幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎與白細胞介素免疫遺傳學關(guān)系的研究進展

葉倩 張燕 陳志敏

幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎（juvenile idiopathic arthritis,JIA）是4～16歲兒童常見的類風濕性疾病之一，發(fā)病率約為16/10萬～150/10萬，主要表現(xiàn)為持續(xù)性慢性關(guān)節(jié)炎癥[1]?！度硇陀啄晏匕l(fā)性關(guān)節(jié)炎診斷與治療中國專家共識（2019年版）》中將16歲以前起病且持續(xù)6周及以上、病因不明的關(guān)節(jié)炎，可伴有其他組織、器官損害的慢性全身性疾病，并除外其他疾病所致關(guān)節(jié)炎定義為JIA[2]。其中關(guān)節(jié)炎定義為：關(guān)節(jié)腫脹和（或）存在下列2項或以上：（1）活動受限；（2）關(guān)節(jié)觸痛；（3）關(guān)節(jié)活動是疼痛；（4）關(guān)節(jié)表面皮膚穩(wěn)定增高[2]。國際風濕病協(xié)會聯(lián)盟學會將JIA分為7個類型，常見類型包括全身型、少關(guān)節(jié)型及多關(guān)節(jié)型[3]?，F(xiàn)有研究已證實，JIA是免疫介導的炎癥性疾病，以自身免疫血管炎為特點，具有較高的致殘率，常累及全身多系統(tǒng)損傷，嚴重影響患兒的生活質(zhì)量，但其發(fā)病機制至今尚不明確[4]。研究發(fā)現(xiàn)，JIA病程緩慢，機體免疫炎癥反應持續(xù)存在于其發(fā)病進展過程中[5]。機體炎癥過程是一個連續(xù)而復雜的過程，由多種生物介質(zhì)和細胞因子參與自然免疫和獲得性免疫過程，最終影響機體的免疫平衡。IL是介導細胞增殖、分化，促進細胞、組織以及器官發(fā)揮生物學效能的重要細胞因子，是啟動機體炎癥反應的開關(guān)，對免疫應答起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。IL相關(guān)基因多態(tài)性對細胞因子產(chǎn)量具有調(diào)節(jié)作用，可間接影響機體的免疫應答。近年來大量研究報道了多種IL及其相關(guān)基因遺傳變異與JIA發(fā)病的關(guān)聯(lián)[6-7]，本文就相就JIA易感性與IL及其基因多態(tài)性之間的關(guān)系作一綜述。

1 JIA的免疫學研究

全身型JIA可發(fā)生于整個兒童時期，起病急，常伴有弛張高熱、皮疹、漿膜腔積液等癥狀，嚴重時可發(fā)生巨噬細胞活化綜合征。少關(guān)節(jié)型JIA好發(fā)于1～3歲兒童，受累關(guān)節(jié)不超過4個，其主要臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、皮疹、消瘦等，關(guān)節(jié)炎位置以膝踝等下肢大關(guān)節(jié)受累為常見，上肢關(guān)節(jié)受累較少，多呈不對稱分布。多關(guān)節(jié)型JIA患兒在起病最初6個月多達5個關(guān)節(jié)受累，可伴發(fā)聲啞、喉喘鳴和飲食困難，關(guān)節(jié)炎位置以膝踝腕受累為主，但指間關(guān)節(jié)等小關(guān)節(jié)受累也明顯增多，大致呈對稱性分布。3種類型JIA組織病理學均表現(xiàn)為患兒關(guān)節(jié)腔滑膜內(nèi)淋巴細胞、漿細胞、巨噬細胞等多種免疫細胞發(fā)生浸潤，其發(fā)病機制仍處于探索階段。目前普遍認為是由于一定基因遺傳背景的個體，在受到病原微生物抗原等刺激后，激活機體的固有免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生大量無法控制的炎性細胞因子而導致的自身炎癥性疾病。研究表明T細胞在JIA發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[8]。馬曉程等[9]研究發(fā)現(xiàn)在JIA患兒關(guān)節(jié)滑膜液中活化的T細胞明顯增加，尤其是以Th1居多，導致Th1/Th2平衡失調(diào)，提示Th1和Th2細胞因子分泌失衡可能參與到JIA的發(fā)病進程。孫廣超等[10]通過檢測JIA患兒外周血T細胞和細胞因子水平發(fā)現(xiàn)，Th2細胞明顯減少，促進Th2細胞增殖的IL-24水平也明顯減少，Th1/Th2明顯升高，進一步驗證了JIA的發(fā)病進程與Th1/Th2平衡有關(guān)。除了T細胞介導和誘導早期炎癥反應的免疫應答，中性粒細胞同樣在獲得性免疫的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。此外，全身型JIA患兒關(guān)節(jié)炎癥早期血管周圍可見大量的單個核細胞和中性粒細胞浸潤，而中性粒細胞可釋放TNF相關(guān)配體、B細胞刺激因子，調(diào)節(jié)B細胞的增殖與成熟，參與機體獲得性免疫反應過程。

