生物標(biāo)志物應(yīng)用于銀屑病關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展

李皓乾 張志強 李鵬翠 衛(wèi)小春

（山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院骨科骨與軟組織損傷修復(fù)山西省重點實驗室，太原 030001）

銀屑病是一種慢性的、免疫相關(guān)的炎癥性疾病，其中20%～30%的銀屑病患者最終發(fā)展為銀屑病關(guān)節(jié)炎（psoriatic arthritis,PsA），如患者處于活動期，則可能出現(xiàn)關(guān)節(jié)破壞，最終致殘。目前PsA主要根據(jù)患者不同的臨床特征，例如皮膚、指（趾）以及受累關(guān)節(jié)等的炎癥及病理表現(xiàn)來診斷，且要做到早期診斷較為困難[1]。而生物標(biāo)志物的出現(xiàn)則為PsA的早期診斷及治療提供了可能。對于生物標(biāo)志物的選擇應(yīng)遵循易獲取、容易實施且具有敏感性、特異性、可復(fù)制性、精確性以及較好的預(yù)測性等原則。本文將從四類生物標(biāo)志物即可溶性標(biāo)志物、基因標(biāo)志物、microRNA標(biāo)志物以及自身抗體標(biāo)志物分別闡述其對PsA的診斷及治療作用。

1 可溶性的生物標(biāo)志物

外周血的循環(huán)標(biāo)志物由于其相對較易獲得，逐漸成為診斷銀屑病及PsA標(biāo)志物的最佳選擇。國外一項研究將基于血清的可溶性標(biāo)志物分為3類，即軟骨代謝標(biāo)志物[如軟骨寡聚基質(zhì)蛋白（cartilage oligo?meric matrix protein,COMP）、透明質(zhì)酸（hyaluronan,HA）]、代謝綜合征標(biāo)志物[如脂聯(lián)素（adiponectin）、脂素（adipsin）、抵抗素（resistin）、肝細(xì)胞生長因子（he?matopoietic growth factor,HGF）、胰島素（insulin）、瘦素（leptin）]及炎癥因子標(biāo)志物[如C反應(yīng)蛋白（C-reac?tive protein,CRP）、白細(xì)胞介素（interleukin,IL）-1β、IL-6、IL-8，腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）、單核細(xì)胞趨化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1,MCP-1）、神經(jīng)生長因子（nerve growth fac?tor,NGF）]，并且分別比較了201例骨關(guān)節(jié)炎（osteoar?thritis,OA）患者、77例PsA患者以及76例對照組受試者上述各項血清指標(biāo)的差異。最終發(fā)現(xiàn)：OA組與PsA組患者血清COMP、MCP-1、NGF、resistin水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，且PsA組患者血清COMP、MCP-1、resistin水平高于OA組患者，而NGF水平低于OA組患者[2]。Scanzello[3]同樣也證實PsA患者血清MCP-1水平高于OA患者，這表明MCP-1可能同時參與了PsA和OA的病理變化過程，并且有潛力成為鑒別PsA與OA的標(biāo)志物。有研究表明，NGF在OA患者慢性疼痛中可能發(fā)揮重要作用[4-6]，這也與上述研究得出的結(jié)論（即OA患者血清NGF水平高于PsA患者）相一致。Dikbas等[7]研究表明：resistin由OA患者軟骨組織所釋放，且與滑膜液中IL-6、基質(zhì)金屬蛋白酶1（matrix metalloproteinase-1,MMP-1）、MMP-3的表達(dá)相關(guān)，且PsA患者血清resistin表達(dá)水平較對照組受試者同樣也增高。前期研究基本證實了一些人體代謝物質(zhì)可作為OA患者軟骨損傷的早期診斷標(biāo)志物，有研究者驗證了膝關(guān)節(jié)液及血清中COMP、HA水平與OA的病變程度呈正相關(guān)[8,9]，而Bartosińska等[10]在研究中同樣發(fā)現(xiàn)，COMP在PsA患者的血清中高表達(dá)。并且Hellman等[11]也認(rèn)為，血清中的HA可能是導(dǎo)致PsA患者炎性病理改變的相關(guān)因素。這也再次印證了某些因子可能同時參與了OA和PsA的病理改變過程。

