類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的生物標(biāo)志物及其測定

陳樸陽 劉濤 范凱健

摘要：生物標(biāo)志物對于指導(dǎo)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的臨床治療和管理起著重要的作用，有助于預(yù)測高危人群的疾病進(jìn)展。血清中相關(guān)標(biāo)志物的檢測可為治療方案的選擇和治療效果的評估提供有效信息。各種生物標(biāo)志物可用于識別易感人群以及患有臨床前類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的人群，并且可以預(yù)測骨侵蝕等疾病進(jìn)展，本文主要對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的生物標(biāo)志物及其測定進(jìn)行綜述，旨在為該病的診斷提供參考。

關(guān)鍵詞：類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎;生物標(biāo)志物;血清

中圖分類號：R593.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.15.013

文章編號：1006-1959（2020）15-0037-04

Abstract：Biomarkers play an important role in guiding the clinical treatment and management of rheumatoid arthritis， and help predict the disease progression of high-risk groups. The detection of relevant markers in serum can provide effective information for the selection of treatment options and the evaluation of treatment effects. Various biomarkers can be used to identify susceptible people and people with preclinical rheumatoid arthritis， and can predict the progress of diseases such as bone erosion. This article mainly reviews the biomarkers and their determination of rheumatoid arthritis，designed to provide a reference for the diagnosis of the disease.

Key words：Rheumatoid arthritis;Biomarker;Serum

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種慢性炎癥性疾病，會影響關(guān)節(jié)、滑膜等。RA是一種最廣泛的免疫介導(dǎo)的炎癥性關(guān)節(jié)炎，全球患病率接近1%[1]。RA的患病率在中老年女性中最高。關(guān)節(jié)損傷主要是骨侵蝕、軟骨層變薄，進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和骨質(zhì)流失，最終殘疾或是功能喪失。RA的早期治療應(yīng)采取針對性的治療策略，客觀地使用改善疾病的抗風(fēng)濕藥（disease-modifying antirheumatic drugs，DMARDs）等。近20年來，越來越多的生物藥物被開發(fā)和使用，有些已經(jīng)被證明可以顯著改善患者的疾病進(jìn)展。但是，如何更有效地在早期通過檢測手段來鑒別RA仍然是目前研究的熱門方向。大量的自身抗體和蛋白與RA有顯著關(guān)系，但是目前只有免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）M類風(fēng)濕因子（rheumatoid factor，RF）和抗瓜氨酸化蛋白抗體（anti-citrullinated protein antibodies，ACPA）在臨床檢驗(yàn)中被廣泛地使用[2]。這兩種抗體在RA患者診斷中具有明顯的特異性，且能反應(yīng)疾病的嚴(yán)重程度。盡管大多在患者血清中能同時發(fā)現(xiàn)RF和ACPA，但也有出現(xiàn)過幾例單陽性患者[3]。此外，在一些非RA患者中也可能存在RF，因此需要關(guān)注一些新型的RA的生物標(biāo)志物。本文針對RA常見和新發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物作一綜述，以期為臨床檢驗(yàn)開展新的檢測手段提供一定的參考價值。

1常見的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎生物標(biāo)志物

1.1類風(fēng)濕因子? RF是針對IgG的Fc片段的自身免疫球蛋白。RF的種類有很多，如IgG、IgM和IgA RF但目前IgM RF是臨床上最主要的檢測指標(biāo)[4]。RF的陽性率會隨著年齡的增加而增加，且在老年人口中占比很大。除此之外，RF在一些非特異性慢性疾病中也比較常見，如冷血球蛋白血癥和原發(fā)性干燥綜合癥等。在RA患者中能觀察到高親和力的IgG RF抗體，主要是由關(guān)節(jié)滑膜中的B細(xì)胞所產(chǎn)生，且表明B細(xì)胞出現(xiàn)了明顯的體細(xì)胞突變[5]。IgM RF抗體通常是在各種感染和炎癥下觀察到，但是它通常在其互補(bǔ)決定區(qū)缺乏體細(xì)胞突變的現(xiàn)象。