JIA是一種自身免疫性疾病，臨床上常用血清類風濕因子（rheumatoid factor,RF）和抗核抗體（antinuclear antibody,ANA）作為輔助診斷JIA的指標。雖然RF、ANA與JIA預后有著重要關(guān)聯(lián)，但現(xiàn)有RF與ANA檢測試劑盒的特異度和靈敏度均不高，限制了其在臨床中的推廣使用。熱休克蛋白（heat shock proteins,HSPs）是機體免疫細胞在應激原如炎癥誘導下所產(chǎn)生的一類熱應激蛋白質(zhì)，其能誘導強烈的體液與細胞免疫應答，從而參與自身免疫性疾病的致病過程。Nualin等[11]發(fā)現(xiàn)多關(guān)節(jié)型與少關(guān)節(jié)型JIA患兒外周單個核細胞抗HSP70 IgM水平異常升高。3種HSP（HSP60、HSP65、HSP70）抗體中，JIA組抗HSP70陽性率高于對照組，而兩組抗HSP60、抗HSP65陽性率相近。全身型JIA的自身抗體主要以IgG為主，少關(guān)節(jié)型JIA的自身抗體以IgM為主，多關(guān)節(jié)型JIA的自身抗體中IgG和IgM相當。此外，高水平的抗HSP70主要發(fā)現(xiàn)于RF陽性JIA患者中，并且HSP70抗體水平與疾病嚴重程度相關(guān)，除了人白細胞抗原B27（human leukocyte antigen-B27，HLA-B27）陽性患者中出現(xiàn)異常高水平的IgM HSP70外，HSP70、ANA、HLA-B27與病程無相關(guān)性。

2 IL的免疫遺傳學作用

IL是由活化的免疫細胞和某些基質(zhì)細胞產(chǎn)生并作用于多種細胞，介導細胞增殖、分化、功能維持和維持細胞間信號傳遞的信號分子[12]。迄今為止，IL家族已發(fā)現(xiàn)有40位成員，分別命名為IL-1～IL-40[13]。IL是機體炎癥反應啟動的開關(guān)，廣泛參與多種炎癥性疾病的發(fā)病、進展。IL相關(guān)基因調(diào)控其合成、分泌以及最終生物學效應的發(fā)揮。受IL相關(guān)基因的變異和調(diào)節(jié)區(qū)或啟動區(qū)單核苷酸多態(tài)性的影響，不同個體間的血清IL水平存在一定差異[14]。IL基因遺傳變異影響其轉(zhuǎn)錄和翻譯的水平，從而調(diào)節(jié)IL的合成和分泌。在轉(zhuǎn)錄水平上，基因上游區(qū)內(nèi)，特別是啟動子、增強子內(nèi)DNA序列的不同，即使是一個核苷酸的突變、插入或丟失，都可能改變轉(zhuǎn)錄因子和它的結(jié)合能力和結(jié)合方式，從而影響轉(zhuǎn)錄，最終表現(xiàn)為細胞因子水平的明顯差異。在翻譯水平上，一定的基因多態(tài)性首先影響功能蛋白質(zhì)的信號肽，后者再影響功能蛋白質(zhì)的含量或活性。

