氯喹及羥氯喹在風(fēng)濕性自身免疫病中的研究進(jìn)展

韓曉曉 鄧國(guó)民

氯喹(chloroquine, CQ)及羥氯喹(hydroxychloroquine, HCQ)屬于4-氨基喹啉的衍生物，化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，均具有芳香結(jié)構(gòu)及堿性側(cè)鏈，通常以對(duì)映異構(gòu)體 S (+) 和 R (-)混合物的形式存在。CQ以磷酸鹽形式給藥，而HCQ以硫酸鹽形式給藥，通常在上腸道被吸收，整體生物利用度較高(0.7～0.8)，血液中分布容積較大(CQ為 65000L，HCQ為 47257L)，可廣泛分布到全身肌肉、肝臟、脾臟、肺、腎臟及黑色素水平較高的皮膚及眼睛等組織中[1]。藥物的半衰期相對(duì)較長(zhǎng)(40～60 天)，并且大部分通過(guò)腎臟排泄，其余通過(guò)肝臟代謝或通過(guò)糞便排泄[2, 3]。CQ在1934年被合成，是一種效果明顯并且可被大規(guī)模生產(chǎn)的抗瘧藥物，但由于其存在胃腸道并發(fā)癥、視網(wǎng)膜病變、心臟毒性等諸多毒性而停止了進(jìn)一步的研究。與CQ比較，HCQ的毒性作用明顯減輕[3]。

在第二次世界大戰(zhàn)期間，接受預(yù)防性抗瘧疾治療的美國(guó)士兵的關(guān)節(jié)炎和皮疹的癥狀及嚴(yán)重程度明顯降低，進(jìn)而導(dǎo)致了抗瘧藥物對(duì)風(fēng)濕性自身免疫病(rheumatic autoimmune diseases, RAD)的療效及應(yīng)用的進(jìn)一步研究。RAD是一類由于機(jī)體的免疫系統(tǒng)障礙而累及多臟器、多系統(tǒng)的疾病，主要包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)、強(qiáng)直性脊柱炎、骨關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、原發(fā)性干燥綜合征(primary Sj?gren syndrome，pSS)等風(fēng)濕性疾病。本文就主要針對(duì)CQ及HCQ在風(fēng)濕病中的作用機(jī)制及相關(guān)的不良反應(yīng)進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而為其應(yīng)用至除瘧疾及風(fēng)濕病以外的疾病提供依據(jù)。

一、作用機(jī)制

CQ及HCQ在自身免疫性疾病中的治療作用與其抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用相關(guān)。它們可通過(guò)抑制內(nèi)溶酶體活性、炎性細(xì)胞因子的釋放、NADPH 氧化酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase, NOX)的活性及鈣 (Ca2+)動(dòng)員等多種途經(jīng)發(fā)揮對(duì)風(fēng)濕病的治療作用。

1.抑制溶酶體活性和自噬：自噬是一種保守的細(xì)胞內(nèi)降解途徑，可將受損或不需要的細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)和細(xì)胞器輸送到溶酶體進(jìn)行降解以維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)。在自噬期間，細(xì)胞質(zhì)貨物被稱為自噬體的雙膜囊泡隔離，自噬體-溶酶體融合以產(chǎn)生自溶酶體[4]。自噬體-溶酶體融合和溶酶體降解活性的受損會(huì)阻止自噬。呈弱堿性的CQ及HCQ在溶酶體中積累可引起pH值升高，進(jìn)而減低溶酶體酶的活性而抑制自噬。此外，CQ還可以破壞溶酶體膜的穩(wěn)定性，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)溶酶體酶的釋放，干擾溶酶體酶的活性而抑制自噬。