1.2抗瓜氨酸化蛋白抗體? ACPA自身抗體是靶向精氨酸脫氨作用后而產(chǎn)生的帶有瓜氨酸表位的蛋白質(zhì)，其靶標(biāo)特異性取決于翻譯后修飾和精氨酸脫氨或瓜氨酸化[6]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓜氨酸對于ACPA識別的重要性時，研究人員就建立了環(huán)瓜氨酸化肽（cyclic citrullinated peptides，CCPs）抗原合成庫，以設(shè)計具有高度特異性的診斷方法[7]。通過這些測定方法檢測到的抗體稱為抗CCP。在ACPA陽性患者中，不同CCP表位的檢測敏感性不同[8]。近年來，隨著抗CCP酶聯(lián)免疫吸附測定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）的不斷發(fā)展，其靈敏性和特異性越來越高。目前，抗CCP分析方法主要包括抗CCP、抗CCP2和抗CCP3。目前的研究結(jié)果顯示，抗CCP2和抗CCP3的一致性高達(dá)95%，但是抗CCP3可能在RF陰性患者中特異性更好[9]。因此，仍需繼續(xù)研究提高抗CCP檢測的靈敏度和特異性。

2其它類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎生物標(biāo)志物

2.1抗瓜氨酸波形蛋白抗體? 抗瓜氨酸波形蛋白抗體（anti-citrullinated vimentin antibodies，Anti-Sa）也是一種特異性抗體，其靶標(biāo)是波形蛋白[10]。RA的抗Sa抗體特異性與抗CCP2相似，盡管其對早期疾病確診的敏感性低于抗CCP2，但是抗Sa似乎與較差的預(yù)后關(guān)系明顯勝過抗CCP2[11]。在某些RA人群疾病進(jìn)展前或是開始DMARDs治療時，抗Sa的血清水平表達(dá)也與抗CCP2不同。有研究發(fā)現(xiàn)[12]，北美土著RA患者健康親屬中抗CCP2陽性率為15%，而抗Sa抗體則沒有表達(dá)。Alghamdi M等[13]研究發(fā)現(xiàn)，患者在使用DMARDs治療后，抗Sa滴度明顯降低，而抗CCP2的水平仍然保持不變。

2.2抗氨甲酰蛋白抗體? 抗氨甲?；鞍祝╝nti-carbamylated protein，CarP）抗體靶向含有高瓜氨酸殘基的蛋白質(zhì)?？笴arP抗體在RA患者中的陽性率大概在40%～55%;抗CarP抗體還與CCP抗體相關(guān)，但是在血清陰性患者中只有10%的陽性率。Challener GJ等[14]研究還發(fā)現(xiàn)，抗CarP和抗Sa還與患者的影像學(xué)檢查結(jié)果存在著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。目前，尚未明確抗CarP在RA診斷和預(yù)后中的作用。

2.3抗免疫球蛋白結(jié)合蛋白? 研究發(fā)現(xiàn)，人類應(yīng)激蛋白免疫球蛋白結(jié)合蛋白（immunoglobulin binding protein，BiP）會刺激滑膜中的T細(xì)胞增殖，并在RA患者中表達(dá)升高。Liu Y等[15]和Sun P等 [16]研究發(fā)現(xiàn)，RA患者中存在抗BiP抗體，且敏感性和特異性也良好。但是，相當(dāng)大比例的抗體靶向瓜氨酸化的BiP[17]。因此，抗BiP抗體的重要性仍待進(jìn)一步研究。

2.4抗RA33? RA33抗體是罕見的中等特異性的RA相關(guān)抗體。RA33，也稱為異質(zhì)核糖核蛋白A2/B1，與新生的信使核糖核酸以及其他各種單鏈RNA和DNA結(jié)合。天然RA33抗體和瓜氨酸RA33抗體均存在于RA患者中[18]。不同的是，天然RA33抗體僅存在于早期RA患者中，而瓜氨酸RA33抗體則是可以反應(yīng)疾病進(jìn)展情況的標(biāo)志物[19]。

