二磷酸鹽治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎作用機(jī)制研究進(jìn)展

姚 瑤，丁從珠，葛衛(wèi)紅

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院1.藥學(xué)部;2.老年科，江蘇南京 210008)

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)為慢性炎癥性自身免疫性疾病，全球發(fā)病率為0.5% ～1.0%，我國(guó)發(fā)病率約為0.4%。炎癥和骨破壞為RA的兩大主要病理表現(xiàn)。目前RA治療多采用緩解病情抗風(fēng)濕藥(disease-modifying anti-rheumatic drugs，DMARDs)，激素類以及近年來的生物制劑類等，這些藥物大多數(shù)通過調(diào)節(jié)免疫因子的分泌來緩解炎癥引起的骨破壞［1］。

二磷酸鹽(bisphosphonates)作為治療骨質(zhì)疏松的有效藥物，在長(zhǎng)期的應(yīng)用中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)它在治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松時(shí)，對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎同樣有效［2］。2010美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)(American college of rheumatology，ACR)指南指出絕經(jīng)后婦女或≥50歲的男性預(yù)期應(yīng)用強(qiáng)的松劑量每日≥7.5 mg，用藥3月推薦加用二磷酸鹽，防治骨質(zhì)疏松的發(fā)生［3］。然而二磷酸鹽對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚，限制其在RA中更廣泛的應(yīng)用，本文就二磷酸鹽對(duì)破骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和炎癥的作用作綜述。

1 二磷酸鹽對(duì)破骨細(xì)胞的作用

RA致殘的主要原因是關(guān)節(jié)軟骨及骨的破壞，在炎癥通路的啟動(dòng)、活化和最終導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)破壞過程中，破骨細(xì)胞起著重要作用。巨噬細(xì)胞集落刺激因子(macrophage colony stimulatory factor，M-CSF)，白介素-1(interleukin-1，IL-1)和腫瘤壞死因 α(tumor necrosis factor，TNF-α)參與破骨細(xì)胞的分化和活性調(diào)節(jié)，其中，IL-1誘導(dǎo)的 TNFα水平與RA骨破壞的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［4］。Polzer K研究表明，IL-1介導(dǎo)TNF-α調(diào)節(jié)的骨質(zhì)流失［5］，而骨質(zhì)流失與破骨細(xì)胞的活化和吸收能力相關(guān)［6］。近期研究表明IL-17也是促進(jìn)破骨細(xì)胞分化的重要細(xì)胞因子［7］。在炎性因子的介導(dǎo)下，大量核因子κB受體活化因子配體(Receptor Activator for Nuclear Factorκ B Ligand，RANKL)與細(xì)胞膜上核因子κ B受體活化因子(Receptor Activator for Nuclear Factor-κ B，RANK)受體競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合，引起下游腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor-associated factor 6，TRAF6)、核因子 κB(nuclear factor κB，NF-κB)和活化T細(xì)胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFAT)的激活，從而誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的分化［8］。

二磷酸鹽的主要作用靶點(diǎn)是破骨細(xì)胞，通過抑制破骨細(xì)胞的活性來完成抗骨吸收作用。Rogers等［9］發(fā)現(xiàn)二磷酸鹽能吸附在礦物質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)上，直接干擾破骨細(xì)胞的附著，導(dǎo)致破骨細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而抑制其骨吸收活性。Ohe等［10］和Tsubaki等［11］發(fā)現(xiàn)二磷酸鹽還可通過間接途徑抑制破骨細(xì)胞的活性，研究表明二磷酸鹽可抑制成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞分泌M-CSF和RANKL，而刺激骨保護(hù)素 (osteoprotegerin，OPG)的分泌。其中MCSF和RANKL/RANK/OPG信號(hào)通路是破骨細(xì)胞分化過程及發(fā)揮骨吸收活性的主要影響因子。因此，二磷酸鹽可抑制M-CSF和RANKL的表達(dá)，促進(jìn)OPG的分泌，使RANKL/OPG比值降低，可以明顯抑制破骨細(xì)胞的骨吸收。