在RAD中，自噬過(guò)度激活可引起Th17細(xì)胞數(shù)量的增加和Treg細(xì)胞數(shù)量的減少而導(dǎo)致T細(xì)胞群的不平衡，引起IL-17 和 IL-6等炎性細(xì)胞因子水平升高及TGF-β等抑炎性細(xì)胞因子水平降低[5]。An等[6,7]研究發(fā)現(xiàn)，在SLE患者及在狼瘡易感性MLR/Ipr小鼠中，HCQ可通過(guò)抑制自噬的過(guò)度激活而重新平衡Th17/Treg比例，降低血清中炎性細(xì)胞因子水平，恢復(fù)免疫平衡而減輕病情的嚴(yán)重程度。Park等[8]通過(guò)體外T淋巴細(xì)胞分化模型及炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)的動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn),CQ以Nurr1依賴性方式促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化，同時(shí)抑制Th17細(xì)胞的基因表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮對(duì)自身免疫性疾病的治療作用。

此外自噬及溶酶體途經(jīng)在抗原加工和 MHC Ⅱ類分子的遞呈過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，HCQ可通過(guò)抑制溶酶體及自噬體的成熟而干擾巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞等抗原遞呈細(xì)胞向T淋巴細(xì)胞遞呈外來(lái)抗原及自身抗原，抑制適應(yīng)性免疫反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮對(duì)RAD的治療作用。

2.抑制炎性細(xì)胞因子:Toll樣受體(toll-like receptor, TLR)主要包括TLR3、7、8、9等，是進(jìn)化上的保守分子，可專門識(shí)別常見的微生物模式，引起抗原遞呈細(xì)胞的活化，增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的抗原遞呈，在先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要作用[9]。CQ及HCQ可通過(guò)干擾TLR信號(hào)而發(fā)揮抗炎作用。聚肌胞苷酸可誘導(dǎo)的TLR3的激活，小核核糖核蛋白顆粒(small nuclear ribonucleoprotein particles, snRNP)中特定的、高度保守的RNA序列可以刺激TLR7和TLR8而激活先天免疫細(xì)胞。此外，針對(duì)snRNP的自身抗體可能通過(guò)刺激TLR7/8引起系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)病[10]。TLR9的胞外域需要在內(nèi)溶酶體中被切割激活后才具有識(shí)別外來(lái)核酸的能力，抗原遞呈細(xì)胞CpG-DNA的非特異性內(nèi)吞作用和內(nèi)體成熟對(duì)于TLR9信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至關(guān)重要[11]。CQ及HCQ可通過(guò)干擾內(nèi)體pH值的變化而抑制TLR的加工及活化。此外，HCQ可通過(guò)與TLR 配體(如核酸)相互作用以改變核酸二級(jí)結(jié)構(gòu)而阻止其與TLR的結(jié)合，進(jìn)而抑制內(nèi)體中TLR的激活[12]。最終，CQ及HCQ可通過(guò)干擾TLR信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)而抑制免疫細(xì)胞激活，進(jìn)而降低外周血單個(gè)核細(xì)胞中干擾素(interferon, IFN)-γ、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor, TNF-α)、白介素(interleukin, IL)-1、IL-6和IL-2等炎性細(xì)胞因子的水平，進(jìn)而發(fā)揮對(duì)RAD的治療作用[13]。

CQ及HCQ可通過(guò)抑制環(huán)GMP-AMP合酶(cyclic GMP-AMP synthase, cGAS)發(fā)揮抗炎作用。cGAS是一種細(xì)胞質(zhì)DNA傳感器，其與 DNA 結(jié)合后可催化合成cGAMP，cGAMP作為第二信使可結(jié)合并激活Ⅰ型干擾素刺激器(stimulator of interferon genes, STING)以誘導(dǎo)干擾素等細(xì)胞因子的表達(dá)[14]。cGAS在部分SLE患者中上調(diào)，CQ及HCQ可抑制 cGAS 與其配體(例如DNA)的結(jié)合而減少IFN-β的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮抗炎作用。

CQ及HCQ還可通過(guò)干擾細(xì)胞內(nèi)信號(hào)而抑制佛波酯誘導(dǎo)的花生四烯酸的合成及TNF-α和IL-1等炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。在THP-1 巨噬細(xì)胞中，HCQ可通過(guò)劑量依賴的方式抑制Ca2+激活的K+通道而減少K+流出，導(dǎo)致IL-1等炎性細(xì)胞因子釋放減少[15]。

