強直性脊柱炎患者血清和關節(jié)液中IL-17、IL-4水平變化及意義

孟景紅，趙海濤，陳海英

(河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院，石家莊050051)

強直性脊柱炎患者血清和關節(jié)液中IL-17、IL-4水平變化及意義

孟景紅，趙海濤，陳海英

(河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院，石家莊050051)

目的探討強直性脊柱炎(AS)患者血清和關節(jié)液中IL-17、IL-4水平變化及意義。方法選取初治AS患者42例(觀察組)，體檢健康者20例(對照組)。采用ELISA法檢測兩組血清及觀察組關節(jié)液IL-17、IL-4，計算IL-17/IL-4；采用Pearson相關分析法分析AS患者血清IL-17、IL-4、IL-17/IL-4與血小板數(shù)量、白細胞數(shù)量、紅細胞沉降率(ESR)、CRP、Bath強直性脊柱炎病情活動指數(shù)(BASDAI)的相關性。結果觀察組血清IL-17水平及IL-17/IL-4均高于對照組，血清IL-4水平低于對照組，組間比較P均<0.01。觀察組關節(jié)液中IL-17、IL-4水平均高于血清(P均<0.01)。AS患者血清IL-17、IL-17/IL-4與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI呈正相關(P<0.05或<0.01)；IL-4與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI呈負相關(P<0.05或<0.01)；IL-17、IL-4、IL-17/IL-4與白細胞數(shù)量均無相關性(P均>0.05)。結論AS患者血清及關節(jié)液中均存在IL-17水平升高、IL-4水平降低、IL-17/IL-4失衡，檢測IL-17、IL-4水平變化有助于了解AS病情程度、疾病活動度及判斷患者預后。

強直性脊柱炎；白細胞介素17；白細胞介素4；血清；關節(jié)液

強直性脊柱炎(AS)是一種主要侵犯人體中軸骨關節(jié)系統(tǒng)及外周大關節(jié)的慢性進行性自身免疫性疾病，主要累及滑膜關節(jié)、軟骨關節(jié)以及肌腱、韌帶附著骨等部位，以骶髂關節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)，致殘率較高。目前認為，AS的發(fā)生與免疫系統(tǒng)失調、炎癥反應、遺傳等因素有關，但確切發(fā)病機制尚未闡明。IL-17是由輔助性T細胞17(Th17)產(chǎn)生的前炎癥細胞因子，具有促進炎癥反應的作用；IL-4是由Th2細胞分泌的細胞因子，可抑制細胞免疫、促進體液免疫。目前，關于IL-17、IL-4與AS發(fā)生、發(fā)展關系的報道較少。本研究探討AS患者血清和關節(jié)液中IL-17、IL-4水平變化及意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2015年10月～2016年6月我院收治的初治AS患者42例(觀察組)，診斷均符合1984年修訂的AS紐約標準。其中男33例、女9例，年齡18～52(32.4±9.3)歲，病程0.25～40(18.2±8.0)年，均累及膝關節(jié)，白細胞數(shù)量[4～10(6.5±1.9)]×109/L，血小板數(shù)量[219～639(365.9±92.7)]×109/L，紅細胞沉降率(ESR)10～122(55.4±27.8)mm/h，CRP 8～99(42.6±26.0)mg/L，Bath強直性脊柱炎病情活動指數(shù)(BASDAI)2～9(4.8±2.0)。排除其他免疫相關性疾病及嚴重心、肝、腎等疾病患者。選擇同期體檢健康者20例為對照組，男16例、女4例，年齡19～47(29.5±8.4)歲。兩組性別、年齡具有可比性。

1.2 血清及關節(jié)液IL-17、IL-4檢測 分別采集兩組清晨空腹靜脈血3 mL，室溫靜置20 min，3 000 r/min離心20 min，收集血清，置于-80 ℃冰箱保存待測；抽取AS患者膝關節(jié)內關節(jié)液5 mL，靜置2 h，抽取上清液，置于-80 ℃冰箱保存待測。采用ELISA法檢測血清及關節(jié)液IL-17、IL-4，具體步驟參照試劑盒(RD生物科學公司)說明書。計算IL-17/IL-4。

