白細(xì)胞介素與強(qiáng)直性脊柱炎的研究進(jìn)展*

郭團(tuán)茂，曹偉寧，行艷麗，朱海云

(咸陽市中心醫(yī)院脊柱外科，陜西咸陽 712000)

強(qiáng)直性脊柱炎(AS)主要是由于脊柱、椎旁肌腱、骶髂關(guān)節(jié)等部位病變，進(jìn)而引起脊柱強(qiáng)直，或伴發(fā)關(guān)節(jié)外的一系列炎癥改變。在AS疾病的各個階段均有炎性反應(yīng)的參與，包括腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素(IL)在內(nèi)的多種細(xì)胞因子在整個疾病過程中發(fā)揮著重要作用。治療周期長、難以徹底根治是自身免疫性疾病的共性，這一點(diǎn)在AS中表現(xiàn)尤為明顯，同時并發(fā)癥多，因此探究AS發(fā)病中細(xì)胞因子的作用顯得十分有意義[1]。近年來，細(xì)胞因子的研究逐漸成為熱點(diǎn)，自身免疫疾病尤其明顯，本文對AS中細(xì)胞因子作用進(jìn)行綜述。

1 AS的定義及流行病學(xué)

AS是以中軸骨為起病部位，逐漸累及韌帶、肌腱、肺、腎及眼等器官的一種全身免疫性疾病，骶髂關(guān)節(jié)及周圍附著點(diǎn)的炎癥為該病的典型臨床表現(xiàn)[2]。隨著疾病進(jìn)展逐漸出現(xiàn)腰背疼痛、活動受限、晨僵，最終脊柱出現(xiàn)強(qiáng)直，臟器功能受限，患者生活質(zhì)量明顯下降，甚或失能。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)AS的發(fā)病男性多于女性，且20歲左右青年為高發(fā)人群，從患病人群來看，亞洲人發(fā)病率明顯低于歐洲人[3]。

AS致病原因與發(fā)病機(jī)制尚未明確，從目前研究來看遺傳、免疫功能紊亂、慢性感染等因素均與AS有關(guān)。AS的初始環(huán)節(jié)是由自身免疫介導(dǎo)的炎癥，隨著附著點(diǎn)周圍大量白細(xì)胞的沉積，侵蝕并破壞骨質(zhì)，形成水腫、骨髓炎等改變[4]。探討包括IL在內(nèi)的細(xì)胞因子在AS疾病過程的作用，為臨床尋找治療靶點(diǎn)，改善疾病預(yù)后，提高患者生活質(zhì)量，意義重大。

2IL

IL在免疫反應(yīng)中作用巨大，主要由多種免疫細(xì)胞合成與分泌，包括單核細(xì)胞、T細(xì)胞與淋巴細(xì)胞等。自發(fā)現(xiàn)IL-1的40多年來，共有38種IL先后被找到。

2.1IL-1 屬于IL-1家族的IL-1A和IL-1B基因位于人2號染色體的長臂上，與編碼內(nèi)源性拮抗劑基因IL-1Rα15緊密連鎖。IL-1基因簇在炎癥和宿主抗感染中起著突出的作用。IL-1作為促炎因子主要由活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，其作用包括增強(qiáng)T和B淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的活化，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖，導(dǎo)致滑膜血管翳形成[5]。重組人IL-1Rα的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎臨床試驗顯示IL-1Rα有明確的抗炎作用，并顯著減緩關(guān)節(jié)損傷的速度[6]。此外，IL-1α和IL-1β可能通過細(xì)胞內(nèi)作用誘導(dǎo)AS發(fā)生炎癥[7]，因此IL-1α和IL-1β也可能參與該疾病的發(fā)生。

2.2IL-4 IL-4是一種由Th2細(xì)胞分泌，通過靶細(xì)胞(T細(xì)胞、B細(xì)胞)增強(qiáng)體液免疫，抑制細(xì)胞免疫，最終起到殺傷細(xì)胞的功能[8]。IL-4減弱關(guān)節(jié)損傷的程度是通過抑制損傷性蛋白與蛋白酶復(fù)合體來實(shí)現(xiàn)的，一旦IL-4不能保持在一定的水平，其抑制炎癥反應(yīng)的能力也將不斷弱化。將IL-4基因植入膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎動物模型中發(fā)現(xiàn)，IL-12、IL-6、IL-17等因子的產(chǎn)生受到抑制，骨與軟骨的破損得到延緩[9]。

