趋化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11与类风湿关节炎的研究进展

陆秀娟 郑俊慧 石宇红

【关键词】 类风湿关节炎;趋化因子;CXCL9;CXCL10;CXCL11;研究进展;综述

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是最常见的炎性关节病，主要累及手、足小关节，亦可累及大关节，常可导致骨破坏及骨侵蚀，甚至可引起关节畸形、功能丧失。其发病机制复杂，由于存在异常的自身免疫反应，常常可以引起多种关节外表现，累及全身各系统，出现肺间质病变、血管炎和浆膜炎等，危害极大。有研究发现，RA发病可能与趋化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11有关。本文就近年来有关CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体与RA的作用做一综述。

1 趋化因子

趋化因子家族是由超过50个趋化因子的配体和受体组成的一种小分泌蛋白[1]，分子量为8～12 kDa，通常根据其氨基酸的半胱氨酸残基的排列方式把趋化因子分为CXC（α）、CC（β）、CX3C（δ）、C（γ）亚家族。除了C亚家族[2]外，其余亚家族均有2个半胱氨酸残基，C亚家族只有1个[3]。趋化因子需要与相应的受体结合发挥作用。典型的趋化因子受体是具有7个跨膜结构域的蛋白，包括CXC亚家族受体（CXCR）、CC亚家族受体（CCR）、CX3C亚家族受体（CX3CR）、C亚家族受体（XCR），可以通过与G蛋白偶联从而调节免疫细胞迁移。而不典型的趋化因子受体（ACKRs）虽然也具有7个跨膜结构域，但不能与G蛋白偶联，也不能诱导细胞迁移[4-5]。趋化因子通过招募和聚集细胞到达损伤或炎症部位起作用[6]，在免疫和炎症调节中起作用[5]。這种功能使趋化因子在多种疾病中均有作用。有研究指出，趋化因子在动脉粥样硬化、代谢性疾病、RA等慢性和自身免疫性疾病中都有一定的作用[7]。

2 CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体CXCR3

2.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11 CXCL9、CXCL10、CXCL11属于趋化因子CXC亚家族、非ELR组的一员，CXCR3是其共同的受体。CXCL9即γ干扰素诱导的趋化因子，CXC10即干扰素诱导的蛋白10，CXCL11即干扰素诱导的T细胞α趋化因子，它们的基因均位于人类4号染色体上，CXCL9在CXCL10和CXCL11附近[8]。CXCL9、CXCL10、CXCL11主要由单核细胞、内皮细胞、成纤维细胞和肿瘤细胞分泌，依赖γ干扰素，通过白细胞介素-12（IL-12）细胞因子家族介导[9]，通过肿瘤坏死因子-α（TNF-α）协同增强[10-11]。分泌后通过与趋化因子受体CXCR3结合从而发挥作用。有研究证明，活化的Th1细胞促进CXCL9、CXCL10、CXCL11的表达[12]，而已有大量文献证明，Th1细胞在RA发病中起重要作用。由此推测，CXCL9、CXCL10、CXCL11的表达可能也参与了RA的发病过程。

2.2 受体CXCR3 CXCR3是配体CXCL9、CXCL10、CXCL11的共同受体。有研究指出，人CXCR3受体不仅包括CXCR3A，还描述了CXCR3A受体的另外2个剪切突变体，分别称为CXCR3-B和CXCR3-alt[13]。CXCR3-B除了结合CXCL9、CXCL10、CXCL11外，还可以结合CXCL4，但是CXCR3-alt仅能与CXCL11结合。CXCR3受体可以在B细胞、活化的T细胞、自然杀伤细胞等多种细胞表面表达[14]，但主要由活化的T细胞产生[15-16]，幼稚的T细胞一般不表达CXCR3。在关节炎中，CXCR3主要在关节滑液的T细胞中表达[17]。一项针对儿童幼年特发性关节炎的研究发现，外周血T细胞可以低水平表达CXCR3，但在关节滑液中，T细胞表达CXCR3的水平更高[18]。PATEL等[19]通过免疫组化技术发现，募集到滑膜的T细胞可以高水平地表达CXCR3，通过流式细胞术发现，大部分（84%～98%）RA滑膜T细胞可以表达CXCR3。被表达的CXCR3与CXCL9、CXCL10、CXCL11结合，反过来可以促进T细胞聚集到滑膜，从而加重滑膜炎的发展。

