關(guān)節(jié)病型銀屑病生物標志物研究進展

王怡怡 李高潔 蘭小夢 陳澤镕 李 薇

1四川大學華西醫(yī)院皮膚性病科，成都，610041；2四川大學華西公共衛(wèi)生學院，成都，610041

銀屑病性關(guān)節(jié)炎(psoriatic arthritis，PsA)是一種慢性的、炎癥性的關(guān)節(jié)病變，患病率在不同人群中呈現(xiàn)異質(zhì)性，在歐洲、北美和南非的銀屑病患者中，PsA的患病率為6.25%～48%，而在中國銀屑病患者中的患病率約5.8%[1]。PsA的肌肉關(guān)節(jié)病變表現(xiàn)呈異質(zhì)性，常見的特征性表現(xiàn)有關(guān)節(jié)滑膜炎、肌腱起止點炎、指(趾)炎、骶髂關(guān)節(jié)炎等，并且?？珊喜⒁恍┘膊?，如肥胖、代謝綜合征、糖尿病和心血管疾病等。由于涉及皮膚和關(guān)節(jié)不同器官受累，臨床上對于PsA的診斷常常存在漏診、誤診情況，而由此所致的延遲診斷現(xiàn)象對于患病人群失去早期有效的干預(yù)，往往會使患者錯過最佳治療期從而發(fā)生關(guān)節(jié)變形、殘毀等不可逆的改變。近年來在PsA的遺傳及免疫生物標志物的研究上成果眾多，不僅為我們提供了臨床上可作為診斷疾病、判斷嚴重程度、疾病分型、預(yù)測治療反應(yīng)的潛在生物標志物，更為致力于研究PsA的基礎(chǔ)科研工作者們提供眾多思路以進一步探索PsA的復雜臨床表現(xiàn)背后的發(fā)病機制，從而促進有效的新藥研發(fā)。本文就可溶性生物標志物、細胞生物標志物、遺傳生物標志物三個方面進行綜述。

1 可溶性生物標志物

對可溶性生物標志物的研究可追溯至1996年，當時Punzi等[2]設(shè)計了一個長達3年的前瞻性隊列研究，發(fā)現(xiàn)滑液及外周血中IL-1更高的單關(guān)節(jié)炎型患者更易發(fā)展為多關(guān)節(jié)炎，表明IL-1可能是預(yù)測疾病進展并且可以幫助疾病診斷及分型的一個生物標志物。2007年一個挪威的研究團隊[3]又提出IL-12p40、INF-α、IL-15以及 CCL3在多關(guān)節(jié)炎患者血清中水平高于少關(guān)節(jié)炎患者。這些發(fā)現(xiàn)為PsA的分類診斷提供了更多證據(jù)。不僅是疾病分型，目前更多的研究關(guān)注于可診斷PsA、評估疾病嚴重程度的生物標志物。Generali等[4]將2016年以前研究PsA生物標志物的408篇文章做了系統(tǒng)評價得出血清IL-2、IL-6、IL-10、骨保護素(osteoprotegerin，OPG)、高敏C-反應(yīng)蛋白(high sensitivity C-reactive protein，hs-CRP)、軟骨寡聚物基質(zhì)蛋白(cartilage oligomeric matrix protein，COMP)、基質(zhì)金屬蛋白酶3(matrix metalloproteinase 3，MMP-3)等水平可區(qū)分PsA患者與健康人。細胞因子CXC配體9(CXCL9)又稱為MIG，可作為機體Th1型免疫反應(yīng)的標志，在常見的自身免疫性疾病患者的血清中均可見到MIG水平升高，Elia等[5]發(fā)現(xiàn)在PsA患者的關(guān)節(jié)滑液和血清中MIG水平升高。此外，與骨代謝相關(guān)的生物標志物[6]Pro-C2、C-COL10、Dickkopf-1(Dkk-1)、COMP、骨堿性磷酸酶和巨噬細胞集落刺激因子(macrophage-colony stimulating factor，M-CSF)，與PsA的共病代謝綜合征相關(guān)的[7]脂肪因子—絲氨酸蛋白酶抑制因子(visceral adipose tissue-derived serine protease inhibitor，vaspin)和糖蛋白-中性粒細胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)，以及與炎癥、增生、組織重塑相關(guān)的YKL-40等[8]都被提出可能作為診斷PsA、評估疾病活動度以及影像學改變的生物標志物(表1)。上述可溶性生物標志物的發(fā)現(xiàn)為我們提供除IL-17、IL-12、IL-23以及TNFα等被研究較多的細胞因子之外的研究靶點，為我們探索PsA的發(fā)病機制以及新藥研發(fā)的靶點擴寬了思路。

