Blau综合征的研究进展

寇玉辉，叶菜英，邢成锋*

(1.广州银珠生物医药技术有限公司，广东 广州 510700； 2.中国医学科学院基础医学研究所 药理系，北京 100005)

Blau综合征(Blau syndrome，BS)是儿童肉芽肿性自身炎性疾病的家族性和散发性形式，属于单基因自身炎性综合征，由核苷酸结合寡聚化结构域蛋白2(nucleotide-binding oligomerization domain2，NOD2)基因突变引起。1895年儿科医生Edward Blau 首次描述该疾病为一种遗传性慢性炎性综合征，一般4岁之前发病，发病时的表现通常以关节和皮肤症状为代表，随后是眼部表现。不典型的BS病例涉及心血管、神经、肾脏、肠道和其他器官。BS还没有专门的治疗方法，主要采用经验治疗。国内近年来报道的患病人数逐年增多，基因检测手段也普遍用于疾病的诊断。本文就BS的病因、发病机制和模型研究、治疗进展做一综述。

1 Blau综合征的病因

BS属于自身炎性疾病(autoinflammatory diseases，AIDs)，最早被认识的AIDs是一组符合孟德尔遗传规律的周期性发热，称为遗传性周期性发热综合征，其特征是不定期或周期性发作性发热伴局部炎性，包括家族性地中海热(familial Mediterranean fever，FMF)、或冷炎素相关周期性综合征(cryopyrin-associated periodic syndrome，CAPS)、Blau综合征等。

NOD2蛋白是调节先天免疫的关键分子之一，由NOD2基因编码，主要在抗原递呈细胞中表达。先天免疫中的错误识别造成AIDs的发生，这是一系列T细胞和B细胞很少或没有参与的异常炎性疾病。遗传性AIDs往往以儿童发病为先兆，表现为典型的炎性症状和发热，而未确定病因的AIDs则源于遗传因素与环境的相互作用。一些退行性和代谢性疾病，以及由核转录因子(NF-κB)和干扰素介导的疾病也被定义为AIDs。

BS是由NOD2突变引起，NOD2突变导致其编码蛋白NOD2受体发生活化，激活NF-κB通路，产生大量炎性因子，导致炎性反应持续过度，表现出一系列的病理生理变化及临床表现。

2 Blau综合征的发病机制

2.1 CARD15/NOD2

BS遗传位点的首次报道与克罗恩病(Crohn disease, CD)相关，该基因位于常染色体16q12.1-13上[1], BS是由于胱冬蛋白酶激活与募集区(caspase activation and recruitment domain 15, CARD15/ NOD2) 基因突变所致。CARD15/NOD2编码含1040个氨基酸的核苷酸结合寡聚蛋白2(NOD2)，NOD2含有3个不同的功能结构域，C端富含亮氨酸的重复序列(leucine-rich repeats，LRRs)，N端包含了2个caspase募集结构域(CARDSs)，中央区为核苷酸结合寡聚化结构域(NACHT)。LRRs与配体结合可诱导NACHT发生寡聚化，通过其CARD分子与受体相互作用蛋白RICK(RIP2-like kinase)相互作用，最终导致核转录因子(NF-κB)活化及前炎性细胞因子转录合成[2]。

近年来，对不同人群的BS发病进行了大量的研究，至今为止未有明确的BS发病率。已在不同人群的BS患者中发现不同的CARD15/NOD2突变，最常见的突变是影响高度进化保守精氨酸的错义替换位置334处的残留物(R334W或R334Q)突变。这些突变的等位基因密码子334成为突变的遗传热点。中国BS患者以R334W、R334Q和C495R发生频率最高[3]。

NOD2主要在单核细胞和巨噬细胞中表达。除了产生炎性细胞因子，NOD2也可以通过NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)通路上调趋化因子的产生，以募集对根除细菌病原体至关重要的免疫细胞。NOD2促进肠中Ly6C单核细胞的CC趋化因子配体2(C-C motif chemokine ligand 2, CCL2)依赖性募集。

2.2 炎性因子

BS被归类为典型的自身炎性反应疾病。BS的发病机制可能不仅仅是由骨髓细胞控制的炎性微生物信号驱动的，还可能包括失调的T细胞反应。这是基于明显缺乏高滴度的自身抗体如：类风湿因子(rheumatoid factor，RF)抗体、抗核抗体(anti-nuclear immune body，ANA)、抗中性粒细胞胞质抗体(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA)和与其他核苷酸寡聚化结构域(NOD)样受体(nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat，NLR)介导的自身炎性疾病表型相似性，推测这是由于先天性髓系细胞过度产生IL-1β等炎性因子。

