在类风湿关节炎发病机制中的研究进展

[摘要] 类风湿关节炎是一种以关节滑膜慢性炎症、软骨和骨的破坏为主要表现的系统性自身免疫性疾病，其发病机制复杂，研究发现该疾病的发生、发展与IL-23/IL-17炎症轴有密切关系，本文将IL-23、IL-17及IL-23/IL-17炎症轴对类风湿关节炎发病机制的影响及与该轴相关的治疗药物予以综述，为开发针对该靶点治疗类风湿关节炎的药物提供新思路。

[关键词] 类风湿关节炎；发病机制；IL-23/IL-17炎症轴；治疗药物

[中图分类号] R593.22 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）11（a）-0037-05

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以慢蚀性关节炎为特征的自身免疫性疾病，其病理表现为滑膜衬里细胞增生，大量炎性细胞浸润，微血管新生，血管翳的形成，进而造成关节软骨和骨组织的破坏，最终导致关节畸形，女性多发，发病率为男性的2～3倍[1]。RA发病情况下IL-23、IL-17作为促炎症的细胞因子，在关节中有较高表达。IL-23是由P19和P40亚单位以共价二硫键结合组成的异二聚体分子，作用于Th17细胞，由此产生IL-17。IL-17能大量募集和激活中性粒细胞，促使T细胞活化并对成纤维细胞、巨噬细胞和上皮细胞产生刺激，分泌IL-1、IL-6、TNF-α、金属蛋白酶等促炎症递质，从而诱发炎症[2]。在RA的发生、发展过程中，IL-23和IL-17在Th17细胞中形成一个新的炎症轴：IL-23/IL-17炎症轴。研究发现，IL-23/IL-17炎症轴在RA的发病机制中处于关键地位[3]，亦是研究RA发病机制的新通路，并有望成为新的治疗靶标。现就该轴及相关炎症因子在RA研究中的进展进行综述。

1 IL-23/IL-17炎症轴的组成

IL-23是由活化的巨噬细胞及树突状细胞产生的炎症因子，为IL-12家族的一个成员，它由IL-23p19和IL-12/IL-23p40两个亚基组成。IL-23与其受体IL-23受体相互作用，激活下游JAK-STAT信号通路，促使Jak2、Tyk2信号分子磷酸化，并将信号转导与转录激活因子1（signal transducer and activator of transcription 1，STAT1）、STAT3、STAT4和STAT5磷酸化。IL-23还能诱导初始CD4+T细胞分化为高致病性的Th17细胞，有效提高Th17细胞的扩展能力，STAT3的激活促进了IL-17（A～F）的分泌，诱导前炎症因子IL-6、TNF-α和IL-1β[4-5]、趋化因子（CXCL-1、GCP-2和CXCL-8等）的生成[6]，形成了IL-23/IL-17炎症轴。研究表明，该轴在自身免疫性疾病的发病机制中占有重要地位，亦是研究RA发病机制的新通路[7]。

IL-23/IL-17炎症轴在RA中包含核因子-κB激活剂1（nuclear factor kappa B activator 1，NF-κB ACT1）和肿瘤坏死因子受体超家族成员13C[8]。B细胞激活因子（B cell activating factor，BAFF）主要来源于基质细胞和骨髓细胞，它能通过BAFF受体活化B细胞来激活ACT1，也可以刺激骨髓细胞产生IL-1β、IL-6和IL-23。另一方面，BAFF也能激活T细胞使IL-6R的表达增加[9]。由骨髓衍生的IL-1β、IL-6和IL-23会在刺激T细胞上结合特定的受体，诱导这些细胞分化或激活为Th17细胞。在已激活的T细胞上，IL-6R和IL-23R活化将触发STAT3磷酸化和孤儿，核受体（orphan nuclear receptor，RORC）表达。IL-17A、F可以通过ACT1和Th17细胞结合特定的受体，从而激活活化蛋白1（AP-1），NF-κB和转录因子增强子结合蛋白（C/EBP），这将使不同的趋化因子和细胞因子如趋化因子配体1（CXCL1）、CXCL2、CXCL8、CCL2、CCL7、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）表达增强。

