類風濕性關節炎的發病機制研究*

李子璇 歐珠羅布 陳國維

西藏大學醫學院 西藏拉薩 850000

類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種全身性慢性自身免疫性疾病，它的發病機制至今尚不清楚，大概與遺傳、微生物感染及環境以及免疫系統等都有一點關系。RA 的病理特點主要有滑膜襯里細胞增生、間質出現大量炎性細胞浸潤，微血管的增生、血管翳形成，軟骨及骨結構遭到破壞等[1]。其臨床特點是手、足小關節的多關節、對稱性、侵襲性關節炎癥，經常伴有關節外器官受累及血清類風濕因子陽性，可以導致關節畸形及功能喪失[2]。目前，類風濕性關節炎的發病率在1%左右，這種疾病對人體的損害是不可逆轉的，很多損傷的組織難以修復。并且治療期間效果艱難，反復發作，給患者帶來了極大的痛苦和折磨。

1 影響類風濕性關節炎的因素

1.1 遺傳因素

RA 的發展其中一個眾所周知的危險因素是先天易感性。一些研究集中在確定新的遺傳線索，可以參與病理過程，導致類風濕關節炎的發展。隨著全基因組關聯研究（genome wide association studies,GWAS）的逐漸完善，人們對遺傳基因和RA 關系也有了更深一步的了解，通過基因關聯檢測發現 115 個基因與RA 顯著相關，相應于43 個RA 風險基因位點，特別是下列6 個RA 風險基因位點的6個新的頂端基因位點，它們分別是：RPP14(DNASE1L3-ABHD6-PXK)、PXT1(ETV7)、MIR5708(TPD52)、DDX6(CXCR5)、SUOX(CDK2) 和PCAT29(LOC145837)[3]。該研究還發現了一個新的RA 潛在風險基因位點(11q23.3，起始位點118528941bp)，該位點包含以下3個基因：TREH-PHLDB1-MIR6716，

證實了已知的RA 風險基因位點，并鑒定了RA中包括非編碼調節性 miRNAs 在內的新的風險基因[4]。

研究還發現人類白細胞抗原（HLA）的HLA-DR基因與RA 發病也有很大的相關性，特別是：HLADRB1/*0401/*0404。HLA-DR 基因在應急環境下形成轉錄后修飾，在RA 易感人群中，針對這些轉錄后修飾蛋白會產生自身抗體即我們通常所說的類風濕因子（RF），正常人則無影響[5]。抗瓜氨酸肽抗體(ACPA)對RA 具有高度特異性[6]。滑膜是類風濕性關節炎主要損傷的靶器官，可使滑膜大量增生，出現類似于局部腫瘤的現象，后期臨床表現為關節疼痛，功能喪失等[7]。生理狀態下，人體內促炎和抗炎處于一種平衡狀態，但是如果這種平衡狀態被打破，則會引發風濕性關節炎的發生。

此外，為了描述新的候選基因的發展，Shchetynsky 等人進行了 RNA 測序-(RNAseq)為基礎的表達分析的377 個基因與先前證實的 RA 相關基因位點在血細胞亞群的 RA 患者[8]。結果顯示，治療組和未治療組RA 患者ERBB2、TP53 和 THOP1 的表達差異相似，提示 ERBB2、TP53 和THOP1 可能是與RA 發病相關的新候選基因[8]。眾所周知，DNA 甲基化是一種與類風濕關節炎發病相關的表觀遺傳修飾[9]。Rhead 等人指出，與對照組相比，RAPB 中存在超甲基化，支持來自PB 的fls 代表性DNA 甲基化特征可能證明是RA 風險或疾病狀態的有價值的生物標志物[9]。近年來，在調控類風濕關節炎(RA)器官運動的新的遺傳因子方面取得了一些有趣的研究結果。

1.2 環境因素

類風濕性關節炎與環境也有很大的關系，如長期吸煙、職業、飲食以及外界環境等因素都已經被證實與類風濕性關節炎有關。在所有這些與類風濕關節炎的發生有關的環境因素中，吸煙導致的RA 的發生已經有了充分的證據，吸煙易于產生瓜氨酸化蛋白，攜帶有阻斷性SE 等位基因的受試者尤為突出[10]。眾所周知，煙草中含有尼古丁，人們對尼古丁在人體免疫中的作用。Meng 等人在影響cg21325723 DNA 甲基化水平的rs6933349 基因中發現了吸煙與SNP 之間的基因-環境相互作用，他們發現：在目前吸煙者中次要等位基因（rs6933349_A）攜帶者在cg21325723 處的甲基化水平較低，這似乎與ACPA 陽性RA 的風險增加有關[11]。近年來，更有一些實驗結果表明，類風濕關節炎的發生與職業和外界環境之間可能存在相關性。在瑞典的一個小隊列研究中發現，在接觸二氧化硅的吸煙者中觀察到發展成 acpa-posi 型RA 的風險較高[12]。此外，Bernatsky 等人的研究中也指出，工業污染造成大氣污染，在此地區或者與工業污染較近的地區，RA 的得病率較高[13]。同時也有研究表明，在高寒缺氧的高海拔地區，也可以導致高水平的類風濕性關節炎[14]。有人認為，接觸某些農藥可能在男性農民中間的類風濕關節炎發病中起一定作用[15]。飲食也是影響RA 的一個因素，適度飲酒和較低的紅肉攝入量與發病風險降低最相關[16]；低鈉攝入似乎可以降低IL-9 和轉化生長因子的表達，說明低鈉飲食可能有抑制促炎癥反應的作用[17]。BRENNER M 等人的研究發現，短期低鎂飲食可降低免疫性關節炎的嚴重程度和滑膜炎相關基因的表達，也就是短期低鎂攝入對患有關節炎嚴重的的小鼠有保護作用[18]。

