臨床前期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的自身免疫

王 丹，劉 靜，袁國(guó)華

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以侵蝕性關(guān)節(jié)炎為主要表現(xiàn)的全身性自身免疫性疾病。臨床前期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(preclinical rheumatoid arthritis，pre-RA)是RA的早期疾病發(fā)展階段，機(jī)體在達(dá)到RA的疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)之前，體內(nèi)疾病發(fā)展已經(jīng)開始。RA的發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，從RA的發(fā)病到臨床癥狀的出現(xiàn)，需要經(jīng)歷多個(gè)病程階段。EULAR將RA的發(fā)生與發(fā)展分為6個(gè)階段(A～F)，即A-遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素階段(genetic risk factors for RA)、B-環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素階段(environmental risk factors for RA)、C-RA相關(guān)的系統(tǒng)性自身免疫階段(systemic autoimmunity associated with RA)、D-無(wú)臨床關(guān)節(jié)炎癥狀階段(symptoms without clinical arthritis)、E-未分化關(guān)節(jié)炎階段(unclassified arthritis)、F-類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎階段(RA)[1]。將A～E期統(tǒng)稱為臨床前期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(pre-RA)，為高危個(gè)體發(fā)展為RA的早期病程。目前，許多研究表明，在臨床RA癥狀出現(xiàn)之前，即pre-RA期患者體內(nèi)多已存在自身免疫紊亂狀態(tài)[2]。

1 pre-RA自身免疫紊亂的誘導(dǎo)產(chǎn)生

多項(xiàng)研究表明，RA的發(fā)展有一個(gè)較長(zhǎng)病程，概括來(lái)說(shuō)，包括危險(xiǎn)因素誘導(dǎo)階段、自身免疫階段、癥狀階段、臨床關(guān)節(jié)炎階段，即在RA特征性關(guān)節(jié)炎出現(xiàn)之前，患者體內(nèi)已存在局限性或系統(tǒng)性自身免疫。pre-RA的自身免疫狀態(tài)多存在自身抗體和其他生物標(biāo)志物的異常，而缺乏以RA為特征的炎癥性關(guān)節(jié)炎臨床表現(xiàn)[3]。早期研究中描述的主要自身抗體是類風(fēng)濕因子(RF)和抗瓜氨酸蛋白抗原(ACPA)的抗體[4-5]。RF/ACPA陽(yáng)性患者常被定義為血清陽(yáng)性患者。自身抗體的產(chǎn)生與多種因素相關(guān)，包括HLA-DRB1特異性等位基因與PTPN22、CTLA4、STAT4等T細(xì)胞激活相關(guān)基因，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、煙草、職業(yè)性粉塵、微生物、飲食、激素等環(huán)境因素[6-14]。其中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位通過(guò)影響飲食、微生物、粉塵等因素，起間接誘導(dǎo)作用。這些因素的相互作用，可使機(jī)體產(chǎn)生一系列特定形式的翻譯后修飾肽/蛋白質(zhì)，使機(jī)體對(duì)自身肽的耐受性喪失，從而產(chǎn)生自身抗體誘發(fā)機(jī)體自身免疫紊亂[3]。

