地諾單抗基于RANKL-RANK-OPG 信號通路對類風濕關節(jié)炎骨質(zhì)疏松癥影響的研究進展

王麗君，孫天峰

（武威市中醫(yī)醫(yī)院，甘肅 武威 733000）

1 概述

RA 是一種以增生性滑膜炎為特征的慢性疾病。滑膜細胞和血管翳過度增殖及多種炎性細胞浸潤是其重要病理基礎[5]，未經(jīng)正規(guī)治療，可導致關節(jié)畸形、功能喪失。我國的RA 患病率為0.28%～0.36%。RA 在各年齡階段皆可發(fā)病，30～50 歲發(fā)病率更為常見，男女比例約為1∶3。研究表明,骨的代謝活動是一個骨吸收和骨重建交替的動態(tài)平衡過程，若這一平衡過程被打破，使骨的代謝發(fā)生改變，會出現(xiàn)以骨侵蝕為特點的疾病。而對于人體骨骼健康來說，RANKL-RANK 信號通路顯得尤為重要。人體自身抗體可與OPG（骨保護素）進行適當?shù)闹泻妥饔每杉铀倩颊叱鯫P。當RANKL 和OPG 平衡被打破時，這種影響更加明顯,抑制RANKL 與RANK 結合是一種治療骨質(zhì)疏松有效并且切實可行的方法[6]。在這種情況下地諾單抗（Denosumab）就應運而生，它和RANKL-RANK-OPG 信號通路與RA 合并OP 關系密切，本文就地諾單抗基于RANKL-RANKOPG 信號通路對RA 合并OP 的研究做一綜述。

2 地諾單抗與RA

地諾單抗(Denosumab)作為RANKL 配體的單克隆抗體，能夠特異性與RANK 競爭結合位點,通過打破骨吸收與骨重建的動態(tài)平衡達到治療效果[7]。2013 年6 月,經(jīng)美國FDA 批準，將它應用于不可切除或轉(zhuǎn)移性骨巨細胞瘤（GCTB）,成為唯一一個治療GCTB 的靶向藥物,對于GCTB 的治療具有里程碑意義[8]。RA 主要以滑膜細胞和血管翳過度增殖及多種炎性細胞浸潤為主要病理改變，病程日久，晚期患者常常有功能活動受限,只有通過關節(jié)置換手術才能恢復功能[9]。RA 并發(fā)的骨質(zhì)疏松(Osteoporosis,OP),主要在于疾病晚期以及老年患者人群當中，如未進行正規(guī)的內(nèi)科規(guī)范化治療和積極有效的預防,最終導致關節(jié)骨組織的破壞，甚至壞死，最終走向手術的道路。所以是否進行有效的藥物治療及手術的時間靶點尤為重要，但相關研究成果不多[9]。有關報道表明絕經(jīng)后婦女的骨質(zhì)丟失機會大幅增加，國外一項多中心、隨機、雙盲、安慰劑對照的三期試驗表明Denosumab 可以有效的改善骨代謝,增加BMD[10]。因此它在日常醫(yī)療實踐中是治療OP 的良好選擇。Denosumab 可特異性拮抗RANK，來抑制破骨細胞活化來減少骨質(zhì)吸收，增加患者在疾病過程所丟失的骨密度，促進骨重建。研究發(fā)現(xiàn)它可以有效的降低絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的發(fā)生率。對于骨重建的作用可通過特異性堿性磷酸酶(BSAP)、N-端(NTX)等骨更新標記物(BTMs)來評估。研究表明維生素D 在骨骼形成和重塑中起著重要作用[11]雖然維持足夠的血清維生素D 水平對于預防骨折是必要的，但缺乏維生素D 是一個世界性的健康問題。Ebe[12]等人最近報道，25-羥維生素D(25(OH)D)水平降低可能表明RA患者發(fā)生繼發(fā)性OP 的風險較高。

