肥大細(xì)胞在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中作用的研究進(jìn)展

安陽(yáng)，劉辰曉，陳廣潔

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院 免疫學(xué)與微生物學(xué)系，上海 200025)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以關(guān)節(jié)滑膜的炎性改變?yōu)榈湫吞攸c(diǎn)的自身免疫性疾病[1]。其全球發(fā)病率大約為0.5%，女性發(fā)病率約為男性的2～3倍。RA患者的滑膜組織受損，進(jìn)而引起關(guān)節(jié)內(nèi)的炎癥反應(yīng)，持續(xù)的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致軟骨損傷和骨侵蝕，隨后導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能受損。RA病灶中發(fā)生過(guò)度免疫應(yīng)答的原理已較清楚，滑膜局部細(xì)胞因子微環(huán)境以及滑膜增生的發(fā)生機(jī)制也都已有合理解釋，但與RA發(fā)病有關(guān)的免疫細(xì)胞(如肥大細(xì)胞)在RA中的具體致病機(jī)制、免疫細(xì)胞間的相互作用(如肥大細(xì)胞和T細(xì)胞的相互作用)對(duì)RA發(fā)病的影響等還未完全明確，尚有較大研究空間，筆者也將在后文具體闡釋相關(guān)研究進(jìn)展。

肥大細(xì)胞是一種非增殖、長(zhǎng)期存活、定居于特定組織中的免疫細(xì)胞，其在固有免疫和適應(yīng)性免疫中都發(fā)揮著重要作用。許多研究表明，肥大細(xì)胞與RA的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，關(guān)節(jié)滑膜中肥大細(xì)胞的數(shù)量與炎癥反應(yīng)嚴(yán)重程度、自身抗體陽(yáng)性率、疾病活動(dòng)程度等密切相關(guān)[1]。

1 肥大細(xì)胞的表型和功能

肥大細(xì)胞起源于CD34+CD117+骨髓多能造血祖細(xì)胞，它的前體細(xì)胞以不成熟的狀態(tài)進(jìn)入血液循環(huán)，并在特定的外周組織中完成其組織特異性的分化和成熟[2]。肥大細(xì)胞具有廣泛的組織分布，主要存在于宿主和外部環(huán)境的接觸面，如皮膚、呼吸道黏膜和胃腸道上皮組織等處。

肥大細(xì)胞表達(dá)MHCⅠ類和Ⅱ類分子，有一定的抗原提呈作用。肥大細(xì)胞還能表達(dá)多種表面受體和細(xì)胞質(zhì)受體，可對(duì)各種刺激做出反應(yīng)。這些受體可大致分為以下幾類：(1)CD117，其配體為干細(xì)胞生長(zhǎng)因子(stem cell factor，SCF)；(2)Fc受體(Fc receptor， FcR)，包括FcεRⅠ和FcγRⅠ等；(3)模式識(shí)別受體 (pattern recognition receptor， PRR)，包括TLR和NOD樣受體等；(4)細(xì)胞因子受體，包括IL-1、IL-33、IFN-γ受體等；(5)生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2(growth stimulation expressed gene 2，ST2)蛋白受體家族；(6)組胺受體，包括H1-4受體；(7)G蛋白偶聯(lián)受體，包括腺苷受體、前列腺素(prostaglandin，PG)E2受體、鞘氨醇-1-磷酸受體、補(bǔ)體成分3a(complement component 3a，C3a)、補(bǔ)體成分5a(complement component 5a，C5a)受體、趨化因子受體、神經(jīng)肽受體和抗菌肽受體等[3]。