1.3 腸道菌群的影響

風濕性關節炎另外一個主要的影響因素指腸道菌群，最近幾年研究者對腸道菌群的研究成為疾病研究的一個熱點。胃腸道擁有極其龐大的粘膜表面起著物理屏障的作用，是機體吸收營養的主要場所，同時也是人體與外界環境相通的組織器官。健康人群腸道微生物大致可分為四個門，有1000 多種菌株，有厚壁菌門Firmicutes（包括梭菌屬），所占比例最大，大約在50%～75%，其次是擬桿菌門Bacteroidetes（包括擬桿菌屬、普氏菌屬和卟啉單胞菌屬），約占10%～50%，放線菌門Fusobacteria（包括雙歧桿菌）和變形菌門Proteobacteria（包括大腸桿菌）所占比例較小，特別是變形菌門，僅有1%左右[19]。腸道菌群的這種結構可以維持腸道的穩態，它們形成一道菌膜屏障阻止致病菌對人體造成的傷害，有益菌也能通過產生的代謝產物抑菌，調節機體的免疫應答和炎癥反應。WANG 等[20]的研究表明，短鏈脂肪酸（SCFAs）表型、功能及基因水平上與風濕性關節有高度相關性。

腸道共生菌群已被證明可以調節T 細胞和調節Treg 反應，這些反應是宿主對病原體進行有效防御所必需的，同時規避自身免疫反應和其他免疫病理后果作為宿主對抗病原體的第一道防線，先天性免疫反應依賴于一系列被稱為 PRRs 的受體，包括 TLRs 和核苷酸結合寡聚結構域樣受體(NLRs)[21]。腸道菌群結構紊亂可以引起各種自身免疫性疾病及代謝性疾病相關，RA 這種自身免疫性疾病與腸道菌群的紊亂有很大的相關性。類風濕關節炎患者腸道菌群與正常人群相比豐富度及多樣性均降低，從而導致腸道內環境穩態極易遭到破壞，從而誘導黏膜免疫功能異常，誘發各種自身免疫性疾病[22]。類風濕關節炎腸道菌群與健康人群相比共有16 個菌株差異較大，其中最為顯著差異的有三個特征菌，它們隸屬于厚壁菌門的梭菌綱、梭菌目、瘤胃科，其在RA患者腸道中豐度顯著增加[23]。有研究使用糞便培養方法發現RA 患者產氣莢膜梭菌較健康對照組明顯升高——梭菌XIVb 豐度增加[24]。

普雷沃氏菌屬（Prevotella）是革蘭氏陰性菌，該屬菌珠在健康人群的腸道中廣泛存在，同時也存在少量的機會致病菌，普雷沃氏菌這種定植和低致病性可能是長期以來與人體產生的互利共生關系[25]。Chen B等人提出普雷沃氏菌屬豐度增加對類風濕性關節炎的發生有很大相關性，普雷沃氏菌一方面可以通過刺激Th17 細胞活化產生細胞因子介導炎癥反應，另一方面還能產生Pc-p27 蛋白刺激RA 相關的促炎Th1 細胞反應，從而誘導關節炎的發生[26]。美國學者Scher 等人[27]及日本學者Maeda 等人[28]應用16S sRNA 測序技術均發現RA 患者擬桿菌屬豐度減少，而普雷沃氏菌屬豐度增加。Scher 等人[27]認為腸道微生物群中普雷沃氏菌屬的相對豐度增加是以減少擬桿菌的相對豐度為代價的，普氏菌屬能抑制擬桿菌屬（如脆弱擬桿菌）的抗炎作用。但是，這與Vaahtovuo 等人[29]的實驗結果完全不同，他們的研究結果是RA 患者腸道中普雷沃氏菌豐度是減少的。

類風濕性關節炎腸道菌群的變化

1.4 后天免疫系統

人體免疫系統是類風濕關節炎發病的主要因素，而效應淋巴細胞和調節性T 淋巴細胞（Treg）的不平衡是疾病發生的標志。近年來的研究進一步證實了在類風濕性關節炎中Th17 細胞與IgA 的分泌有關[30]，同時Th17 細胞在RA 臨床前期[31]引發特異性B 淋巴細胞產生自身抗體，Th17 細胞產生的IL-21 與TNF-α[32]共同參與骨的損傷作用。Treg 細胞主要通過調節作用來抑制免疫反應的發生，前列腺素E2(PGE2)對Treg 細胞的影響首次被描述。PGE2 可以通過下調 FoxP3、CTLA-4 和糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子-α 受體相關蛋白(GITR)的表達，抑制IL-10 的釋放等多種途徑影響Treg 細胞的功能[33]。對于B 淋巴細胞，Dekker 等研究了自反應B 細胞對轉化后改變的蛋白質的反應，發現自身和外源的抗氨基甲酰化蛋白都能引起自身對氨基甲酰化蛋白的異常反應[34]。

2 展望

隨著分子生物學研究技術的發展，近幾年關于風濕性關節炎的發病機制、治療等都有研究。包括腸道菌群的移植、免疫細胞、細胞代謝通路、黏附分子以及一些細胞因子等。T 淋巴細胞和B 淋巴細胞具有較好的表型和功能，新發現的先天性淋巴樣細胞(ILC)具有新的作用。未來的研究將需要更好地了解RA 的潛在機制，以便開發新的和更具體的疾病治療方法。