黃麗麗

(華東療養(yǎng)院檢驗(yàn)科，214065)

人類(lèi)軟骨糖蛋白-39在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制中的作用

黃麗麗

(華東療養(yǎng)院檢驗(yàn)科，214065)

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種以關(guān)節(jié)滑膜炎為特征，以慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)的全身免疫性炎癥疾病，其發(fā)病機(jī)制目前仍不清楚。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外風(fēng)濕病學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)一種可能的自身抗原——人類(lèi)軟骨糖蛋白-39(Human cartilage glycoprotein-39)可誘導(dǎo)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，參與RA的骨破壞。本文將對(duì)HC gp-39的研究進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。

類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；人類(lèi)軟骨糖蛋白-39；自身抗原

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種原因不明的慢性全身免疫性炎癥疾病，以關(guān)節(jié)滑膜炎為特征，以慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)，可引起全身的關(guān)節(jié)腫脹疼痛及功能障礙，是主要的致殘性疾病之一。RA的發(fā)病機(jī)制至今尚不十分清楚，隨著相關(guān)研究的進(jìn)展，一種可能的自身抗原——人類(lèi)軟骨糖蛋白-39(Human cartilage glycoprotein-39)近年來(lái)成為研究RA發(fā)病及治療的熱點(diǎn)。本文將對(duì)HC gp-39與RA的關(guān)系及其疾病活動(dòng)相關(guān)性作簡(jiǎn)要綜述。

1 HC gp-39的來(lái)源，分子結(jié)構(gòu)與活性

HC gp-39來(lái)源于關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，滑膜成纖維細(xì)胞，單核巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞[1-6]，又因其N(xiāo)-末端氨基酸序列始于Tyr-Lys-Leu(YKL)，故又稱(chēng)為YKL-40[7]。HC gp-39含383個(gè)氨基酸，相對(duì)分子量約39 000[1-8]，由一個(gè)含開(kāi)放讀碼框架的完全互補(bǔ)cDNA序列編譯，基因組結(jié)構(gòu)顯示其由分布于8kb區(qū)域上的10個(gè)外顯子構(gòu)成[9]。HC gp-39是殼質(zhì)酶(chitinase)家族中的一員，但并不具備殼質(zhì)酶的活性[1，10-12]。

2 HC gp-39與RA的關(guān)系

2.1 HC gp-39是RA的自身抗原 北京協(xié)和醫(yī)院沈敏等[13]報(bào)道，對(duì)RA患者PBMC中HC gp-39 mRNA行RT-PCR與內(nèi)對(duì)照tubulin共擴(kuò)增后吸光度值為0.869 0±0.524 0，與OA(P＝0.024)，血清陰性脊柱關(guān)節(jié)病(SpA)(P＝0.049)，SLE(P＝0.043)以及健康對(duì)照組(P＝0.033)相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而OA，SpA，SLE與健康對(duì)照之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。證實(shí)HC gp-39是RA發(fā)病機(jī)制中重要的自身抗原，可能通過(guò)在關(guān)節(jié)局部釋放，誘導(dǎo)T細(xì)胞激活，并促進(jìn)組織重建或基質(zhì)降解，從而參與RA的免疫病理過(guò)程。所以它的異常表達(dá)是造成T細(xì)胞介導(dǎo)自身免疫反應(yīng)的機(jī)制之一。

2.2 HC gp-39與RA抗原遞呈 Tanaka Y等[14]的最新研究表明，HC gp-39可由CD4(＋)CD25(＋)FoxP3(＋)的T細(xì)胞分泌。隨著其分泌的增加，CD4(＋)T細(xì)胞的增殖與IFN-γ，IL-17等細(xì)胞因子的產(chǎn)生均受到影響。在RA病程中受環(huán)境抗原刺激而大量活化的T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和滑膜成纖維細(xì)胞都可以發(fā)揮抗原遞呈功能，將自身抗原遞呈給B細(xì)胞，產(chǎn)生自身抗體。研究證實(shí)[2，15]HC gp-39衍生肽與RA相關(guān)的HLA-DR分子(DR1和DR4)有很高的親和力，并能被RA患者外周血T細(xì)胞高度特異識(shí)別。Steenbakkers等[16]為了進(jìn)一步研究HC gp-39這種自身抗原在RA發(fā)病中的作用，他們使用了一種針對(duì)HC gp-39和RA相關(guān)HLA-DR4(DRB1*0401)復(fù)合物上表位的單克隆抗體(mAb)。研究發(fā)現(xiàn)這些單抗能識(shí)別B淋巴細(xì)胞亞群上這些HLA-DR與HC gp-39的特異性復(fù)合物。用mAb 12A可以鑒別和定位一些樹(shù)突狀細(xì)胞，這些細(xì)胞遞呈關(guān)節(jié)滑液中HLA-DR與HC gp-39的復(fù)合物，從而激活T細(xì)胞，通過(guò)細(xì)胞免疫途徑引起慢性炎癥和關(guān)節(jié)損傷。Verheijden等[2]研究證實(shí)RA患者能識(shí)別具備高親和力的HC gp-39衍生肽，并從其體內(nèi)的PBMC分離和增生出了衍生肽特異的T細(xì)胞系。Vos等[15]的研究結(jié)果與其相似，并提出HC gp-39衍生肽可能就是T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的靶抗原。所以，在RA同樣遵循經(jīng)典的HLA-DR依賴(lài)的抗原遞呈過(guò)程。

