，近年发现可能参与调控RA FLSs的炎症反应、增殖、迁移、侵袭和凋亡过程，调节T淋巴细胞和巨噬细胞的分化，并影响软骨细胞再生—破坏的平衡［37］。有许多研究借助高通量测序和生物信息学技术发现，在RA患者组织、细胞或体液样本中存在差异表达的lncRNAs。

ZHANG等［38］发现，lnc0640在RA患者外周血单个核细胞（PBMC）中高表达，而lnc5150表现为低表达，二者均与CRP显著相关。MOHARAMOGHLI等［39］发现，GAS5、RMRP和THRIL高表达于RA患者外周血T淋巴细胞，且RMRP表达与疾病持续时间呈正相关。MEG3在RA患者的FLSs中表达下调。动物实验表明，lncRNA MEG3可通过下调miR-141和AKT/mTOR信号通路从而抑制RA的发生发展［40］。GONG等［41］发现，lnc-ITSN1-2高表达于RA患者血清，其对RA的诊断价值较高（AUC=0.898），灵敏度为90.0%，特异性为80.0%。此外，血清lnc-ITSN1-2水平与炎症指标（ESR、CRP）和疾病活动性（DAS28）均呈正相关。PIAO等［42］研究发现，ln‑cRNA MTCO2P12，KCNQ5-IT1和RP11-83J16.1在RA患者滑液中表达水平升高，其中lncRNA RP11-83J16.1可促进RA FLSs细胞增殖、迁移、侵袭和炎症反应，减少细胞凋亡，正向调节细胞URI1、FRAT1和β-catenin的表达，与RA的风险增加和疾病活动性相关。WANG等［43］发现，RA患者血清中lncRNA DILC表达下调，而IL-6表达上调，二者存在负相关。

ZHOU等［44］发现，RA相关肺间质病变（RA-ILD）组PBMC中NR_002819，NR_038935和ENST00000 603415的表达显著升高，而ENST00000560199的表达显著降低。NR_002819，NR_038935和ENST0000 0603415诊断RA-ILD的AUC值分别为0.858、0.704和0.976，ENST00000560199诊断RA-ILD的AUC为0.853，提示这些lncRNAs对诊断RA-ILD具有辅助价值，是RA-ILD诊断的潜在标志物。

综上所述，RA患者体内蛋白类生物标志物（抗体类及抗原类）、核酸类生物标志物（miRNAs、ln‑cRNAs、circRNA等）在RA的诊断、治疗及预后预测中均起重要作用。近年，ncRNA已被视为全球许多科学领域的研究热点，在炎症调节和自身免疫中的作用也已引起学者们的广泛关注。其中，越来越多的研究表明lncRNA和miRNA是一类很有前途的疾病生物标志物。尽管ncRNA表达量低，易受环境影响，但庞大的ncRNA家族中仍存在许多未知的值得人们去探索的疾病标志物。