劉 悅，趙亞男，趙 哲，劉宏瀟

(中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門醫(yī)院,北京 100053)

強(qiáng)直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS) 是一種以中軸關(guān)節(jié)和肌腱韌帶骨附著點(diǎn)的慢性炎癥為主的難治性免疫相關(guān)性疾病，為臨床常見的脊柱關(guān)節(jié)病類型。主要侵犯脊柱及骶髂關(guān)節(jié)，并可伴有關(guān)節(jié)外表現(xiàn)，隨病情進(jìn)展，患者可出現(xiàn)脊柱活動(dòng)受限、強(qiáng)直、髖關(guān)節(jié)破壞等，嚴(yán)重者可致殘，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。我國(guó)的患病率初步調(diào)查約為0.3%，常累及20～40歲的中青年男性[1]。本病發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，強(qiáng)烈的遺傳易感性、微生物與宿主的相互作用、激素水平差異、腸道菌群失調(diào)以及機(jī)體的異常免疫應(yīng)答等均被證明參與AS發(fā)病過程[2-5]。目前認(rèn)為機(jī)體免疫系統(tǒng)紊亂在AS發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要驅(qū)動(dòng)作用，大量研究證明固有免疫及適應(yīng)性免疫反應(yīng)異常均參與AS病理進(jìn)程?；诖?，本文圍繞當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答在AS發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)行綜述，以期為AS臨床治療和新藥研發(fā)提供新思路。

1 固有免疫在強(qiáng)直性脊柱炎發(fā)病中的作用

1.1單核/巨噬細(xì)胞及相關(guān)調(diào)控因子 單核/巨噬細(xì)胞是體內(nèi)固有免疫細(xì)胞最重要的組成部分，來(lái)源于骨髓造血干細(xì)胞，血液循環(huán)中的單核細(xì)胞遷移至不同組織后體積增大，吞噬能力增強(qiáng)，逐漸分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞具有可塑性和極化特征，在不同的微環(huán)境刺激下，可極化為經(jīng)典激活巨噬細(xì)胞(M1型)或交替激活巨噬細(xì)胞(M2型)。M1型巨噬細(xì)胞通常由腫瘤壞死因子-α(tumornecrosis factor-α，TNF-α)、γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)或細(xì)菌脂多糖(LPS)識(shí)別誘導(dǎo)，產(chǎn)生和分泌較高水平的促炎因子TNF-α、IL-6、IL-23、IL-1β、COX-2等；M2型巨噬細(xì)胞由細(xì)胞因子IL-4和IL-13刺激誘導(dǎo)，分泌大量抗炎因子IL-10。

在疾病早期，AS患者的骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)可發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的TNF-α，而巨噬細(xì)胞是TNF-α的主要來(lái)源，提示AS患者體內(nèi)可能存在巨噬細(xì)胞過度活化的現(xiàn)象[6]。孫素和等[7]發(fā)現(xiàn)AS患者骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子α刺激基因-6(tumor necrosis factor α stimulated gene 6,TSG-6)的水平明顯低于健康對(duì)照組，而TSG-6能夠抑制巨噬細(xì)胞的活化從而降低TNF-α的表達(dá)，這可能是導(dǎo)致AS患者體內(nèi)高炎狀態(tài)的重要原因。TSG-6有望成為AS臨床藥物治療的新靶點(diǎn)。單核巨噬細(xì)胞在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)和核因子-κB受體激活劑(RANKL)的共同誘導(dǎo)下可向破骨細(xì)胞(osteoclast，OC)大量分化，OC專職負(fù)責(zé)體內(nèi)骨吸收。AS患者體內(nèi)呈現(xiàn)破骨細(xì)胞的異?；钴S狀態(tài)[8]，破骨細(xì)胞數(shù)量的增多會(huì)加劇骨吸收進(jìn)而影響骨代謝，并會(huì)參與新骨形成[9]。Lin等[10]研究發(fā)現(xiàn)，將IL-4注入PGIA小鼠模型(AS模型之一)的關(guān)節(jié)腔后，可明顯降低小鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率和嚴(yán)重程度，同時(shí)顯著下調(diào)小鼠體內(nèi)RANKL表達(dá)水平，推測(cè)IL-4可能通過抑制RANKL的表達(dá)從而減少單核-巨噬細(xì)胞向破骨細(xì)胞的定向分化，發(fā)揮抗AS炎癥和骨破壞的作用。