2 結果

2.1 血清和關節(jié)液IL-17、IL-4及IL-17/IL-4 觀察組血清IL-17水平及IL-17/IL-4均高于對照組，血清IL-4水平均低于對照組，組間比較P均<0.01，見表1。觀察組關節(jié)液IL-17、IL-4水平均高于血清(P均<0.01)，見表2。

表1 兩組血清IL-17、IL-4水平及IL-17/IL-4比較

注：與對照組比較，*P<0.01。

表2 觀察組血清和關節(jié)液中IL-17、IL-4水平及IL-17/IL-4比較

注：與血清比較，*P<0.01。

2.2 AS患者血清IL-17、IL-4、IL-17/IL-4與白細胞數(shù)量血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI的相關性 AS患者血清IL-17、IL-17/IL-4與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI均呈正相關(P<0.05或<0.01)；IL-4與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI均呈負相關(P<0.05或<0.01)；IL-17、IL-4、IL-17/IL-4與白細胞數(shù)量均無相關性(P均>0.05)。見表3。

3 討論

AS的主要發(fā)病機制可能是具有一定遺傳背景的易感個體出現(xiàn)免疫功能紊亂，導致細胞因子網(wǎng)絡失衡，開啟瀑布式炎癥反應，激活更為廣泛的效應機制，最終導致關節(jié)破壞及修復的病理過程[1]。Th17、調節(jié)性T細胞(Treg)是除Th1、Th2細胞亞群外的另一對免疫調控細胞。IL-17是由Th17細胞產(chǎn)生的前炎癥細胞因子，介導防御胞外病原微生物感染[2]。IL-4是由Th2細胞分泌的抗炎癥細胞因子。研究發(fā)現(xiàn)，IL-17/IL-4失衡可能是關節(jié)炎的啟動環(huán)節(jié)，糾正IL-17/IL-4失衡可能阻止疾病的進展[3]。

表3 AS患者血清IL-17、IL-4、IL-17/IL-4與白細胞數(shù)量血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI的相關性

IL-17與受體結合后被激活，促進趨化因子、集落刺激因子和黏附分子表達或釋放，招募炎癥細胞尤其是嗜中性粒細胞，刺激巨噬細胞產(chǎn)生IL-1β、TNF-α、IL-6和前列腺素E2(PGE2)等因子，誘導并促進炎癥反應，導致細胞浸潤和組織破壞，影響感染、腫瘤和自身免疫性疾病等病理過程[1]。研究發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕關節(jié)炎、銀屑病、多發(fā)性硬化癥及幼年特發(fā)性關節(jié)炎等多種自身免疫性疾病中IL-17水平均升高，參與上述疾病的發(fā)生、發(fā)展[4～6]。在自身免疫性疾病動物模型中，IL-17缺乏可阻止疾病發(fā)生；在實驗性關節(jié)炎的發(fā)生過程中阻斷IL-17表達，可以阻止關節(jié)及骨質破壞[7]，提示IL-17是多種自身免疫病重要的致病因子，具有增強病理性免疫反應和促進炎癥反應的作用。Mcinnes等[8]報道，IL-17可誘導破骨細胞生成，與破骨細胞IL-17受體結合，促進骨破壞的發(fā)生，在關節(jié)損傷中發(fā)揮重要作用。Koenders等[9]發(fā)現(xiàn)，在關節(jié)炎癥發(fā)生的早期階段，IL-17和TNF-α對炎癥的發(fā)展及關節(jié)骨質的破壞具有協(xié)同誘導作用；但關節(jié)炎一旦發(fā)生，IL-17可以不依賴TNF-α而單獨發(fā)揮促炎及破壞骨質的作用。IL-17是關節(jié)炎和骨質破壞發(fā)生的獨立危險因素[10]。關節(jié)腔內持續(xù)注射IL-17可以促進關節(jié)炎的發(fā)生，其可能通過對病理性滑膜進行持續(xù)性的炎性刺激，并且激活滑膜細胞及炎性細胞的抗凋亡機制，從而使這些細胞聚集在關節(jié)腔，最終形成病理性損傷[10]。在動物關節(jié)炎病變組織局部分離出的單個核細胞高表達 IL-17，且病灶內IL-17表達量與疾病的嚴重程度密切相關[11]。