3 JIA與IL免疫遺傳的關(guān)系

血清IL總體可分為炎癥促進因子和炎癥抑制因子。臨床研究表明，許多炎性疾病的嚴重程度和病變范圍是由致炎和抗炎細胞因子之間的平衡來決定的，它們相互影響、相互誘導、相互制約或協(xié)同，與炎性細胞相互作用，調(diào)節(jié)氣道炎癥，參與包括JIA在內(nèi)的炎性疾病的發(fā)病。

3.1 炎癥促進因子

3.1.1 IL-1 IL-1由機體多種免疫細胞合成和分泌，是重要的促炎性細胞因子之一。IL-1可協(xié)同刺激抗原呈遞細胞和T細胞活化，促進B細胞增殖分泌抗體，廣泛參與免疫調(diào)節(jié)反應。此外，IL-1還能刺激多種間質(zhì)細胞分泌半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1，從而影響骨質(zhì)吸收，導致關(guān)節(jié)功能障礙。沈海麗等[15]采用放射免疫測定法檢測JIA患兒血清IL-1水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)JIA患者血清中IL-1高表達，其可能參與了JIA的發(fā)病過程，但未發(fā)現(xiàn)IL-1與JIA的進展存在關(guān)聯(lián)。劉平等[16]采用ELISA法進一步驗證了IL-1可能參與JIA的發(fā)病機制。本世紀初，Donn風濕病學研究小組最先開展了IL-1與JIA易感性的研究，發(fā)現(xiàn)IL-1基因多態(tài)性與JIA易感性存在正相關(guān)，但并沒有發(fā)現(xiàn)該基因在JIA亞群有特異性[17]。Cinek 等[18]、Ziaee等[19]在捷克人群、伊朗人群中均未發(fā)現(xiàn)IL-1基因多態(tài)性與JIA的發(fā)病存在關(guān)聯(lián)，提示IL-1基因多態(tài)性可能與JIA的發(fā)病機制關(guān)聯(lián)較小。

3.1.2 IL-2 IL-2主要由Th1細胞產(chǎn)生，趨化并激活T細胞增殖，對機體的免疫應答和抗病毒感染等有重要作用。目前，關(guān)于IL-2與JIA發(fā)病相關(guān)性的研究較少。郭莉等[20]采用流式細胞術(shù)檢測全身型JIA患兒血清IL-2水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)全身型JIA患兒和健康兒童血清IL-2水平比較差異無統(tǒng)計學意義。IL-2基因位于人第4號染色體，包含4個外顯子，可以轉(zhuǎn)錄翻譯形成153個氨基酸的多肽，其中含有20個氨基酸的信號肽?，F(xiàn)有研究暫無發(fā)現(xiàn)IL-2基因多態(tài)性與JIA的發(fā)病風險存在關(guān)聯(lián)[18]。

3.1.3 IL-12 IL-12是由樹突狀細胞、巨噬細胞等免疫細胞受到抗原刺激時產(chǎn)生的一種促進炎性細胞因子。目前，有關(guān)于血清IL-12水平與JIA關(guān)聯(lián)的研究報道較少。捷克學者Vavrinec等[21]采用PCR檢測JIA患兒IL-12基因1188（G/A）位點基因型的分布，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)該位點多態(tài)性與JIA的發(fā)病風險存在關(guān)聯(lián)。德國學者Eberhardt等[22]通過ARMS-PCR法檢測JIA患兒IL-12p40啟動子基因型，結(jié)果顯示JIA患兒和健康兒童IL-12p40 pro1.1基因型比較差異無統(tǒng)計學意義，還需進一步擴大樣本量或在不同JIA亞型中進行探討。

