李倩 吳雍真 柴藝匯 高潔
【摘 要】 維生素D屬于脂溶性開環(huán)固醇類物質(zhì),是人體必需化合物。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病機制復(fù)雜,主要通過免疫調(diào)節(jié)過程中相關(guān)免疫細胞等發(fā)揮作用。維生素D通過對抗原提呈細胞分化的調(diào)控、淋巴細胞增殖和細胞因子分泌等發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。文章對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎相關(guān)免疫細胞與維生素D在免疫調(diào)節(jié)過程中的機制進行探討,望為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的防治提供新思路。
【關(guān)鍵詞】 關(guān)節(jié)炎,類風(fēng)濕;維生素D;免疫;抗原提呈細胞;淋巴細胞;細胞因子;作用機制;相關(guān)性
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以滑膜增生、炎性細胞浸潤、關(guān)節(jié)軟骨和骨質(zhì)破壞為主要特征的慢性、進行性、全身性自身免疫性疾病,病變呈對稱性、多發(fā)性、侵襲性[1]。近年來,RA的高致殘性影響全球0.5%的人口[2],中國患病率高達0.42%,且以女性多見[3-4]。RA發(fā)病機制復(fù)雜,至今尚未明確;但免疫功能異常和相關(guān)抗原提呈細胞、淋巴細胞、細胞因子的分泌失調(diào)在RA發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。目前,臨床治療RA的藥物多為改善病情抗風(fēng)濕藥(DMARDs)、非甾體抗炎藥(NSAIDs)、糖皮質(zhì)激素等,雖具有一定的療效,但不良反應(yīng)較大[1,5-6]。維生素D(VD)為人體必需的類固醇化合物,VD缺乏不僅對心血管系統(tǒng)疾病、腎臟相關(guān)疾病有重要影響,而且與RA、骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。因此,本文就VD通過免疫調(diào)節(jié)防治RA的作用進行闡述。
1 VD概述
VD作為脂溶性開環(huán)固醇類物質(zhì),包括植物來源的維生素D2(麥角鈣化醇)和動物來源的維生素D3(膽鈣化醇)[7]。人體從食物中獲取VD較少,95%的VD合成源于光照[8]。VD代謝過程主要在肝內(nèi)經(jīng)25-羥化酶(CYP27A1)的羥化作用轉(zhuǎn)化為25-羥維生素D3[25(OH)D3],繼而在腎臟中經(jīng)1α-羥化酶(CYP27B1)形成具有生物活性的1,25-二羥維生素D3[1,25(OH)2D3][9]。其中,VD主要活性形式1,25(OH)2D3可與其受體(VDR)結(jié)合,并與類視黃醇X受體(RXR)形成二聚體結(jié)合到目的基因上,調(diào)控目的基因的轉(zhuǎn)錄與表達[10]。血清中25(OH)D3含量也是衡定VD營養(yǎng)狀況的主要標(biāo)準(zhǔn)[11]。
研究發(fā)現(xiàn),VD除具有調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣磷平衡、改善糖代謝、影響心血管系統(tǒng)的作用外,1,25(OH)2D3也能夠通過對抗原呈遞細胞分化的調(diào)控、淋巴細胞增殖和細胞因子分泌等發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[12]。
2 VD在RA免疫發(fā)病機制中的作用
免疫系統(tǒng)的抗原提呈細胞、淋巴細胞、細胞因子等在RA發(fā)病中起關(guān)鍵作用。VD缺乏普遍存在于RA患者中[13],VD水平與RA的發(fā)病密切相關(guān)。