3 RANKL-RANK-OPG 信號通路的來源和功能

3.1 RANKL 蛋白

RANKL 蛋白在破骨細胞增殖和分化的過程中充當著非常關鍵的角色[13],目前研究發(fā)現(xiàn)它存在三種亞型，并通過分子作用途徑來促進破骨細胞增殖[14]。研究表明骨組織中的RANKL 可由多種細胞表達。RA 所發(fā)生的炎癥性病理過程與骨細胞中RANKL的表達和應力有關，其中RANKL 表面的細胞分子可能與B 細胞的成熟過程有關[15]。熊琦[16]等研通過為期9 天的動物實驗究發(fā)現(xiàn)rh RANK 和rh OPGFc 均能抑制破骨前體細胞分化融合為破骨細胞,且rh RANK 的抑制效應較rh OPG-Fc 更為明顯。Kim[17]等認為RANKL 增加細胞內(nèi)的鈣離子濃度，從而促使破骨細胞的分化。Xu[18]等認為通過調(diào)節(jié)RANKL/OPG 的比例可以誘導破骨細胞分化。我們可以發(fā)現(xiàn)RANKL 在破骨細胞分化過程中有著非比尋常的作用。它可以在一定程度上延長成熟破骨細胞的分化及存活時間,增強骨吸收能力[19]。從以上研究了解到，通過使用相關抗體等可以抑制RANKL來組織破骨細胞的分化和成熟,所以它可能成為RANKL 治療骨質(zhì)疏松癥的關鍵靶位[20]。

3.2 RANK 蛋白

RANK 被稱破骨細胞分化受體(osteoclast differentiation and activation receptor,ODAR)、是RANKL 調(diào)節(jié)破骨細胞（OC）發(fā)育過程中唯一的信號受體。RANK 屬于TNF 超家族受體,是一種Ⅰ型同源三聚體跨膜蛋白,人、鼠同源性為60%[21]。RANK通過轉(zhuǎn)導由RANKL 發(fā)起的細胞信號,誘導OCPs 分化成OC,在控制骨骼重塑中起著重要作用[22]。

3.3 OPG

Simonet[23]等人在做新生大鼠腸cDNA 文庫測序時發(fā)現(xiàn)在RANK/RANKL 信號通路上存在一種蛋白分子。同年,日本的Tsuda[24]等研究人員通過純化抑制破骨細胞生成的人胚胎成纖維細胞因子發(fā)現(xiàn)了一種相同的分子。它是一種直接的信號性能、分泌型糖蛋白，也被稱為腫瘤壞死因子受體超家族成員11B(tumor necrosis factor receptor superfamily,TNFRSF-11B)。Liu[25]等認為在Fas-FasL 途徑中OPG可以進行性誘導誘導破骨細胞及其前體細胞的凋亡。有研究表明，它可以通過Ca-p38-MAPK 信號通路等途徑促進破骨細胞偽足的拆卸,保護骨皮質(zhì)[26]。在一項動物實驗中,也證實了骨組織中高濃度的OPG含量，可以使骨發(fā)生硬化,骨髓腔消失[27]。

3.4 RANKL-RANK-OPG 信號通路的作用機制

OPG-RANK-RANKL 信號通路是調(diào)節(jié)骨代謝平衡的重要通路,它始終貫穿于調(diào)節(jié)骨吸收和骨重建的整個過程。當破骨前體細胞表面的RANK 與成骨細胞釋放的RANKL 結合后,在相應的促炎因子參與下發(fā)生連動反應來表達信號傳導。當前有研究表明RANK 可與TRAF6 結合，參與破骨細胞的生成過程,主要信號途徑有以下四種:(1)NF-κB 途徑，NF-κB 是p50、p65 的異二聚體形式在胞漿內(nèi)環(huán)境中，通過RANK 與TRAF6 結合后激活NF-κB 誘導激酶，受到激活后可以釋放炎性介質(zhì)與活化的T 細胞核因子結合誘導破骨細胞生成基因的轉(zhuǎn)錄[28]。(2)JNK 途徑,JNK 屬于絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)中的一員,它可以通過磷酸化JNK 上Thr183/Tyr185而完全活化JNK,增加其生物活性。而骨組織中的RANK 與TRAF6 結合后激活JNK,被活化的JNK 使c-Fos 表達增加，并且進入細胞核內(nèi)使c-Jun 蛋白增加并活化,最終破骨細胞前體細胞分化生成破骨細胞[29]；(3)蛋白激酶B(又稱為Akt)途徑,R 通過RANK與TRAF6 結合后激活Akt,參與NF-KB 活化,促進破骨細胞成熟；(4)NFAT 是一種接受鈣離子調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄激活因子,RANK 將信號傳遞給TRAF6 后,TRAF6 激活Src 蛋白,活化的Src 蛋白通過激活IP3引起鈣庫釋放鈣離子,隨著胞漿內(nèi)鈣離子濃度的升高,CN 發(fā)生脫磷酸作用促使NFATc1 活化進入到細胞核內(nèi)與激活蛋白(AP)配合啟動破骨細胞基因的轉(zhuǎn)錄[30]。有研究發(fā)現(xiàn),即使沒有RANKL 的刺激NFAT cl 依然可以誘導破骨細胞前體細胞的分化。如圖1 所示。