2.5 Ⅱ型膠原抗體? Ⅱ型膠原（type Ⅱ collagen，CⅡ）抗體在RA患者中很少見，僅在疾病發(fā)作時或是在具有較高疾病進(jìn)展期的患者中其表達(dá)比較明顯，但是不會隨著時間推移而存在[20]。目前，其具體診斷作用仍存在很大的爭議性，但是針對天然人Ⅱ型膠原蛋白抗體的早期出現(xiàn)表征了RA的早期炎癥和破壞性表型。有文獻(xiàn)報道了有關(guān)早期RA患者中的抗Ⅱ型膠原蛋白抗體的研究，發(fā)現(xiàn)抗CⅡ發(fā)生在年齡較小的兒童中，通常與其它自身抗體沒有重疊，并且在疾病過程的早期與高水平的C反應(yīng)蛋白相關(guān)。在后續(xù)的八年隨訪中，抗Ⅱ型膠原蛋白抗體與關(guān)節(jié)損傷顯著相關(guān)。因此，在疾病病程的早期檢測到抗CⅡ可能可以預(yù)測疾病八年后的關(guān)節(jié)損傷。

2.6 14-3-3η蛋白? 14-3-3η蛋白是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)蛋白質(zhì)家族中的一員。在RF或是ACPA陽性的健康患者中，血清中14-3-3η蛋白的水平與患RA的風(fēng)險有顯著的相關(guān)性[21]。在RA早期觀察到，后期會發(fā)展成糜爛型關(guān)節(jié)炎的患者中14-3-3η蛋白的水平較高，但卻與C反應(yīng)蛋白（C reactive protein，CRP）[22，23]無關(guān)。有研究顯示，RA患者和其它風(fēng)濕病患者的14-3-3η患病率和血清水平。早期RA患者中14-3-3η陽性的患病率為58%，顯著高于疾病對照組和健康受試者的患病率。因此，14-3-3η蛋白可能是RA的有用的診斷生物標(biāo)志物，且其濃度可用于區(qū)分早期RA患者和其它風(fēng)濕病患者。

3類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎抗體的致病性

RF的免疫復(fù)合物被認(rèn)為是類風(fēng)濕性結(jié)節(jié)和血管炎的導(dǎo)火索[24-26]。然而，RF本身基本不參與RA的觸發(fā)初始階段，它可能繼發(fā)于慢性炎癥。RF還可以通過促進(jìn)ACPA免疫復(fù)合物的形成而與ACPA產(chǎn)生協(xié)同作用[27]。RF和ACPA的聯(lián)合作用表現(xiàn)為，在雙陽性患者中表現(xiàn)出更為嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎癥狀[28]。在RA早期，ACPA也能被觀察到。因此，可能與RA的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。

4類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎相關(guān)抗體的測定

4.1常規(guī)使用的抗原? 大多數(shù)RF測試使用的是γ球蛋白或是從兔、人和牛血清中分離出來的Fc片段[29，30]。兔只有一種IgG，牛有2種，而人有4種[31，32]。不過有些研究發(fā)現(xiàn)，使用兔IgG雖然可以提高RF檢測的特異性，但是其靈敏度會顯著降低[33]。用于檢測抗CCP的抗原是CCP的專有庫，且其靈敏性和特異性也被進(jìn)行了優(yōu)化。目前，可以通過微粒聚集或ELISA方法檢測RF，但是抗CCP的檢測只能是ELISA分析方法。