2 二磷酸鹽對(duì)炎癥的作用

二磷酸鹽在化學(xué)結(jié)構(gòu)上分為含氮與不含氮，兩者作用機(jī)制也不盡相同。含氮雙磷酸鹽的作用機(jī)制包括兩個(gè)，一個(gè)是抑制其中最主要的是通過模擬焦磷酸尼法酯合酶的天然底物，抑制破骨細(xì)胞甲羥戊酸途徑中的關(guān)鍵酶焦磷酸法尼酯合酶的活性，使得法尼基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate，F(xiàn)PP)無法形成，從而抑制下游的包括Rho、Ras、Rab在內(nèi)的蛋白合成［12］。最新研究表明，與破骨細(xì)胞凋亡相關(guān)的蛋白是Rab［13］。再次驗(yàn)證二磷酸鹽對(duì)破骨細(xì)胞的作用。另外，Ras和Rho也是該家族中重要的蛋白質(zhì)，Ras參與了Raf-Mek-Erk這條調(diào)節(jié)通路的傳導(dǎo)，Ras受上游信號(hào)的的激活后磷酸化下游蛋白而產(chǎn)生一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，Raf被Ras激活后激活下游的Mek，進(jìn)而激活Erk，活化的Erk進(jìn)入細(xì)胞核，磷酸化特定基因上的特定位點(diǎn)，調(diào)控轉(zhuǎn)錄。這一途徑調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)方面起著重要的作用［14］。而Rho調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移和吞噬過程中的肌動(dòng)蛋白，并且參與細(xì)胞外的信號(hào)通路。Rho不僅與腫瘤的生長(zhǎng)和遷移有關(guān)，而且與炎癥有關(guān)，它能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞向組織的遷移，應(yīng)答炎癥刺激，促進(jìn)活性氧自由基(Reactive Oxygen Species，ROS)的產(chǎn)生、細(xì)胞吞噬、NF-κB的信號(hào)通路和細(xì)胞因子的產(chǎn)生等［15］。

由此可見，羥甲戊酸途徑的抑制是藥物發(fā)揮抗炎作用的核心，推測(cè)其他抑制羥甲戊酸途徑的藥物也能發(fā)揮抗炎作用。苯甲酸鈉通過調(diào)節(jié)羥甲戊酸途徑和Ras系統(tǒng)，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥應(yīng)答，在此過程中羥甲基戊二酸單酰輔酶(HMG-CoA)、FPP水平下降，導(dǎo)致NF-κB抑制，同時(shí)Ras法尼基蛋白轉(zhuǎn)移酶的抑制也能降低誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase，iNOS)的表達(dá)［16］。他汀類藥物通過抑制羥甲戊酸途徑，發(fā)揮抑制膽固醇合成的作用，HMG-CoA還原酶抑制劑降低下游的FPP水平，從而減少膽固醇的合成。臨床研究證實(shí)他汀類藥物能夠有效地縮小高脂血癥患者頸動(dòng)脈斑塊面積，降低炎性因子 IL-6、TNF-α 水平［17-18］。同時(shí)，Silveira AA表明辛伐他汀可以通過調(diào)節(jié)Rho激酶活性直接發(fā)揮抗炎作用［19］。繼往的研究中二磷酸鹽的抗炎活性也得到了證實(shí)，Kamel A.A檢測(cè)了11個(gè)含氮雙磷酸鹽的抗炎活性，結(jié)果顯示所有的實(shí)驗(yàn)藥物均能很好地緩解炎癥，因此具有抑制多發(fā)性關(guān)節(jié)炎的作用［20］。

3 二磷酸鹽與軟骨細(xì)胞

軟骨破壞也是RA的重要病理改變之一，隨著RA滑膜成纖維細(xì)胞的活化，侵入軟骨細(xì)胞，介導(dǎo)軟骨破壞，不僅導(dǎo)致關(guān)節(jié)間隙狹窄，功能受限，還進(jìn)一步促進(jìn)軟骨下骨破壞，主要是通過分泌大量的降解酶來實(shí)現(xiàn)，其中最重要的是基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)。組織基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase，TIMPs)是MMPs的拮抗劑，TIMPs/MMPs比例失調(diào)在軟骨降解過程中起關(guān)鍵作用。研究表明，阿倫磷酸鈉能夠通過上調(diào)二型膠原表達(dá)，抑制IL-1β誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞MMP13的分泌，從而保護(hù)軟骨細(xì)胞功能［21］。

綜上所述，二磷酸鹽對(duì)抑制破骨細(xì)胞活性、炎癥反應(yīng)和保護(hù)軟骨細(xì)胞都有一定的作用，為臨床治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎提供理論依據(jù)。鑒于目前臨床僅將二磷酸鈉類藥物與其他藥物合用治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，且上述大多結(jié)論都來自體外實(shí)驗(yàn)，缺乏足夠的實(shí)踐依據(jù)。因此，二磷酸鹽類在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療中廣泛應(yīng)用還需要進(jìn)一步深入的研究。

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