肥大細(xì)胞參與炎癥發(fā)生、傷口愈合、凝血、急性過(guò)敏反應(yīng)等過(guò)程。配體和受體的結(jié)合將影響肥大細(xì)胞的發(fā)育、增殖和存活，誘導(dǎo)其分泌細(xì)胞因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子等。肥大細(xì)胞主要通過(guò)脫顆粒的方式釋放上述介質(zhì)，顆粒內(nèi)含有豐富的血管活性胺(如組胺)和蛋白酶等，這些物質(zhì)釋放后可介導(dǎo)血管舒張、增加毛細(xì)血管通透性、殺滅細(xì)菌和中和外毒素等過(guò)程。肥大細(xì)胞釋放的免疫成分類型取決于刺激的類型以及肥大細(xì)胞的表型，因此，不同活化狀態(tài)的肥大細(xì)胞可分泌不同的儲(chǔ)存中或新合成的介質(zhì)[4]。

2 肥大細(xì)胞在RA中的作用

2.1 肥大細(xì)胞在RA中的類型肥大細(xì)胞參與RA的病理過(guò)程，通過(guò)對(duì)抗原做出應(yīng)答，釋放多種細(xì)胞因子，招募其他免疫細(xì)胞，進(jìn)而造成局部組織炎癥、水腫、新血管形成和組織重塑。

RA是一種異質(zhì)性疾病，每個(gè)RA患者的臨床表現(xiàn)、藥物反應(yīng)、病理過(guò)程都不盡相同，而根據(jù)關(guān)節(jié)滑膜肥大細(xì)胞的計(jì)數(shù)可以將早期RA分為3個(gè)亞型：纖維瘤(低肥大細(xì)胞密度)、髓樣(中肥大細(xì)胞密度)和淋巴樣(高肥大細(xì)胞密度)[1]。肥大細(xì)胞密度與CRP、ESR、28處關(guān)節(jié)疾病活動(dòng)度評(píng)分(disease activity score 28，DAS28)呈正相關(guān)[1]。

根據(jù)表達(dá)的蛋白酶種類的不同，肥大細(xì)胞可被分為類胰蛋白酶和糜蛋白酶陽(yáng)性肥大細(xì)胞(tryptase- and chymase-positive mast cell，MCTC)和類胰蛋白酶陽(yáng)性肥大細(xì)胞(tryptase -positive mast cell，MCT)。MCTC表達(dá)類胰蛋白酶和糜蛋白酶，而MCT僅表達(dá)類胰蛋白酶。兩類肥大細(xì)胞在RA中都有明顯增加，但MCT與MCTC的比值因RA亞型而異(MCT∶MCTC在纖維瘤中為1∶6、淋巴樣中為1∶2)，并且MCT與滑膜炎癥反應(yīng)程度顯著相關(guān)，提示MCT在RA急性炎癥反應(yīng)中的潛在作用[1]。

2.2 肥大細(xì)胞在RA中的激活

2.2.1 肥大細(xì)胞通過(guò)FcR被激活 研究表明，IgG可通過(guò)FcγRⅠ促使肥大細(xì)胞分泌TNF-α、PGD2，免疫復(fù)合物還可能通過(guò)FcγRⅠ和FcγRⅡ刺激滑膜肥大細(xì)胞產(chǎn)生組胺等物質(zhì)，而人滑膜肥大細(xì)胞不表達(dá)FcγRⅢ，中和FcγRI和FcγRII的單克隆抗體可顯著抑制IgG引起的組胺釋放[5]。有關(guān)FcγR的激活在介導(dǎo)自身抗體的致病中的作用的研究表明，阻斷免疫復(fù)合物與特定FcγR的相互作用將干擾慢性炎癥過(guò)程。同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)DC的活性FcγR還可控制在識(shí)別出存在于DC表面的抗原肽之后是引發(fā)免疫應(yīng)答還是引起免疫耐受[6]。

2.2.2 肥大細(xì)胞通過(guò)TLR被激活 TLR的異常激活可能導(dǎo)致過(guò)度的炎癥反應(yīng)，故TLR家族在自身免疫性疾病的發(fā)展中可能起關(guān)鍵作用。大多數(shù)TLR信號(hào)通路涉及的銜接蛋白髓樣分化因子88(myeloid differentioction factor 88, MyD88)在基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)的合成中必不可少，而MMP在滑膜炎癥以及軟骨和骨骼的破壞中起著重要作用，故TLR可能參與RA中的炎癥和組織破壞過(guò)程[7]。

