类风湿关节炎中相关促炎因子和抑炎因子的研究进展

苗正月，蒋金桃，崔国良，冯小可

(南京医科大学第一附属医院a.中医科，b.中西医结合研究所，南京 210029)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种常见的自身免疫性疾病，以滑膜增生、炎症细胞浸润、血管翳形成及关节软骨和骨基质破坏为主要特征[1]，主要累及四肢末端小关节等，呈对称性[2]；RA发病率低，但死亡风险高，且发病多从滑膜炎症开始逐渐进展为骨质破坏[3]。RA发病与T细胞和B细胞的异常激活相关，相关炎症因子在RA发展进程中起调节作用。促炎因子[如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白细胞介素(interleukin，IL)-6、IL-17]导致骨和软骨的降解。抑炎因子(IL-10等)通过抑制炎症进展延缓骨破坏，促炎和抑炎因子的失衡，导致RA的进展，还会导致多系统免疫并发症[4]。

炎症因子是指参与炎症反应的各种细胞因子，可分为促炎因子和抑炎因子[5]。RA中的促炎因子包括TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、IL-1β、γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)等，它们共同促进白细胞在关节中的募集，形成慢性炎症，刺激破骨细胞形成，诱导滑膜成纤维细胞增殖，导致血管翳形成，促进骨和软骨降解，并可有效诱导其他促炎介质释放[6-7]。IL-4、IL-10、IL-13等抑炎因子可以平衡固有免疫细胞和适应性免疫细胞的慢性激活[6]。

目前针对RA炎症因子研发的生物制剂中，IL-6受体抑制剂[沙立芦人单抗、托珠单抗]和TNF-α抑制剂[赛妥珠单抗、戈利木单抗、英夫利昔单抗、阿达木单抗]已获批治疗RA，其他细胞因子(IL-1受体、IL-17、IL-23)作为RA治疗潜在靶点的临床试验正在进行中[8]。现对RA发病过程相关的促炎因子和抑炎因子进行综述，以期为寻找其潜在靶点提供帮助。

1 促炎因子

1.1TNF-α TNF-α是一种较强的促炎因子，由活化的巨噬细胞、单核细胞、T淋巴细胞等产生，在细胞增殖、凋亡、先天性和适应性免疫中起关键作用[9]。TNF-α有可溶性TNF-α和跨膜TNF-α两种表达形式，其中跨膜TNF-α是可溶性TNF-α的前体，可溶性TNF-α主要结合TNF受体1，而跨膜TNF-α主要与TNF受体2结合，两者均能在炎性活动和免疫反应中发挥作用[10]。TNF-α主要在RA患者的关节液和滑膜中表达，可以介导白细胞聚集，促进滑膜炎症；还可通过激活滑膜成纤维细胞或刺激关节软骨细胞中胶原酶的合成，导致软骨退化[11-12]。阿达木单抗、依那西普和英夫利西单抗是以TNF-α为靶点的抑制剂，可用于治疗RA，这些药物以不同形式与TNF-α结合，抑制TNF-α与其受体的结合，从而中和TNF-α的生物活性。TNF-α是参与RA发病的重要细胞因子，且是明确的RA治疗靶标，可通过靶向抑制TNF-α表达抑制滑膜炎症，从而抑制滑膜成纤维细胞和关节软骨细胞活性及胶原酶的合成，防止软骨退化，改善RA症状，抑制疾病进展。