巨噬細(xì)胞遷移抑制因子(MIF)由多種免疫細(xì)胞及非免疫細(xì)胞合成，能夠限制巨噬細(xì)胞的自由移動(dòng)，使巨噬細(xì)胞定向遷移至炎癥部位增強(qiáng)吞噬作用。同時(shí)MIF是一種多功能促炎分子，可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的活化，拮抗糖皮質(zhì)激素，并調(diào)節(jié)其他炎性介質(zhì)的釋放。研究發(fā)現(xiàn)，AS患者的血清和關(guān)節(jié)滑液中存在高表達(dá)的MIF，且腸道中富集巨噬細(xì)胞[11]。MIF不僅可以刺激致炎因子IL-17的表達(dá)，介導(dǎo)AS炎癥反應(yīng)[12]，并能直接增強(qiáng)成骨細(xì)胞礦化，刺激AS病理性新骨形成。MIF有望作為AS疾病進(jìn)展的預(yù)后生物標(biāo)志物和AS早期干預(yù)的治療靶點(diǎn)。最新研究發(fā)現(xiàn),mir-451可靶向抑制MIF、TNF-α及IL-6的mRNA表達(dá)水平，mir-451可作為治療AS的潛在靶標(biāo)[13]。

1.2Toll樣受體(TLRs) 固有免疫細(xì)胞通過表達(dá)一系列模式識(shí)別受體(PRRs) 識(shí)別攝取外來(lái)抗原，并呈遞給T淋巴細(xì)胞從而啟動(dòng)特異性免疫應(yīng)答。TLRs是模式識(shí)別受體中的重要家族，在天然免疫和適應(yīng)性免疫中起著重要的橋梁作用，并且是NF-κB通路的重要催化劑。P?ll?nen等[14]推測(cè)泌尿生殖系統(tǒng)或胃腸道的微生物相關(guān)分子模式可通過激活TLRs促進(jìn)炎癥發(fā)生，最終以AS或關(guān)節(jié)炎的形式表現(xiàn)，然而具體的病原體及作用機(jī)制有待進(jìn)一步探索。研究發(fā)現(xiàn)，TLR4的異常激活,由此誘導(dǎo)的血清TNF-α和IL-12的釋放，可能與AS的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系[15]。有研究表明，與健康對(duì)照者相比，AS患者PBMC中TLR4和TLR5的mRNA表達(dá)顯著上調(diào)，TLR3的表達(dá)水平下降。TNF-α抑制劑的使用增加了TLR3的表達(dá)，下調(diào)了TLR4和TLR5 mRNA及蛋白的表達(dá)水平并切斷了NF-κB的信號(hào)傳導(dǎo)[16]。更全面地了解TLR亞型在AS發(fā)病中的作用及TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控機(jī)制，可以為AS新的治療策略的開發(fā)提供方向。

1.3補(bǔ)體(complement，C) 補(bǔ)體系統(tǒng)是固有免疫的重要組分，由40多種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白組成，可通過經(jīng)典途徑、凝集素途徑和旁路途徑被激活，參與炎癥反應(yīng)、調(diào)理吞噬、清除免疫復(fù)合物等重要的生物學(xué)效應(yīng)。多種炎癥和自身免疫病被認(rèn)為是補(bǔ)體的過度激活引起[17]。研究發(fā)現(xiàn)，在AS患者和蛋白多糖(PG)誘導(dǎo)的AS小鼠模型的脊髓中，補(bǔ)體系統(tǒng)被廣泛激活，并伴有骨髓和脾臟中中性粒細(xì)胞的顯著升高、血清中TGF-β1水平的上升[18]。TGF-β1可直接刺激破骨細(xì)胞的分化和存活，同時(shí)又能和補(bǔ)體激活形成正反饋[19]。而補(bǔ)體抑制劑Efb-C的使用顯著延緩了小鼠AS的發(fā)展，此實(shí)驗(yàn)證明了補(bǔ)體抑制劑在AS治療中的巨大潛力。另有研究顯示，AS患者血清中補(bǔ)體B因子(CFB)含量較健康對(duì)照組顯著升高，CFB與C3b結(jié)合形成C3bB復(fù)合體，在D因子作用下形成替代途徑的液相C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb)，并進(jìn)一步裂解C3，擴(kuò)大旁路激活途徑效應(yīng)，自身組織和細(xì)胞受到攻擊，疾病進(jìn)展加速[20]。補(bǔ)體系統(tǒng)的異?；罨瘏⑴cAS發(fā)病，這為開發(fā)針對(duì)補(bǔ)體的新型靶向藥物提供了重要的理論依據(jù)。