3.抑制 NADPH 氧化酶：NADPH 氧化酶是6個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì)膜結(jié)合酶復(fù)合物，可將分子氧轉(zhuǎn)化為超氧化物，參與了TNF-α和IL-1β等炎性細(xì)胞因子誘導(dǎo)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。HCQ通過(guò)阻止了NOX的催化亞基gp91phox從細(xì)胞溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)體膜，妨礙了NOX的正確組裝和激活，阻礙了下游細(xì)胞事件和炎性細(xì)胞因子TNF-α和IL-8的產(chǎn)生。HCQ還抑制了TLR8從ER到內(nèi)體的重新分布，進(jìn)而發(fā)揮免疫抑制作用[16]。內(nèi)體中NOX的激活會(huì)導(dǎo)致活性氧(reactive oxygen species, ROS)的產(chǎn)生，在SLE患者中，高ROS水平嚴(yán)重降低了一氧化氮(nitric oxide, NO)的生物利用度，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。在NZBWF1狼瘡小鼠模型中，HCQ通過(guò)下調(diào)NOX的活性，升高NO的生物活性，降低ROS的產(chǎn)生而改善內(nèi)皮的功能狀態(tài)[17]。此外，在抗磷脂綜合征小鼠模型中，HCQ可通過(guò)增加p-eNOS/eNOS 比率，促進(jìn)NO的產(chǎn)生而改善小鼠的促凝狀態(tài)及血管功能。

4.抑制鈣動(dòng)員：Ca2+是激活信號(hào)通路和轉(zhuǎn)錄因子的第二信使，從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum, ER)和細(xì)胞外到細(xì)胞質(zhì)中的Ca2+動(dòng)員以及隨后的Ca2+依賴性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的信號(hào)通路中發(fā)揮著重要作用，可參與調(diào)節(jié)免疫因子的表達(dá)和分泌[18]。T淋巴細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞表面的T細(xì)胞受體(T cell receptors, TCRs)識(shí)別抗原遞呈細(xì)胞(antigen-presenting cell, APC)遞呈的抗原并被激活, 細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存和細(xì)胞外環(huán)境中的Ca2+動(dòng)員引起了TCRs下游信號(hào)級(jí)聯(lián)[19]。而CQ及HCQ以劑量依賴性方式阻止Ca2+動(dòng)員進(jìn)而抑制T淋巴細(xì)胞的增殖及多種細(xì)胞因子的釋放[20]。CD4+T細(xì)胞上的共刺激分子CD154是B淋巴細(xì)胞激活所必需的，其表達(dá)受活化T細(xì)胞核因子 (nuclear factor of activated T cells, NFAT)控制，NFAT的核移位依賴于從ER釋放的轉(zhuǎn)錄因子Ca2+[21]。HCQ通過(guò)阻止Ca2+從ER釋放而抑制NFAT核易位，導(dǎo)致CD154基因表達(dá)降低進(jìn)而下調(diào)T細(xì)胞上CD154的表達(dá)和活性，抑制B淋巴細(xì)胞激活。總之，這些研究表明HCQ可通過(guò)阻斷Ca2+從ER釋放而抑制T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的多級(jí)活化及細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制免疫反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮對(duì)RAD的治療作用[20]。

二、不良反應(yīng)

CQ及HCQ作為改善風(fēng)濕病情的藥物可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用而非免疫抑制作用，不良反應(yīng)的發(fā)生率較低，具有良好的安全性。一般來(lái)說(shuō)，HCQ<6.5mg/(kg·d)的劑量和 CQ<3mg/(kg·d)的劑量可以被患者很好地耐受[3]。但在長(zhǎng)期給藥過(guò)程中，仍可引起嚴(yán)重的不良反應(yīng)。CQ及HCQ常見的不良反應(yīng)包括胃腸道反應(yīng)，如惡心、嘔吐、腹瀉。此外，HCQ可與黑色素強(qiáng)烈結(jié)合，易沉積在皮膚和眼睛等含黑色素的組織中，因此可引起皮膚、皮疹等皮膚病變及視網(wǎng)膜病變。此外，CQ及HCQ還可引起神經(jīng)肌肉病變及心臟毒性。本文就CQ及HCQ引起的視網(wǎng)膜病變、心血管病變及神經(jīng)肌肉病變等最嚴(yán)重和危及生命的不良反應(yīng)進(jìn)行總結(jié)。