2.3 HC gp-39誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎產(chǎn)生 Verheijden等[2]發(fā)現(xiàn)，HC gp-39能誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中所有BALB/c小鼠產(chǎn)生一種慢性復(fù)發(fā)性對(duì)稱(chēng)性關(guān)節(jié)炎，其臨床表現(xiàn)和組織學(xué)都與RA極其相似。他們?cè)谘芯窟@種病理反應(yīng)時(shí)提出可能與至今尚不清楚的HC gp-39的生物作用有關(guān)。同時(shí)他們也懷疑是由這種異質(zhì)蛋白HC gp-39誘導(dǎo)小鼠免疫反應(yīng)所產(chǎn)生的HC gp-39特異T細(xì)胞，是通過(guò)與來(lái)源于鼠gp-39的同型肽發(fā)生交叉反應(yīng)而致病的。

2.4 HC gp-39誘導(dǎo)免疫耐受 Verheijden等[2]的實(shí)驗(yàn)中，在免疫反應(yīng)之前對(duì)BALB/c小鼠鼻腔內(nèi)注射HC gp-39，可導(dǎo)致抗原特異的T細(xì)胞免疫耐受，從而延緩或抑制關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。Joosten等[17]先用一種無(wú)關(guān)的自身抗原CⅡ誘導(dǎo)DBA/1小鼠產(chǎn)生關(guān)節(jié)炎，然后經(jīng)鼻腔給予HC gp-39，發(fā)現(xiàn)可以明顯抑制疾病活動(dòng)并防止關(guān)節(jié)破壞，而試圖用另外兩種自身抗原CⅡ或卵清蛋白(ovalbumin)卻是無(wú)效的。實(shí)驗(yàn)用ELISA方法證實(shí)，給予HC gp-39后，抗CⅡ的IgG抗體水平下降?？梢?jiàn)，HC gp-39誘導(dǎo)免疫耐受是通過(guò)抑制抗原特異的T細(xì)胞免疫實(shí)現(xiàn)的。由此，HC gp-39是關(guān)節(jié)炎中迄今發(fā)現(xiàn)的第一種交叉免疫耐受誘導(dǎo)蛋白，能阻止或延緩關(guān)節(jié)炎的炎癥和組織破壞，改善關(guān)節(jié)炎的臨床、組織及影像變化，影響疾病轉(zhuǎn)歸。

Zandbelt MM等[18]通過(guò)鼻腔內(nèi)反復(fù)小劑量給予Org39141(HC gp-39)的基因重組體，發(fā)現(xiàn)和安慰劑組相比，RA患者疾病活動(dòng)指數(shù)明顯下降(P＜0.02)，并顯示出了良好的耐受性和安全性。其作用機(jī)制可能是由于HC gp-39與RA發(fā)病相關(guān)的基因HLA-DRB1*0401所表達(dá)的產(chǎn)物相結(jié)合，減緩了其在體內(nèi)的生成，并減緩了炎癥因子的反應(yīng)[19]。

3 HC gp-39與RA的疾病相關(guān)性

文獻(xiàn)[20]報(bào)道HC gp-39在健康兒童和健康成人血漿中濃度很低，沒(méi)有年齡及性別的差異。但70歲以上血和關(guān)節(jié)滑液HC gp-39有所升高。軟骨關(guān)節(jié)炎的患者血和關(guān)節(jié)滑液HC gp-39顯著升高，其水平隨炎癥和關(guān)節(jié)病變程度的加重而增高。這一現(xiàn)象提示HC gp-39與RA骨關(guān)節(jié)病有關(guān)。