1.4固有淋巴細(xì)胞(innatelymphoid cells，ILCs)ILCs是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類重要的固有免疫細(xì)胞亞群，以不表達(dá)重組激活基因依賴的重排抗原受體為特征[21]。ILCs在免疫監(jiān)視、組織穩(wěn)態(tài)、免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用，其功能失常可促進(jìn)多種炎癥性自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展。根據(jù)ILCs產(chǎn)生的細(xì)胞因子和表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子不同，可分為三大亞群，即ILC1(NK細(xì)胞、ILC1)、ILC2和ILC3(ILC3、LTi細(xì)胞)。三大亞群與CD4+T細(xì)胞亞群Th1、Th2及Th17協(xié)同分泌免疫細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫平衡[22]。

ILC3主要分布于黏膜及多種器官(如脾臟、肺臟、皮膚等)中，以高表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子RORγt為特征，主要分泌IL-17A、IL-22、GM-CSF等細(xì)胞因子，在維護(hù)腸道上皮完整性、維持免疫穩(wěn)態(tài)及抵御外來(lái)病原體入侵中扮演重要角色[23-24]。研究發(fā)現(xiàn)，AS患者外周血、關(guān)節(jié)滑液及腸道中ILC3明顯增多，同時(shí)在外周血和骨髓中多數(shù)ILC3表達(dá)歸巢整合素α4β7，而α4β7的配體黏膜地址素細(xì)胞黏附分子-1(MAdCAM1)則在腸道和炎性骨髓中表達(dá)水平較高，提示ILC3可能在腸道及滑膜組織間穿梭，并分泌促炎介質(zhì)IL-17、IL-22等，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)生[25]。另有研究表明，在脊柱關(guān)節(jié)炎患者的滑膜中同樣發(fā)現(xiàn)了高表達(dá)的ILC3及其產(chǎn)生的GM-CSF[26]。此外，約70%的AS患者伴有腸道炎癥，其中6%～13%會(huì)發(fā)展為炎癥性腸病(IBD)[27]。Pearson等[28]發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是小鼠還是人類，ILC3是GM-CSF的重要來(lái)源，IBD患者結(jié)腸中呈現(xiàn)ILC3及GM-CSF富集的狀態(tài)，抑制GM-CSF的分泌或ILC3的活性可明顯減輕腸道炎癥，表明ILC3可能是觸發(fā)腸道炎癥的關(guān)鍵因素。

2 適應(yīng)性免疫在強(qiáng)直性脊柱炎發(fā)病中的作用

2.1Th17細(xì)胞與AS 炎癥、骨破壞及新骨形成是AS的三個(gè)核心病理環(huán)節(jié)[29]，其中炎癥介導(dǎo)的骨破壞一旦啟動(dòng)，則使病理改變進(jìn)入不可逆期。因此控制炎癥是延緩AS病情進(jìn)展、保護(hù)關(guān)節(jié)功能與防止致殘的關(guān)鍵。Th17細(xì)胞是2005年被發(fā)現(xiàn)的一類新型CD4+T細(xì)胞亞群，既能以非炎癥方式增強(qiáng)機(jī)體免疫防御，維持免疫穩(wěn)態(tài)[30]；又能大量分泌促炎因子IL-17，廣泛參與多種炎癥性疾病的發(fā)生、發(fā)展。細(xì)胞因子IL-6聯(lián)合轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)經(jīng)JAK2/STAT3信號(hào)通路激活RORγt的表達(dá)，促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞向Th17分化偏移。IL-23不是Th17初始分化的必須因素，但被認(rèn)為是維持Th17致炎功能和擴(kuò)增的重要因子[31]。研究表明，活動(dòng)期AS患者外周血中Th17細(xì)胞數(shù)量及百分比與血清中IL-17、IL-23水平較正常人及非活動(dòng)期AS患者明顯升高，且與疾病活動(dòng)呈正相關(guān)[32]；Th17特異性轉(zhuǎn)錄因子RORγt的mRNA、蛋白表達(dá)也呈顯著增高狀態(tài)[33]。Th17在驅(qū)動(dòng)AS炎癥發(fā)生中發(fā)揮重要作用。