1.2IL-6 IL-6作为一种最常见的促炎因子，由单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等活化产生，且在RA患者血清和滑膜组织中呈高表达[13]。在RA中，IL-6的作用主要是参与成纤维细胞的激活和增殖、破骨细胞分化、T细胞增殖和存活、辅助性T细胞(helper T cell，Th细胞)17分化，B细胞的存活和抗体产生等过程[14]。IL-6与转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)共同诱导Th17细胞的发育，同时IL-6还能抑制TGF-β诱导的调节性T细胞(regulatory T cell，Treg细胞)分化。IL-6促进破骨细胞的分化可引起骨质破坏，加速RA发展[15]。Th17细胞和Treg细胞在免疫功能中具有重要作用，Th17细胞可以分泌IL-6、TNF-α、IL-22及IL-17A和IL-17F等促炎因子,而Treg细胞主要维持免疫平衡，IL-6是决定Th17/Treg细胞平衡的重要因素之一[16]。托珠单抗和沙立芦人单抗均以IL-6受体为靶点，并用于RA治疗，主要通过与可溶性IL-6受体和膜性IL-6受体结合，抑制可溶性IL-6受体和膜性IL-6受体介导的信号转导。IL-6受体亦是已明确的RA治疗靶标，可通过靶向抑制IL-6受体介导的信号转导抑制RA中破骨细胞、T细胞、B细胞等免疫细胞的增殖、分化，进而抑制炎症，延缓疾病进展。

1.3IL-1β IL-1β和IL-1α同属于IL-1家族[17]，可由单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞产生，促进Th17细胞分化和破骨细胞激活[14]。IL-1β是一种多效性细胞因子，在细胞内可参与机体反应的各种过程，如炎症、免疫调节、代谢、造血和肿瘤进展等，从而影响细胞功能，如控制DNA含量、减少蛋白质合成和胞内能量产生、诱导细胞凋亡和坏死等[18-19]。在RA中，IL-1β不仅可通过上调核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)，促进破骨细胞生成[20]，还可以促进基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)的表达，刺激前列腺素E2和促炎介质的分泌，参与关节破坏，诱导血管细胞黏附因子1和细胞间黏附因子1的表达等[19]。与其他炎症因子不同，IL-1β参与RA发病的途径有两种：①通过促进破骨细胞生成直接导致关节破坏；②通过介导促炎因子分泌间接引发RA。“关节炎症”和“骨破坏”是RA的两大特征，目前以IL-1β为靶点的抑制剂尚未被批准用于RA治疗，但将IL-1β作为RA潜在治疗靶点的相关临床试验已经开展，故推测IL-1β可通过抑制炎症和延缓骨破坏靶向治疗RA，进而抑制疾病发展。

1.4IL-23 IL-23是一种天然细胞因子，属于IL-12家族成员，由IL-12p40和IL-12p19亚基组成，由巨噬细胞和树突状细胞分泌，可参与正常的炎症和免疫反应[21-22]。在RA中，IL-23主要参与炎症反应和骨细胞破坏，促进RA患者关节肿胀和关节损伤[23]。同时，IL-23可以诱导T细胞激活，产生IL-17，增加巨噬细胞中TNF-α和IL-1β的表达，诱导成骨细胞中IL-1β产生，促进炎症发展[24]。此外，IL-23可通过刺激破骨前体细胞中RANKL的表达及T细胞和成纤维细胞中的RANKL表达加重关节损伤，还可直接作用于成骨细胞前体或通过IL-17或IL-22对成骨细胞的间接作用影响骨形成[25]。因此，IL-23主要通过增加TNF-α和IL-1β的表达参与RA的炎症反应，其对骨破坏的作用则主要通过调节RANKL表达实现。

古塞奇尤单抗是以IL-23A为靶点的抑制剂，已用于斑块状银屑病和银屑病关节炎的治疗，其用于RA治疗的相关临床试验已开展。古塞奇尤单抗通过选择性结合IL-23的p19亚基抑制其与IL-23受体的相互作用，达到抑制促炎因子和趋化因子释放的目的。因此，IL-23可作为RA的潜在靶点，靶向抑制IL-23可以抑制免疫细胞中炎症因子的表达，且与IL-1β类似，其可通过调节骨关节的破坏抑制疾病进展。