人肥大細(xì)胞表達(dá)TLR1～TLR9，其中，TLR2、TLR4、TLR8能夠誘導(dǎo)肥大細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α。RA的關(guān)節(jié)內(nèi)和疾病起始關(guān)節(jié)外部位存在蛋白質(zhì)的過(guò)度瓜氨酸化，蛋白質(zhì)中精氨酸的瓜氨酸化會(huì)因?yàn)樾纬闪俗陨淼鞍椎男卤砦欢蚱泼庖吣褪?，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗自身抗原的抗體如抗環(huán)瓜氨酸肽抗體(anti-cyclic citrullinated peptide antibody，ACPA)。ACPA-IgG免疫復(fù)合體可以通過(guò)與FcγRⅡA結(jié)合激活肥大細(xì)胞，而聯(lián)合刺激FcγRⅡA與TLR能夠誘導(dǎo)人肥大細(xì)胞釋放促炎癥介質(zhì)IL-8，說(shuō)明了兩者對(duì)增強(qiáng)肥大細(xì)胞釋放炎癥因子的協(xié)同作用。同期研究還發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)肥大細(xì)胞時(shí)，通過(guò)TLR配體介導(dǎo)的細(xì)胞因子釋放并不依賴肥大細(xì)胞的脫顆粒過(guò)程，且誘導(dǎo)的細(xì)胞因子應(yīng)答類型取決于被觸發(fā)的TLR類型[8]。

2.2.3 肥大細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞因子受體等其他受體被激活 早期的研究表明，促炎因子如TNF-α、IL-1β、IL-1Ra都可能與滑膜肥大細(xì)胞的激活有關(guān)[9]。而新近研究顯示，在RA患者的滑膜中，IL-33也能夠激活肥大細(xì)胞并介導(dǎo)IL-10和組胺的釋放，同時(shí)也通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)作用。IL-33還能刺激肥大細(xì)胞過(guò)表達(dá)FcγRⅡA，起到正反饋激活肥大細(xì)胞的作用[10]。IL-6是RA致病機(jī)制中的中心細(xì)胞因子之一，同時(shí)也是人肥大細(xì)胞體外分化所需的主要刺激物之一[11]。

最近的研究還顯示，其他物質(zhì)如神經(jīng)肽P物質(zhì)能夠通過(guò)Mas相關(guān)G蛋白偶聯(lián)受體X2激活RA滑膜中的肥大細(xì)胞[12]。

2.3 肥大細(xì)胞對(duì)RA的直接作用激活的肥大細(xì)胞首先會(huì)以脫顆粒的方式釋放出預(yù)先合成的物質(zhì)，其中包括肝素、蛋白酶和組胺，它們?cè)诮閷?dǎo)RA的組織損傷中發(fā)揮重要作用。肥大細(xì)胞表達(dá)的類胰蛋白酶可通過(guò)激活MMP-3將滑膜細(xì)胞中的膠原酶原轉(zhuǎn)化為活性形式，導(dǎo)致膠原的降解；其還可能直接水解軟骨基質(zhì)中聚蛋白聚糖的N端血凝素結(jié)合域，導(dǎo)致聚蛋白聚糖的丟失[13]。 類胰蛋白酶和糜蛋白酶也是血管生成因子，介導(dǎo)RA病灶的新血管形成過(guò)程[14]。

除了細(xì)胞因子和預(yù)先合成的物質(zhì)外，激活的肥大細(xì)胞還會(huì)釋放一些新合成的脂類物質(zhì)，如白三烯(leukotriene，LT)、PG等。LTB4、PGE2和PGT2等也介導(dǎo)了RA中的炎癥應(yīng)答[15]。