針對(duì)以Th17/IL-17炎癥軸為靶點(diǎn)藥物的臨床療效證實(shí)了此途徑在AS中的關(guān)鍵作用。針對(duì)IL-17A的單克隆抗體蘇金單抗(Secukinumab)對(duì)緩解AS患者臨床癥狀，改善其生活質(zhì)量有顯著功效，且在臨床實(shí)驗(yàn)中安全性受到認(rèn)可[34]。同樣獲得FDA批準(zhǔn)的JAK抑制劑托法替尼(tofacitinib)也被證明可有效降低IL-17A的分泌，有效緩解AS患者炎癥反應(yīng)[35]。

2.2調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)與AS Tregs是一類促進(jìn)自身免疫耐受并維持免疫系統(tǒng)平衡的CD4+T細(xì)胞亞群，通過表達(dá)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)性抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，CTLA4)以及分泌IL-10和TGF-β發(fā)揮免疫抑制作用。Foxp3是其特異性轉(zhuǎn)錄因子。一項(xiàng)薈萃分析顯示，與健康人相比，AS患者外周血中CD4+CD25+Foxp3+Treg、CD4+CD25highCD127-Treg的比例顯著降低[36]。Wang等[37]發(fā)現(xiàn)，AS患者CD4+CD25+FOXP3+Treg細(xì)胞比例較健康對(duì)照組擴(kuò)增，但仍表現(xiàn)出進(jìn)行性炎癥反應(yīng)，這可能與Treg細(xì)胞表面的T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(Tim-3)的缺失有關(guān),Tim-3作為一種負(fù)調(diào)控免疫分子，可發(fā)揮一定的抗炎作用，此項(xiàng)研究提示了Tim3-Treg/Tim3+Treg比例的失調(diào)可能與AS疾病進(jìn)展有關(guān)。另有研究顯示，伴有腸道炎癥的AS患者外周血及腸道中CD4+CD25+Treg細(xì)胞比例增加，IL-10 mRNA表達(dá)水平上升。該研究首次證明了AS患者腸道中Treg細(xì)胞被激活從而維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵作用，并推測(cè)外來(lái)病原入侵或感染等因素可能會(huì)下調(diào)Treg細(xì)胞反應(yīng)并促使致炎Th17的分化，從而導(dǎo)致腸道炎癥的發(fā)展[38]。關(guān)于Treg細(xì)胞在AS患者體內(nèi)表達(dá)的研究結(jié)果不一，需要研究者更深入地探索其在AS中的作用。

2.3濾泡輔助性T細(xì)胞(Tfh)細(xì)胞與AS Tfh是一類特殊的輔助型T細(xì)胞，在輔助B細(xì)胞形成生發(fā)中心(germinal center,GC)、分泌抗體和建立長(zhǎng)期體液免疫過程中發(fā)揮重要作用。在細(xì)胞因子IL-21、IL-6刺激下，初始CD4+T細(xì)胞向Tfh細(xì)胞分化。Bcl-6是Tfh分化所必需的特異性轉(zhuǎn)錄因子。在Tfh輔助B細(xì)胞發(fā)生免疫反應(yīng)并產(chǎn)生抗體的過程中，多種分子包括CXCR5、CXCL13、PD-1、ICOS、SAP扮演了重要角色[39]，它們同時(shí)是鑒定Tfh的重要表面標(biāo)記物。