1.1 遺傳及環(huán)境危險(xiǎn)因素的作用

RA的最大遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子位于HLA(人類白細(xì)胞抗原)復(fù)合體II類基因區(qū)域，編碼HLA-DRB1分子，該基因序列即被稱為HLA-DRB1特異性等位基因。HLA-DRB 1特異性等位基因可編碼一個(gè)保守的氨基酸序列，位于抗原呈遞分子的抗原結(jié)合槽中，這個(gè)保守序列被稱為共享表位(SE)[7]。既往認(rèn)為HLA-DRB 1等位基因與RA患者RF或ACPA的產(chǎn)生相關(guān)，且等位基因與ACPA的相關(guān)性高于RF[6]；HLA-DRB 1分子與瓜氨酸肽的相互作用可能通過(guò)多種途徑影響RA的發(fā)病；例如，先前在HLA-DRB1*0401轉(zhuǎn)基因小鼠中進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，在抗原肽與SE相互作用的位置，將肽側(cè)鏈位置的精氨酸轉(zhuǎn)化為瓜氨酸會(huì)顯著增加抗原肽-MHC的親和力，并導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞的激活，提示HLA-DRB1等位基因可啟動(dòng)對(duì)瓜氨酸自身抗原的自身免疫應(yīng)答[15]。然而最近的證據(jù)表明，HLAⅡ類位點(diǎn)與成為ACPA+的風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)，而與從ACPA+向ACPA+RA進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，提示HLAⅡ類基因位點(diǎn)可能并不直接參與ACPA應(yīng)答的形成，而是與其成熟有關(guān)，可能是通過(guò)T細(xì)胞在疾病發(fā)生前為產(chǎn)生ACPA的B細(xì)胞提供幫助[16]。除HLA-DRB1等位基因外，與RA相關(guān)性較強(qiáng)是PTPN 22基因，該基因被認(rèn)為可導(dǎo)致T細(xì)胞和其他細(xì)胞免疫激活的閾值降低，最近的研究還表明，該基因的多態(tài)性可能導(dǎo)致高瓜氨酸化，因?yàn)镻TPN 22可與負(fù)責(zé)瓜氨酸化的肽酶(PAD)的相互作用[14]。其他相關(guān)基因例如CTLA4、STAT4，被研究發(fā)現(xiàn)可能存在于與RA相關(guān)的炎癥通路中[14]。即可能存在以下機(jī)制：環(huán)境因素(社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、煙草、職業(yè)性粉塵、微生物、飲食、激素等)誘導(dǎo)產(chǎn)生相關(guān)翻譯后修飾肽/蛋白及相關(guān)自身抗體，HLA-DRB 1等則允許機(jī)體的自身免疫反應(yīng)、活化T細(xì)胞(PTPN22、CTLA4、STAT4為常見的T細(xì)胞激活相關(guān)基因)，并引發(fā)增殖、分化及細(xì)胞因子的產(chǎn)生[16]。

1.2 pre-RA相關(guān)的自身抗體

pre-RA相關(guān)的自身抗體包括抗人IgG分子 Fc片段上抗原決定簇的自身抗體(RF)，以及抗瓜氨酸蛋白抗體(ACPA)、抗氨甲酰蛋白抗體(ACarPA)和抗乙?；鞍卓贵w(AAPA)、抗角蛋白抗體(AKA)、抗核周因子(APF)、異質(zhì)性核糖核蛋白體(RA33/36)[17-18]。類風(fēng)濕因子(RF)是一種以變性IgG為靶抗原的自身抗體，存在于RA及其他風(fēng)濕免疫病患中，甚至在5%正常人中也可出現(xiàn)低滴度RF?？构习彼岬鞍卓乖贵w(ACPA)是目前除RF外研究最多的RA相關(guān)抗體，與RA的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，遺傳及環(huán)境因素(如吸煙、粉塵等)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生瓜氨酸化蛋白/肽，機(jī)體識(shí)別這些自身抗原產(chǎn)生抗體ACPA。近年來(lái)，對(duì)ACPA陽(yáng)性RA的發(fā)生和病因?qū)W有了重要的認(rèn)識(shí)。ACPA及RF已成為診斷RA重要實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。此外，抗角蛋白抗體(AKA)、抗核周因子(APF)、異質(zhì)性核糖核蛋白體(RA33/36)等抗體對(duì)RA的早期診斷及預(yù)后判斷有重要意義。目前有研究發(fā)現(xiàn)，在ACPA陰性RA患者中發(fā)現(xiàn)氨基甲?；贵w(ACarPA)，這些抗體可以預(yù)測(cè)ACPA陰性RA患者更嚴(yán)重的臨床過(guò)程，與關(guān)節(jié)損傷密切相關(guān)[17]。可以說(shuō)，氨基甲酰化抗體(ACarPA)是ACPA陰性RA的獨(dú)特的血清學(xué)指標(biāo)。除此之外，目前也有研究在早期炎癥性關(guān)節(jié)炎患者血清中檢測(cè)了乙?；ㄐ蔚鞍纂牡目贵w即抗乙?；鞍?肽抗體(AAPA)[18]。

1.3 pre-RA相關(guān)炎性因子及自身免疫穩(wěn)態(tài)失調(diào)