表1 PsA的可溶性生物標志物

雖然臨床醫(yī)生可以通過病史、體格檢查以及輔助檢查來區(qū)分PsA與類風濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)、強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)、骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)、痛風等其他關(guān)節(jié)受累疾病，但也常常存在難以分辨PsA與其他關(guān)節(jié)病變的情況，例如類風濕因子陰性的RA很容易與關(guān)節(jié)病變呈對稱性分布的PsA相混淆，當PsA的關(guān)節(jié)病變僅累及單個關(guān)節(jié)尤其是腳趾時也易被誤診為痛風，而當PsA患者血清中尿酸含量升高時被誤診為痛風的可能性更大，所以也有一些針對PsA與RA、OA和痛風的生物標志物差異的研究，可提供給臨床醫(yī)生作為輔助鑒別診斷指標。Chandran等[9]鑒定了一組由COMP，抵抗素(resistin)，單核細胞趨化蛋白(monocyte chemoattractant protein，MCP-1)，神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)組成的生物標記物組可以區(qū)分PsA和OA，并認為一部分對TNF-α抑制劑治療效果不佳的PsA患者可能是由于被誤診，其本身可能是OA。此外，Muntyanu等[10]發(fā)現(xiàn)細胞因子CXC配體10(CXCL10)可作為區(qū)分PsA與RA、OA和痛風患者的生物標志物。

盡管2005年有研究[11]證明常見的傳統(tǒng)自身抗體，如ANAs，抗dsDNA抗體，抗SSA/Ro，抗SSB/La，抗Scl-70、抗Jo-1、IgG和IgM抗心磷脂抗體(aCL)基本在銀屑病患者的血清中均為陰性，但一直以來，PsA是否為一種自身免疫性疾病的觀點始終存在爭議。Frasca等[12]的研究為我們提供了這一可能性，他們發(fā)現(xiàn)早期PsA患者(病程3～10個月)的滑膜和血漿中抗LL37抗體上升并在這些患者的滑膜組織中發(fā)現(xiàn)異位淋巴組織樣結(jié)構(gòu)，故推測中性粒細胞可能是抗LL37自身抗體的靶細胞，其可在補體C5a、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)的刺激下釋放顆粒并引發(fā)干擾素-I釋放以及一系列后續(xù)致病過程。同時，Yuan等[11]也發(fā)現(xiàn)抗LL-37和ADAMTS-L5抗體或為PsA發(fā)病的自身抗體。這提示我們抗LL-37抗體或可作為一個診斷早期PsA的有效指標及研究PsA發(fā)病機制的一個突破口。

目前較少研究關(guān)注可預(yù)測PsA患者對藥物治療反應(yīng)的生物標志物，而且這些研究都只關(guān)注患者對腫瘤壞死因子抑制劑(tumor necrosis factor inhibitors，TNFi)的治療反應(yīng)，Chandran等發(fā)現(xiàn)血清MMP-3可能隨著TNFi的治療反應(yīng)而變化，那些對TNFi治療起反應(yīng)的患者血清中MMP-3的水平也會相應(yīng)降低。但這個試驗的樣本量只有40，隨訪時間為6個月，且其中26例患者接受了TNFi與抗風濕藥物聯(lián)合療法，故其結(jié)論仍沒有被充分支撐。盡管一些其他研究也表明了MMP-3、C反應(yīng)蛋白、補體C3、脂聯(lián)素、凝血因子VII以及低分子量透明質(zhì)酸可能作為預(yù)測TNFi治療反應(yīng)的生物標志物[13]，但這些結(jié)論也僅局限于TNFi這一大類生物制劑，而目前很少見到關(guān)于預(yù)測PsA患者對其他生物制劑(例如IL-17i、IL-12/23i)以及抗風濕藥物治療反應(yīng)的生物標志物的研究。在未來基于對個性化、精準治療的追求，以及研究多種組學相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，相信這方面的研究會逐漸增多。