3 CXCL9、CXCL10、CXCL11与RA

目前，RA的具体发病机制尚不明确，可能与自身免疫功能紊乱、亲代遗传、各种感染、吸烟等因素有关。早有研究指出，T细胞向滑膜浸润是RA发病的重要组成部分[19-20]。CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体CXCR3均可在滑膜液中表达，并介导T细胞、单核细胞、中性粒细胞等免疫细胞向滑膜聚集[21]。该作用一方面可以辅助B细胞产生致病性抗体，另一方面可以产生IL-17、IL-6、TNF等促炎因子，从而导致滑膜炎症及骨破坏。并且，被CXCL9、CXCL10、CXCL11与CXCR3结合后，反过来可以促进T细胞聚集到滑膜，从而加重滑膜炎的发展。因此，研究CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体CXCR3在RA中的作用，有助于更好地认识RA，可能为RA的诊断、治疗提供新的方法。

3.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11在RA中的作用

3.1.1 CXCL9、CXCL10、CXCL11介导滑膜炎 CXCL9、CXCL10、CXCL11存在于RA的滑膜液和滑膜组织中，并介导滑膜炎症[22]。在胶原诱导性关节炎（CIA）小鼠模型中发现，关节滑膜液可以表达CXCL10，且向CIA小鼠模型腹腔内注射抗CXCL10抗体后，小鼠的滑膜炎可以得到改善。RUSCHPLER等[23]通过DNA寡核苷酸微阵列分析骨关节炎与RA滑膜组织中的基因表达差异，结果显示，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体CXCR3在RA的滑液组织中高度表达，在RA发病中具有重要作用。其参与RA发病机制的可能是CXCL9、CXCL10、CXCL11与CXCR3结合后，会介导RA中Th1细胞向滑膜液发生迁移[21]，而RA滑膜的特征是大量Th1细胞浸润[19-20]。同时，也可以使单核细胞选择性地积聚到滑膜中，导致滑膜炎的发生和发展[24]。此外，机体在损伤因素的刺激下，可以趋化CXCL9因子，使效应T淋巴细胞发生大量定向迁移，参与RA的发展[9]。

TSUBAKI等[22]则认为，在RA早期阶段，CXCL9、CXCL10通过CXCR3将新生成的浆细胞或其直接前体细胞从循环系统吸引到滑膜中。韩叶光等[25]通过ELISA法分别检测108例老年RA患者CXCL9、CXCL10水平，结果发现，RA患者该因子水平明显高于健康对照组，高活动组的水平明显高于低活动组，提示CXCL9、CXCL10水平升高有可能会导致疾病活动，从而促进疾病发展，加重关节滑膜的炎症。总之，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体在介导滑膜炎中具有重要作用，可能通过聚集炎症细胞到关节滑膜中，从而加重RA进展，抑制CXCL9、CXCL10、CXCL11，可能抑制炎症，改善RA病情。

3.1.2 CXCL9、CXCL10、CXCL11介导骨破坏 RA以关节炎病变为主，最终可导致关节受到破坏。RANKL在成骨细胞表达，可激活破骨细胞，参与破骨细胞的分化，是导致骨破坏的重要因子。RANKL可以促进原始破骨细胞中CXCL10的表达。而在RA中，CXCL10反过来通过CXCR3介导CD4+ T细胞表达RANKL[26-27]。这种相互作用可能是骨侵蚀和骨破坏的重要因素。KWAK等[27]同样证明了RANKL可以促进原始破骨细胞中CXCL10的表达，而CXCL10反过来可以介导滑膜T细胞中RANKL的表达。此外，通过RA的CIA小鼠模型发现，如果给予小鼠抗CXCL10抗体可显著降低小鼠的爪肿胀[27]。并且，通过微焦点计算机断层扫描分析表明，注射抗CXCL10抗体的小鼠骨侵蚀比注射IgG的对照小鼠少，表明阻止CXCL10的作用可以减缓RA骨侵蚀[27]。该研究还通过向另一组小鼠分别注射抗CXCL10逆转录病毒（pMXIP-10-IRES-EGFP）和pMX-IRES-EGFP逆转录病毒作为对照，将这两种逆转录病毒分别注入每只小鼠的胫骨干骺端，结果发现，注射CXCL10逆转录病毒的小鼠骨侵蚀大大增加[27]。