圖1 OPG/RANKL/RANK 系統(tǒng)與骨代謝關系示意簡圖

3.5 地諾單抗與RANKL-RANK-OPG 信號通路

Denosumab 可阻斷其與RANK 的結合，抑制破骨細胞的發(fā)育和活性，減少骨吸收，增加骨密度。鑒于其獨特的作用，denosumab 可用于治療骨質(zhì)疏松癥；有研究選取7868 名年齡在60 至90 歲之間的女性[32]她們的腰椎骨密度T 評分低于-2.5 但腰部不低于-4.0。受試者被隨機分配接受60mg denosumab 或安慰劑，每6 個月皮下注射60mg[33]發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)新的椎骨骨折，次要終點包括非椎骨和髖部骨折;與安慰劑相比，denosumab 降低了新的放射性椎體骨折的風險，denosumab 組的累積發(fā)生率為2.3%，而安慰劑組為7.2%，相對減少68%。在停用長期denosumab 后，患者應轉(zhuǎn)換為另一種抗體吸收劑以維持denosumab 所帶來的益處。一項開放標簽、前瞻性、隨機試驗[34]以評估地諾單抗抑制RANKL預防腎移植術后第一年骨密度損失的有效性和安全性。90 例腎移植受者在術后12 周隨機分組，接受地諾單抗治療不接受治療。12 個月后，denosumab 組46 例患者腰椎總面積BMD 增加4.6%，對照組44例患者腰椎總面積BMD 減少-0.5%。也有研究發(fā)現(xiàn)它能夠特異性與RANK 競爭結合位點,它通過打破骨吸收與骨重建的動態(tài)平衡來降低骨折的發(fā)生率[35]。在國外一項為期18 個月的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)地諾單抗治療RA 患者OP 的療效方面有很大差異。研究表明，地諾單抗在應用于基線在18 個月和每6個月評估腰1-4 椎體(L-BMD)和總髖部(H-BMD)的骨密度(BMD)時。其顯著增加了治療組H-BMD 的變化百分比。它的作用機制可能因為破骨細胞的分化存在Il-17 和可溶性白介素受體通過RANKL 誘導而被抑制,然而這些發(fā)現(xiàn)中,并未觀察到腫瘤壞死因子的存在或IL-17 存在于RA 滑膜細胞患者中。研究表明[36]Denosumab 能潛在的更大程度上抑制OP比其他生物制劑來說更為有效。地諾單抗與RANKL 所結合而表現(xiàn)出較為高的親和力,就能在一定濃度下延緩破骨細胞的分化和成熟,有效的增加了骨密度和強度[37]。Zebaze[38]等通過為期3 年的臨床試驗證明Denosumab 可有效地降低絕經(jīng)后婦女近端股骨皮質(zhì)孔隙，增加骨皮質(zhì)骨量,降低骨折風險[39]。近年來隨著人們生活方式的改變，糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松(glucocorticoid induced osteoporosis,GIOP)的發(fā)生率也逐年提高，而雙膦酸鹽治療后仍有中高級別骨折風險者，推薦除鈣劑及維生素D 外,仍繼續(xù)服用地諾單抗等維持抗骨質(zhì)疏松藥[40]，由此可以發(fā)現(xiàn)RANKL-RANK-OPG 信號通路貫穿于整個骨吸收和骨重建的過程中，Denosumab 作為該通路的抑制劑,它所引起的不良反應及安全性評估有待于進一步發(fā)現(xiàn)。