对转染NOD2或变异的Blau NOD2的HEK细胞系研究显示，在基线水平上NF-κB活性过高，并对免疫反应肽(muramyl dipeptide，MDP)有反应，提示在BS中NOD2信号轴过度激活。然而，最近来自BS患者的外周血单核细胞(peripheral blood monouclear cells，PBMCs)或单核细胞的体外研究显示，在MDP的作用下NF-κB活化和IL-1β等细胞因子降低，提示髓系细胞功能丧失或“耗尽表型”。来自BS患者的巨噬细胞中MDP信号通路和NF-κB活化受损，功能失调的NOD2引起的高致病性Th17细胞可能与BS发病有关。来自BS患者的T细胞在T细胞受体(T cell receptor，TCR)传递时产生过量的IL-17和过度表达的CCR7。虽然这种特别罕见的疾病患者样本数量很少，但这些患者眼睛和皮肤肉芽肿中的效应/记忆CD4+ T细胞增加，这也与IL-17和IL-23R免疫反应性增加相吻合[4]。

2.3 环境因素与Blau综合征的诱发

虽然不经刺激不会改变促炎细胞因子的产生，但表达NOD2的突变型THP-1细胞在乙酸肉豆蔻酸盐刺激后持续附着在培养板上。与这一现象相关的是表面细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule，ICAM-1)的持续表达，但没有发现ICAM-1 mRNA和受损的解聚素-金属蛋白酶17(ADAM17)mRNA持续表达。然而刺激后的THP-1衍生物血小板衍生生长因子B(platelet derived growth factor-B，PDGF-B)mRNA瞬时诱导表达。在一例BS肉芽肿性皮损中，表达NOD2的巨噬细胞免疫染色显示ICAM-1和PDGF-B阳性。这些表明携带突变NOD2的新分化巨噬细胞持续表达表面ICAM-1和短暂产生PDGF-B可能在BS肉芽肿形成中起作用[5]。

近年来临床研究结果表明外部环境刺激因素可诱发BS。NACHT 分子突变可能是一种功能获得性突变，由于 NACHT 寡聚化与 NF-κB 活化有关，推测其基因突变可造成NACHT分子持续寡聚化，从而降低NF-κB活化阈值，轻微刺激或无刺激即可致NF-κB活化及前炎性细胞因子释放。干扰素γ同样也可以诱发BS，接种卡介苗、某些细菌、毒素等因素启动了NF-κB或者干扰素γ的活化同样也可诱发BS[6]。

IFN-γ刺激是驱动BS相关巨噬细胞异常炎性反应的关键信号之一，IFN-γ通过上调NOD2发挥启动信号的作用。然而，即使在IFN-γ刺激的情况下，抗肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)药物的长期治疗也能改善这种异常。因此，在巨噬细胞发育过程中，预先暴露于TNF或功能类似的细胞因子诱导NF-κB驱动的促炎信号是IFN-γ刺激BS中加速炎性反应的先决条件[7]。

2.4 Blau综合征的药理模型研究

BS存在多种临床表现，根据发病机制和临床表现，多种药理模型在药物研发中得到了广泛的应用。

2.4.1 基于诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)的疾病模型:iPSCs模型已经有效地用于各种小儿疑难疾病的诊断、病理分析和治疗开发，成为疾病研究不可或缺的工具。其特点是可以从遗传性疾病患者的血细胞或皮肤成纤维细胞中建立，具有与患者相同的基因表型，可以制备显示疾病表型的细胞类型，如中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞。因此，iPSCs模型有望促进对自身炎性疾病，特别是单基因突变引起的自身炎性疾病的认识和治疗。自身炎性疾病研究中经常面临的另一个问题是病例数少。当只有一两种情况下可以建立iPSCs时，通常很难获得统计上可靠的数量表型。在这些情况下，通过基因组编辑技术生成等基因对等体，能够更可靠地评估突变的表型影响[8]。

但在某些情况和疾病中，使用iPSCs在体外复制表型细胞的准确性尚未被确定。在这些情况下，需要仔细选择所需的细胞类型和优化分化，选择适当的刺激来获得与自身炎性相关的表型也很重要。

