林治国 兰小雨 陆 燕 吴婷婷 王 丽 纪 伟
1.江苏省昆山市中医医院风湿免疫科,江苏昆山 215000;2.江苏省中医院风湿免疫科,江苏南京 210000
类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以侵蚀性关节炎症为主要临床表现的自身免疫性疾病,其主要病理特征为滑膜炎,并可逐渐出现血管翳形成及关节软骨和骨破坏[1]。研究显示,中国人群RA发病率约为0.42%,可以发生在任何年龄段,患病基数较大[2]。目前RA 的病机尚未完全阐明,研究表明辅助性T 细胞17(helper T cell 17,Th17)/调节性T 细胞(regulatory T cell,Treg)轴失衡是RA 发病的重要机制,Th17 过度分化引起的促炎反应与Treg 分化不足导致的免疫抑制能力减弱共同造成RA 的炎症反应和免疫紊乱[3]。目前西医治疗RA 多选取非甾体类抗炎药、慢作用抗风湿药、糖皮质激素及生物制剂等,虽能发挥不同程度疗效果,但存在长期服药和药物不良反应,以及检查和药品费用过高等问题[1]。中医药治疗RA 具有多靶向、多途径、效果确切和不良反应少等特点,对RA 的防治具有独特优势[4]。近年来,基于Th17/Treg 轴平衡,中医药领域开展了一系列实验及临床研究,结果表明中药能够有效纠正RA 中Th17/Treg 轴失衡,从而抑制RA 自身免疫炎症反应。因此,本文基于Th17/Treg 轴平衡,总结和分析了近5 年来关于中药单体、有效成分和中药复方对RA 的干预治疗作用,以期为中医药治疗RA 探寻新策略。
Th17 细胞是CD4+T 细胞的一个亚群,主要产生白细胞介素(interleukin,IL)-17A、IL-17F、IL-21 和IL-22[5]。Th17 细胞的分化是由IL-6 和转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)协同刺激原始T 淋巴细胞,随后IL-21 和IL-23 促进Th17 细胞的增殖和分化,通过刺激信号传导及转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)活化,上调转录因子视黄酸相关孤儿核受体γt(retinoid related orphan receptor γt,RORγt)的表达,促使幼稚CD4+T 细胞向Th17 细胞方向分化[6-7]。Th17 细胞主要通过影响细胞因子分泌来发挥其生物活性,其释放的IL-17 能够刺激肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、IL-1β 和IL-6 等促炎因子表达,并在病变部位吸引中性粒细胞聚集,对炎症及免疫相关疾病起到重要促进作用[8]。
Treg 细胞即CD4+CD25+Treg,是一种具有免疫抑制和抗炎作用的CD4+T 细胞亚群。Treg 细胞的抑制活性由不同的机制介导,包括释放细胞因子、细胞间接触介导的免疫抑制、抗原呈递细胞的调节及影响代谢途径等方式来共同诱导效应T 细胞凋亡和免疫抑制[9]。叉状头转录因子p3(forkhead box protein 3,Foxp3)是Treg 特征性转录因子,有助于CD4+T 细胞向Treg 细胞表型分化,研究发现转染Foxp3 的CD4+CD25-Foxp3-T细胞在小鼠模型中显示出免疫抑制特性[10]。Treg 细胞通过产生抗炎性细胞因子IL-10 和TGF-β 抑制幼稚T 细胞活化并防止效应T 细胞过度表达,Treg 细胞产生的TGF-β 能够促进其抑制功能、Foxp3 的表达和体内免疫稳态的维持[11]。
Th17 细胞可促进致炎性细胞因子的产生、免疫细胞浸润关节滑膜及成纤维样滑膜细胞的迁移、侵袭和增殖,引起滑膜增生、血管翳形成及关节软骨破坏,促进RA 炎症进程[12]。Treg 细胞通过产生抗炎性细胞因子如IL-10 和TGF-β 促进免疫耐受的维持,抑制炎症进展,与Th17 相互拮抗。