4 安全性評價

一項納入了7808 例患者的臨床試驗，通過為期3 年的試驗研究，系統(tǒng)評價了Denosumab 的安全性[41]。通過試驗發(fā)現(xiàn)兩組所有原因的死亡率分別為1.8%(n=70)和2.3%(n=90);兩組導致的不良反應的發(fā)生率則分別為25.0%和24.2%。其中報道背痛(發(fā)生率為34.7%)，為其最常見不良反應、四肢疼痛(11.7%)、肌肉骨骼疼痛(7.6%)、高膽固醇血癥(7.2%)和膀胱炎(5.9%)，而在此過程中最常見的不良反應以乳腺癌、背痛和便秘為主，這也是導致其在療程中停藥的主要原因。余不良反應還包括:循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、血液系統(tǒng)，如貧血(3.3%)、心絞痛(2.6%)、心房顫動(2.0%)、眩暈(5.0%)、上呼吸道感染(4.9%)、肺炎(3.9%)、咽炎(2.3%)、帶狀皰疹(2.0%)、脊柱骨關節(jié)炎(2.1%)[42]。在其余兩項臨床試驗[43]發(fā)現(xiàn)還有導致下頜骨壞死的可能，發(fā)生率為1.1%～2.0%，這可能與較大劑量的使用地諾單抗有關(120mg，每月1 次)。通過整個研究還發(fā)現(xiàn)其他的不良反應，主要以鈣磷代謝失衡為主。有研究選取了795 名患者[44]（其中505名為糖皮質(zhì)激素繼續(xù)，其中290 名為糖皮質(zhì)激素引發(fā)）被隨機分配（398 名為denosumab，397 名為利塞膦酸鹽）。Denosumab 在12 個月時均為非劣效且優(yōu)于利塞膦酸鹽，對腰椎骨質(zhì)礦物質(zhì)密度的影響均為糖皮質(zhì)激素持續(xù)和糖皮質(zhì)激素起始亞種群。治療組之間嚴重不良事件（包括感染）和骨折的發(fā)生率相似。最常見的不良反應是背痛和關節(jié)痛。利塞膦酸鹽組中15 例（4%）患者發(fā)生嚴重感染，denosumab組中有17 例（4%）患者發(fā)生嚴重感染。此外，本品是人源性單克隆抗體，長期使用可能會對人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響。

5 結語

骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)是一種慢性代謝性疾病，是以單位體積內(nèi)骨組織含量的平衡被打破，骨質(zhì)吸收增多所致的一類病癥，它是骨科及風濕免疫科臨床中常見的一類疾病,而以這種單位體積內(nèi)骨組織內(nèi)的平衡被打破后所導致的以骨代謝失衡為病理基礎的病癥，臨床上常以破骨細胞作為治療溶骨性疾病作為一種靶向治療的新手段。其特征是骨量的逐漸減少和微結構的惡化，可增加脆性骨折的風險。雖然雙膦酸鹽(BPs)是治療OP 的一線藥物，但是最近的一項試驗已經(jīng)證明了其他抗吸收藥物的療效，如去甲氧西林(去甲氧西林)，這些藥物對于OP 的一級和二級治療都是有效的[45-47]。最近Zerbini等人綜述了RA 患者中使用生物制劑的治療與骨丟失的減少有關，TNFis 表現(xiàn)為L-BMD 和H-BMD 的保留或增加，以及骨標志物的輪廓較好。研究發(fā)現(xiàn)地諾單抗顯著抑制了骨標志物的表達，因此BMD可能顯著升高。RA 合并OP,尤其RA 晚期和老年患者中并發(fā)OP 更為多見。隨著靶向生物制劑研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)在靶向制劑藥物可通過RANKLRANK-OPG 信號通路調(diào)節(jié)某些分子之間的架構,甚至可以通過競爭性抑制該靶點的信號分子，從而達到治療的效果，但在骨代謝的領域相關報道較少,進一步深入研究可能為生物制劑基于RANKL-RANKOPG 信號通路治療RA 合并OP 提出新的理論基礎,而且為骨吸收類疾病的治療拓展新的方向。