HC gp-39主要參與組織重建和細(xì)胞外基質(zhì)的降解。雖然乳腺癌，卵巢癌，酒精性肝硬化患者血HC gp-39水平明顯升高的情況也曾有報(bào)道，但更多研究提示HC gp-39反映關(guān)節(jié)軟骨降解破壞和滑膜炎癥的程度。大量研究表明，外周血和關(guān)節(jié)滑液中HC gp-39的水平在炎癥性關(guān)節(jié)疾病都高于健康對(duì)照組[7，21-22]，提示血和關(guān)節(jié)滑液中HC gp-39水平增高反映了炎癥性或退行性關(guān)節(jié)病變程度。

3.1 HC gp-39與臨床和實(shí)驗(yàn)室其他活動(dòng)性指標(biāo)的對(duì)比關(guān)系 Johansen等[23]認(rèn)為RA患者的HC gp-39與關(guān)節(jié)腫脹數(shù)、壓痛數(shù)、血沉(ESR)、白介素6(IL-6)和CRP水平等臨床和實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)性指標(biāo)有關(guān)。國(guó)內(nèi)李廣科[24]的研究也發(fā)現(xiàn)RA活動(dòng)組血清中HC gp-39水平明顯高于非活動(dòng)組，且與晨僵時(shí)間，ESR，CRP，RF，壓痛關(guān)節(jié)數(shù)，PLT，腫脹關(guān)節(jié)數(shù)，DAS28呈正相關(guān)，在一定程度上可以反映疾病的活動(dòng)性。Vos等[21]則提出RA血漿HC gp-39水平僅與ESR，IgM型RFs等某些疾病活動(dòng)指標(biāo)相關(guān)，而與其他判斷疾病活動(dòng)的臨床指標(biāo)無(wú)關(guān)。但在隨后的研究中[15]他們觀察到對(duì)HC gp-39衍生肽HC gp-39(259-271)的免疫反應(yīng)與反映RA疾病活動(dòng)的臨床指標(biāo)(關(guān)節(jié)腫脹和疼痛數(shù)目，修正疾病活動(dòng)度評(píng)分)有關(guān)，而IBD和OA患者則無(wú)此相關(guān)性。兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不一致性可能與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的年齡，病程，疾病活動(dòng)度差異等不同有關(guān)。

Matsumoto T等[25]報(bào)道，72名RA病人血清HC gp-39水平與CRP、IL-6呈正相關(guān)，與影像學(xué)的關(guān)節(jié)破壞數(shù)和破壞程度也有明顯相關(guān)性，顯示HC gp-39水平反映關(guān)節(jié)炎癥程度，也反映了RA病人的關(guān)節(jié)損害嚴(yán)重程度。Harvey等[26]報(bào)道用ELISA方法檢測(cè)血清HC gp-39，活動(dòng)性RA患者HC gp-39的平均值明顯高于非活動(dòng)RA患者及健康對(duì)照，而后兩者之間無(wú)顯著性差異。這個(gè)結(jié)果與之前Johansen等[7]的報(bào)道也是一致的。

3.2 HC gp-39對(duì)RA早期診斷意義 Harvey等[27]在19個(gè)月內(nèi)隨診了57例早期RA患者，檢測(cè)血清HC gp-39值與其他疾病活動(dòng)度指標(biāo)：ESR，CRP及關(guān)節(jié)損害評(píng)分(JDS)，結(jié)果表明HC gp-39可以反映RA病情活動(dòng)，尤其與關(guān)節(jié)損害程度有一定的聯(lián)系(P＜0.001)。這與Johansen[23]報(bào)道的早期RA患者隨著進(jìn)行性關(guān)節(jié)影像學(xué)改變，血HC gp-39水平呈持續(xù)升高是相一致的，即HC gp-39水平持續(xù)升高的早期RA患者關(guān)節(jié)放射學(xué)進(jìn)展更嚴(yán)重。這說(shuō)明HC gp-39不僅與RA疾病活動(dòng)相關(guān)，且在早期RA患者即可發(fā)現(xiàn)HC gp-39升高，血清HC gp-39水平與早期RA患者關(guān)節(jié)破壞的進(jìn)展程度相關(guān)，HC gp-39對(duì)RA具有早期診斷意義。

3.3 HC gp-39指導(dǎo)臨床選擇用藥 RA患者行關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射糖皮質(zhì)激素，隨著關(guān)節(jié)局部癥狀的改善，軟骨及滑膜分泌HC gp-39水平也下降[28]。RA患者在服用慢作用藥物后(DMARD)，治療有效者隨臨床癥狀的改善，血HC gp-39的水平也下降，且基礎(chǔ)值越高者，下降越明顯，而對(duì)治療無(wú)反應(yīng)者HC gp-39水平不變甚至升高。處于疾病活動(dòng)期的患者經(jīng)過(guò)治療后關(guān)節(jié)液和血清中的gp-39水平會(huì)下降，但復(fù)發(fā)后關(guān)節(jié)液和血清的水平又升高[26，29]。這從治療角度也反映出HC gp-39與RA疾病活動(dòng)有關(guān)，并可提示觀察HC gp-39值的變化判斷患者治療有效性，從而有助于治療用藥的選擇。