1.視網(wǎng)膜病變：視網(wǎng)膜病變是CQ及HCQ引起的最嚴(yán)重的并發(fā)癥。CQ及HCQ引起的視網(wǎng)膜病變主要累及外層視網(wǎng)膜(光感受器)，可引起外層視網(wǎng)膜變薄，進(jìn)而出現(xiàn)外黃斑變薄的特征性牛眼模式。一項(xiàng)回顧性研究表明，HCQ引起視網(wǎng)膜病變的危險(xiǎn)因素包括HCQ的高劑量[>5mg/(kg·d)]及長(zhǎng)期(>5年)使用、高累積劑量(超過(guò)600～1000g)、3～5 期慢性腎病和他莫昔芬聯(lián)合用藥(>6個(gè)月)等[22]。視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)細(xì)胞中光感受器的降解可參與視力的維持及保護(hù)，而HCQ可通過(guò)抑制RPE細(xì)胞中的溶酶體降解及內(nèi)吞作用而減少光感受器的降解，同時(shí)視網(wǎng)膜上皮細(xì)胞中外段的不完全消化可產(chǎn)生脂褐素，進(jìn)而引起光氧化物的積累，導(dǎo)致視網(wǎng)膜的進(jìn)行性退化及視網(wǎng)膜病[23]。此外，RPE細(xì)胞中表達(dá)的有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(organic anion transporting polypeptides, OATPs) 1A2可介導(dǎo)細(xì)胞攝取視黃醇的前體全反式視黃醇 (all-trans-retinol, atROL)，CQ及HCQ可抑制人胚胎腎細(xì)胞293及人RPE原代細(xì)胞中OATP1A2的功能，進(jìn)而造成atROL在細(xì)胞外的積累而破壞經(jīng)典的視覺周期，引起視力的損害[24]。

2.心血管病變：CQ及HCQ可引起心律失常及心肌病兩組心血管并發(fā)癥。大多數(shù)心臟毒性作用與高濃度、長(zhǎng)時(shí)間給藥相關(guān)。CQ及HCQ可阻斷鈉離子通道及鈣離子通道，破壞心肌細(xì)胞的膜穩(wěn)定性，引起房室傳導(dǎo)阻滯及QRS間期加寬的傳導(dǎo)障礙等心律失常[25]。長(zhǎng)期應(yīng)用CQ及HCQ可引起溶酶體的降解活性下降，導(dǎo)致糖原和磷脂等物質(zhì)的積累，引起肌原纖維紊亂，造成心肌病及心肌纖維化。此外，CQ及HCQ引起的自噬體積累可引起中毒性心肌病。

3.肌病:CQ及HCQ可通過(guò)降低溶酶體酶的活性，引起自噬體的積累，進(jìn)而可導(dǎo)致肌肉毒性合并周圍神經(jīng)功能障礙,其引起的肌病可表現(xiàn)為進(jìn)行性的、無(wú)痛的近端肢體無(wú)力，伴有腱反射減弱但感覺仍然保留。即使是長(zhǎng)期治療及高累計(jì)劑量引起的肌病也會(huì)在停藥后迅速消退[3]。

4.CQ及HCQ與妊娠:盡管CQ及HCQ可穿過(guò)胎盤，但在評(píng)估人類使用治療劑量(CQ為250mg/d；HCQ為200～400mg/d)時(shí)，胎盤和臍帶血中的藥物濃度是相似的。乳汁中的分泌量很低，不超過(guò) 0.2mg/(kg·d)；此外，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，患有風(fēng)濕病的母親在懷孕期間接受HCQ治療，其嬰兒未檢測(cè)到明顯的畸形、新生兒感染、視網(wǎng)膜毒性、耳毒性和神經(jīng)發(fā)育，說(shuō)明妊娠期及哺乳期應(yīng)用HCQ治療似乎是安全的[26]。SIGLEC1又稱為唾液酸黏附素和 CD169，是SLE 患者IFN特征中最顯著上調(diào)的基因之一，并且與疾病活動(dòng)相關(guān)?？?Ro/SS-A 自身抗體陽(yáng)性的孕婦中的SIGLEC1表達(dá)升高可使自身免疫性先天性心臟傳導(dǎo)阻滯 (congenital heart block, CHB)的風(fēng)險(xiǎn)升高，HCQ可以通過(guò)減少Ⅰ型 IFN的表達(dá)而預(yù)防CHB的發(fā)生[27, 28]。