2 細胞生物標志物

破骨細胞(osteoclasts，OC)在PsA患者的骨溶解中起到非常重要的作用，一般情況下我們認為OC起源于破骨細胞前體細胞(osteoclast precursors，OCP)。由于OCP細胞表面表達核因子-κB受體活化因子(receptor activator of NF-κB，RANK)以及集落刺激因子1受體(colony stimulating factor 1 receptor，CSF-1R/cfms)，故其可在RANKL以及巨噬細胞集落激活因子(macrophage colony stimulating factor，M-CSF)的作用下分化為OC。故有研究以O(shè)CP為切入點并證實其可作為診斷PsA、評估疾病嚴重程度甚至治療效果的一個細胞生物標記物。但由于檢測OCP十分耗時且成本較高，故無法在臨床有效開展。為了找尋替代OCP的生物標志物，Pack等[14]發(fā)現(xiàn)在PsA患者血液中，CD14+CD16+單核細胞上升，且在小鼠模型及人體驗證得出CD16的表達與OC呈正相關(guān)的結(jié)論，提示我們對CD16+細胞的檢測或可成為OCP的替代。

眾所周知，IL-23/IL-17通路對銀屑病起到核心致病作用，且IL-17可與TNF-α協(xié)同作用于滑膜成纖維細胞、OCP及OC以促進關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)和骨重塑[15]。故產(chǎn)生IL-17的主要細胞是臨床上值得關(guān)注的生物標志物，目前已證明Th17、γδT、αβT以及Tc17細胞等是IL-17的主要來源。其中，Th17及γδT細胞已被發(fā)現(xiàn)在PsA患者的外周血和滑液中增多，而αβT細胞及Tc17細胞僅被發(fā)現(xiàn)在銀屑病小鼠模型的皮損處浸潤[15]。但是，Menon等[16]發(fā)現(xiàn)CD8+T細胞在PsA患者滑液中增多，而作為CD8+T細胞亞型的Tc17是否在PsA患者的外周血、滑膜及滑液中增多值得我們探索。此外，Alivernini等[17]發(fā)現(xiàn)抗風濕藥物的治療效果對滑膜組織有更少CD3+T細胞浸潤的PsA患者來說更好，也向我們提示了T細胞在預(yù)測PsA患者治療反應(yīng)方面的意義。

3 遺傳生物標志物

1973年Moll和Wright發(fā)現(xiàn)至少一個一級親屬患PsA的人群患該病的可能性較正常人高出49倍。目前認為一級親屬患有PsA的人群患該病風險高于正常人40倍，二級親屬患有PsA的人群患該病風險高于正常人12倍[18]。

隨著基因檢測方法以及全基因組關(guān)聯(lián)(genome-wide association studies，GWAS)技術(shù)的進步，越來越多與PsA相關(guān)聯(lián)的單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms，SNPs)被發(fā)現(xiàn)。目前認為關(guān)聯(lián)最強的是位于染色體6p21.3上的主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)基因，也稱人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)基因，尤其是HLA I類基因(HLA-A，B，C)的關(guān)聯(lián)最強[19,20]。已經(jīng)被認可與強直性脊柱炎發(fā)病強相關(guān)的基因HLA-B*27在Furst等[18]的研究中被驗證也與PsA的發(fā)病相關(guān)。不僅HLA-B*27，HLA-B*38 和HLA-B*8、HLA-B*39也被報道可能與PsC患者的肌肉骨骼癥狀相關(guān)聯(lián)[18-20]。Chen等[21]就111例中國漢族PsA患者的HLA等位基因與207名健康人比較發(fā)現(xiàn)HLA-A*01、HLA-B*27、HLA-B*57、HLA-C*06可能是中國漢族人群患PsA的易感基因。但是，HLA-C*06更多地被報道與銀屑病相關(guān)而非PsA[18]，并且這一結(jié)論也在其他人種中得到驗證[22]。