4.2凝集和濁度法? 在早期，RF主要是通過兔IgG包被的羊紅細(xì)胞凝集來檢測的，但是這種方法很難標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)已被逐步淘汰[34，35]。比濁技術(shù)由于其更高的靈敏度、高度的重復(fù)性和便宜的自動化價格而逐步取代凝集法。免疫球蛋白以熱聚集、化學(xué)交聯(lián)IgG等形式來在適當(dāng)溫度下觸發(fā)光散性免疫復(fù)合物的形成[36，37]。光的散射程度與RF濃度呈一定相關(guān)性。但是，該技術(shù)容易受到前區(qū)效應(yīng)的影響，在極高濃度時因抗體出現(xiàn)飽和而導(dǎo)致信號降低[38]。

4.3酶聯(lián)免疫吸附測定? 間接ELISA技術(shù)由于其準(zhǔn)確性而被廣泛用于生物測定。使用ELISA技術(shù)進(jìn)行RF的測定，首先將IgG或其Rc部分吸附到微孔的底部，然后依次添加患者血清的稀釋液。使用可定量檢測的人免疫球蛋白偶聯(lián)來揭示與特定抗原反應(yīng)的免疫球蛋白。使用的抗人免疫球蛋白可以對IgM，IgG或IgA特異，因此可以定量檢測IgM RF，IgG RF或IgA RF?？笴CP抗體也可通過瓜氨酸化肽抗原的專有混合物被間接ELISA測定。

5總結(jié)

近年來，隨著RA生物標(biāo)志物數(shù)量和類型的快速發(fā)展，人們對疾病的發(fā)病機(jī)制也有了更深入的了解。然而，根據(jù)目前RA特異性抗體的檢測方法，仍然有相當(dāng)一部分患者是血清陰性的。為了更好地提供RA的臨床前和早期檢測，尋找到反應(yīng)疾病活動和治療效果的特異性生物標(biāo)志物仍是目前研究的熱點(diǎn)方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]Korani S，Korani M，Butler AE，et al.Genetics and rheumatoid arthritis susceptibility in Iran[J].J Cell Physiol，2019，234（5）：5578-5587.

[2]Mc Ardle A，F(xiàn)latley B，Pennington SR，et al.Early biomarkers of joint damage in rheumatoid and psoriatic arthritis[J].Arthritis Res Ther，2015（17）：141.

[3]Humphreys JH，van Nies JAB，Chipping J，et al.Rheumatoid factor and anti- citrullinated protein antibody positivity，but not level，are associated with increased mortality in patients with rheumatoid arthritis：results from two large independent cohorts[J].Arthritis Res Ther，2014（16）：483.

[4]Houssien DA，Jo'nsson T，Davi E.Rheumatoid factor isotypes，disease activity and the outcome of rheumatoid arthritis：comparative effects of different antigens[J].Scand J Rheumatol，2009（27）：46-53.

[5]Jones JD，Hamilton BJ，Challener GJ，et al.Serum C-X-C motif chemokine 13 is elevated in early and established rheumatoid arthritis and correlates with rheumatoid factor levels[J].Arthritis Res Ther，2014，16（2）：R103.

[6]Schellekens GA，de Jong BA，van den Hoogen FH，et al.Citrulline is an Essential Constituent of Antigenic Determinants Recognized by Rheumatoid Arthritis-specific Autoantibodies 1998[J].J Immunol，2015，195（1）：8-16.

[7]Fang Q，Ou J，Nandakumar KS.Autoantibodies as Diagnostic Markers and Mediator of Joint Inflammation in Arthritis[J].Mediators Inflamm，2019（2019）：6363086.

[8]Aggarwal R，Liao K，Nair R，et al.Anti-citrullinated peptide antibody assays and their role in the diagnosis of rheumatoid arthritis[J].Arthritis Rheum，2009（61）：1472-83.

[9]Swart A，Burlingame RW，Gurtler I，et al.Third generation anti-citrullinated peptide antibody assay is a sensitive marker in rheumatoid factor negative rheumatoid arthritis[J].Clin Chim Acta，2012（414）：266-72.