三、臨床應(yīng)用

CQ及HCQ被廣泛地應(yīng)用于RAD的治療。在SLE患者中，HCQ可單一給藥或者聯(lián)合糖皮質(zhì)激素及免疫抑制劑給藥。一項(xiàng)多中心隊(duì)列研究表明，HCQ治療可減輕SLE患者的癥狀并提高其長(zhǎng)期生存率[29]。在RA患者中，CQ及HCQ可通過(guò)抑制軟骨分解，阻止關(guān)節(jié)破壞進(jìn)而延緩疾病進(jìn)展。研究表明，HCQ可通過(guò)結(jié)合酸性蛋白聚糖，使其免受蛋白水解酶的降解，進(jìn)而在軟骨中積累[30]。因此，HCQ及CQ可通過(guò)抑制引起軟骨降解的IL-17 等炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生而預(yù)防關(guān)節(jié)的進(jìn)一步損傷[31]。此外，HCQ治療可延緩RA患者的疾病進(jìn)展并且有利于緩解RA相關(guān)的心血管和腎臟疾病[32]。在 pSS 患者中，一項(xiàng)多中心的回顧性研究表明，HCQ可減輕 pSS 患者的關(guān)節(jié)炎、疲勞、紫癜、雷諾現(xiàn)象及高丙種球蛋白血癥等腺體外癥狀，此外， HCQ可改善患者的唾液分泌狀況，緩解其口腔癥狀[33]。研究發(fā)現(xiàn)，HCQ可能通過(guò)抑制膽堿酯酶的升高而改善唾液的產(chǎn)生。除風(fēng)濕性自身免疫性疾病以外，CQ及HCQ還可用于皮膚病、COVID-19、癌癥及糖尿病等疾病的治療。

四、展 望

CQ及HCQ由于價(jià)格低廉、安全性良好、患者耐受性高及多效性被廣泛用于RAD的治療，是許多風(fēng)濕性疾病的治療基礎(chǔ)。CQ及HCQ可通過(guò)抑制溶酶體活性及自噬、阻斷內(nèi)體TLR、cGAS 和 NOX以及 Ca2+動(dòng)員，下調(diào)炎性應(yīng)答反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。此外，HCQ雖然被認(rèn)為安全性較高，不良反應(yīng)發(fā)生率較低并且在妊娠期及哺乳期使用被認(rèn)為是安全的，但不良反應(yīng)仍然存在，其中最嚴(yán)重的是視網(wǎng)膜病及心肌病。高劑量或者高累積量的HCQ不僅會(huì)抑制溶酶體活性，而且會(huì)引起內(nèi)體中的pH值升高，進(jìn)而導(dǎo)致更多的不良反應(yīng)[22]。美國(guó)眼科學(xué)會(huì)建議HCQ治療開始時(shí)進(jìn)行基線眼科檢查，以減少HCQ應(yīng)用引起的視網(wǎng)膜損害。CQ及HCQ引起的肌病在停藥后會(huì)下迅速消退，HCQ引起的中毒性心肌病在早期發(fā)現(xiàn)也可能是可逆的，這說(shuō)明了早期及時(shí)診斷的重要性。未來(lái)應(yīng)著眼于開發(fā)CQ及HCQ更多的生物的調(diào)節(jié)途經(jīng)，同時(shí)也可通過(guò)化學(xué)改進(jìn)的方式使其更有效且毒性更小，進(jìn)而增加治療益處和減輕不良反應(yīng)，最終改善患者預(yù)后。