IL-21作為Tfh分化的輔助性細(xì)胞因子，通過和GC中B細(xì)胞表面的IL-21R結(jié)合而發(fā)揮作用，IL-21分子的缺陷會(huì)使得GC中B細(xì)胞成熟障礙和漿細(xì)胞存活下降[40]。研究發(fā)現(xiàn)，AS患者外周血中CD4+CXCR5+ICOS+Tfh細(xì)胞比例增加，且與AS疾病活動(dòng)指數(shù)BASDAI呈正相關(guān)；同時(shí)外周血中IL-21也顯著增多，并和IgG、IgA的濃度呈正相關(guān)。IL-21促進(jìn)Tfh的高表達(dá)從而誘導(dǎo)B細(xì)胞過度活化并分泌大量針對(duì)自身抗原的抗體，可能與AS患者免疫紊亂有著密切聯(lián)系[41]。CXCL13是Tfh細(xì)胞表面趨化因子受體CXCR5的唯一配體，能夠誘導(dǎo)B細(xì)胞及Tfh細(xì)胞定向遷移至淋巴濾泡，是生發(fā)中心形成必不可少的因素[42]。研究發(fā)現(xiàn)，AS患者外周血中CXCL13、Tfh水平顯著升高，提示Tfh及CXCL13的異常表達(dá)可能是導(dǎo)致AS發(fā)病的機(jī)制之一[43]。

2.4B淋巴細(xì)胞 B細(xì)胞由骨髓中造血干細(xì)胞分化而來(lái)。分化成熟的B細(xì)胞經(jīng)抗原刺激后活化，并在Tfh細(xì)胞輔助下繼續(xù)分化為漿細(xì)胞，合成和分泌抗體。B細(xì)胞活化因子(BAFF)是維持B細(xì)胞分化和存活的關(guān)鍵因子。AS的發(fā)病與B細(xì)胞功能異常有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)期或外周關(guān)節(jié)受累的AS患者體內(nèi)CD19+B細(xì)胞所占比例較穩(wěn)定期或中軸關(guān)節(jié)受累患者增多，且接受12周依那西普治療后的活動(dòng)期AS患者體內(nèi)CD19+B細(xì)胞比例并無(wú)下調(diào)[44]。另有研究表明，AS患者外周血白細(xì)胞中的BAFF及其受體BR3表達(dá)水平顯著上調(diào)，且兩者呈明顯正相關(guān)[45]。我們推測(cè)BAFF-BR3的相互作用加快了B細(xì)胞的分化和成熟，由此導(dǎo)致了大量自身抗體的產(chǎn)生，這可能參與了AS患者的病理過程。Chen等[46]發(fā)現(xiàn)，AS患者體內(nèi)CD24+CD38+調(diào)節(jié)型B細(xì)胞缺陷，抗炎因子IL-10的分泌減少。調(diào)節(jié)型B細(xì)胞的存在能夠抑制炎癥反應(yīng)，加速疾病恢復(fù)進(jìn)程，然而其在AS中活化的信號(hào)通路、與其他B細(xì)胞亞群的相互作用等問題仍有待闡明。

3 小 結(jié)

強(qiáng)直性脊柱炎是目前世界性的難治性自身免疫性疾病，屬重大疑難病。目前AS的西醫(yī)治療尚未取得顯著、穩(wěn)定的長(zhǎng)期療效，更深入地理解AS的發(fā)病機(jī)制，尋找新的治療靶點(diǎn)成為科研工作者面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。綜上所述，固有免疫及適應(yīng)性免疫功能失調(diào)在AS發(fā)生發(fā)展中起到了重要的驅(qū)動(dòng)作用。更深入地研究和挖掘免疫系統(tǒng)對(duì)AS炎癥、骨破壞及新骨形成各個(gè)病理環(huán)節(jié)的調(diào)控、不同免疫細(xì)胞和免疫分子在AS發(fā)病中的交互作用，完善機(jī)體對(duì)AS復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，將有助于進(jìn)一步揭示AS發(fā)病機(jī)制，為AS治療及新藥研發(fā)提供新的思路。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。