2.1 VD與抗原提呈細胞在RA中的作用 抗原提呈細胞(APCs)和CD4+ T細胞互相作用可導(dǎo)致RA發(fā)生[14]。其中,樹突狀細胞(DCs)作為人體內(nèi)功能最強的抗原提呈細胞,在誘導(dǎo)初始T細胞向各個細胞亞群分化、刺激初始T淋巴細胞增殖、調(diào)節(jié)各T淋巴細胞亞群之間的平衡以及在介導(dǎo)免疫耐受中處于中心地位[15]。RA炎癥發(fā)病部位與DCs在體內(nèi)的存在部位有高度一致性[16]。DCs廣泛存在于RA滑液和滑膜組織中,與正常外周血DCs相比,滑液DCs特異性刺激自身外周血T細胞的能力更強[17]。
研究證實,25(OH)D3可降低DCs表面共刺激分子CD86和主要組織相容性復(fù)合物-Ⅱ(MHC-Ⅱ)的表達,從而減弱其抗原提呈能力,抑制T細胞的增殖[18]。1,25(OH)2D3也可通過誘導(dǎo)細胞凋亡而產(chǎn)生DCs的免疫耐受性,從而改善免疫性疾病的臨床癥狀[19]。免疫細胞表達的CYP27B1和VDR主要受免疫信號的調(diào)節(jié)[20];經(jīng)過1,25(OH)2D3的干預(yù)可抑制DCs分化和成熟,促進成熟DCs(mDCs)凋亡,同時未成熟DCs(iDCs)中的CYP27B1表達升高,VDR表達則降低[21]。iDCs活化原始幼稚的T細胞,產(chǎn)生免疫耐受,主要通過調(diào)節(jié)CD4+ T細胞和CD8+ T細胞分泌細胞因子白細胞介素-10(IL-10)和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)來抑制免疫反應(yīng);mDCs則誘導(dǎo)免疫反應(yīng),致T細胞增殖,對“危險”和組織損傷信號作出反應(yīng),其中信號包括細胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)或微生物產(chǎn)物等[22]。因此,VD對于參與RA發(fā)病的關(guān)鍵免疫細胞DCs具有重要價值。
2.2 VD與淋巴細胞在RA中的作用
2.2.1 VD與T淋巴細胞 T淋巴細胞是在胸腺內(nèi)發(fā)育成熟,主要介導(dǎo)適應(yīng)性細胞免疫應(yīng)答的免疫細胞;來源于骨髓中的淋巴樣干細胞,可分為多個T細胞亞群,目前認為主要參與RA發(fā)病的是輔助T細胞1(Th1)和Th17[23]。T淋巴細胞由共刺激/抑制分子提供正性和負性信號,進一步調(diào)控T細胞的活化、增殖、分化以及功能成熟,在免疫系統(tǒng)的動態(tài)平衡中起重要作用,但表達失衡可能會導(dǎo)致Th1分泌的IL-2、Th17分泌的IL-17水平升高[24]。
VD可通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)中VDR的表達,在不影響無活力和受抑制Treg細胞的情況下,上調(diào)Treg細胞分泌Toll樣受體9(TLR9)和IL-10的表達;Toll樣受體也是連接特異性免疫和非特異性免疫之間的紐帶[25];而IL-10能夠抑制Th1、Th2的免疫反應(yīng),達到抗炎和免疫抑制的目的。VD還可調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞的平衡,參與T細胞分化,使免疫性疾病進程向好發(fā)展[26];T細胞由Th1向Th2轉(zhuǎn)化可通過VD的促進完成,并且有效抑制因Th1引起的免疫反應(yīng)而造成潛在的組織損害。
2.2.2 VD與B淋巴細胞 B淋巴細胞功能紊亂對RA的發(fā)病機制也存在一定影響。B淋巴細胞刺激因子(BLyS)在B淋巴細胞的存活和成熟過程中起關(guān)鍵作用;脾臟巨噬細胞和DCs隨著RA的發(fā)展BLyS呈高水平表達,具有高度特異性[27]。
