張志峰
慶陽市人民醫(yī)院,甘肅 慶陽 745000
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種由多種自身抗體引起的多器官、多系統(tǒng)損害的自身免疫性結締組織疾病,以急性發(fā)作和緩解交替為特點,病情大多呈進行性加重,發(fā)病機制復雜,至今仍不能根治。系統(tǒng)性紅斑狼瘡治療以糖皮質激素、細胞毒藥物和免疫抑制劑為基礎,雖然糖皮質激素和免疫抑制劑如環(huán)磷酰胺(CTX)對SLE有一定的療效,但對重癥SLE給予小劑量療效不理想,大劑量則有較嚴重的不良反應,故迫切需要尋找一種有效低毒的治療藥物。近年來國內(nèi)外陸續(xù)有研究表明,三氧化二砷(As2O3)治療SLE具有很好的前景。法國學者Bobé等[1]發(fā)現(xiàn)As2O3對狼瘡鼠不僅具有免疫抑制作用,還有一定的免疫調(diào)節(jié)作用,這是治療SLE常規(guī)的免疫抑制劑所不具備的。國內(nèi)也有將其應用于治療SLE的研究[2-3]。筆者現(xiàn)將近10年來As2O3調(diào)節(jié)SLE發(fā)病機制、治療SLE及其毒性等實驗研究進展綜述如下:
1.1 調(diào)節(jié)免疫細胞 外來抗原(如病原體、藥物等)引起人體B細胞活化。易感者因免疫耐受性減弱,B細胞通過交叉反應與模擬外來抗原的自身抗原相結合,并將抗原呈遞給T細胞,使之活化,在T細胞活化刺激下,B細胞得以產(chǎn)生大量不同類型的自身抗體,造成大量組織損傷。
1.1.1 調(diào)節(jié)適應性免疫細胞 適應性免疫應答是指體內(nèi)B、T細胞接受“非己”的物質刺激后,自身活化、增殖、分化為效應細胞,產(chǎn)生一系列生物學效應的全過程。適應性免疫細胞包括B細胞和T細胞。抑制B細胞:B細胞過度增殖、活化產(chǎn)生大量多種自身抗體從而造成多系統(tǒng)損害是SLE的顯著特征。王曉冰等[4-5]研究表明,As2O3能抑制MRL/lpr狼瘡鼠B淋巴細胞活化,但對正常小鼠的細胞亞群并無明顯影響。抑制T細胞:SLE患者的B細胞功能高度活化,但B細胞的活化是以T細胞異常為基礎且在其誘導下產(chǎn)生的,因此,SLE更是一種T細胞介導的疾病,T細胞在SLE的免疫失調(diào)中起著主要作用[6]。夏曉茹等[7-8]、王曉冰等[9-10]研究表明,As2O3能抑制 MRL/lpr 小鼠 CD4+T細胞的異常增殖活化。陳培榮等[11]研究表明,As2O3能在一定程度上有效抑制活化狀態(tài)下MRL/lpr小鼠脾臟CD4+T細胞。
1.1.2 調(diào)節(jié)固有免疫細胞 固有免疫是生物在長期進化中逐漸形成的,是機體抵御病原體入侵的第一道防線。固有免疫細胞主要包括單核/巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞(DC)、自然殺傷細胞(NK細胞)等。固有免疫細胞通過模式識別受體[甘露糖受體(MR)、清道夫受體(SR)和Toll樣受體(TLR)]或有限多樣性抗原識別受體對病原體及其感染細胞或衰老損傷和畸變細胞表面某些共有特定表位分子的識別結合,參與適應性免疫應答的啟動和效應等過程。抑制DC:DC是目前所知的機體內(nèi)功能最強的專職抗原遞呈細胞,可有效地刺激B細胞和T細胞的活化,從而將固有免疫和適應性免疫有機聯(lián)系起來。大量研究表明,在SLE患者體內(nèi)無論是B細胞異常引起的體液免疫反應還是T細胞異常引起的細胞免疫反應,都與DC的功能改變有直接關系。楊柳等[12],王曉冰等[4]研究表明,As2O3能上調(diào)NK細胞功能。抑制TLR:TLR連接了固有免疫和適應性免疫,尤其是TLR7及TLR9,能夠同某些內(nèi)源性配體相結合,產(chǎn)生抗ssRNA抗體及抗DNA抗體,促進干擾素-α(IFN-α)的分泌,在SLE發(fā)生和進展中起重要作用。即表達上調(diào)的TLR7、TLR9及IFN-α有助于SLE 發(fā)?。?3-16]。