申明[13]通过检测40 例RA 患者外周血Th17 和Treg 细胞及相关细胞因子水平,发现与健康组比较,Th17/Treg 比值、Th17 比例和IL-17 水平显著增高,Treg 比例和TGF-β、IL-10 水平显著降低,且Th17/Treg比值与28 个关节的疾病活动度评分呈正相关,提示Th17/Treg 失衡参与了RA 自身异常免疫炎症过程。研究发现,RA 患者体内T 细胞稳态被破坏,在其外周血和滑膜组织中发现Th17 细胞数量和IL-17 水平明显增加,Treg 数量和IL-10 的分泌明显减少[14]。此外,Yang 等[15]研究发现,活动性RA 患者外周血Foxp3/RORγt 比值显著低于非活动性RA 患者,Foxp3 蛋白在外周血和脾脏中的表达明显低于健康个体,其表达水平与Treg 百分比呈正相关,提示Th17 与Treg 及其特征性转录因子RORγt 与Foxp3 之间的失衡介导了RA 负向免疫调控机制,从而引起免疫组织损伤。综上所述,RA 患者存在显著的Th17/Treg 轴失衡,Th17 过度分化与Treg 分化不足共同促成RA 的炎症状态。同时,Th17、Treg 数量及Th17/Treg 比值在RA不同阶段会发生动态变化,并对RA 病情的评估具有重要意义。
雷公藤甲素是中药雷公藤属植物的主要活性成分,是一种环氧化二萜内酯化合物,具有免疫抑制、抗炎和抗肿瘤等药理作用。研究发现,Treg/Th17 在活动期RA 中出现失衡,并与疾病活动度呈负相关。而处于安全剂量范围内的雷公藤甲素可显著改善胶原诱型关节炎(collagen induced arthrif,CIA)小鼠脾脏中Treg/Th17 失衡情况,并减轻CIA 小鼠关节滑膜肿胀和骨质破坏,降低血清IL-17A、TNF-α 和IL-6 的表达水平。研究发现,雷公藤甲素是通过抑制JAK/PTEN-STAT3 通路活显示化,减少磷酸化STAT3的表达,影响CD4+T 细胞的增殖和分化,从而抑制RA 模型小鼠的病情进展[16]。
土木香内酯是一种倍半萜内酯类化合物,是蒙医常用中药土木香的主要活性成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、保肝等多种药理作用。研究发现,土木香内酯抑制CIA 小鼠脾脏Th17 细胞扩增和幼稚CD4+T 细胞分化为Th17 亚群的能力,减少RORγt 表达和关节滑膜组织中TNF-α、IL-6 和IL-17A 等促炎性细胞因子的分泌,从而减轻滑膜组织炎症细胞浸润、增生和骨侵蚀,实验表明土木香内酯通过下调STAT3/RORγt 信号来抑制Th17 细胞分化,进而产生对CIA 小鼠的抗炎作用[17]。
地榆皂苷Ⅰ为中药地榆中提取的一种皂苷类化合物,具有抗炎、止血、抗肿瘤、抗氧化等多种药理作用。研究发现,地榆皂苷Ⅰ能够减少CIA 小鼠脾脏中Th17 比例、RORγt mRNA 和血清中IL-17 表达,提高Treg 比例、Foxp3 mRNA 和血清中TGF-β 的分泌水平,地榆皂苷Ⅰ可以直接与抑制蛋白激酶B 相互作用,抑制下游哺乳动物雷帕霉素靶蛋白激活,从而阻止Th17 分化,促进Treg 分化,纠正Th17/Treg 轴正、负向免疫调节失衡,减轻RA 关节炎应反应[18]。
肉桂单宁D1(cinnamtannin D1,CTD-1)是一种从中药肉桂中分离出来的多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、免疫抑制等药理作用。在体外幼稚的CD4+T 细胞分化试验中,CTD-1 通过下调磷酸化STAT3/RORγt通路抑制Th17 分化,上调磷酸化STAT5/Foxp3 来促进Treg 分化以响应Ⅱ型胶原的刺激,CIA 小鼠血清中IL-17、IL-6、IL-1β 水平降低,TGF-β、IL-10 水平升高,表明CTD-1 通过抑制Th17 细胞分化并促进Treg分化,调节Th17/Treg 平衡和下游炎症因子的分泌,从而抑制CIA 小鼠过度免疫炎症反应[19]。
另有研究数据表明吴茱萸碱、三叶青、姜黄素和氧化苦参碱均能调节RA 中Th17/Treg 轴平衡[20-23]。以上资料提示,多种中药单体及有效成分对RA 中Th17和Treg 分化有显著调节作用,其中包括生物碱类、黄酮类、苷类和多糖类等化合物,这些成分通过干预转录因子的表达、细胞因子的分泌及信号通路的传导等途径调节两个亚群之间的平衡,纠正免疫系统紊乱和减轻炎症反应,从而控制RA 病情。
独活寄生汤药物由独活、桑寄生、秦艽和牛膝等中药组成,具有补肝肾、益血气、止痹痛的功效。研究发现,独活寄生汤联合西药可以显著改善肝肾不足寒湿痹阻型RA 临床症状,减轻滑膜组织炎症,有效降低循环血中Th17 水平,而Treg 及其IL-10、TGF-β的表达明显增加。表明独活寄生汤通过干预体内Th17/Treg 平衡,调控促炎性细胞因子与抑炎性细胞因子表达,从而干预RA 自身免疫反应[24]。