TNF-α是一種主要由巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子，并參與正常炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)。研究報道漿細(xì)胞樹突狀樣細(xì)胞可以激活炎性骨髓樹枝樣細(xì)胞釋放IL-12、IL-23，從而促進(jìn)Th細(xì)胞產(chǎn)生IL-17、IL-22、TNF-α 參與PsA患者的病理改變[12,13]。Lawrence[14]也認(rèn)為TNF-α 與PsA患者的免疫病理機制有著密切聯(lián)系，且它主要是通過激活核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）通路來參與其發(fā)病過程。同樣，國外一項研究也表明，脂肪細(xì)胞可產(chǎn)生TNF-α 及l(fā)eptin，而leptin又可以刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生更多的TNF-α，這可能間接促進(jìn)了PsA患者的病理改變[15]。筆者認(rèn)為，多項研究發(fā)現(xiàn)TNF-α均參與了PSA的病理改變，這也為早期診斷和臨床治療靶點的選擇提供了方向。

IL在傳遞信息，激活免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞、介導(dǎo)T、B細(xì)胞活化、增殖、分化以及在炎癥反應(yīng)中起著重要作用。國外學(xué)者通過一項基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，Th1細(xì)胞及巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生IL-12，繼而調(diào)控PsA和未患PsA的銀屑病患者（purely cutaneous pscoriasis,PsC）的炎癥反應(yīng)過程，并且IL-23屬于IL-12家族里的一員，其也參與了破骨活動以及骨的侵蝕過程[16]。De Vlam等[17]通過實驗證實，IL-17A在PsA患者體內(nèi)循環(huán)水平是增高的，并且在血管再生、纖維再生、破骨活動中起重要作用，而IL-6是炎癥反應(yīng)急性期由巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生的促炎因子，它調(diào)節(jié)IL-17的生成，并且在皮膚和關(guān)節(jié)損傷中有潛在作用。國外一項研究也發(fā)現(xiàn)，與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis,RA）患者相比，PsA患者滑膜中IL-17+的肥大細(xì)胞顯著增多，并且IL-17A更多，這表明IL-17A可能參與了PsA的發(fā)病[18]。

JAK激酶屬于細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶，它包含JAK-1、JAK-2、JAK-3，這些JAK激酶通過促進(jìn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription,SATA）的激活來調(diào)控相關(guān)細(xì)胞因子的信號通路。Kang和Kavanaugh[19]通過研究表明，在PsA患者受累關(guān)節(jié)的滑膜液中JAK-1及其下游的STAT-1和STAT-3表達(dá)增高。此外，Cai等[20]認(rèn)為，細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associat?ed antigen-4,CTLA-4）在PsC患者的發(fā)病機制起到重要的作用，同樣也有其他研究發(fā)現(xiàn)，CTLA-4的失調(diào)在PsA患者的發(fā)病過程中發(fā)揮著重要的作用[21]。Wong等[22]還發(fā)現(xiàn)肥胖以及脂肪因子可能也會參與銀屑病的發(fā)生發(fā)展。Cretu等[23]還通過蛋白組學(xué)分析出了4種新的因子，分別是CD5抗原樣蛋白（CD5 anti?gen like protein,CD5L）、整合素β5（integrin β5,ITGβ 5）、干擾素效應(yīng)因子（M2BP）、髓過氧化物酶（myelo?peroxidase,MPO），及之前研究發(fā)現(xiàn)的MMP-3、CRP，都可以作為PsA診斷的潛在生物標(biāo)志物，但是上述4種新檢測出的因子診斷特異度要高于CRP。另外，此項研究還發(fā)現(xiàn)，在PsA以及PsC患者血清中，僅有IT?Gb5、M2BP、CRP三項指標(biāo)有差異。由于導(dǎo)致PsA及PsC患者病理改變的免疫炎癥過程及介質(zhì)相似，故對于PsA及PsC的研究也有類似之處[17]。