1.5IL-17 IL-17(也称IL-17A)可诱导粒细胞集落刺激因子、CXC趋化因子配体1、CXC趋化因子配体2等产生，是联系T细胞活化及中性粒细胞激活的关键细胞因子[26]，可由T细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等产生[27]。在RA发病过程中，IL-17可通过刺激滑膜成纤维细胞产生血管内皮生长因子，导致关节内血管增加，促进血管生成，促进IL-6、IL-8、前列腺素E2和粒细胞集落刺激因子等炎症因子分泌[28]，诱导滑膜成纤维细胞释放MMP-1和MMP-3[29]，刺激巨噬细胞产生IL-1β和TNF-α，从而产生炎症反应[30]。此外，Th17细胞可以通过刺激RANKL表达促进骨破坏[31]。IL-17作为促炎因子，参与多种自身免疫性疾病的进展。依奇珠单抗、司库奇尤单抗、布罗利尤单抗均是以IL-17A为靶点的生物制剂，其中依奇珠单抗、司库奇尤单抗已用于银屑病关节炎、银屑病、非放射性中轴型脊柱关节炎和强直性脊柱炎的治疗，而布罗利尤单抗已用于银屑病关节炎和银屑病的治疗，其用于治疗RA的相关临床试验已开展。在RA中，IL-17主要通过促进炎症因子表达参与RA进展，IL-17作为RA的潜在治疗靶点，可通过抑制IL-17的表达减少促炎因子和趋化因子释放，从而抑制炎症发展、减缓关节破坏。

1.6IFN-γ IFN-γ作为唯一的Ⅱ型干扰素成员，由自然杀伤细胞、Th1细胞、巨噬细胞、树突状细胞等产生，在炎症和自身免疫性疾病中起重要作用[32]。IFN-γ的作用是双向的，在RA中，IFN-γ可以刺激Th1细胞效应细胞发育，促进B细胞成熟、抗体产生、同型抗体转化为Th1细胞相关抗体，增强主要组织相容性复合体Ⅰ和主要组织相容性复合体Ⅱ的表达，促进抗原呈递，增强细胞间黏附因子1的表达，促进炎症发展[33]，同时还可以通过调节血管细胞黏附因子1改变血管通透性，将炎症细胞释放到关节炎症区域[34]。IFN-γ通过抑制破骨细胞分化、抑制滑膜成纤维组织中IL-1β介导的MMP-1和MMP-3分泌，发挥抑制骨破坏作用。此外，IFN-γ具有刺激Treg细胞活性，抑制Th17发育和IL-17诱导的IL-6、RANKL和粒细胞趋化物2表达的功能，从而发挥其在胶原诱导关节炎模型中的保护作用[33,35]。IFN-γ是唯一具有双向调节作用且参与RA发病的细胞因子，既可促进炎症进展，又可抑制骨破坏。目前，尚无以IFN-γ为靶点的RA治疗药物，芳妥珠单抗作为IFN-γ抑制剂治疗RA的具体作用机制尚不清楚。IFN-γ是治疗RA的潜在靶点，可通过靶向IFN-γ或抑制骨破坏干预RA进展，但其促进炎症和抑制骨破坏的平衡点仍需进一步研究。