IL-4在炎性疾病中?？蓹z測到，WANG等[10]研究發(fā)現(xiàn)，血清IL-4水平在AS患者中明顯下降。在孟景紅等[11]的研究中，健康人的血清IL-17與IL-4/IL-17明顯低于AS患者；而IL-4水平則相反，這可能提示關(guān)節(jié)炎的發(fā)病與IL-4/IL-17有關(guān)，IL-4起到抑制劑的作用。此外，AS的起病與發(fā)展同DcR3關(guān)系密切，IL-4、ESR、TNF-α、CRP等與AS患者DcR3水平呈明顯正相關(guān)，同IFN-γ /IL-4呈明顯正相關(guān)。

2.3IL-6 IL-6參與促炎和抗炎通路，是多效性細(xì)胞因子。成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞是IL-6的主要來源[12]。IL-6的過度表達(dá)和異常激活是自身免疫和癌癥侵襲性疾病的重要指標(biāo)，IL-6水平升高與幾種自身免疫性疾病(包括AS)的發(fā)病密切相關(guān)[13]。KIM等[14]報道，AS患者有骨贅異常，血清瘦素濃度升高。GENRE等[15]進(jìn)行了一項非系統(tǒng)評價，強(qiáng)調(diào)瘦素與脂聯(lián)素與促炎細(xì)胞因子在AS患者中的復(fù)雜作用，在這種情況下，瘦素誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-6和TNF-α。

2.4IL-9 IL-9也是免疫系統(tǒng)中的多效性細(xì)胞因子，同IL-4協(xié)同刺激IgE、IgG抗體分泌，與IL-13協(xié)同加劇炎癥過程，對過敏性疾病的發(fā)生意義重大[16]。盡管與IL-4、IL-5、IL-13等同屬于Th2細(xì)胞型因子，但I(xiàn)L-9表現(xiàn)出獨(dú)特的生物活性與調(diào)節(jié)作用。在AS等炎癥性疾病中全程都有IL-9的參與，因此IL-9拮抗劑應(yīng)用廣泛[17]。有研究表明[18]，在風(fēng)濕類疾病(類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等)中Th9細(xì)胞及IL-9的表達(dá)均異常。KHAN等[19]采用利妥昔單抗治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，與基線及治療后3、6、9個月時間點(diǎn)比較，結(jié)果顯示IL-9水平下調(diào)，并且患者癥狀減輕，疾病得到控制。

2.5IL-12 IL-12參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)，是促炎性細(xì)胞因子家族中具有多生物學(xué)活性的一種，在自身免疫、感染免疫及腫瘤免疫中起著極其重要的作用。人體自身免疫性疾病往往存在共同的易感基因，遺傳易感機(jī)制也較為相似，因此，在AS發(fā)病中IL-12也可能發(fā)揮重要作用。IL-12發(fā)揮作用與IL-23存在著緊密的聯(lián)系，同時還參與Th17細(xì)胞的分化、增殖[20]。國內(nèi)外研究均表明，IL-12水平在AS患者中明顯升高，這說明其在AS的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。ZHANG等[21]的研究表明IL-12B基因中的rs6871626可能與大陸漢族人群(安徽省)中的AS易感性和疾病活性密切相關(guān)，EVANS等[22]發(fā)現(xiàn)歐洲人群中rs6556416多態(tài)性與AS之間呈正相關(guān)。此外，有研究也表明，健康人血清IL-17與IL-23含量明顯低于AS患者，IL-12正是通過IL-23的CD4+ T細(xì)胞，促進(jìn)IL-17的分泌，最終導(dǎo)致疾病的發(fā)生[23]。

2.6IL-15 IL-15作為一種人體較為特殊的趨化因子，在炎癥反應(yīng)、機(jī)體免疫應(yīng)答方面作用突出。國內(nèi)外的研究顯示類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者IL-15顯著上升，而在AS患者血清中IL-15含量也有所升高[24]，進(jìn)而揭示IL-15在AS疾病發(fā)展中發(fā)揮重要作用。近年來，對AS的發(fā)病機(jī)制研究逐漸深入，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外結(jié)締組織降解的發(fā)生離不開IL-15、MMP-3協(xié)同作用[25-26]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)IL-15、MMP-3與AS活動指數(shù)呈明顯的正相關(guān)，推斷AS病情進(jìn)展與IL-15、MMP-3有關(guān)，作者認(rèn)為IL-15、MMP-3可以作為判定AS處于病情活動期的依據(jù)[27]。

