金 潔,薛 鸞,侯佳奇**
(1.上海中醫(yī)藥大學(xué)岳陽(yáng)臨床醫(yī)學(xué)院 上海 201203;2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 上海 200437)
原發(fā)性干燥綜合征(Primary Sj?gren syndrome,pSS)是一種慢性自身免疫性疾病,自身抗體的產(chǎn)生以及淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)外分泌腺(唾液腺和淚腺為主)是其主要特征,從而導(dǎo)致分泌功能的障礙[1],約95%患者可出現(xiàn)口干、眼干的表現(xiàn)[2],也有腺體外器官異常所導(dǎo)致的多系統(tǒng)損害,比如腎臟、血管、肌肉、神經(jīng)等受累,大約5%的患者可發(fā)生淋巴細(xì)胞性惡性腫瘤[3]。該病在我國(guó)的發(fā)病率為0.29%-0.77%,是發(fā)病率最高的自身免疫病之一,發(fā)病年齡在50 歲左右,多見(jiàn)于圍絕經(jīng)期或絕經(jīng)后婦女[4]。目前pSS的發(fā)病機(jī)制尚未明確,多數(shù)認(rèn)為是由環(huán)境、基因等多種因素導(dǎo)致的免疫失調(diào)和耐受性喪失[5],與T、B細(xì)胞的功能異常有關(guān)。
pSS 上皮細(xì)胞作為抗原呈遞細(xì)胞,通過(guò)細(xì)胞因子的產(chǎn)生和大量免疫細(xì)胞的募集,在炎癥環(huán)境的形成中起著核心作用,積極促進(jìn)炎癥環(huán)境的形成[6-7],因此上皮細(xì)胞被認(rèn)為是pSS發(fā)病機(jī)制的主要組成部分。唾液腺上皮細(xì)胞(salivary gland epithelial cells, SGEC)作為分泌細(xì)胞,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)延伸最廣的細(xì)胞之一,它們不斷分泌大量的唾液,唾液中含有豐富的蛋白質(zhì),其產(chǎn)生和分泌依賴于細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的生理功能和鈣穩(wěn)態(tài)[8],當(dāng)SGEC 受到長(zhǎng)時(shí)間的刺激如損傷或長(zhǎng)期處于炎癥中,那么內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的生理功能和鈣穩(wěn)態(tài)就會(huì)受到破壞[9],這時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力,便可以引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),正常的細(xì)胞中,大約三分一在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中生成的蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)折疊[10],當(dāng)細(xì)胞處于壓力時(shí),蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊率和未折疊率增高,細(xì)胞為恢復(fù)正常生理功能,保持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài),則會(huì)出現(xiàn)一系列的應(yīng)對(duì)反應(yīng),其中包括未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response, UPR),UPR 可以激活三條信號(hào)通路:IRE1α-XBP1 通路、ATF6-ATF6f 通路、PERK-ATF4 通路。其中,蛋白激酶R 樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(ProteinkinaseRNA-like ERkinase, PERK)是一種I 型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白激酶,無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時(shí),PERK 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白GRP78/Bip 結(jié)合,當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),PERK 與GRP78/Bip 解離,此時(shí)PERK-ATF4 信號(hào)通路被激活,活化的PERK 可以使真核起始因子2(eukaryotic initiation factor 2,eIF2α)發(fā)生磷酸化,與此同時(shí),p-PERK 和p-eIF2α 激活A(yù)TF4,上調(diào)ATF4 的表達(dá),ATF4的增加誘導(dǎo)凋亡蛋白CHOP 的產(chǎn)生。UPR 最初是為了恢復(fù)蛋白質(zhì)的穩(wěn)態(tài)和生理功能,當(dāng)壓力持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者細(xì)胞損傷過(guò)于嚴(yán)重,便會(huì)導(dǎo)致CHOP 的持續(xù)表達(dá),動(dòng)態(tài)平衡不能恢復(fù),則最終可以引起細(xì)胞凋亡[11-12]。