2.4 肥大細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞的相互作用對(duì)RA的影響

2.4.1 肥大細(xì)胞與B細(xì)胞的相互作用對(duì)RA的影響 B細(xì)胞在RA的致病機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用?；ぶ械腂細(xì)胞與局部自身抗體的產(chǎn)生、破骨細(xì)胞產(chǎn)生和激活、免疫復(fù)合物介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)有關(guān)。B細(xì)胞也可以參與抗原提呈和T細(xì)胞活化，其與趨化因子的相互作用促進(jìn)TNF-α的分泌，進(jìn)而激活巨噬細(xì)胞[16]。研究證明，小鼠的肥大細(xì)胞可激活B細(xì)胞，人肥大細(xì)胞也能夠激活初始B細(xì)胞并誘導(dǎo)其產(chǎn)生ACPA，且這一相互作用依賴于細(xì)胞間的接觸，特別是肥大細(xì)胞表面CD40L分子與B細(xì)胞表面CD40的結(jié)合[1]。其他肥大細(xì)胞產(chǎn)物如IL-4、IL-5、IL-6、IL-13、TNF-α等，也可以影響B(tài)細(xì)胞的發(fā)育和功能，但這種相互關(guān)系在體內(nèi)與RA的關(guān)系仍有待證實(shí)[17]。肥大細(xì)胞通過(guò)激活B細(xì)胞，誘導(dǎo)其增殖和分化，對(duì)RA中自身抗體的產(chǎn)生發(fā)揮重要作用。反之，B細(xì)胞合成的IgE、IgG等抗體也可激活肥大細(xì)胞，使其釋放多種生物活性物質(zhì)，起到促炎、抑炎或者免疫調(diào)節(jié)的功能。

2.4.2 肥大細(xì)胞與T細(xì)胞的相互作用對(duì)RA的影響 CD4+T細(xì)胞是參與RA病理改變的主要亞型，其中又包括Treg、Th17等。在RA中CD4+T細(xì)胞的增殖分化明顯增強(qiáng)。新近研究證明，肥大細(xì)胞的抗原提呈作用與CD4+T細(xì)胞的增殖分化關(guān)系密切[18]。細(xì)胞因子IL-4、IFN-γ會(huì)導(dǎo)致MHC II類分子在肥大細(xì)胞中的表達(dá)增強(qiáng)，使肥大細(xì)胞能更有效地將抗原提呈給CD4+T細(xì)胞，促進(jìn)CD4+T細(xì)胞的增殖分化[19]。也有研究顯示，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)能夠通過(guò)一種不需要MHC II類分子提呈的肥大細(xì)胞依賴的信號(hào)通路調(diào)控CD4+T細(xì)胞的增殖分化，這可能與NAD+刺激肥大細(xì)胞釋放的IFN-γ有關(guān)[20]。

在RA中可觀察到Treg功能的缺陷及免疫抑制活性的降低， 而肥大細(xì)胞可以通過(guò)OX40 / OX40配體與Treg細(xì)胞直接接觸以及釋放組胺和 IL-6來(lái)抑制 Treg的免疫抑制作用[18]。

同時(shí)，在RA中，Th17/Treg比例也明顯升高，大量增殖的Th17可促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成，繼而破壞軟骨組織加快骨吸收[21]，而肥大細(xì)胞可以通過(guò)間接影響DC或者通過(guò)OX40介導(dǎo)的肥大細(xì)胞與Treg細(xì)胞的接觸影響Th17的應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn)， 肥大細(xì)胞還可以通過(guò)不依賴炎癥小體的途徑釋放IL-1β進(jìn)而誘導(dǎo)Th17擴(kuò)增[22]。激活的肥大細(xì)胞高表達(dá)的炎癥因子，如IL-17、IL-1β、IL-6、GM-CSF，也可促進(jìn)自反應(yīng)性Th17的增殖[23]。

2.4.3 肥大細(xì)胞與其他細(xì)胞的相互作用對(duì)RA的影響 肥大細(xì)胞可以通過(guò)直接或間接的方式與成纖維樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocyte，F(xiàn)LS)、破骨細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、滑膜細(xì)胞等相互作用，招募炎癥細(xì)胞，激活效應(yīng)細(xì)胞，進(jìn)而參與RA的病理?yè)p傷過(guò)程。