2.7IL-17 IL-17蛋白由150個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量為15×103，其基因位于人類染色體6p12上。IL-17A和IL-17F形成同型二聚體或異二聚體結(jié)合IL-17受體( IL-17R) A和IL-17RC的異二聚體復(fù)合物，從而激活下游IL-17受體胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，與基質(zhì)金屬蛋白酶共同參與自身免疫性疾病和宿主防御[28]。IL-17是一種促炎細(xì)胞因子，可促進(jìn)IL-6、IL-8、TNF、趨化因子、基質(zhì)金屬蛋白酶等的產(chǎn)生。累積的證據(jù)表明IL-17和Th17的效應(yīng)反應(yīng)參與炎癥性脊柱關(guān)節(jié)病，提示Th17相關(guān)通路包括IL-23R與AS易感性遺傳相關(guān)[29]?，F(xiàn)已證明IL-17在眾多自免疾病中都可以表達(dá)，并在RA、AS等炎性疾病的進(jìn)展和發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用[30-31]。

由于全身細(xì)胞幾乎有IL-17R表達(dá)，IL-17與其受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)活性。IL-17在AS患者血清中呈高表達(dá)[32]。IL-17水平的波動常使AS病情反復(fù)發(fā)作，同時誘導(dǎo)下游細(xì)胞因子(MMP、NOS、RANKL)高表達(dá)，加劇骨及軟骨的破壞。脊柱關(guān)節(jié)炎(SpA)發(fā)病機(jī)制中炎性信號通路發(fā)揮者重要作用，IL-23/Th17/IL-17炎癥信號軸就是其中最重要的一條信號通路[33]。AS炎癥反應(yīng)中有Th17 /IL-17炎癥信號軸的參與：IL-23的表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致Th17的擴(kuò)增和活化，進(jìn)而刺激了IL-17合成、分泌增加，加重病情。

2.8IL-18 IL-18主要定位于巨噬細(xì)胞，在動脈粥樣硬化斑塊中高表達(dá)，與動脈粥樣硬化有關(guān)，而且為心絞痛中心血管細(xì)胞死亡的強(qiáng)預(yù)測因子。此外， SpA患者血清IL-18升高的風(fēng)險增加，SARI等[34]也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。SURDACKI等[35]觀察到反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎和AS患者治療前滑膜組織IL-18增加，在治療后IL-18的表達(dá)明顯降低，因此他們認(rèn)為IL-18在炎性關(guān)節(jié)炎的病理機(jī)制中起作用。HANNA等[36]研究發(fā)現(xiàn)AS患者和對照之間的血清IL-18水平雖然沒有差異，但是男性血清IL-18表達(dá)水平高于女性，且與炎癥標(biāo)志物(如PsA中的IL-6和AS中的CRP)呈正相關(guān)。研究結(jié)果表明，炎性關(guān)節(jié)炎的活動性與IL-18升高有關(guān)。

2.9IL-23 IL-23主要由巨噬細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生，與人體的異常免疫有關(guān)，常通過間接誘導(dǎo)方式促進(jìn)炎性因子的過度表達(dá)，主要以IL-23/Th17/IL-17炎性軸在自免性疾病中發(fā)揮作用[37]，尤其在活動性AS患者中表達(dá)更明顯[38-39]。AS患者的IL-23能刺激外周血單核細(xì)胞中IL-17的分泌，通過削弱IL-23的免疫應(yīng)答，減少健康人IL-17(+)T細(xì)胞的數(shù)量[40]。最近的研究顯示活動性AS患者血清中IL-23和IL-17水平升高，被認(rèn)為是目前AS最有希望的治療靶點(diǎn)[41]。

2.10IL-27 IL-27是IL-12家族中重要的一員，它是抗原物質(zhì)刺激機(jī)體后產(chǎn)生的，由P28亞基與EB 病毒誘導(dǎo)蛋白3所組成的異二聚體。曾有報道[42-43]指出，IL-27在自身免疫性疾病中起抑制作用，且這種作用與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有很大關(guān)聯(lián)，IL-17在關(guān)節(jié)炎小鼠模型(Ⅱ型膠原誘導(dǎo))中可以誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的IL-27。AS患者血清中IL-27的水平同健康人相比較高，并隨著病情而不斷變化，與BASDAI、CRP和ESR存在正相關(guān)，這表明IL-27在本病的各個階段中均發(fā)揮作用[44]。IL-27對于AS而言，可以早期診斷和用于病情監(jiān)測。