甘草附子汤药物组成为炙甘草、炮附子、白术、桂枝,具有祛风除湿、散寒止痛的功效,广泛用于治疗寒湿痹阻型RA。研究发现,甘草附子汤能够有效升高RA 小鼠脾脏中Treg 比例、Foxp3 和IL-10 mRNA 表达及血清IL-10 水平;抑制Th17 比例、RORγt 和IL-17A mRNA 表达及血清IL-17A 水平,降低滑膜组织中促炎性细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6 水平;并通过抑制miR-34a 基因表达促进Foxp3 蛋白表达,从而调节Th17/Treg 平衡来减轻RA 滑膜组织损伤程度[25]。
昆断益母方药物组成为昆明山海棠、益母草、续断,具有补益肝肾、养血行血、祛风除湿的功效。研究发现,昆断益母方能上调初始T 细胞分化出的Treg细胞比例,降低Th17 细胞比例;能显著抑制CIA 小鼠血清和初始T 细胞中炎症因子IL-17、IL-1β 和TNF-α 表达,增加IL-10 表达;并有效抑制成纤维样滑膜细胞增殖、迁移和侵袭,升高成纤维样滑膜细胞中miR-21-5p 和Foxp3 的mRNA 相对表达,降低RORγt mRNA 表达水平。提示昆断益母方通过改善Th17/Treg 介导的细胞失衡,从而缓解RA 病情[26]。
祛风消炎汤由穿山龙、独活、忍冬藤和威灵仙等中药组成,具有祛风除湿、活血通络止痛之效。研究发现,祛风消炎汤能够增加CIA 大鼠滑膜组织Treg 占比及Foxp3 mRNA 水平,降低Th17 占比、Th17/Treg 比值及RORγt mRNA 水平。表明祛风消炎汤能通过降低CIA 大鼠滑膜组织中RORγt 和提升Foxp3 水平来纠正Th17/Treg 失衡状态,发挥对RA 的抗炎作用[27]。
另有研究数据表明,滋肾通络方、清络通痹方、复方杜仲汤、二妙散和二藤通痹汤等中药复方也能通过纠正Th17/Treg 失衡状态发挥对RA 的治疗作用[28-32]。根据上述文献推测中药复方通过抑制Th17 过度分化及相关致炎因子分泌,提高Treg 免疫抑制力及相关抑炎性细胞因子表达,恢复Th17/Treg 失衡状态,从而抑制RA 自身免疫炎症反应。
本文基于Th17/Treg 轴平衡总结和分析了近5 年关于中药单体、有效成分和中药复方对RA 干预治疗作用,发现中药单体和中药中苷类、黄酮类、多酚类及生物碱等多种化合物对纠正RA 中Th17/Treg 轴失衡有显著优势;而中药复方干预RA 中Th17/Treg 失衡的功效多以清湿热、散寒湿、活血通络、滋补肝肾等为主,这正好符合RA 湿热、寒湿、血瘀、肝肾不足的病因病机[33]。从中医辨证论治的思维体系出发,把握关键病机,有助于更为全面、精准地认识中医药调控RA 中Th17/Treg 平衡的作用机制。
随着临床和实验中对Th17/Treg 研究的不断深入,发现中医药主要通过3 个方面干预RA 中Th17/Treg轴平衡,一是降低Th17 比例,减少IL-17、IL-6 和IL-23 等促炎性细胞因子的分泌,减轻对关节滑膜的炎症浸润,限制RA 免疫炎症进展;二是提高Treg 比例,增加抑炎性细胞因子IL-10、TGF-β 的释放,促进免疫耐受的维持,抑制炎症进展;三是直接调控Th17、Treg 相关转录因子RORγt 和Foxp3 的表达,抑制Th17 分化和增强Treg 免疫抑制活性,纠正Treg/Th17 轴失衡。中医药因具有多靶点、多效性及副作用小等特点,在RA 的防治上具有独特优势。但是,由于中药及中药复方的成分复杂和作用靶点、途径较多,目前尚无法完全阐释其干预RA 中Th17/Treg 平衡的具体作用机制。综合目前的临床及实验研究,中医药防治RA 的研究仍存在一定局限,如缺乏统一的中医诊疗规范;院内制剂或专家经验方缺乏大规模的临床样本数据分析;免疫细胞、免疫分子及细胞通路间相互作用机制缺乏深入具体阐释;由于临床获取患者标本的伦理限制,很难动态研究Th17 和Treg 细胞的迁移。因此,中医药干预RA 中Th17/Treg 平衡仍需进一步探索研究,需要扩大临床样本量,统一中医诊疗规范,从免疫细胞、免疫分子及相关细胞信号通路层面进行更深入的研究,进一步完善中医药防治RA的理论基础及循证医学证据。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。