1.2 調(diào)節(jié)細胞因子 細胞因子是由免疫細胞及組織細胞分泌的在細胞間發(fā)揮相互調(diào)控作用的一類小分子可溶性多肽蛋白,通過結合相應受體調(diào)節(jié)細胞生長分化和效應,調(diào)控免疫應答。其包括白細胞介素(IL)、干擾素(IFN)、生長因子(GF)等。
1.2.1 IL IL-4是Th2型細胞因子,是一種具有多種生物功能的細胞因子。IL作用于T細胞可促使靜止T細胞向Th2分化,介導Th2型免疫應答反應;作用于B細胞可促其生長、增殖及抗體的產(chǎn)生;還可刺激肥大細胞的活性,抑制單核巨噬細胞的功能,降低細胞毒活性和抑制Th1型細胞因子的產(chǎn)生。SLE患者血清IL-4水平明顯增高,且與SLE病情活動性相關。林素仙[17]、王曉冰[9]及夏曉茹[7]等研究表明,As2O3能抑制 BXSB或MRL/lpr狼瘡鼠IL-4的水平。IL-6:屬于Th2細胞因子,是機體免疫網(wǎng)絡中重要的細胞因子,可由外周血單核細胞產(chǎn)生,具有廣泛的生物學活性,能刺激T、B細胞增殖分化及免疫球蛋白分泌,參與調(diào)節(jié)免疫反應[18]。研究表明,SLE患者體內(nèi)IL-6顯著高表達,IL-6升高也可能與SLE關節(jié)的損害有關[19-20]。林雪萍等[21]研究表明,As2O3能抑制活動期SLE患者T淋巴細胞IL-6的分泌。IL-10:是Th2型細胞因子,主要由淋巴細胞產(chǎn)生,作用于B細胞,刺激B細胞活化和分泌免疫球蛋白。IL-10水平升高與SLE疾病的活動度增高有關[22-23]。龐貴秀[24]、夏曉茹[10]等研究表明,As2O3能抑制淋巴細胞分泌IL-10的能力。IL-12:是單核巨噬細胞因子,可誘導固有免疫和適應性免疫調(diào)節(jié)中IFN-γ的產(chǎn)生[25]。研究發(fā)現(xiàn),血漿中IL-12的表達水平與患者的SLE活性指數(shù)呈現(xiàn)正相關,其通過在炎性組織中招募效應白細胞從而對炎癥部位的免疫應答進行調(diào)節(jié)[26]。王曉冰等[5-9]研究表明,As2O3能降低血清IL-12水平和Th細胞內(nèi)IL-12的水平。
1.2.2 IFN IFN包括為Ⅰ型和Ⅱ型干擾素,Ⅰ型干擾素主要有IFN-α、IFN-β。Ⅱ型干擾素即IFN-γ。IFN-γ屬Th1型細胞因子,主要由淋巴細胞產(chǎn)生,又稱免疫干擾素。其主要作用是通過激活單核細胞、淋巴細胞和NK細胞而調(diào)節(jié)免疫反應,調(diào)節(jié)淋巴因子的生成,誘導細胞表面受體表達等。IFN-γ水平升高與腎損害的程度呈正相關[27]。王曉冰[5,9]、林素仙[17]、夏曉茹[7-8]、朱曉芳[28]等研究表明,As2O3能降低狼瘡鼠血清IFN-γ水平。陳培榮等[11]研究表明,1 mmol/L As2O3作用24小時能在一定程度上有效抑制活化狀態(tài)下MRL/lpr小鼠脾臟CD4+T細胞IFN-γ的異常分泌。朱曉芳等[29]研究表明,As2O3降低狼瘡鼠血清 IFN-γ 水平的機制為可能通過影響MRL/lpr狼瘡鼠T-bet/GATA3信號通路,降低T-bet表達,從而減少Th1型細胞因子IFN-γ的表達和分泌。