2 IL-23/IL-17炎症轴在RA发病过程中的生物学效应

2.1 IL-23/IL-17炎症轴对关节滑膜炎症的影响

Th17细胞是由初始T细胞（Th0细胞）在IL-6和TGF-β的刺激下分化而成的辅T细胞，通过分泌IL-17等炎性因子，在自身免疫性疾病的发展过程中起重要作用。Th17细胞需通过IL-23的作用才能产生IL-17、IL-22等促炎症因子，其中RORγt是其重要的转录因子，在该转录因子的作用下才能诱导编码IL-17、IL-22等细胞因子基因的表达[10]。IL-17作为T细胞诱导的炎症反应的早期启动因子，通过促进前炎性细胞因子的释放来放大炎症反应，另外还可通过介导中性粒细胞动员的兴奋过程，引发滑膜组织的炎症反应。IL-17与相应受体结合后，可通过MAP激酶途径和NF-κB途径发挥其生物学作用，促进T细胞的激活和刺激上皮细胞、产生IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-8等炎性因子，并促进成纤维细胞、内皮细胞生成破骨细胞分化因子RANKL、GM-CSF和细胞黏附分子1（cellular adhesion molecule 1，CAM-1）等胞因子，从而导致机体发生一系列炎症反应[11-12]。IL-17通过与受体特异性结合发挥生物学作用，参与炎症发展、免疫应答、免疫排斥等多种生物学过程。IL-17在RA发病过程中起协同作用，早期和晚期RA患者的外周血中，Th17细胞表达明显上调，患者的关节液中可以检测出大量的IL-17[13]，分泌量与TNF-α、RF-IgM、IgA、IgG和CCP抗体及DSA82成显著的正相关[14]。临床有学者将RA患者与健康对照组比较，评估两血清中IL-23在外周血单个核细胞中的活性和表达水平，发现RA患者血清中IL-23的活性和表达水平明显升高，与血清中IL-6水平呈正相关[15]。此外，IL-23还能加速外周血单个核细胞凋亡紊乱，升高外周血单个核细胞凋亡率[16]。

Th17细胞及其分泌的IL-17等细胞因子在RA的滑膜炎、软骨破坏及骨侵蚀骨破坏中有重要的作用[17]。临床上研究在RA患者的成纤维样滑膜细胞中检测IL-17在Toll样受体上表达的影响，发现阻断STAT3通路，患者血清和滑膜液中IL-17蛋白水平明显高于健康人。免疫组化显示，与骨关节炎患者相比，RA患者滑膜细胞样本中IL-17，TLR2，TLR3和TLR4的表达更多。IL-17会增加TLR2、TLR3和TLR4的表达，IL-23增强RA成纤维样滑膜细胞中IL-17诱导的TLR2、TLR3和TLR4表达，用s3i-201（STAT的有效抑制剂）阻断STAT3通路能降低由IL-17诱导的TLR3的表达。IL-17通过增加TLR2，TLR3和TLR4在滑膜细胞上表达来影响免疫系统，可以通过STAT3信号通路控制TLR3的表达[18]。

研究发现，在胶原诱导模型（collagen-induced arthritis，CIA）小鼠的关节炎模型中，CD4+T细胞异位表达的IL-17B和IL-17C可以加重关节滑膜炎症，而IL-17B抗体能缓解关节滑膜炎症，减轻关节组织病理损害及骨破坏[19]。佐剂性关节炎模型（adjuvant-induced arthritis，AIA）实验中，IL-17RA缺乏的小鼠，IL-23不足虽未阻止AIA发病，但明显阻碍了关节炎发展到破坏性的滑膜炎这一过程。因此无论从自身免疫性关节炎还是非自身免疫性关节炎模型实验都表明，IL-23/IL-17炎症轴在关节炎滑膜炎症的发展过程中起重要作用，作用于该轴的抗体均能显著对抗关节炎的发病。IL-17还可以提高IL-6和PGE2的表达，两者都是炎性反应过程中的重要介质，关节组织炎性浸润及软骨组织破坏都与它们有紧密联系。RA患者中滑膜组织中可检测到这两种炎性介质水平升高，通过药物干预降低IL-17便能降低IL-6与PGE2的表达，说明IL-17与IL-6和PGE2呈量效关系。此外，IL-17还可以诱导成骨细胞和间充质细胞中的RANKL信号分子表达[20]，诱导巨噬细胞炎症蛋白（MIP-3α）生成，使骨关节滑膜中产生炎症[21]。因此抑制IL-23，进而可抑制IL-17的生成，这为寻求治疗RA患者滑膜炎症的药物提供了新的思路。

2.2 IL-23/IL-17炎症轴对骨破坏的影响

RA对骨破坏的表现为软骨、骨进行性破坏到永久性骨关节破坏，损害严重可导致畸形或残疾，降低患者的生活质量。RA致残的主要原因是骨质破坏及由此破坏产生的功能障碍，该过程有多种细胞参与，尤其是破骨细胞在RA骨破坏中发挥关键性的作用[22]。

RA由Navie CD4+T对树突细胞及其他抗原递呈的抗原多肽的自身反应而激发[23]，激活的抗原递呈细胞（APC）-单核巨噬细胞及树突细胞产生IL-23，IL-23与其受体IL-23R结合，激活下游JAK 2信号通路，引起受体复合物磷酸化和STAT3对接位点形成，磷酸化的STAT3二聚体入核，诱导其下游靶基因Th17细胞分泌IL-17（A、F）[24-25]。IL-17作用于RA-FLS和成骨细胞表达RANKL，引起RANKL/RANK信号系统活化，促进破骨细胞前体细胞的分化与成熟，进而引起骨破坏。IL-17也可以直接上调破骨细胞分化因子刺激破骨细胞形成[26]。同时，IL-17可以正反馈诱导RA-FLS产生IL-23，进一步加速骨破坏进程。IL-17A可通过加速破骨细胞的分化和增殖，促进骨吸收，造成关节软骨及骨的破坏[27]。IL-17诱导成骨细胞、滑膜细胞与间充质干细胞中的RANKL表达，并增加RANKL/OPG比值，通过增加破骨细胞生成导致局部或全身骨质破坏[28]。