VD對B細胞具有直接免疫調(diào)節(jié)作用,包括抑制B細胞增殖,抑制活化B細胞轉(zhuǎn)化為記憶B細胞以及漿細胞的分化等[28];其中1,25(OH)2D3可抑制B細胞分化為漿細胞所需的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞核信號(ERN1)和轉(zhuǎn)錄因子X盒結(jié)合蛋白-1(XBP1)的表達,進而抑制B細胞的分化和免疫球蛋白的產(chǎn)生[29]。RA患者外周血的T和B淋巴細胞中共刺激分子CD80、CD86存在異常表達[30],而補充VD可有效緩解該指標(biāo)。故VD可經(jīng)由對T淋巴細胞、B淋巴細胞的相關(guān)免疫調(diào)節(jié)而改善RA。
2.3 VD與細胞因子在RA中的作用 細胞因子作為由免疫細胞合成和分泌的多種微量免疫調(diào)節(jié)介質(zhì),在抵御病原微生物侵襲、維持機體生理平衡、防止腫瘤發(fā)生等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。VD通過對促炎性、抑炎性細胞因子的調(diào)控達到改善RA的目的。
2.3.1 VD與促炎性細胞因子 IL-1和TNF-α為RA發(fā)病機制中的關(guān)鍵促炎性細胞因子。其中,IL-1是破壞關(guān)節(jié)軟骨最重要的細胞因子之一;它既能促進滑膜細胞和軟骨細胞合成并釋放膠原酶和前列腺素E2(PGE2),又能促進滑膜細胞和淋巴細胞的增殖和分化[31]。TNF-α可促進骨吸收、骨質(zhì)破壞以及纖維母細胞增生,抑制骨膠原的合成;也能促進軟骨細胞分泌纖維蛋白溶酶激活劑,加快關(guān)節(jié)炎的損傷過程[32]。
在TNF-α介導(dǎo)的RA中,VDR在其病變組織中的巨噬細胞、軟骨細胞、滑液細胞上均有表達[33];VDR信號系統(tǒng)的缺失則會加重炎性關(guān)節(jié)中巨噬細胞的浸潤程度,從而引起炎癥反應(yīng),加速骨侵噬以及對軟骨組織的破壞[34]。1,25(OH)2D3則能下調(diào)TNF-α、IL-17等Th1細胞因子的表達,同時1-α羥化酶基因缺失所致的1,25(OH)2D3缺乏,也可導(dǎo)致IL-17水平的升高。
2.3.2 VD與抑炎性細胞因子 IL-4在RA的發(fā)病過程中可通過調(diào)節(jié)RA多種不同類型細胞的活性,抑制細胞反應(yīng)和抑制促炎性細胞因子而發(fā)揮抗炎作用。其不僅能抑制TNF-α、IL-1β的活性,控制炎癥反應(yīng),也能降低單核細胞MHC分子和共刺激分子的表達以及PGE2的產(chǎn)生。IL-10在RA疾病模型中可抑制TNF-α誘導(dǎo)的PGE2釋放,進行免疫抑制調(diào)節(jié);也可通過多種方式提高B細胞的活性,分泌多種抗體[35]。
VD減少Th1細胞因子γ干擾素的產(chǎn)生,同時增加Th2細胞因子IL-4、IL-10等的分泌,從而使活化T細胞向Th2分化;1,25(OH)2D3也可能通過下調(diào)IL-4水平改善Th1/Th2在疾病中的波動[36]。
VD也可呈劑量依賴性的刺激Treg細胞分泌IL-10,從而抑制促炎細胞因子合成以及肥大細胞產(chǎn)生,對Th1的分化產(chǎn)生影響,維持Th1/Th2的平衡[37]。
3 小 結(jié)
目前,RA的發(fā)病機制仍未明確,尋求一種高效且不良反應(yīng)小的藥物成為RA防治的關(guān)鍵。而VD可能通過對免疫系統(tǒng)中的抗原提呈細胞、淋巴細胞以及相關(guān)細胞因子等進行調(diào)節(jié)而防治RA,具有一定的理論依據(jù)。值得注意的是,VD可能是對于RA的輔助治療具有前景的藥物,但其具體作用機制尚不明確。對于VD防治RA所進行的實驗及臨床研究,也需要更進一步的嚴格評價,以真實并適用于臨床為原則,為患者帶來真正的福音。因此,VD在RA發(fā)病中的作用有望為醫(yī)學(xué)界進一步深入研究提供新的思路。
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收稿日期:2020-04-20;修回日期:2020-07-06