3.1.4 IL-15 IL-15是趨化因子家族成員之一，具有廣泛的促進炎癥作用，在機體固有免疫中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用?，F(xiàn)有研究已證實，IL-15在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化癥、成人類風濕關(guān)節(jié)炎等多種免疫性疾病中發(fā)揮著重要作用[23]。但目前關(guān)于IL-15與JIA發(fā)病關(guān)聯(lián)的研究報道并不多。曹蘭芳等[24]采用ELISA法檢測不同亞型JIA患兒血清IL-15水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)JIA患兒血清IL-15水平明顯高于健康兒童。此外，血清IL-15水平還與外周血WBC呈正相關(guān)，提示IL-15可能在JIA的病程進展中發(fā)揮作用。IL-15基因全長約34 kb，位于人第4號染色體。Bierbaum等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在高加索人群中IL-15基因C13687A位點多態(tài)性可能與JIA的發(fā)病風險存在關(guān)聯(lián)。目前，關(guān)于IL-15基因與JIA發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)還未在其他人群中進行驗證。

3.2 炎癥抑制因子

3.2.1 IL-4 IL-4主要由Th2細胞產(chǎn)生并作用于B細胞，促進其增殖、分化，參與炎癥反應的部分或全過程。姜麗嬌等[26]通過流式細胞術(shù)檢測外周血IL-4水平，結(jié)果顯示JIA患兒與健康兒童血清IL-4水平比較差異無統(tǒng)計學意義。然而，耿玲玲等[27]同樣采取流式細胞術(shù)檢測IL-4在JIA患兒血清中的表達情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)全身型JIA、多關(guān)節(jié)型JIA及少關(guān)節(jié)型JIA患兒血清IL-4水平比較差異有統(tǒng)計學意義，提示IL-4有可能通過發(fā)揮其抗炎及免疫調(diào)節(jié)的作用參與到JIA的發(fā)病過程中。IL-4基因位于人第5號染色體長臂上，其啟動子和內(nèi)含子區(qū)均含有多態(tài)性位點，它們共同影響著IL-4分子的分泌及其免疫學功能的表達。Cinek等[18]首次在高加索人群中探討了IL-4基因多態(tài)性與JIA發(fā)病的關(guān)聯(lián)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-4基因1098T/G位點多態(tài)性與JIA的發(fā)病風險存在關(guān)聯(lián)。然而，英國學者Donn等[17]的報道中未發(fā)現(xiàn)IL-4基因功能性位點590C/T與JIA的發(fā)病風險存在關(guān)聯(lián)性。目前，尚未有研究報道IL-4基因多態(tài)性對漢族人群JIA的發(fā)病影響，還需進一步探討研究。

3.2.2 IL-6 IL-6由多種免疫細胞產(chǎn)生并作用于多種靶細胞。研究發(fā)現(xiàn)，IL-6可與靶細胞上的IL-6受體結(jié)合，形成復合物激活酪氨酸蛋白激酶/信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子信號通路，從而導致多種炎癥因子的大量釋放，組織通透性增加，加重組織損傷甚至壞死，致使關(guān)節(jié)炎癥[28]。李瑞娟等[29]采用ELISA法對比了JIA患兒和健康兒童血清IL-6水平的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)JIA患兒和健康兒童血清IL-6水平比較差異無統(tǒng)計學意義。然而，季一姝等[30]同樣采用ELISA法檢測JIA患兒和健康兒童血清IL-6水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)JIA患兒血清IL-6水平明顯高于健康兒童，且IL-6水平隨著JIA活動度的增強而增加。兩者研究結(jié)果的差異可能與納入樣本量不同有關(guān)。IL-6基因位于人第7號染色體，全長約5 kb，包含5個外顯子和4個內(nèi)含子。法國學者Ogilvie等[31]最先研究了IL-6基因多態(tài)性對其轉(zhuǎn)錄水平的影響以及與JIA發(fā)病的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)攜帶IL-6基因174G/C位點GG基因型的個體可增加患JIA的風險。Ziaee等[32]也進一步驗證上述觀點。然而，英國學者Donn等[17]的報道中未發(fā)現(xiàn)IL-6基因174G/C位點多態(tài)性與JIA的發(fā)病存在關(guān)聯(lián)。這可能與兩者基因測序的方法不同以及樣本量的差異有關(guān)。