目前已經(jīng)識別出可作為PsA患者治療的主要靶向炎癥因子有TNF-α、IL-12/23、IL-17A、IL-6、cyto?toxic、CTLA-4、PDE4和JAKs。根據(jù)上述研究提示，TNF-α抑制劑可作為PsA患者有效的治療藥物，但有報道稱仍有30%～40%的患者對TNF-α 抑制劑無效，這也說明，盡管TNF-α在PsA進(jìn)展中扮演重要作用，但其并不是決定性因素[24]。2019年美國風(fēng)濕學(xué)年會（ACR/ARP）明確提出，IL-17A是PsA發(fā)病機制中關(guān)鍵的細(xì)胞因子，IL-17A抑制劑司庫奇尤單抗可全面改善PsA癥狀，抑制疾病進(jìn)展。總體來說上述因子有望成為預(yù)測早期PsA的潛在生物標(biāo)志物，且能為其治療提供一定的理論依據(jù)。

2 基因生物標(biāo)志物

早在1973年就有人報道了PsA和基因遺傳之間的關(guān)系，當(dāng)時Moll和Wright[25]研究發(fā)現(xiàn)，在PsA患者的一級親屬中，PsA發(fā)病率增加了49倍。尤其是在發(fā)現(xiàn)人類白細(xì)胞抗原HLA-B*27和強直性脊柱炎（an?kylosing spondylitis,AS）之間的相關(guān)性后，研究者逐漸認(rèn)識到PsA可能同樣具有遺傳性?，F(xiàn)有的研究也證實，HLA-B*27水平的升高可以作為PsA患者診斷的潛在基因標(biāo)志物，但是其在PsC患者中并無明顯變化[26]。Mease和Armstrong[27]認(rèn)為，PsA和PsC患者基因表達(dá)雖然相似，但是每種疾病都有其各自的臨床亞型，并且都有特定的免疫和基因特征，故不能一概而論。國外有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，HLA-B*27+的患者在進(jìn)展為PsC前，更易患雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)炎；而HLA-C*06+的患者在進(jìn)展為PsA之前，則更易率先發(fā)展為PsC[28,29]。其他研究發(fā)現(xiàn)，在PsA患者中，顯性基因作用于主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex,MHC）區(qū)域的6p21.3染色體上，尤其在HLA等位基因上更加明顯[17]，HLA-A.B.C則均可作用于CD8+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell,NK）細(xì)胞[30]，這提示了HLA下游的作用靶點。Okada等[29]研究發(fā)現(xiàn)，HLA-B和PsA以及其他脊柱關(guān)節(jié)病相關(guān)，并且其主要參與了PsA患者肌肉骨骼的病理改變；HLA-C則主要導(dǎo)致了皮膚的相關(guān)改變。其他HLA-B的等位基因（HLA-B*38、HLA-B*8）則主要與PsC患者的肌肉骨骼病理改變相關(guān)[17]。FitzGerald等[31]研究發(fā)現(xiàn)，PsA患者體內(nèi)特定的HLA與不同的臨床表現(xiàn)有關(guān)，如HLA-B*27:05-C*01:02主要與韌帶、肌腱、關(guān)節(jié)囊附著處的炎癥反應(yīng)相關(guān)，此外還可以作為標(biāo)志物通過滑膜的炎癥反應(yīng)在早期區(qū)分RA和PsC。另一項研究發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)證實的PsA易感等位基因（HLA-B*27、HLA-B*38:01、HLA-B*39:01、HLA-B*44:02/44:03、HLA-B*08:01和HLA-C*06:02）中，僅有HLA-B*27與嚴(yán)重的肌腱炎相關(guān)[32]，其他相關(guān)研究證實，與PsA相關(guān)的MHC區(qū)域內(nèi)的基因還有MICA跨膜區(qū)（TM）基因（MICA-TM）、HLA-E、SEEK1。MHCⅠ鏈相關(guān)基因和MICA-TM可調(diào)控先天免疫和獲得性免疫反應(yīng)中NK細(xì)胞以及T細(xì)胞的活性，且上述兩種基因型與歐洲以及白種人群中的PsA具有相關(guān)性；而與亞洲人群中的PsC患者具有相關(guān)性[33]。這也表明不同人種之間，PsA的易感基因是有差別的。此外，O'Rielly等[34]在具有遺傳性的PsA患者中發(fā)現(xiàn)特定的高甲基化基因位點[MICA、IRIF1、銀屑病易感1候補3基因（PSORS1C3）、腫瘤壞死因子配體超家族成員4（TNFSF4）和低甲基化基因位點（PSORS1C1）]，這項研究表明PsA的病理過程可能與甲基化的異常也有著密切的聯(lián)系，O'Rielly等[35]發(fā)現(xiàn)，組蛋白調(diào)節(jié)基因[組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶1（HAT1）、組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶2（SETD2）]同樣也參與了PsA的進(jìn)展過程，故上述因子均有望成為預(yù)測PsA的基因標(biāo)志物。