1.2.3 GF GF包括轉化生長因子 β(TGF-β)、血管內(nèi)皮細胞生長因子(VFGF)、神經(jīng)生長因子(NGF)、血小板生長因子(PDGF)等。TGF-β是一種類多能細胞生長調(diào)節(jié)因子,具有調(diào)節(jié)細胞生長、誘導細胞外基質分泌及調(diào)節(jié)炎癥、免疫等功能,是目前認為誘發(fā)纖維細胞產(chǎn)生膠原、纖維連接蛋白和糖蛋白的最強因子之一。在腎臟炎癥早期,TGF-β能募集血液循環(huán)中炎性細胞及成纖維細胞至腎小球和腎小管,促使炎癥進一步發(fā)展,是損傷的腎小管上皮細胞產(chǎn)生的最重要的細胞因子,在腎小管間質纖維化中起重要介導作用。此外,還發(fā)現(xiàn)TGF-β在狼瘡腎炎中表達也顯著上調(diào),與腎小管間質纖維化之間相關聯(lián),且腎小管間質的病變與腎功能受累程度呈正相關[30]。陳丹等[31]研究表明,As2O3可下調(diào)狼瘡鼠腎小管TGF-β1的表達。
1.3 影響轉錄因子 轉錄因子是一類能與特異性DNA序列結合并調(diào)節(jié)基因轉錄的基因調(diào)控蛋白,主要有核因子κB(NF-κB)和激活子蛋白1(AP-1)等。NF-κB是普遍存在于細胞漿中以p50/p65異二聚體為形式的一種快反應轉錄因子。主要生物功能是通過調(diào)節(jié)一系列重要的免疫因子參與免疫和炎癥反應[32]。有研究發(fā)現(xiàn),NF-κB65可通過介導單核細胞趨化因子合成參與腎組織中單核細胞的募集反應,從而加重腎小管間質病變[33]。陳丹等[31]研究表明,As2O3可下調(diào)狼瘡鼠腎小管NF-κBp65的表達。
1.4 調(diào)控表觀遺傳學 表觀遺傳學是指不涉及基因突變或DNA堿基改變的、可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂進行遺傳的穩(wěn)定基因表達的變化,它是不符合傳統(tǒng)孟德爾遺傳規(guī)律的核內(nèi)遺傳。3種主要的表觀遺傳調(diào)控方式為:DNA甲基化、組蛋白修飾和微小RNA[34]。目前研究較多的還是前二者。
1.4.1 DNA甲基化 DNA甲基化是在DNA甲基化轉移酶的作用下,利用S苷甲硫氨酸提供的甲基(團),將甲基(團)轉移到DNA分子的脫氧胞苷的嘧啶環(huán)第5號碳原子上,使其轉變成甲基化脫氧胞苷。研究表明,SLE患者普遍有基因組DNA甲基化水平降低,血漿DNA低甲基化在SLE發(fā)病中可能起重要作用[35]。周艷[36]、王紅[2,37]、孫莉等[38]研究表明,As2O3能逆轉低甲基化狀態(tài)。朱載華等[39]進一步研究表明,1 μmol/L As2O3作用 24 小時能在一定程度上有效逆轉活化狀態(tài)下MRL/lpr小鼠脾臟CD4+T細胞IFN-γ基因啟動子低甲基化。
1.4.2 組蛋白修飾 組蛋白復合體具有靈活的N端尾部,其延伸至核小體以外,會受到不同的化學修飾。被組蛋白覆蓋的基因如果要表達,首先要改變組蛋白的修飾狀態(tài),使其與DNA的結合由緊變松,這樣靶基因才能與轉錄復合物相互作用。組蛋白的修飾形式包括乙?;?、甲基化、泛素化以及磷酸化等。其中組蛋白乙?;揎検亲钤绫话l(fā)現(xiàn)的與轉錄有關的組蛋白修飾方式,組蛋白乙?;梢杂绊懠毎麅?nèi)染色質結構,從而參與特定點位的基因轉錄調(diào)控,在細胞生長和分化過程中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)SLE患者CD4+T細胞中H3和H4的乙?;较陆担襀3低乙?;潭扰cSLE疾病活動性呈負相關[40]。嘉婷等[3]研究表明As2O3能提高組蛋白H3的乙酰化水平,而對正常小鼠并無明顯影響。