IL-4是由Th2細胞分泌的細胞因子，主要作用于B細胞、T細胞、巨噬細胞和肥大細胞等靶細胞，可抑制Th1和細胞毒T淋巴細胞(Tc1)增殖及產(chǎn)生細胞因子，抑制細胞免疫、促進體液免疫，增強殺傷細胞的特異性及非特異性殺傷功能[12]。IL-4能夠抑制單核-巨噬細胞產(chǎn)生IL-1β、TNF-α、IL-8、PGE等，下調活化的單核-巨噬細胞分泌氧自由基[13]。隨著IL-4水平逐漸降低，其抑制炎癥反應的能力逐漸減弱，自身的免疫穩(wěn)態(tài)遭到破壞，促進免疫相關性疾病的發(fā)生、發(fā)展。動物研究發(fā)現(xiàn)，抗IL-4抗體可使小鼠膠原誘導性關節(jié)炎加重，系統(tǒng)給予IL-4可阻止小鼠關節(jié)炎癥進展及關節(jié)組織學改變，顯著減輕急性關節(jié)炎癥狀。IL-4還可通過抑制損傷性蛋白酶-基質金屬蛋白酶來降低關節(jié)損傷程度[14]。在膠原誘導性關節(jié)炎動物模型中通過腺病毒載體植入IL-4基因，可抑制炎性介質IL-6、IL-12、IL-17和滑膜骨蛋白原配體的產(chǎn)生，從而阻止軟骨及骨質的破壞[15,16]。去除IL-4基因的小鼠關節(jié)炎程度明顯加重[17]。但是，Wang等[18]研究發(fā)現(xiàn)，AS患者血清IL-4水平明顯降低。上述研究結果提示，在免疫相關性關節(jié)炎的發(fā)病過程中IL-4可通過不同的機制阻止關節(jié)炎的發(fā)生及發(fā)展。在膠原誘導的關節(jié)炎發(fā)生初期，IL-4可通過T細胞抑制IL-17產(chǎn)生，進而減輕關節(jié)局部的炎癥反應，但在疾病后期卻不能發(fā)揮相似的作用[19,20]。

本研究結果顯示，AS患者血清IL-17水平及IL-17/IL-4均較健康對照者明顯升高，IL-4水平較健康對照者明顯降低，提示IL-17促進AS發(fā)生，IL-4則抑制AS發(fā)病，IL-17/IL-4失衡促進關節(jié)炎的發(fā)生。上述結果與動物實驗研究結果一致[21]。AS患者膝關節(jié)液中IL-17水平高于血清，且本研究AS患者病變均累及膝關節(jié)，提示IL-17在關節(jié)病變和骨質破壞中可能占據(jù)更重要的地位；關節(jié)液中IL-4水平高于其血清水平，提示在關節(jié)炎發(fā)生時IL-4有向關節(jié)炎癥部位聚集的傾向，以恢復局部IL-17/IL-4平衡，控制局部炎癥反應。血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI均為評價AS患者病情程度、疾病活動度及預后的指標。AS患者血清IL-17水平均與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI呈正相關，IL-4與血小板數(shù)量、ESR、CRP、BASDAI呈負相關，提示血清IL-17、IL-4水平可以反映AS疾病活動度，檢測二者水平有助于判斷患者預后。血清IL-17、IL-4水平均與白細胞數(shù)量無相關性，可能與白細胞數(shù)量受多種因素影響有關。

綜上所述，AS患者血清及關節(jié)液中均存在IL-17水平升高、IL-4水平降低、IL-17/IL-4失衡，檢測IL-17、IL-4水平變化有助于了解AS病情程度、疾病活動度及判斷患者預后。

[1] Harrington LE, Mangan PR, Weaver CT, et al. Expanding the effector CD4 T-cell repertoire: the Th17 lineage[J]. Curr Opin immunol, 2006,3(18):349-356.

[2] Lubberts E. Th17 cytokines and arthritis[J]. Semin Immunopathol, 2010,32(1):43-53.

[3] Lowesl MA, Kikuchil T, Fuentes-Duculanl J, et al. Psoriasis vulgaris lesions contain discrete populations of Th1 and Th17 T cells[J]. J Invest Dermatol, 2008,5(128):1207-1211.