[10]Volkov M，van Schie KA，van der Woude D.Autoantibodies and B Cells：The ABC of rheumatoid arthritis pathophysiology[J].Immunol Rev，2020，294（1）：148-163.

[11]Hua C，Daien CI，Combe B，et al.Diagnosis，prognosis and classification of early arthritis：results of a systematic review informing the 2016 update of the EULAR recommendations for the management of early arthritis[J].RMD Open，2017，3（1）：e000406.

[12]Bidkar M，Vassallo R，Luckey D，et al.Cigarette Smoke Induces Immune Responses to Vimentin in both，Arthritis Susceptible and Resistant Humanized Mice[J].PLoS One，2016，11（9）：e0162341.

[13]Alghamdi M，Alasmari D，Assiri A，et al.An Overview of the Intrinsic Role of Citrullination in Autoimmune Disorders[J].J Immunol Res，2019（2019）：7592851.

[14]Challener GJ，Jones JD，Pelzek AJ，et al.Anti-carbamylated protein antibody levels correlate with anti-Sa（citrullinated vimentin）antibody levels in rheumatoid arthritis[J].J Rheumatol，2016（43）：273-281.

[15]Liu Y，Wu J，Shen G，et al.Diagnostic value of BiP or anti-BiP antibodies for rheumatoid arthritis：a meta-analysis[J].Clin Exp Rheumatol，2018（36）：405-411.

[16]Sun P，Wang W，Chen L，et al.Diagnostic value of autoantibodies combined detection for rheumatoid arthritis[J].J Clin Lab Anal，2017，31（5）：e22086.

[17]Shoda H，F(xiàn)ujio K，Shibuya M，et al.Detection of autoantibodies to citrullinated BiP in rheumatoid arthritis patients and pro-inflammatory role of citrullinated BiP in collagen-induced arthritis[J].Arthritis Res Ther，2011（13）：R191.

[18]Ceccarelli F，Perricone C，Colasanti T，et al.Anti-carbamylated protein antibodies as a new biomarker of erosive joint damage in systemic lupus erythematosus[J].Arthritis Res Ther，2018，20（1）：126.

[19]Kang EH，Ha YJ，Lee YJ.Autoantibody Biomarkers in Rheumatic Diseases[J].Int J Mol Sci，2020，21（4）：1382.

[20]Manivel VA，Mullazehi M，Padyukov L，et al.Anticollagen type II antibodies are associated with an acute onset rheumatoid arthritis phenotype and prognosticate lower degree of inflammation during 5 years follow-up[J].Ann Rheum Dis，2017（76）：1529-1536.

[21]van Beers-Tas MH，Marotta A，Boers M，et al.A prospective cohort study of 14-3-3h in ACPA and/or RF-positive patients with arthralgia[J].Arthritis Res Ther，2016（18）：76.

[22]Maksymowych WP，van der Heijde D，Allaart CF，et al.14-3-3h is a novel mediator associated with the pathogenesis of rheumatoid arthritis and joint damage[J].Arthritis Res Ther，2014（16）：R99.

[23]Carrier N，Marotta A，de Brum-Fernandes AJ，et al.Serum levels of 14-3-3h protein supplement C-reactive protein and rheumatoid arthritis-associated antibodies to predict clinical and radiographic outcomes in a prospective cohort of patients with recent-onset inflammatory polyarthritis[J].Arthritis Res Ther，2016（18）：37.

[24]Bang S，Kim Y，Jang K，et al.Clinicopathologic features of rheumatoid nodules：a retrospective analysis[J].Clin Rheumatol，2019，38（11）：3041-3048.

[25]Makol A，Matteson EL，Warrington KJ.Rheumatoid vasculitis：an update[J].Curr Opin Rheumatol，2015（27）：63-70.

[26]Makol A，Crowson CS，Wetter DA，et al.Vasculitis associated with rheumatoid arthritis：a case-control study[J].Rheumatology（Oxford），2014，53（5）：890-899.