自身免疫反應(yīng)多合并多種炎癥因子的存在，如腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-1β、白細(xì)胞介素-1Ra、GM-CSF，以及白細(xì)胞介素-4、白細(xì)胞介素-12、白細(xì)胞介素-17和嗜酸細(xì)胞趨化因子等，這些細(xì)胞因子在自身免疫的發(fā)生及進(jìn)展中起重要作用[19]，隨著病情進(jìn)展，關(guān)節(jié)滑膜、肺黏膜、腸道、牙周組織、淋巴系統(tǒng)均可受累[2]。病情的進(jìn)展，并非單有這些細(xì)胞因子的促炎作用，疾病早期研究發(fā)現(xiàn)，抗炎和促炎通路的失調(diào)致抗炎因子下調(diào)，也是病程進(jìn)展重要因素，如促分解脂質(zhì)介質(zhì)通路、自主神經(jīng)抗炎通路的調(diào)節(jié)失調(diào)等[20-22]。

2 pre-RA各系統(tǒng)/組織的局限性自身免疫紊亂

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)的系統(tǒng)性自身抗體在患者發(fā)病之前就可以檢測(cè)到，并且可能起源于遠(yuǎn)離滑膜關(guān)節(jié)的部位。有越來(lái)越多的研究表明，在臨床前RA階段，局部自身免疫過(guò)程已在多個(gè)黏膜部位發(fā)生，包括口腔黏膜、肺黏膜和腸道黏膜[23]。然而，各部位是自身免疫繼發(fā)損傷的早期靶點(diǎn)，還是導(dǎo)致全身自身免疫主要的觸發(fā)因素，尚需進(jìn)一步研究。在口腔黏膜和肺部，牙周病和吸煙等危險(xiǎn)因素可能通過(guò)推動(dòng)局部產(chǎn)生瓜氨酸自身抗原而促進(jìn)自身免疫，及腸道微生物群改變可影響腸道促炎及抗炎失調(diào)可促進(jìn)自身免疫性疾病的發(fā)展[24-26]。

2.1 口腔黏膜及牙周組織

大量研究表明，口腔黏膜，尤其是牙周組織可能是RA自身免疫的起始部位。首先，牙周炎(PD)患者的RA患病率顯著增加[27]；其次，炎癥牙周組織PAD酶和瓜氨酸蛋白表達(dá)升高，并在牙周炎患者的齦溝液中檢測(cè)到抗CCP抗體[24]；ACPAS的陽(yáng)性率與牙齦卟啉菌、牙周炎相關(guān)，并且與疾病活動(dòng)度正相關(guān)[28]；重要的是，RA和PD具有共同的臨床和組織炎癥特征(以慢性軟組織炎癥為特征，可發(fā)生局部骨質(zhì)破壞)，及遺傳和環(huán)境危險(xiǎn)因素(HLA-DR共享表位等位基因和香煙煙霧是RA的既定危險(xiǎn)因素，也顯示出PD的易感風(fēng)險(xiǎn)增加)[29]。

2.2 肺黏膜

吸煙是RA的一個(gè)高危因素，研究發(fā)現(xiàn)，吸煙與支氣管肺泡灌洗(BAL)樣本中的瓜氨酸含量增加有關(guān)，并產(chǎn)生高水平的ACPA，從而引發(fā)呼吸道黏膜及肺實(shí)質(zhì)的自身免疫反應(yīng)[30]。Willis及其同事的研究發(fā)現(xiàn)，早期RA患者的痰及有RA家族史或ACPA陽(yáng)性健康者的痰中都存在ACPA/RF，在這些高危人群中，痰中自身抗體高于血清，或痰中存在自身抗體，而血清中沒有自身抗體[31]。這表明ACPA等自身抗體極有可能在肺組織中生成，或者肺是自身免疫繼發(fā)損傷的早期靶點(diǎn)。從RA的支氣管和滑膜組織中鑒定出共享的瓜氨酸化肽，特別是瓜氨酸化波形蛋白，更支持了該觀點(diǎn)，在肺部產(chǎn)生的自身抗體，它們可與滑膜中的自身抗原發(fā)生交叉反應(yīng)[32]。因此，炎癥誘導(dǎo)的肺組織自身抗體的產(chǎn)生可能直接參與了關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。