目前,pSS 的治療多以改善癥狀,延緩臟器損害為主要目的,但仍無(wú)循證醫(yī)學(xué)依據(jù)的有效藥物,中醫(yī)藥在改善pSS 的臨床癥狀上發(fā)揮了充分的優(yōu)勢(shì),課題組前期的研究發(fā)現(xiàn)中藥可以調(diào)節(jié)pSS 患者的自身免疫,改善炎癥[13-14],改善模型動(dòng)物的干燥癥狀,降低免疫球蛋白IgA、IgG 的水平等[15-16]。國(guó)醫(yī)大師路志正首次提出將“燥痹”作為pSS 的中醫(yī)名稱,其中陰虛型和濕熱型為臨床常見(jiàn)證型,課題組前期研究發(fā)現(xiàn)濕熱組的pSS 患者泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等受累的發(fā)生率高于陰虛組[17],可見(jiàn)不同的中醫(yī)證型發(fā)病方式可能存在一定的差異。pSS 患者唾液腺上皮細(xì)胞存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,那么其在不同中醫(yī)證型中是否有差異也值得我們探討,聯(lián)合中西醫(yī)共同分析pSS發(fā)病機(jī)制,不僅可以為pSS 的治療挖掘更多的靶點(diǎn),也為中醫(yī)藥的治療提供一定的理論依據(jù),達(dá)到更好的中西醫(yī)結(jié)合的效果。因此本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察pSS 患者唇腺組織中ATF4、CHOP 的表達(dá),并分析其相關(guān)性,為臨床的中西醫(yī)治療提供基礎(chǔ)。
根據(jù)2010年國(guó)家中醫(yī)藥管理局醫(yī)政司制定的《22個(gè)專業(yè)95個(gè)病種中醫(yī)診療方案》燥痹(干燥綜合征)診斷標(biāo)準(zhǔn)篩選出在上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院風(fēng)濕科就診的,時(shí)間段為2018年5月至2021年1 月,陰虛型和濕熱型pSS 患者各20例,收集其唇腺組織40 例,每位pSS 患者的診斷均符合pSS 的診斷標(biāo)準(zhǔn)[18],其中女性39 例,男性2 例,年齡32-85(57.2±11.50)歲。并篩選出同時(shí)間段的口干燥癥患者唇腺組織20例,其中女性19例,男性1例,口干燥癥患者均為曾經(jīng)懷疑pSS 診斷最后又排除的,年齡36-75(58.6±10.27)歲。每位患者在行唇腺活檢之前均未接受治療。
將唇腺組織的石蠟包塊切成3 μm 厚度的石蠟切片,經(jīng)過(guò)烤片,脫蠟,抗原熱修復(fù),3%過(guò)氧化氫溶液去除內(nèi)源性酶,水洗,封閉,DAB 染色,蘇木精復(fù)染、脫水等步驟。設(shè)陽(yáng)性、陰性和空白對(duì)照,PBS代替一抗作為空白對(duì)照,兔抗人單克隆抗體ATF4 購(gòu)自Abcam 公司,兔抗人單克隆抗體CHOP購(gòu)自Affinity Biosciences LTD公司。
每個(gè)切片隨機(jī)觀察5 個(gè)高倍視野(×200)。陽(yáng)性細(xì)胞:<10%,10%-25%,25%-50%,>50%分別記為0、1、2、3 分。染色強(qiáng)度:陰性(-),弱陽(yáng)性(+),中陽(yáng)性(++),強(qiáng)陽(yáng)性(+++)分別記為0、1、2、3 分。兩者的乘積0、1-2、3-4、6-9 分別算作陰性(-),弱陽(yáng)性(+),中陽(yáng)性(++),強(qiáng)陽(yáng)性(+++)。
根據(jù)歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟干燥綜合征疾病活動(dòng)度評(píng) 分(EULAR Sj?gren’s Syndrome Disease Activity Index,ESSDAI)對(duì)患者進(jìn)行疾病活動(dòng)度的評(píng)分[19]。
包括唾液流率,細(xì)胞因子IL-1β、IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α,抗核抗體滴度,補(bǔ)體C3、C4,免疫球蛋白IgG、IgA、IgM,類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor,RF),白細(xì)胞(white blood cel,WBC),血小板(platelet,PLT),血紅蛋白(Hemoglobin,Hb)。其中抗核抗體滴度<1:100 記0 分,1:100 記1 分,1:160 記2 分,≥1:320記3分。