4 結(jié)語(yǔ)

HC gp-39是來(lái)源于關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，滑膜成纖維細(xì)胞，單核巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的含383個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子量約39 000，參與組織重建和細(xì)胞外基質(zhì)降解。最新研究表明[14]，HC gp-39可由CD4(＋)CD25(＋)FoxP3(＋)的T細(xì)胞分泌。隨著其分泌的增加，CD4(＋)T細(xì)胞的增殖與IFN-γ，IL-17等細(xì)胞因子的產(chǎn)生均受到影響。HC gp-39衍生肽與RA相關(guān)HLA-DR(DR1和DR4)分子有很強(qiáng)的親和性，兩者結(jié)合后可被RA患者外周血T細(xì)胞識(shí)別。HC gp-39作為RA的自身抗原誘導(dǎo)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，參與RA的骨破壞。HC gp-39在RA患者的關(guān)節(jié)軟骨，滑膜，滑液，PBMC的表達(dá)遠(yuǎn)高于正常人，也高于其他炎癥性關(guān)節(jié)病，并且與RA疾病活動(dòng)性相關(guān)。

諸多研究顯示，HC gp-39與RA病人的疾病活動(dòng)具有顯著相關(guān)性，可以作為除傳統(tǒng)的RA疾病活動(dòng)性指標(biāo)之外的又一可測(cè)量指標(biāo)，建立血清學(xué)檢測(cè)方法對(duì)于RA的早期診斷，病情的判斷，指導(dǎo)臨床用藥，改善預(yù)后和轉(zhuǎn)歸具有一定意義。

[1]Hakala BE，White C，Recklies AD.Human cartilage gp-39，a major secretary product of articular chondrocytes and synovialcells，isamammalian memberof achitinaseprotein family[J].J Biol Chem，1993，268(34)：25803-25810.

[2]Verheijden GF，Rijnders AW，Bos E，et al.Human cartilage glycoprotein-39 as a candidate autoantigen in rheumatoid arthritis[J].Arthritis Rheum，1997，40(6)：1115-1125.

[3]KirkpatrickRB，Emery JG，ConnorJR，et al.Inductionand expression of human cartilage glycoprotein-39 in rheumatoid inflammatory and peripheral blood monocyte-derived macrophages[J].Exp Cell Res，1997，237(1)：46-54.

[4]Nyirkos P，Golds EE.Human synovial cells secrete a 39 000 protein similar to a bovine mammary protein expressed during the non-lactating period[J].Biochem J，1990，269(1)：265-268.

[5]Krause SW，Rehli M，Kreuta M，et al.Differential screening identifies genetic markers of monocyte to macrophage maturation[J].J Lerk Bio，1996，60(4)：540-545.

[6]Volck B，Price PA，Johansen JS，etal.YKL-40，a mammalian member of the chitinase family，is a matrix protein of specific granules in human neutrophils[J].Proc Assoc Am Physicians，1998，110(4)：351-360.

[7]Johansen JS，Jensen HS，Price PA.A new biochemical marker for joint injury：analysis of YKL-40 in serum and synovial fluid[J].Br J Rheumatol，1993，32(11)：949-955.

[8]Nyirkos P，GoldsEE.Human synovialcells secrete a 39 kDa protein similar to a bovine mammary protein during the non-lactating period[J].Biochem J，1990，269(1)：265-268.

[9]Rehli M，Krause SW，Andreesen R.Molecular characterization of the gene for human cartilage gp-39(CHI3Ll)，a member of the chitinase protein family and markerforlate stagesof macrophage differentiation[J].Genomics，1997，43(2)：221-225.[10]Henrissat B，Bairoch A.New families in the classification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarties[J].Biochem J，1993，293(3)：781-788.

[11]Hu B，Trinh K，F(xiàn)igueira WF，et al.Isolation and sequence of a novel human chondrocyte protein related to mammalian members of the chitinase protein family[J].J Biol Chem，1996，271(32)：19415-19420.

[12]RenkemaGH，BootRG，Au FL，etal.Chitotriosidase， a chitinase，and the 39-kDa human cartilage glycoprotein，a chitin-binding lectin，are homologues of family 18 glycosyl hydrolases secreted by human macrophages[J].Eur J Biochem，1998，251(1/2)：504-509.