1.5 誘導細胞凋亡 細胞凋亡又稱程序性細胞死亡。SLE患者存在凋亡增加和凋亡小體清除障礙等。林雪萍等[21,41]及龐貴秀等[24]研究表明,As2O3能誘導外周血淋巴細胞凋亡,并且具有時間和濃度依賴性。劉睿嬋等[42]進一步研究表明,As2O3誘導MRL-lpr狼瘡腎炎小鼠自身反應性淋巴細胞發(fā)生凋亡的作用機制可能與激活caspase家族成員、抑制bcl-2等自身基因表達有關。
朱小春[43]、夏曉茹[44]、王曉冰[9]、林素仙[17]、王紅[45]等研究表明,As2O3能明顯降低狼瘡鼠血清中抗 dsDNA 水平。朱小春[43]、陳丹[31]、王曉冰[5]等研究表明,As2O3能降低狼瘡鼠尿蛋白,血尿素氮,血肌酐,腎小球細胞計數(shù)和腎組織活動積分,并有效抑制狼瘡鼠腎小球中IgG的沉著。林素仙[17]、夏曉茹[44]等、王紅[45]研究表明,As2O3能延長狼瘡鼠的生存時間,降低死亡率。
已經(jīng)證明,As2O3通過誘發(fā)活性氧自由基,促發(fā)脂質過氧化,主要是H2O2和O2-,引起細胞DNA損傷,同時刺激釋放與損傷有關的各種促炎癥因子在組織表達,并可通過激發(fā)caspase途徑引起細胞凋亡,導致組織損傷[46-48]。劉中祿等[49]研究表明,白藜蘆醇(RES)具有良好的抗As2O3所致的氧化損傷和抑制脂質過氧化反應,清除氧自由基,減少體內(nèi)NO自由基生成,減輕NO毒性,且呈劑量依賴性。張靖宇等[50]研究表明,大劑量白藜蘆醇可減輕As2O3引起的實驗大鼠心肌組織結構損傷,其機制亦與其提高機體內(nèi)抗氧化酶活性及拮抗脂質過氧化有關。同時Walle、shen等[51-52]在研究RES對As2O3抗腫瘤作用的影響時,發(fā)現(xiàn)RES沒有減弱As2O3對A549細胞的抗腫瘤作用,相反白藜蘆醇可減弱A549細胞的生長,結果顯示二者具有聯(lián)合作用。為二者聯(lián)合應用提供了理論基礎。
王紅等[53]研究表明,As2O3能明顯增加MRL/lpr自發(fā)性狼瘡小鼠的體質量,明顯減低其累積病死率,而對C57正常小鼠則無明顯作用。
吳楠等[54]用治療劑量 As2O3(每日 10 mg,稀釋后靜脈滴注)治療急性早幼粒細胞白血病時發(fā)現(xiàn)其不良反應主要有:1)神經(jīng)系統(tǒng):輕度頭痛及頭暈、乏力、失眠,無煩躁、嗜睡、譫妄、昏迷驚厥等;2)皮膚:丘疹、紅斑及蕁麻疹樣皮疹,皮膚干燥,砷斑;3)消化系統(tǒng):食欲減退、腹脹、輕度腹瀉、惡心,無腹痛、劇烈嘔吐及嚴重腹瀉等;4)肝功能:天門冬氨酸轉氨酶(AST)、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、堿性磷酸酶(AKP)增高;5)周圍神經(jīng):手足麻木、肌肉酸痛,無感覺減退和肌無力;6)黏膜刺激:鼻干、咽干,無口腔潰瘍和瞼結膜充血;7)心血管系統(tǒng):心悸及ST及T波變化;8)水鈉潴留:體質量增加,無胸腔、腹腔及心包積液;9)其他:無指甲的Mees線和相關癌腫。并將其不良反應劃分為砷吸收,輕度不良反應,慢性輕度與慢性中度中毒。治療劑量注射液的不良反應多為輕度、可逆的。
一般認為,超標的As2O3有致癌、致畸、致突變等作用,治療量的As2O3有治療作用。研究表明[55],As2O3誘導RA滑膜B型細胞影響時發(fā)現(xiàn)其有潛在的致癌作用。但還沒有人體應用砷劑致癌的病例報道。
現(xiàn)代醫(yī)學認為砷是人體中必需的超微量元素之一,有其難以替代的作用,但砷制劑畢竟是劇毒類藥物。As2O3在低劑量時具有誘導分化作用,在高劑量時則對細胞具有原漿毒作用,其時間累積與劑量大小都至關重要。因此,As2O3作為一個新的誘導分化劑,在治療SLE過程中,如何在保證療效的前提下,減少其毒副作用是值得首先考慮的問題。在它的劑量大小、細胞周期特異性、用藥方式的選擇及體內(nèi)蓄積產(chǎn)生的毒副作用等很多方面,還有待于我們進一步探索和研究。