2.4.2 计算机模型:随着计算机系统在药物研发以及临床研究中的应用普及，其在疾病模型中具有广阔的应用发展前景。研究报道利用计算机模型从UniProt、ClinVar和HGMD等数据库中检索了144个错义突变，其中17个突变是最具致病性的突变，通过分子对接分析，了解ADP与NOD2蛋白相互作用的变化。可以从分子动力学模拟中了解NOD2蛋白和基因突变的联系，该模型研究有助于理解ADP和ATP之间的突变和切换在ADP与NOD2蛋白结合中所起的作用，从而了解BS的发病机制，有望为开发BS靶向药物治疗提供平台[9]。

3 Blau综合征的临床治疗

目前BS的治疗方法较多，然而这种基因突变的变异与治疗反应之间的关系尚不清楚，目前还没有特异的治疗方法。以往治疗多采用逐级递增治疗方案，优先使用皮类固醇糖皮质激素，然后在药效不满意的情况下，使用免疫抑制剂进行额外治疗。

3.1 类固醇糖皮质激素

低剂量糖皮质激素被认为有助于控制BS葡萄膜炎及关节症状，在急性期大剂量糖皮质激素有助于控制症状。但是糖皮质激素的不良反应包括高血压、生长迟缓、库欣综合征以及眼压升高等，在BS的治疗尤其是在儿童患者治疗中限制了其临床应用[10]。

3.2 免疫抑制剂

传统的免疫抑制剂在BS治疗中起到了一定作用，例如甲氨蝶呤(methotrexate，MTX)对关节症状的改善，沙利度胺对皮肤症状的改善，以及抗肿瘤坏死因子(TNF-α)抑制剂对症状的改善。但是用甲氨蝶呤、抗肿瘤坏死因子(TNF-α)抑制剂和皮质类固醇治疗后，临床症状和炎性指标可能得不到有效控制，还会出现多种不良反应。沙利度胺治疗的病例数有限，需要进一步的研究来评估沙利度胺长期疗效和不良反应。

酪氨酸激酶(Janus kinases，JAK)抑制剂托法替尼对BS有显著的疗效。托法替尼可以有效抑制肉芽肿组织中的磷酸化和信号传导及转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1，STAT1)。托法替尼治疗后BS患者的临床症状和血液指标均有显著改善，可显著降低非JAK-STAT通路直接介导的TNF-α以及依赖于JAK-STAT通路的干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)水平，同时可抑制TNF-α和IL-6以及其他炎性细胞因子的产生[11]。

3.3 生物制剂

近年来，抗肿瘤坏死因子α制剂等生物制剂在BS治疗中的应用逐年增多，但由于其安全性较低且继发性失应答率较高等，临床应用受限。随着新型生物制剂不断涌现，BS的治疗进入生物制剂时代，新型生物制剂有可能成为BS药物治疗的主体。

白细胞介素(interleukin-1，IL-1)抑制剂治疗BS有显著效果，但最新的结果表明一些患者体内IL-1β并没有显著升高，在这些患者的血清中或在MDP刺激的MNC培养中无法检测到IL-1β，IL-1β抑制剂对这些患者的治疗也无反应。

托珠单抗用于类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)，对一种或多种抗风湿药物(disease-modifying anti-rheumatic drugs，DMARDs)反应不佳的成人中度至重度活动性类风湿关节炎有显著疗效。托珠单抗易产生耐药性，在治疗过程中可能产生抗托珠单抗IgE抗体而影响其疗效。

英夫利昔单对关节症状有效，还能预防眼部重症症状的发生。阿达木单抗用于非感染性葡萄膜炎的治疗，并对眼部症状、关节症状和全身症状起缓解作用。依那西普在儿童BS患者中的应用已有报道[12]。

4 问题与展望

目前针对BS仍无理想的治疗手段，主要采用经验治疗。然而早期诊断可以预测未来可能出现的症状，及时治疗可以预防或延迟严重症状(关节挛缩和失明)的出现。随着对BS发病分子机制的深入研究，从分子水平遏制BS的发生和发展已成为未来BS药物治疗的主要方向。生物制剂在BS临床治疗仍处于探索阶段，但仍给患者带来新的希望和曙光。在疾病的早期应用TNF-α抑制剂药物以及生物制剂药物对预防疾病的进展起重要的作用。新型小分子药物在近几年发展迅速，新靶点的发现也为高效特异性药物的开发提供了新的思路。