IL-23/IL-17轴能通过正向和负向调节直接或间接地影响破骨细胞生成IL-23，诱导Th17细胞的分化导致破骨细胞分化因子RANKL的分泌从而促进破骨细胞生成，因此RANKL的分泌水平可用来判断RA患者骨质破坏的严重程度，IL-17能促进TNF-α、IL-6、IL-1β分泌，可增加RANKL在成纤维细胞上的表达水平，因此可间接诱导破骨细胞的分化，因此在两方面均能破坏骨关节。Yago等[29-31]发现，IL-23能在体外通过IL-17诱导破骨细胞的生成，IL-17又能诱导RANKL和促炎因子的生成，增加对RANKL的敏感性，U展髓系破骨细胞前体，通过成骨细胞中的PGE2增加破骨细胞生成。另有实验表明，IL-17在缺失RANKL的情况下，可剂量依赖性地在人外周血单核细胞中诱导破骨细胞生成。此外，IL-17能促使成骨细胞分泌RANKL进一步增强骨吸收，通过上调巨噬细胞集落刺激因子-1受体（CSF-1R）和RANKL促进破骨细胞的分化[32-33]。

在关节中，IL-23/IL-17炎症轴中Th17细胞和CD4+记忆CCR6+T细胞群体可产生IL-17A，IL-17F、IL-22和IFN-γ等细胞因子。这些细胞之间相互作用与细胞因子驱动下特定组织细胞的激活促使细胞因子的产生和基质金属蛋白酶的活化增强，T细胞依赖性（非依赖性）B细胞的活化和T细胞依赖性B细胞分化导致自身抗体的产生。这个过程可使促炎性细胞因子产生、免疫复合物介导的效应途径激活并形成基质金属蛋白酶活化破骨细胞，从而导致骨侵蚀[3]。因此，通过药物作用抑制该轴的形成，阻断IL-17及炎性细胞因子的产生对骨关节有较大的保护作用。

3 与IL-23/IL-17轴相关的RA治疗药物研究

缓解疾病的抗风湿性药物艾拉莫德主要是针对IL-17信号治疗RA，在中国和日本临床应用效果好。药理研究表明，艾拉莫德主要破坏滑膜细胞中IL-17信号通路的Act1-TRAF5和ACT1-Ikki相互作用。在成纤维样滑膜细胞（FLS）中，艾拉莫德抑制各种IL-17诱导的促炎因子表达，这与降低相关基因mRNA的稳定性和减少有丝裂原激活蛋白激酶的磷酸化有关[34]。此外还有优特克诺（Ustekinumab）、阿吡莫德（Apilimod）、IL-12/IL-23抑制剂、IL-23受体拮抗剂等药物都是通过拮抗IL-23，进而阻断IL-23/IL-17炎症轴的形成，减少IL-17、IL-6、IL-1β等炎性因子产生，来发挥治疗RA的作用[35-36]。

中t药治疗RA历史悠久，具有多靶点、整体调节的优势，中药的开发前景较大，作用IL-23/IL-17轴治疗RA的中药尚存在很大的研究空间。有研究发现，中药活性成分姜酚能明显下调CIA大鼠血清IL-17、IL-23表达，甚至优于雷公藤组[37]，说明部分中药能针对该靶点发挥治疗作用。

4 展望

RA的发生导致骨和关节的病变，出现骨蒸潮热，关节肿痛、僵直等症状，并可累及神经系统、消化系统、呼吸系统出现病变，使患者产生诸多不适。明确RA发病机制，寻求安全有效的治疗药物来解决患者的痛苦是当前研究的重要任务。RA的发病机制与IL-23/IL-17炎症轴有密切关系，在免疫调节过程中，这一炎症轴可以产生多种致炎因子，诱发关节炎症的产生，并促使骨破坏。根据这一思路，可进一步探究IL-23/IL-17炎症轴引起滑膜炎症以及骨破坏的新途径，寻求阻断该轴关键途径的靶向治疗技术。目前国内外也在加大对IL-23/IL-17炎症轴的探索与研究，以期寻求更多针对这一靶点的新药。中医药有着多靶点、多途径、毒副作用小的特点，在治疗RA过程中发挥着重要作用，探索中药及民族药物的有效成分对该靶点的影响，有望为开发治疗RA的创新药物奠定基础，为RA患者解除痛苦。

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（收稿日期：2016-07-30 本文编辑：王红双）