滑膜肥大細(xì)胞釋放的TNF-α可以作用于FLS，以誘導(dǎo)其增殖，并上調(diào)膠原酶和MMP的表達(dá)[24]。TNF-α還能誘導(dǎo)FLS釋放干細(xì)胞因子，其作用于肥大細(xì)胞表面CD117后又能促進(jìn)肥大細(xì)胞活化，進(jìn)而形成一個(gè)閉合環(huán)路?；ぶ蟹蚀蠹?xì)胞產(chǎn)生的肝素與類胰蛋白酶形成的復(fù)合物也可作用于FLS，上調(diào)其釋放的中性粒細(xì)胞趨化因子如CXCL1、CXCL5、CXCL8，進(jìn)而招募中性粒細(xì)胞[13]。肥大細(xì)胞分泌的糜蛋白酶則能通過(guò)黏著斑激酶(focal adhesion kinase，F(xiàn)AK)/p21途徑促進(jìn)FLS的增殖，促進(jìn)其MMP-9、FAK和p21的表達(dá)[25]。

肥大細(xì)胞釋放的TNF-α也能激活破骨細(xì)胞，其促進(jìn)骨質(zhì)脫礦質(zhì)[26]。組胺和組胺受體4則能促進(jìn)破骨細(xì)胞RANKL的表達(dá)，激活破骨細(xì)胞[27]，促進(jìn)骨侵蝕。

激活的肥大細(xì)胞釋放趨化因子如單核細(xì)胞趨化蛋白1和人巨噬細(xì)胞炎性蛋白1α，招募單核巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞[23]。肥大細(xì)胞產(chǎn)生的TNF-α還能誘導(dǎo)鄰近的巨噬細(xì)胞釋放IL-1β，加重局部炎癥[9]。同時(shí)，肥大細(xì)胞釋放的IFN-γ能刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量TNF-α，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)破壞[28]。

肥大細(xì)胞釋放的IL-6可以激活中性粒細(xì)胞，進(jìn)而使其釋放活性氧和蛋白酶，引起組織炎癥和關(guān)節(jié)破壞[29]。同時(shí)，其釋放的組胺則可增加血管通透性，招募中性粒細(xì)胞至損傷部位[30]。

肥大細(xì)胞釋放的TNF-α可以介導(dǎo)滑膜細(xì)胞內(nèi)溶基質(zhì)素、膠原酶、PG、GM-CSF的合成上調(diào)[29]。肥大細(xì)胞分泌的類胰蛋白酶介導(dǎo)的滑膜細(xì)胞中蛋白酶激活受體2的激活會(huì)血管通透性以及關(guān)節(jié)局部炎癥，并且能阻止Fas介導(dǎo)的RA患者FLS的凋亡，導(dǎo)致滑膜增生和關(guān)節(jié)損傷[31]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，肥大細(xì)胞在RA的致病過(guò)程中發(fā)揮了多種重要的作用?；ぞ植恳约氨患?xì)胞因子或補(bǔ)體等招募至滑膜的肥大細(xì)胞通過(guò)FcR、TLR等與相應(yīng)配體的結(jié)合而被激活，進(jìn)而釋放一系列生物活性物質(zhì)如細(xì)胞因子、組胺、肝素、蛋白酶等，招募更多的免疫細(xì)胞，破壞局部軟骨基質(zhì)，誘導(dǎo)滑膜細(xì)胞增殖等。除了直接參與組織損傷，肥大細(xì)胞還會(huì)與B細(xì)胞、T細(xì)胞相互作用，參與自身抗體的產(chǎn)生，誘導(dǎo)T細(xì)胞的增殖分化等，增強(qiáng)機(jī)體的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。當(dāng)然，肥大細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用、肥大細(xì)胞與T、B細(xì)胞的相互作用在RA中的具體作用等問(wèn)題還需要更多的研究以進(jìn)一步明確。