2.11IL-28 IL-28A是Ⅲ型干擾素的一種，其抗腫瘤、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)的作用是通過細(xì)胞信號通路激活來實(shí)現(xiàn)的[45]。在SLE患者中，活化的CD4+T細(xì)胞及血清中IL-28水平常常高于健康人相關(guān)組織，結(jié)果提示IL-28參與該疾病的發(fā)生發(fā)展[46]。焦大敏等[47]通過檢測不同時間點(diǎn)的疾病活動指標(biāo)，探討了IL-28A與AS患者的關(guān)系。結(jié)果證實(shí)，相比于治療前患者血清增高的IL-28A水平，疾病活動性指標(biāo)(ESR、BASDAI)卻顯著下降，這表明了IL-28A參與AS的發(fā)病、發(fā)展的過程。

2.12IL-32 IL-32表現(xiàn)的促炎細(xì)胞因子特性，是由T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、單核細(xì)胞在關(guān)節(jié)成纖維細(xì)胞和滑膜細(xì)胞中產(chǎn)生并影響各種炎癥級聯(lián)反應(yīng)[48]。目前的研究表明，炎性細(xì)胞因子IL-32在AS患者的發(fā)病關(guān)節(jié)中含量多于骨性關(guān)節(jié)炎(OA)或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)患者。他們認(rèn)為RA關(guān)節(jié)炎性細(xì)胞因子IL-32可以誘導(dǎo)持續(xù)性炎癥物積累，OA的特征在于骨贅形成，而AS中的新骨形成涉及復(fù)雜的炎癥反應(yīng)和多因子序列[49]。LEE等[50]的研究證實(shí)了IL-32γ增強(qiáng)成骨細(xì)胞(OB)分化的能力，并使AS中的骨形成有與RA或OA中的骨形成不同的特征。為證明AS外周和軸向組織中高表達(dá)的IL-32γ與異常骨形成的關(guān)系，提供了一個證據(jù)。

2.13IL-33 IL-33擁有多種生物學(xué)活性，是IL-1家族的重要一員，與IL-1β、IL-18擁有較為近似的基因結(jié)構(gòu)及序列。IL-33作為細(xì)胞因子在人體組織中多有表達(dá)，其產(chǎn)生多種炎性細(xì)胞因子的功能是通過與自身受體結(jié)合了來實(shí)現(xiàn)的，此外，還調(diào)節(jié)Th2細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子(IL-5、IL-13等)[51]。有研究表明，IL-33在多系統(tǒng)疾病(感染、炎性、心血管、自身免疫等)中通過多種途徑來發(fā)揮調(diào)控作用[52]。而AS的發(fā)生是由于炎癥組織中IL-33大量釋放，進(jìn)而促使成纖維細(xì)胞與肥大細(xì)胞分泌VEGF、IL-6等細(xì)胞因子，出現(xiàn)關(guān)節(jié)的炎性損傷、組織破壞[53]。

2.14IL-37 IL-37屬于IL-1家族的成員，在炎性疾病中有重要的作用。許多疾病如SLE、RA患者血清中IL-37的表達(dá)明顯上調(diào)[54]。有報道認(rèn)為，IL-37是一個負(fù)性介質(zhì)，可以減少促炎性細(xì)胞因子的過度生成[55]。在體外，IL-37已被證實(shí)能有效地降低促炎細(xì)胞因子的表達(dá)[54]；在體內(nèi)， IL-37通過減少炎癥反應(yīng)而改善腦缺血，心肌缺血/再灌注損傷小鼠模型的臨床癥狀[56]。最近的研究表明IL-37下調(diào)慢性炎癥疾病如SLE、RA和炎性腸病中促炎因子的表達(dá)，提示IL-37可能通過下調(diào)促炎性因子而減少AS的炎癥反應(yīng)[57]。CHEN等[58]的研究中顯示AS患者IL-37的水平升高，與促炎因子、疾病活動性和并發(fā)癥相關(guān)。同時還證明IL-37能夠有效地下調(diào)與AS密切相關(guān)的細(xì)胞因子(TNF-α，IL-6，IL-17和IL-23)的表達(dá)。

3 結(jié) 語

綜上所述，鑒于AS的發(fā)病特點(diǎn)與致病機(jī)制，原因眾多、病程綿長，難以治愈，因此開展發(fā)病機(jī)制的研究確有必要。由于IL在自身免疫系統(tǒng)中的作用，尤其IL-1、IL-6、IL-12、IL-17、IL-23與AS關(guān)系的深入研究，可以深化臨床醫(yī)生對AS疾病的認(rèn)識，為進(jìn)一步治療提供科學(xué)依據(jù)。隨著生物技術(shù)與醫(yī)學(xué)科技的發(fā)展，更多的炎性因子被發(fā)現(xiàn)，更加有效的靶點(diǎn)被找到，在未來有可能實(shí)現(xiàn)AS的早診斷、早治療。