2 抑炎因子

2.1IL-4 IL-4是一种多效性糖蛋白，主要来源于T细胞，可促进B细胞增殖[36]，也是一种抗炎细胞因子。IL-4可通过抑制Th1细胞介导的促炎因子调节巨噬细胞的极化和活性，还能通过调节组蛋白去乙酰化增强Th2细胞介导的抗炎作用，从而改善关节炎，防止关节破坏和骨侵蚀[37]。IL-4可抑制滑膜巨噬细胞生成IL-1β和TNF-α以及表达CD16和CD64，从而抑制炎症发展[38]。在胶原诱导关节炎小鼠模型中，IL-4治疗可以减轻关节症状，未行IL-4治疗的小鼠关节炎症状更严重。IL-4可通过干扰细胞周期和降低细胞存活率来抑制生长因子诱导的滑膜细胞增殖。在RA中，IL-4可通过抑制滑膜成纤维细胞中血管内皮生长因子的生成发挥抗血管生成作用。研究表明，IL-4作为一种内源性调节剂，能够抑制RA患者和胶原诱导关节炎小鼠模型肥大细胞的发育及肥大细胞祖细胞的生存，减少肥大细胞数量[38]。此外，IL-4可抑制软骨细胞中MMP-13、金属蛋白酶组织抑制物3或解聚蛋白样金属蛋白酶4的表达[38]。可见在RA中，IL-4不仅可通过调节促炎因子表达抑制炎症和防止骨破坏，还可通过抑制细胞增殖、血管生成等发挥作用。因此，通过促进IL-4表达可抑制RA进展。

2.2IL-10 IL-10是由T细胞、B细胞、单核巨噬细胞、中性粒细胞及树突状细胞分泌的一种免疫抑制性细胞因子，在自身免疫性疾病中起保护作用[39-40]。Janus激酶-信号转导及转录激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)是介导IL-10发挥作用的关键信号通路，IL-10与其配体结合后激活Janus激酶1/STAT3通路，STAT3与IL-10基因启动子结合后诱导IL-10分泌，可减少促炎介质释放，从而抑制免疫应答[40]。IL-10可抑制滑膜组织中性粒细胞的浸润和活化，使巨噬细胞向M2型细胞转化，抑制主要促炎因子TNF-α表达，并阻止破骨细胞活化，降低关节肿胀程度，从而抑制炎症进展，缓解软骨降解，发挥免疫调节功能[39,41]。IL-10作为有效的抑炎因子，主要通抑制其他促炎因子释放在RA中发挥作用。因此，IL-10高表达可有效抑制炎症进展，延缓RA发生。

2.3IL-13 IL-13是Th2细胞介导的免疫应答的标志性细胞因子，与IL-4的受体相同，能激活STAT6信号通路[38]，具有诱导单核细胞分化、控制炎症反应等功能[42]。IL-13可抑制脂多糖刺激的巨噬细胞产生TNF-α，减少RA滑膜组织中促炎因子IL-1α、IL-1β、TNF-α、IL-6及巨噬细胞炎症蛋白1α、巨噬细胞炎症蛋白1β和巨噬细胞炎症蛋白3α的表达。此外，IL-13可以诱导炎性巨噬细胞转变成抗炎巨噬细胞，分泌IL-10和TGF-β等抑炎因子，同时可抑制血管生成，保护滑膜细胞，抑制成骨细胞凋亡，缓解RA的炎症、血管化和骨破坏。IL-13与IL-4均可以通过IL-4受体介导STAT6，两者的功能相似，均可通过抑制促炎因子及促进抑炎因子表达来抑制炎症，还可以通过抑制血管生成等延缓RA进展，但与IL-4不同，IL-13具有对促炎因子和抑炎因子的双向调节作用。由此可见，IL-13在RA的发生和发展中具有重要作用，是一个潜在的治疗靶点。

3 小 结

RA的发生发展与炎症因子关系密切，故可从炎症因子角度治疗RA。近年来，有关生物制剂的研究被广泛关注，如TNF-α抑制剂、IL-6受体抑制剂，这些生物制剂可以缓解症状，延缓病情发展，但多数患者对其并不敏感，故需要尝试多靶点治疗，以阻断炎症传导，抑制炎症发展。目前，RA相关治疗药物的研发涉及TNF-α、IL-6、IL-17、IL-23、IL-1β、IFN-γ等细胞因子，且主要集中于相关抑制剂的研发，RA的治疗不仅限于直接抑制炎症，平衡促炎因子与抑炎因子的关系将成为RA的治疗方向。深入研究炎症因子在RA中作用和调节机制，为RA药物的研发提供更扎实的理论基础和靶点研究方向。