[4] 武樹朋.血清GM-CSF、TNF-α及IL-17在類風濕關節(jié)炎中的表達及相關性[J].中華風濕病學雜志,2017,12(37):3041-3042.

[5] 白雪,高美華,王好玉等.TH17細胞相關細胞因子IL-17和IL-23在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的表達及其意義[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展,2013,10(13):1937-1940.

[6] Agarwal S, Misra R, Aggarwal A. Interleukin 17 levels are increased in juvenile idiopathic arthritis synovial fluid and induce synovial fibroblasts to produce proinflammatory cytokines and matrix metalloproteinases[J]. J Rheumatol, 2008,3(35):515-519.

[7] Koenders MI, Lubberts E, Opper Walgreen B, et al. Blocking of

IL-17 during reactivation of experimental arthritis prevent joint inflammation and bone erosion by decreasing RANKL and IL-1[J]. Am J Pathol, 2005,167(1):141-149.

[8] Mcinnes IB, Liew FY. Cytokine networks-towards new therapies for rheumatoid arthritis[J]. Nat Rev Rhrumatol, 2005,1(1):31-39.

[9] Koenders MI, Lubberts E, Van de Loo FA, et al. Interleukin-17 acts independently of TNF-alpha under arthritic conditions[J]. J Immunol, 2006,176(10):626-629.

[10] Benedetti G, Miossec P. Interleukin 17 contributes to the chronicity of inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis[J]. Eur J Immunol, 2014,2(44):339-347.

[11] Lubberts E. IL-17/Th17 targeting: on the road to prevent chronic destructive arthritis[J]. Cytokine, 2008,41(2):84-91.

[12] 劉秀娟,黃勝起,王阿妮,等.白細胞介素-17與細胞核因子-κB受體活化因子配體在強直性脊柱炎患者血清中表達的研究[J].中華風濕病學雜志,2013,11(17):769-771.

[13] Chen WS, Chang YS, Lin KC, et al. Association of serum interleukin-17 and interleukin-23 leves with disease activity in Chinese patients with ankylosing spondylitis[J]. J Chin Med Assoc, 2012,75(7):303-308.

[14] Sarah EW, Danielle D, Taher E, et al. Targeted delivery of cytokine therapy to rheumatoid tissue by a synovial targeting peptide[J]. Ann Rheum Dis, 2013,1(72):129-135.

[15] Lubberts E, Joosten LA, van Den Bersselaar L, et al. Adenoviral vector-mediated overexpression of IL-4 in the knee joint of mice with collagen-induced arthritis prevents cartilage destruction[J]. J Immunol, 1999,163(8):4546-4556.

[16] Joosten LA, Lubberts E, Helsen MM, et al. Protection against cartilage and bone destruction by systemic interleukin-4 treatment in established murine type Ⅱ collagen-induced arthritis[J]. Arthritis Res, 1999,1(1):1.

[17] CaoY, Brombacher F, Tunyoqi-Csapo M, et al. Interleukin-4 regulates proteoglycan-induced arthritis by specifically suppressing the innate immune response[J]. Arthritis Rheum, 2007,3(56):861-870.

[18] Wang J, Zhao Q, Wang G, et al. Circulating levels of Th1 and Th2 chemokines in patients with ankylosing spondylitis[J]. Cytokine, 2016(81):4-10.

[19] Morita Y, Yang J, Gupta R, et al. Dendritic cells genetically engineered to express IL-4 inhibit murine collagen-induced arthritis[J]. J Clin Invest, 2001,107(10):1275-1284.

[20] Sarkar S, Tesmer LA, Hindnavis V, et al. Interleukin-17 as a molecular target in immune-mediated arthritis: immunoregulatory properties of genetically modifed murine dendritic cells that secrete interleukin-4[J]. Arthritis Rheum, 2007,56(1):89-100.

[21] Miossec P, Kolls JK. Targeting IL-17 and T (H)17 cells in chronic inflammation[J]. Nat Rev Drug Discov, 2012,10(11):763-776.

河北省醫(yī)學科學研究重點課題計劃(20130222)。

趙海濤(E-mail： 38558956@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.48.016

R593.23

B

1002-266X(2017)48-0051-03

2017-07-12)