盡管在多項研究中發(fā)現(xiàn)了能早期診斷PsA的潛在遺傳標(biāo)志物，但是這些標(biāo)志物還無法準(zhǔn)確提示病理改變究竟發(fā)生于皮膚還是關(guān)節(jié)內(nèi)部，并且由于疾病的復(fù)雜性以及各個病理改變之間基因表達(dá)的差異性，使得基因標(biāo)志物應(yīng)用于臨床還有很長的路要走。

3 MicroRNA標(biāo)志物

MiRNA是一種分子量小的非編碼RNA，其參與了蛋白質(zhì)編碼基因的過程，同時它也是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的關(guān)鍵因子。近期人們發(fā)現(xiàn)涉及免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能的miRNA數(shù)量逐漸增多，所以研究者們也開始討論miRNA是否可以作為免疫系統(tǒng)疾病診斷及預(yù)后的標(biāo)志物。一些研究報道了在不同的炎性自身免疫性疾病（RA、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡、銀屑病等）中，miRNA的表達(dá)也是不同的[36]。而現(xiàn)階段盡管PsA發(fā)病率逐漸增高，對其研究也在日益深入，但是關(guān)于MiRNA在PsA患者中扮演的角色卻知之甚少。

Pelosi等[37]通過選取活動期和緩解期PsA患者以及健康人群作為對照組，通過分析患者外周血單核細(xì)胞的全球miRNA表達(dá)譜得出，僅在活動期PsA患者中表達(dá)有差異的MiRNA共22種，其中表達(dá)下調(diào)的12種，表達(dá)上調(diào)的10種；僅在緩解期PsA患者中表達(dá)有差異的MiRNA共10種，其中表達(dá)下調(diào)的7種，上調(diào)的3種；在PsA活動期與非活動期表達(dá)均有差異的MiRNA共12種，其中表達(dá)下調(diào)的僅1種（miR-423-5p），其余表達(dá)均上調(diào)，此外作者還發(fā)現(xiàn)，早期PsA患者中miR-126-3p表達(dá)水平的下降參與了PsA的致病過程。這表明PsA的發(fā)病與MiRNA的異常表達(dá)有著密切的關(guān)系，某些MiRNA表達(dá)的上調(diào)或下調(diào)可能成為預(yù)測PsA的標(biāo)志物。關(guān)于PsA患者的典型病理改變是滑膜增生、淋巴樣浸潤，以及血管翳形成，從而最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)骨質(zhì)的破壞。Fish等[38]研究表明，miR-126能夠通過下調(diào)SRED1和PIK3R2起到維持血管完整性和促進(jìn)其再生的功能。Lin等[39]通過研究發(fā)現(xiàn)，與對照組和PsC組患者相比，PsA組患者來源的CD14+單核細(xì)胞中miR-146a-5p表達(dá)更高，并且發(fā)現(xiàn)PsA組患者中，破骨細(xì)胞的活化和骨吸收均有選擇性的增強，故得出結(jié)論：源自PsA患者的CD14+單核細(xì)胞中miR-146a-5p異常表達(dá)與破骨細(xì)胞活化以及骨吸收相關(guān)。筆者認(rèn)為miR-126、miR-146a-5p可能分別間接參與了PsA患者外周關(guān)節(jié)血管翳形成以及骨質(zhì)破壞、骨吸收等典型病理過程。