2.3 腸黏膜

在臨床前RA患者中的研究發(fā)現(xiàn)，患者腸道菌群發(fā)生了改變。腸道是人類體內(nèi)最大的細(xì)菌定植地，有將近3磅的細(xì)菌和超過(guò)300萬(wàn)的細(xì)菌基因[33]。已發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌(Prevotella copri)，在新發(fā)RA患者的糞便樣本較對(duì)照組更豐富，定植銅綠假單胞菌的小鼠對(duì)化學(xué)性結(jié)腸炎更敏感[34]。這些研究均表明銅綠假單胞菌具有促炎作用。促炎菌群的過(guò)度生長(zhǎng)和具有免疫調(diào)節(jié)功能的保護(hù)性菌種的耗竭(如乳酸菌比例上調(diào)及嗜血桿菌物種枯竭)，導(dǎo)致促炎與抗炎的失調(diào)，這也可能是RA的易感因素[35]。更具體地說(shuō)，有證據(jù)表明腸道細(xì)菌會(huì)影響局部促炎T細(xì)胞亞群和抗炎T細(xì)胞亞群之間的平衡，從而影響腸道免疫穩(wěn)態(tài)。腸道菌群失調(diào)致腸道自身反應(yīng)性T細(xì)胞活化，激活天然免疫而對(duì)自身抗原(包括關(guān)節(jié)炎相關(guān)抗原)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎癥[36]。即通過(guò)打破腸道免疫穩(wěn)態(tài)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)性自身免疫紊亂和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。

3 臨床前RA滑膜的自身免疫

de Hair等[37]對(duì)RA高危個(gè)體的滑膜特征進(jìn)行研究，研究對(duì)象確立為存在與RA相關(guān)的系統(tǒng)性自身免疫的個(gè)體(RF和/或ACPA陽(yáng)性而無(wú)關(guān)節(jié)炎證據(jù))，結(jié)果表明在臨床前RA患者的滑膜組織中，未見明顯的滑膜炎癥；然而，滑膜T細(xì)胞的浸潤(rùn)可能先于臨床前RA的體征和癥狀。在RA發(fā)病前，多沒有明顯的亞臨床滑膜炎出現(xiàn)，這表明炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)滑膜組織是RA發(fā)病過(guò)程中相對(duì)較晚的一個(gè)過(guò)程，開始于臨床癥狀的開始。然而，如上文所述，在關(guān)節(jié)炎發(fā)病前就可觀察到全身變化，如檢測(cè)RA特異性自身抗體RF和ACPA以及相關(guān)炎癥因子。de Hair等[37]發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞浸潤(rùn)滑膜可能在臨床癥狀性關(guān)節(jié)炎發(fā)生之前，特別是CD3和CD8的表達(dá)與關(guān)節(jié)炎的發(fā)生有關(guān)，然而進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CD8+T細(xì)胞的存在與ACPA的存在以及ACPA的水平有關(guān)，而滑膜CD3+T細(xì)胞卻與ACPA的存在無(wú)相關(guān)性，因此，這些T細(xì)胞是否針對(duì)特定的瓜氨酸肽的問題需要在未來(lái)加以解決。另有研究發(fā)現(xiàn)，在早期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的滑膜中檢測(cè)到與長(zhǎng)期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者相比高度擴(kuò)張的T細(xì)胞克隆，這表明T細(xì)胞浸潤(rùn)在疾病的早期階段就已經(jīng)開始[38]。van de Sande等[39]通過(guò)觀察血清陽(yáng)性臨床前RA滑膜的影像學(xué)特征(研究對(duì)象為13例RF和/或ACPA陽(yáng)性而無(wú)關(guān)節(jié)炎證據(jù)的高危個(gè)體)，發(fā)現(xiàn)自身抗體陽(yáng)性者與健康對(duì)照組的MRI表現(xiàn)相似，滑膜亞臨床炎癥與RA前期血清自身抗體的出現(xiàn)不一致，系統(tǒng)性自身免疫先于滑膜炎的發(fā)展。然而，對(duì)RA動(dòng)物模型的研究卻發(fā)現(xiàn)，亞臨床滑膜炎可以在臨床癥狀和關(guān)節(jié)炎癥狀幾周前發(fā)現(xiàn)，且與RA相比，臨床前RA的滑膜炎多可以表現(xiàn)為亞臨床滑膜炎或骨髓水腫，可通過(guò)影像學(xué)(MRI或超聲)檢測(cè)。由此推測(cè)，在臨床前RA的疾病進(jìn)程中，機(jī)體在自身免疫環(huán)境下出現(xiàn)滑膜的浸潤(rùn)，隨著疾病進(jìn)展，出現(xiàn)無(wú)癥狀(亞臨床)滑膜炎、臨床滑膜炎。