[13]沈敏，曾學(xué)軍，唐福林.類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎外周血單個(gè)核細(xì)胞和滑膜中人類(lèi)軟骨糖蛋白-39的研究[J].中華內(nèi)科雜志，2004，43(12)：928-931.

[14]Tanaka Y，Matsumoto I，Inoue A，et al.Antigen-specific over-expression of human cartilage glycoprotein 39 on CD4(+)CD25(+)forkhead box protein 3(+)regulatory T cells in the generation of glucose-6-phosphate isomerase-induced arthritis[J].Clin Exp Immunol，2014，177(2)：419-427.

[15]Vos K，Miltenburg AM，Van Meijgaarden KE，et al.Cellular immune response to human cartilage glycoprotein-39(HC gp-39)-derived peptides in rheumatoid arthritis and other inflammatory conditions[J].Rheumatol，2000，39(12)：1326-1331.

[16]Steenbakkers PG，Baeten D，Rovers E et al.Localization of MHC classⅡ/human cartilage glycoptotein-39 complexes in synovia of rheumatoid arthritis patients using complex-specificmonoclonalantibodies[J].JImmunol，2003，170(11)：5719-5727.

[17]Joosten LA，Coenen-de Roo CJ，HelsenMM，et al.Induction oftolerance with intranasaladministration ofhuman cartilage gp-39 in DBA/1 mice[J].Arthritis Rheum，2000，43(3)：645-655.

[18]ZandbeltMM，Houbiers J，Vander Hoogen F，et al.Intranasaladministration of recombinanthuman cartilage glycoptotein-39：a phase Iescalaing cohortstudy in patients with rheumatoid arthritis[J].JRheumatol，2006，33(9)：1726-1733.

[19]BootsAM，HuberH，KouwijzerM，etal.Identification of an altered peptide ligand based on the endogenously presented，rheumatoid arthritis-associated，human cartilage glycoprotein-39(263-275)epitope：an MHC anchor variant peptide for immune modulation[J].Arthritis Res Ther，2007，9(4)：1186-1197.

[20]Johansen JS，HvolrisJ，Hansen M，etal.Serum YKL-40 levels in healthy children and adults.Comparison with serum and synovial fluid levels of YKL-40 in patients with osteoarthritis or trauma of the knee joint[J].Br J Rheum，1996，35(6)：553-559.

[21]VosK，SteenbakkersP，Miltenburg AM，etal.Raisedhuman cartilage glycoprotein-39 plasma levels in patients with rheumatoid arthritis and other inflammatory conditions[J].Ann Rheum Dis，2000，59(7)：544-548.

[22]沈洪遠(yuǎn)，嚴(yán)子禾，任天麗，等.人類(lèi)軟骨糖蛋白-39與類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎疾病活動(dòng)的相關(guān)性[J].職業(yè)與健康，2010，26(4)：465-466.

[23]Johansen JS，Stoltenberg M，Hansen M，et al.Serum YKL-40 concentrations in patients with rheumatoid arthritis：relations to disease activity[J].Rheumatology(Oxford)，1999，38(7)：618-626.

[24]李廣科.RA患者血清HC gp-39的檢測(cè)及其與疾病活動(dòng)性研究[D].天津醫(yī)科大學(xué)，2010.

[25]Matsumoto T，Tsurumoto T.Serum YKL-40 levels in rheumatoid arthritis：Correlationsbetween clinicaland laborarory parameters[J].Clinical and Experimental Rheumatology，2001，19(6)：655-660.

[26]Harvey S，Weisman M，O'Dell J，et al.Chondrex：new marker of joint disease[J].Clin Chem，1998，44(3)：509-516.

[27]Harvey S，Whaley J，Eberhardt K.The relationship between serum levels of YKL-40 and disease progression on patients with early rheumatoid arthritis[J].Scand J Rheumatol，2000，29(6)：391-393.

[28]Volck B，Johansen JS，Stoltenberg M，et al.Serum YKL-40 reflectspharmacologically induced reduction of synovialinflammation of the knee joint in patienteswith rheumatoid arthritis(Abstract)[J].Arthritis Rheum，1996(39)：155.

[29]Jahansen JS，Stoltenberg M，Hansen M，et al.Serum YKL-40 reflects disease relapse after withdrawal of SAARD in patients with rheumatoid arthritis(Abstract)[J].Arthritis Rheum，1996(39)：155.

1005-619X(2014)12-1079-03

10.13517/j.cnki.ccm.2014.12.009

黃麗麗

2014-08-27)