以上實验均说明CXCL10可以介导RA骨侵蚀，阻断其作用可以减少骨侵蚀;但目前大部分仍局限于动物研究，临床研究较少，且仅限于研究CXCL10。而对于CXCR3的另外两个配体CXCL9、CXCL11是否能介导骨侵蚀，目前尚缺乏相关的动物和临床研究，仍需进一步探索。

3.2 CXCL9、CXCL10、CXCL11成为RA标志物的可能 CXCL10与RA的DAS28评分等多种疾病活动度指标相关，可能成为RA患者早期的生物标志物[28]。KUAN等[29]通过人趋化因子细胞计数微珠阵列（CBA）试剂盒I分别测定RA基线和治疗12周后CXCL9和CXCL10的血清浓度，结果发现，在基线水平的RA患者这两种因子水平明显高于健康对照组，经过12周治疗后，CXCL9、CXCL10水平在治疗有反应组明显下降，从而提示趋化因子CXCL9、CXCL10可能作为RA患者疾病活动的敏感指标。此外，CXCL9、CXCL0不仅能作为疾病活动度的生物标志物，还有助于判断药物疗效。经TNF抑制剂治疗后有反应的RA患者其CXCL10基础水平更高，可以预测TNF抑制剂治疗RA的效果[30]。据此，可以根据这类治疗中CXCL10水平预测其疗效。并且，有研究发现，CXCL9、CXCL10的升高早于RA症状出现至少3年[31]，这种作用可能使CXCL10成为早期筛查RA的重要指标。但目前关于CXCL11成为RA标志物尚需大量研究。CXCL9、CXCL10、CXCL11可能成为RA的早期标志物，在RA早期诊断及治疗中有一定作用。

3.3 CXCL9、CXCL10、CXCL11在RA治疗的前景 拮抗CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体可能对RA的治疗有一定意义。研究发现，临床常用于RA的JAK-2抑制剂托法替尼在用药28 d后可以显著降低血清CXCL10水平[32]。托法替尼在抑制JAK-2的同时，可能也降低了CXCL10水平，若能直接抑制CXCL9、CXCL10、CXCL11对RA的作用，是否能直接用于治疗RA？已经证实，在动物模型中，CXCL10缺乏的RA造模小鼠关节炎可以得到改善，骨侵蚀减少[33]。尽管目前关于这些趋化因子拮抗剂的研究大部分限于动物模型，但在人体试验中也已经有研究[34]。人抗CXCL10单克隆抗体MDX-1100，在对甲氨蝶呤无效的RA患者中具有较好的临床疗效，可以成为一项较好的治疗策略。但该实验中MDX-1100只是与CXCL10有较高的亲和力，而并没有证明与CXCL9 、CXCL11有亲和力，目前尚无CXCL9、CXCL11拮抗剂治疗RA的相关研究。

CXCR3拮抗剂亦可以抑制T细胞向关节的聚集，从而改善关节炎[35]，减少关节损害[33]。LARAGIONE等[36]发现，CXCR3小分子抑制剂AMG487可显著降低Pristine诱导的关节炎大鼠和RA患者的成纤维样滑膜细胞（FLS）和活性基质金属蛋白酶-1（MMP-1）的产生。而MMP-1是一种涉及软骨和骨侵蚀变化的胶原酶，早已证明与RA关节破坏有关[37]。同时，该研究还发现，AMG-487阻断CXCL10-CXCR3相互作用还可以干扰肌动蛋白的细胞骨架重组，并抑制片状脂膜的极化形成，这是细胞迁移和侵袭所必需的。这可能与AMG487使FLS中阻断钙内流减少有关。

另外，CXCR3的另一拮抗剂JN-2的使用可以改善胶原诱导的动物模型关节炎的进展。其作用机制是JN-2通过抑制CXCR3介导的细胞迁移和促炎性细胞因子表达减少炎症，从而改善关节炎的进展[35]。CXCR3拮抗剂未来可能作为治疗RA的重要手段。

4 小结及展望

CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体在RA发病中具有重要作用，主要通过聚集T细胞、单核细胞等炎症细胞到达关节滑膜发挥作用。近年来，越来越多关于抑制其在RA的表达从而缓解疾病进展的研究，为RA治疗提供新的思路;然而，目前大多数有关此类研究仍局限于动物模型实验。随着越来越多研究的开展，CXCL9、CXCL10、CXCL11及其受体与RA的作用将会更明确，将有可能成为RA早期诊断的指标及治疗靶点，为RA提供一种全新的诊断及治疗手段。

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收稿日期：2021-09-05;修回日期：2021-10-02