不僅與PsA的易感性相關(guān)，不同的HLA基因多態(tài)性可能提示了PsA的不同表現(xiàn)亞型，例如，Polachek等發(fā)現(xiàn)PsA患者HLA-B*27的多態(tài)性可能伴隨著更嚴重的附著點炎，而對那些病程較長的患者來說這種影響會更明顯。FitzGerald等發(fā)現(xiàn)HLA-B*08:01:01-C*07:01:01單倍型多態(tài)性與滑膜炎相關(guān)?？傊?，HLA-B*27多態(tài)性傾向于發(fā)生附著點炎，而HLA-B*08:01多態(tài)性傾向于發(fā)生滑膜炎[18]。

除上述研究較多的HLA基因，一些非HLA基因也被證實可能為PsA的發(fā)病易感基因。包括與IL-23/IL-17通路相關(guān)[18]的IL-6、IL-17A、IL-12B、IL-23A、IL-23R、TYK2基因，與NF-kB通路相關(guān)的基因NFKBIA[23]、TNF-α[18]，與先天性免疫反應(yīng)相關(guān)的KIR[24]、TLR-4[25]、TLR-2、TLR-9[26]基因，與T細胞分化相關(guān)的RUNX3[27]基因，與骨溶解及骨形成相關(guān)的KIF3A、IL-4[28]、IL-1B[18]基因，與Wnt信號通路相關(guān)的RUNX1、FUT8和CTNNAL1[29]基因，與抗原呈遞相關(guān)的非HLA基因如ERAP1、ERAP2[30]以及與皮膚屏障相關(guān)的LEC[31]基因等相繼被發(fā)現(xiàn)與PsA相關(guān)聯(lián)。上述研究基本基于對最小等位基因頻率(minor allele frequency，MAF)大于0.05的常見SNPs進行分析，而Budu-Aggrey等[32]就MAF小于0.05的罕見SNPs進行研究發(fā)現(xiàn)Ile923Val等位基因與PsA相關(guān)聯(lián)，且該等位基因為編碼區(qū)，其SNP可使得編碼產(chǎn)生的肽鏈中一個異亮氨酸被替換為纈氨酸，對于PsA患者有保護性效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)也向我們提示，以MAF小于0.05的罕見SNPs作為研究對象也可能得出有意義的結(jié)論。

除SNPs之外，拷貝數(shù)變異(copy number variants，CNVs)即包括基因片段刪減、擴增、重排等也可能是發(fā)生在PsA基因變異的類型之一，Juli等[33]發(fā)現(xiàn)ADAMTS9和MAGI1兩個基因之間的片段缺失在PsA人群中發(fā)生頻率遠高于健康人群。提示我們或許有更多的CNVs值得探索。表觀遺傳機制可能也在PsA的發(fā)病中起作用，Alivernini等[17]報道人群中一些基因位點的高甲基化(MICA, IRIF1, PSORS1C3,和TNFSF4)或低甲基化(HAT1, SETD2)可能與PsA的易感性相關(guān)。不過關(guān)于PsA的表觀遺傳機制研究最多的還是非編碼RNA調(diào)控，包括微小RNA中的 miR-146a[34]和長鏈非編碼RNA中的 lnc-RP11-701H24.7和lnc-RNU12[35]等。

4 總結(jié)與展望

上述生物標志物都有可能被用作診斷PsA、疾病分型、評估疾病嚴重程度以及預(yù)測藥物反應(yīng)，但遺憾的是目前臨床上仍沒有使用一種或一組特定的生物標志物來實現(xiàn)上述臨床功能。但由于生物標志物有著可測量性、客觀性等優(yōu)勢，被用來輔助臨床工作很有價值，所以銀屑病和銀屑病關(guān)節(jié)炎研究和評估小組(GRAPPA)也將特異性的PsA生物標志物的研究作為一個重要目標。相信未來會有更多大樣本、論證充足的研究成果展現(xiàn)并最終轉(zhuǎn)為臨床應(yīng)用。

同時，這三種生物標志物的研究成果提示我們IL-23/IL-17通路、NF-kB通路、自身抗體、與骨重塑相關(guān)的分子免疫機制、SNPs、CNVs以及表觀遺傳等都是未來關(guān)于PsA發(fā)病機制的研究方向，而上述已發(fā)現(xiàn)的成果也是推動PsA發(fā)病機制進一步完善的基礎(chǔ)。