3.2.3 IL-10 IL-10是典型的抑制炎癥反應的細胞因子，可抑制Th細胞增殖、分化以及促炎細胞因子的釋放，調(diào)控機體炎癥反應的進展。Fathy等[33]研究發(fā)現(xiàn)JIA患兒血清IL-10水平可能與其嚴重程度存在關(guān)聯(lián)。IL-10基因位于人第1號染色體，其長度和IL-6類似，同樣包含5個外顯子和4個內(nèi)含子。Donn等[17]研究未發(fā)現(xiàn)IL-10基因多態(tài)性與JIA發(fā)病存在關(guān)聯(lián)。然而，F(xiàn)athy等[33]研究證實IL-10基因啟動子區(qū)1082（G/A）位點的A等位基因或AA基因變異可能是埃及人發(fā)生JIA的危險因素。

3.2.4 IL-18 IL-18是IL-1家族成員之一，廣泛分布于各類免疫細胞中，其可作為IFN-γ誘導因子刺激機體免疫細胞釋放大量IFN-γ。此外，IL-18可提高Th1細胞因子的釋放，促進T細胞增殖，誘導細胞介導的免疫應答，刺激NF-kB和IFN-γ的產(chǎn)生，廣泛參與免疫性炎癥反應的調(diào)節(jié)[34]。日本學者Maeno等[35]檢測了119例受試者血清IL-18水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅在全身型JIA患兒中觀察到極高水平的IL-18，而多關(guān)節(jié)型JIA患兒、少關(guān)節(jié)型JIA患兒和健康兒童血清IL-18水平比較差異無統(tǒng)計學意義。IL-18基因位于人第11號染色體，包含6個外顯子和5個內(nèi)含子。Sugiura等[36]報道了IL-18基因的啟動子單倍型與日本人群的JIA易感性有關(guān)。Heinzmann等[37]對IL-18基因5個多態(tài)性進行了基因分型（-607C、-137C、113G、127T和-133G），但未發(fā)現(xiàn)任何單核苷酸多態(tài)性或任何單倍型與JIA之間存在關(guān)聯(lián)，提示IL-18在JIA等疾病的免疫學背景中的作用可能過于復雜，無法在簡單的單向關(guān)聯(lián)研究中反映出來。

4 小結(jié)

JIA的發(fā)病機制復雜，遺傳因素、環(huán)境因素和機體免疫因素等均參與了其發(fā)生、發(fā)展及預后?；蜻z傳學的發(fā)展為尋求疾病的病因提供了新的思路，尤其是基于全基因組關(guān)聯(lián)研究在人群中篩查疾病的易感基因位點，為全面揭示疾病發(fā)生、發(fā)展與治療提供了更多的線索。本研究綜述了多種IL及其相關(guān)基因多態(tài)性與兒童JIA相關(guān)性的進展情況，發(fā)現(xiàn)促炎IL和抑炎IL均與兒童JIA的發(fā)病存在關(guān)聯(lián)。關(guān)于IL相關(guān)基因多態(tài)性與兒童JIA的報道在不同人群、不同地區(qū)還存在著差異。因此，還需要進一步擴大樣本量，在不同人群中去驗證多態(tài)性位點的意義，為臨床上JIA的診斷、治療提供新的思路。