使用spss21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,P<0.05 即差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,等級(jí)資料使用Mann-Whitney U 檢驗(yàn),相關(guān)性分析使用spearman等級(jí)相關(guān)分析。
在唇腺組織切片中,唾液腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中可見(jiàn)ATF4陽(yáng)性染色(圖1),唾液腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中CHOP 陽(yáng)性染色(圖2)。ATF4、CHOP 在pSS 患者唇腺中的表達(dá)增多,與非pSS 患者唇腺中的表達(dá)相比具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P<0.001)(表1)。
圖1 ATF4在唇腺組織中的表達(dá)(IHC,×200)
圖2 CHOP在唇腺組織中的表達(dá)
表1 ATF4、CHOP在pSS、非pSS患者唇腺中的表達(dá)差異
經(jīng)Spearman 統(tǒng)計(jì)分析,ATF4 在唇腺中的表達(dá)與CHOP 的表達(dá)、病程、ESSDAI 評(píng)分、IL-6、TNF-α、IgA呈 正 相 關(guān)(r=0.599,P<0.001;r=0.400,P=0.002;r=0.656,P<0.001;r=0.491,P<0.001;r=0.514,P<0.001;r=0.293,P=0.023),與唾液流率、C4 呈負(fù)相關(guān)(r=-0.457,P<0.001;r=-0.264,P=0.042)(表2)。
表2 ATF4與CHOP和其他指標(biāo)的相關(guān)性
經(jīng)Spearman 統(tǒng)計(jì)分析,CHOP 在唇腺中的表達(dá)與病程、ESSDAI 評(píng)分、IL-6、TNF-α、IgA 呈正相關(guān)(r=0.273,P=0.035;r=0.310,P=0.016;r=0.75,P<0.001;r=0.649,P<0.001;r=0.671,P<0.001),與唾液流率呈負(fù)相關(guān)(r=-0.739,P<0.001)(表3)。
表3 CHOP和其他指標(biāo)的相關(guān)性
經(jīng)Mann-Whitney U 統(tǒng)計(jì)分析顯示,ATF4 在濕熱型的pSS 患者唇腺中的表達(dá)高于陰虛型,兩者有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異(P=0.009),CHOP 在濕熱型與陰虛型pSS 患者唇腺中的表達(dá)無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)的差異(P>0.05)(表4)。
表4 ATF4、CHOP與中醫(yī)證型之間的相關(guān)性
pSS作為一種自身免疫性疾病,其發(fā)病的關(guān)鍵是B淋巴細(xì)胞增殖和T 淋巴細(xì)胞亞群的活化,并分泌大量的免疫球蛋白,激活的自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)以及輔助性T細(xì)胞1(helper T cell 1,TH1)、輔助性T 細(xì)胞17(helper T cell 17,TH17)會(huì)產(chǎn)生一些促炎細(xì)胞因子如IL-1、IL-6、IFN-γ 和TNF-α 等,造成炎癥環(huán)境[20]。B 細(xì)胞在濾泡輔助性T 細(xì)胞(Follicular helper T cell, Tfh)促進(jìn)下向漿細(xì)胞分化,漿細(xì)胞活化后,產(chǎn)生各種自身抗體,出現(xiàn)免疫復(fù)合物,尤其是與Ro(或SS-A)和La(或SS-B)自身抗原結(jié)合。除上述外,pSS 還有可檢測(cè)到的RF 以及抗核自身抗體(ANAs)的產(chǎn)生等額外特征[21]。最終導(dǎo)致唾液腺、淚腺等外分泌腺甚至腺體外器官的損害。臨床上常用唾液流率判斷唾液腺細(xì)胞的損傷程度,并且以未刺激的唾液流率≤0.1ml/min 作為診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。常使用SSDAI、SCAI、ESSDAI 判斷pSS 患者疾病活動(dòng)度,還有一種方法可以判斷患者主觀癥狀即ESSPRI,ESSPRI 經(jīng)常與ESSDAI配合應(yīng)用,是現(xiàn)在臨床使用最多的對(duì)疾病活動(dòng)程度進(jìn)行評(píng)判的體系。