由于PsA的病理機制非常復(fù)雜，故還需要進(jìn)一步研究，以及將臨床病例和基礎(chǔ)實驗研究結(jié)合起來，爭取早日識別出具有診斷意義MiRNA標(biāo)志物。

4 自身抗體作為診斷和預(yù)后的標(biāo)志物

現(xiàn)階段關(guān)于PsA的具體病因以及病理改變的分子及細(xì)胞機制仍不清楚，在之前關(guān)于銀屑病的研究中檢測到的自身抗體包括抗核抗體、細(xì)胞質(zhì)核糖核蛋白的抗體、表皮細(xì)胞抗體以及抗菌肽[40,41]。有研究認(rèn)為，抗dsDNA抗體和抗甲狀腺微粒體抗體與各種類型的銀屑病顯著相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)在銀屑病患者的血清中針對皮膚抗原的自身抗體（即角蛋白）水平明顯升高[42]。然而，在關(guān)于銀屑病的其他研究中[43]，應(yīng)用免疫熒光檢測法卻未檢測到抗dsDNA抗體。同樣，在一組PsA患者中，應(yīng)用ELISA技術(shù)檢測，僅3%的患者有dsDNA抗體，2%的患者有抗RF和抗Ro抗體（抗ENA抗體中的一種成分），1%的患者有抗核糖核蛋白抗體（抗nRNP抗體）[41]。這些結(jié)果的不一致性表明銀屑病及PsA的發(fā)病機制非常復(fù)雜。代麗怡等[44]分析了77例PsA患者發(fā)現(xiàn)，部分PsA患者血清中可檢測到類風(fēng)濕因子RF或抗環(huán)瓜氨酸肽抗體（抗CCP抗體），且RF或抗CCP抗體陽性的PsA患者掌指關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)易受累，年齡也偏大。這也說明RF和抗CCP抗體不是RA患者所獨有的。在最近的一項研究中，F(xiàn)uentes-Duculan等[45]明確了3個銀屑病的相關(guān)自身抗體，分別是抗菌肽LL37、金屬肽酶含血小板反應(yīng)蛋白（ADAMTSL5）、磷脂酶A2（PLA2G4D），并且發(fā)現(xiàn)IL-17或TNF-α 阻斷后能夠顯著降低ADAMTSL5和LL37的表達(dá)，表明銀屑病自身抗體表達(dá)受促炎細(xì)胞因子IL-17或TNF-α 的正調(diào)控，這也提示LL37、ADAMTSL5、PLA2G4D可能成為預(yù)測PsA的生物標(biāo)志物。

這些發(fā)現(xiàn)有助于進(jìn)一步了解PSA的病理機制，并且這些新型自身抗體也有希望成為銀屑病和PsA診斷及預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物。

5 展望

PsA在我國發(fā)病率逐年上升，但其早期診斷困難，治療方案有限，而本文提到的不同生物標(biāo)志物不僅有望預(yù)測早期PsA的發(fā)生、發(fā)展，并且能有效指導(dǎo)治療。其中抗腫瘤壞死因子制劑以及IL-17A抑制劑司庫奇尤單抗現(xiàn)已被證實能有效緩解PsA的癥狀，這也為日后的研究提供了廣闊的前景。總體來說，生物標(biāo)志物開發(fā)是一個漫長而艱巨的過程，涉及發(fā)現(xiàn)、驗證以及最終的臨床應(yīng)用。盡管有這些障礙，研究者們?nèi)匀幌Ｍ梢悦鞔_銀屑病及PsA患者的發(fā)病機制、病因及病理學(xué)基礎(chǔ)，并且識別出反映疾病發(fā)展及預(yù)后的生物標(biāo)志物，并爭取研制出針對此疾病的靶向藥物而造?；颊摺?/p>