4 前期自身免疫紊亂如何進(jìn)展為臨床RA

研究可能發(fā)展為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的“高?！比巳汉吞幱诩膊≡缙陔A段的人群的相關(guān)結(jié)果提示我們，RA相關(guān)系統(tǒng)性自身抗體與黏膜表面，特別是牙周膜、肺和胃腸道的局部自身免疫過(guò)程相關(guān)[23]。這種局部自身免疫如何進(jìn)展為關(guān)節(jié)癥狀期，即由A～C期過(guò)渡為E～F期，需要進(jìn)一步探討。另一方面，各系統(tǒng)自身免疫紊亂是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎相關(guān)自身免疫的起始觸發(fā)器，還是系統(tǒng)性自身免疫的局部表現(xiàn)，仍需進(jìn)一步研究。綜合目前國(guó)內(nèi)外研究，總結(jié)前期RA由A～C期進(jìn)展到E～F期的可能原因有：針對(duì)黏膜新抗原的抗體可與滑膜肽發(fā)生交叉反應(yīng)[32]；抗原表位擴(kuò)展和親和力成熟導(dǎo)致滑膜炎[40]；循環(huán)免疫復(fù)合物導(dǎo)致關(guān)節(jié)癥狀[41]。此外，相關(guān)基因、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素、其他(如感染、創(chuàng)傷)對(duì)病程進(jìn)展的有著不可忽視的影響，以及上文提及的胃腸道菌群失調(diào)、抗炎與促炎失衡等機(jī)制影響臨床前疾病發(fā)展。在這里，需要特別強(qiáng)調(diào)“二次打擊學(xué)說(shuō)”，在機(jī)體已存在相關(guān)自身抗體后，機(jī)體再次承受如感染、創(chuàng)傷等“二次打擊”，其可誘導(dǎo)滑膜中蛋白質(zhì)的瓜氨酸化，進(jìn)而導(dǎo)致滑膜炎發(fā)生。然而，機(jī)體從pre-RA進(jìn)展到臨床RA的具體機(jī)制，尚需進(jìn)一步研究。

5 認(rèn)識(shí)臨床前RA的意義

RA是一種多發(fā)的致殘性關(guān)節(jié)炎，未正確治療的RA可導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失。臨床前RA出現(xiàn)關(guān)節(jié)炎時(shí)多已存在滑膜炎癥，但尚未出現(xiàn)骨質(zhì)破壞，因此，早期診斷及治療，對(duì)RA患者的預(yù)后尤為重要。近年來(lái)，pre-RA概念的提出，對(duì)RA的干預(yù)提供了理論依據(jù)，雖然pre-RA概念主要用于回顧研究，暫不能用于診斷分期，但可以借此建立RA風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。評(píng)估RA高危個(gè)體，制定有效的干預(yù)方案，從而降低RA的發(fā)病率[42-44]。

本文概述了臨床前期RA的自身免疫紊亂的研究進(jìn)展。遺傳、環(huán)境因素誘導(dǎo)“自我肽”的產(chǎn)生，機(jī)體產(chǎn)生自身抗體，誘發(fā)機(jī)體的自身免疫紊亂；以及相關(guān)炎癥因子的參與，其促進(jìn)自身免疫紊亂的發(fā)展及隨后的臨床疾病的進(jìn)展。此外，臨床前期RA可在口腔黏膜及牙周組織、肺黏膜、腸道黏膜發(fā)生局限性自身免疫。臨床前期RA已存在關(guān)節(jié)滑膜的自身免疫，可由滑膜的炎性浸潤(rùn)發(fā)展到亞臨床滑膜炎、臨床明確滑膜炎。然而，臨床前期RA疾病進(jìn)展機(jī)制仍未完全明確，前期各病程過(guò)渡的機(jī)制尚需進(jìn)一步研究，這也為后期的研究提供了方向。