近年來(lái)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在代謝性疾病、自身免疫病等多種疾病中發(fā)揮調(diào)控作用,逐漸受到關(guān)注并進(jìn)行了大量研究。有證據(jù)表明pSS患者唾液腺的分泌途徑改變并存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的擴(kuò)張和應(yīng)激[22-23],內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激也可能是pSS的發(fā)病機(jī)制之一。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是負(fù)責(zé)細(xì)胞功能的細(xì)胞器,包括蛋白質(zhì)折疊和成熟以及維持細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境[24]。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)加工出現(xiàn)問(wèn)題,則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積聚,產(chǎn)生缺氧、蛋白質(zhì)超載、鈣代謝紊亂、細(xì)胞內(nèi)ATP 水平降低和氧化應(yīng)激等反應(yīng)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)聚集超過(guò)負(fù)荷時(shí),則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)異常。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)是炎癥和細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵介質(zhì),UPR 作為機(jī)體維持正常內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定反應(yīng)的適應(yīng)機(jī)制,由三個(gè)信號(hào)軸組成,由共同的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留傳感器分子Bip 調(diào)節(jié),當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不能適應(yīng)其壓力時(shí),便會(huì)促進(jìn)炎癥、凋亡、自噬的發(fā)生,其中凋亡主要通過(guò)激活PERKeIF2α-ATF4-CHOP 通路。越來(lái)越多的研究證明PERK 的活化在慢性的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的過(guò)程中持續(xù)存在,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激最直接的早期反應(yīng),并且著伴隨ATF6α 和IRE1α 的活化。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與免疫反應(yīng)關(guān)聯(lián)的重點(diǎn)是UPR 和炎癥信號(hào)的交互作用,實(shí)質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)的紊亂可以觸發(fā)和增強(qiáng)炎癥反應(yīng),UPR三種信號(hào)通路均可激活NF-κB,參與促炎細(xì)胞因子的表達(dá),加速應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。反之,也有研究表明炎癥信號(hào)如TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ的產(chǎn)生可以觸發(fā)慢性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,兩者相互影響[22,25],其中IL-6 似乎被認(rèn)為是與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的關(guān)鍵細(xì)胞因子之一,UPR 的多個(gè)分支已被報(bào)道在不同的細(xì)胞中刺激IL-6的表達(dá)[26]。UPR 信號(hào)可促進(jìn)T 細(xì)胞發(fā)育以及在抗原觸發(fā)的B 細(xì)胞分化為產(chǎn)生免疫球蛋白的漿細(xì)胞中起作用。UPR 相關(guān)分子表達(dá)的改變可以幫助自身免疫病的啟動(dòng),在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、系統(tǒng)性硬化癥等自身免疫病中均發(fā)現(xiàn)了抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶抗體,提示自身免疫病中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過(guò)度應(yīng)激[27]。
Barrera M-J 的研究發(fā)現(xiàn),pSS 患者唇腺組織中的p-PERK/PERK 比值、ATF4的表達(dá)均升高,表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激UPR 信號(hào)的PERK-ATF4通路在唾液腺組織中存在并且起作用[28]。ATF4 是PERK 信號(hào)通路上的重要靶點(diǎn),PERK 信號(hào)途徑通過(guò)磷酸化激活eIf2α 將ATF4轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核中,增加ATF4 表達(dá)水平,參與抗氧化反應(yīng)、調(diào)控自噬、誘導(dǎo)凋亡等。UPR 可以通過(guò)ATF4 與IL-6 啟動(dòng)子結(jié)合并誘導(dǎo)細(xì)胞因子來(lái)促進(jìn)炎癥反應(yīng),并刺激炎癥小體關(guān)鍵成分NLRP1的表達(dá)。除此ATF4通過(guò)在應(yīng)激條件下的代謝重編程在T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)中產(chǎn)生重要作用[29]。在PERK-ATF4 通路中,ATF4的選擇性翻譯直接上調(diào)了CHOP 的表達(dá),兩者協(xié)同誘導(dǎo)參與氨基酸生物合成、氨基酸運(yùn)輸、細(xì)胞內(nèi)自噬和細(xì)胞凋亡的多個(gè)基因[30]。細(xì)胞凋亡是由促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白共同調(diào)節(jié),包括Bcl2 家族成員和Caspase家族成員。ATF4 可以促進(jìn)X 連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)的 降 解,XIAP 是 一 種 能 使caspase-9 和caspase-3 失活的凋亡抑制蛋白,因此ATF4 有助于caspase 的激活,引發(fā)唾液腺細(xì)胞的凋亡。CHOP 可通過(guò)caspase-12 直接激活效應(yīng)酶caspase-3 和caspase-9促進(jìn)細(xì)胞凋亡,并且可以激活NLRP3 炎癥體(Caspase-11、Caspase-1、IL-1β)的活性[31-32]。除此,CHOP 可誘導(dǎo)促凋亡基因DR5、TRB3、BIM 和PUMA 的表達(dá),并抑制BCL2 的表達(dá),從而在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過(guò)程中觸發(fā)細(xì)胞凋亡[33-34],造成唾液腺細(xì)胞的損傷。
本研究中,pSS患者唇腺組織中ATF4、CHOP 的高表達(dá)及相關(guān)性分析提示pSS 患者唾液腺組織中存在PERK-ATF4 通路的激活,并且與免疫、炎癥、ESSDAI評(píng)分等疾病活動(dòng)指標(biāo)以及唾液腺損傷有一定的相關(guān)性,證明UPR信號(hào)在pSS發(fā)病中產(chǎn)生一定的作用。
在中醫(yī)上,pSS 往往是陰虛津虧,生化不足而成燥,燥邪蘊(yùn)結(jié)不能緩解,津液的產(chǎn)生及輸布發(fā)生障礙,則不能濡養(yǎng)肌膚、孔竅等。另外,脾虛失運(yùn)導(dǎo)致濕熱內(nèi)生,水液不能正常輸布,同樣也可導(dǎo)致干燥的產(chǎn)生。因此臨床常見(jiàn)陰虛和濕熱兩種證型。濕熱有粘滯、耗傷津液的特點(diǎn),在相關(guān)中醫(yī)證型的研究中,濕熱型pSS患者的細(xì)胞因子水平如IL-6、TNF-α、CRP、ESR 等高于陰虛型[35-36],以及課題組前期研究發(fā)現(xiàn)的濕熱組pSS患者泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等受累的發(fā)生率高于陰虛組,也可能與濕熱證炎癥程度更高有關(guān)??梢?jiàn)濕熱證與炎癥的關(guān)系較為密切。濕熱證往往是內(nèi)在致炎病因的存在與炎癥網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)活化[37],可從不同程度上導(dǎo)致炎癥的發(fā)生、發(fā)展。ATF4 在濕熱型的pSS 患者唇腺中的高表達(dá),從中醫(yī)角度表現(xiàn)了炎癥信號(hào)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與免疫反應(yīng)的關(guān)鍵,并且提示不同的中醫(yī)證型可能具有不一樣的發(fā)病機(jī)制及發(fā)病方式。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在不同中醫(yī)證型中的表達(dá)值得我們做進(jìn)一步的研究,不僅為中醫(yī)治療pSS 提供一定的理論基礎(chǔ),更有利中西醫(yī)治療的結(jié)合。
UPR 擁有雙面作用,適當(dāng)?shù)腢PR 在細(xì)胞的發(fā)育、分化、功能和存活中具有重要作用,可維護(hù)細(xì)胞穩(wěn)態(tài),產(chǎn)生積極作用,過(guò)度的UPR 對(duì)會(huì)細(xì)胞造成不可逆的損傷,但是在自身免疫性疾病的發(fā)生過(guò)程中激活UPR 信號(hào)以及維持UPR發(fā)展的機(jī)制還不完全清楚,對(duì)UPR的研究利于了解生物體如何面對(duì)壓力,并且可能為pSS的治療提供新的靶點(diǎn)。
世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化2022年1期