王 穎,高惠英

(山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院,山西 太原 030001)

風濕性疾病是一大類主要累及骨、關節(jié)及其周圍組織的慢性炎癥性疾病。常見的風濕病有痛風、類風濕關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、干燥綜合征、系統(tǒng)性硬化癥、強直性脊柱炎及骨關節(jié)炎等。目前研究發(fā)現(xiàn)[1],大約有50 多種具有診斷潛力的脂肪因子,如脂聯(lián)素(ADPN)、瘦素、抵抗素、內脂素及纖溶酶原激活抑制物1等已被用于治療風濕性疾病。其中,ADPN作為一種特殊類型的細胞因子,在未發(fā)生自身免疫性疾病的人群中,常常發(fā)揮抗炎作用。然而,最近的研究認為[1-2],在風濕性疾病中,ADPN也具有對免疫炎癥的促進或抑制作用。本文重點闡述ADPN介導免疫炎癥機制在常見風濕性疾病中的研究進展。

1 ADPN的結構及生物學活性

ADPN亦稱為Acrp30,apMl,GBP28及AdipoQ,是一種在人體中由ADIPOQ基因編碼的30 kDa蛋白,最早由Scherer等于1995年在小鼠3T3-L1脂肪細胞的分化過程中分離克隆發(fā)現(xiàn)[3]。ADPN在結構上與補體Clq、膠原Ⅷ、膠原X及腫瘤壞死因子(TNF)相似。ADPN的結構由N端信號序列、可變區(qū)、膠原結構域和類C1q球狀結構域四部分組成。人類ADPN有3 個受體,分別是AdipoR1,AdipoR2和T-鈣黏蛋白,其中,AdipoR1和AdipoR2是最具特征性的受體,而T鈣粘蛋白的研究較少。ADPN受體可表達于多種細胞,包括肌肉、肝臟、血管內皮及免疫細胞等,ADPN與其受體AdipoR1/R2結合后,通過過氧化物酶體增殖物活化受體-α(PPAR-α)和一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)激活兩條主要信號通路,這些通路和其下游分子的激活可產(chǎn)生抗炎、抗纖維化、脂肪酸氧化、葡萄糖攝取、血管擴張及減少凋亡等生物學效應[2]。

2 ADPN與免疫炎癥

ADPN對免疫系統(tǒng)和炎癥反應的影響復雜多樣。ADPN通常以不同的分子亞型存在,如球狀ADPN、全長ADPN,表現(xiàn)為低分子量(LMW)、中分子量(MMW)或高分子量(HMW)ADPN。ADPN不同亞型具有不同的作用,如LMW ADPN抑制脂多糖(LPS)介導的白介素(IL)-6釋放,并刺激IL-10分泌,而HMW ADPN則是誘導單核細胞分泌IL-6[4]。已知IL-6為促炎細胞因子,在免疫和炎癥中發(fā)揮促炎作用,而IL-10為抗炎細胞因子,在免疫和炎癥中發(fā)揮抗炎作用,這表明ADPN在免疫及炎癥中具有抗炎及促炎的雙向作用,而這些作用取決于其不同亞型的相對比例、細胞因子環(huán)境以及所作用的靶細胞或組織。

ADPN是免疫系統(tǒng)的重要調節(jié)因子,它在固有免疫和適應性免疫中均有重要作用。在固有免疫中,ADPN通過下調促炎細胞因子[如TNF-α,IL-6和CC型修飾趨化因子配體2(CCL-2)]抑制M1巨噬細胞的吞噬功能,同時誘導M2巨噬細胞增殖和活化,導致抗炎細胞因子[即精氨酸酶-1、IL-10和巨噬細胞半乳糖型凝集素-1(Mgl-1)]的表達,從而發(fā)揮抑制炎癥和抑制免疫的作用[5]。ADPN對中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、自然殺傷細胞(NK)和樹突狀細胞(DC)的激活也具有免疫抑制作用[6],然而,ADPN在這些細胞中是增強還是抑制免疫尚存在爭議,這種雙向作用的具體機制目前尚不明確,該作用可能與不同的ADPN結構有關[5]。在適應性免疫中,ADPN受體在T細胞活化后上調,ADPN可以通過增加T細胞凋亡而減少抗原特異性T細胞增殖和細胞因子產(chǎn)生,從而具有免疫抑制作用。此外,ADPN可以增強輔助性T細胞1(Th1)分化。有研究報道[5],經(jīng)過ADPN處理的DC細胞在同種異體T細胞中能誘導Th1和Th17反應,促進促炎反應的增強,即在某種情況下,ADPN還具有促炎和增強免疫的作用。

3 ADPN與常見風濕性疾病

3.1 ADPN與痛風

痛風是一種由尿酸單鈉(MSU)晶體沉積在組織和關節(jié)中引起的自身炎癥性疾病。痛風在普通人群中的患病率為2%～4%,隨著近年來患病率的增加,其對公共健康的危害越來越嚴重[7-8]。痛風性關節(jié)炎是最常見的炎性關節(jié)炎。高尿酸血癥(HUA)常被作為痛風性關節(jié)炎的必要先決條件,然而,有報道顯示[9]約90%的HUA患者從未發(fā)生急性痛風關節(jié)炎,許多MSU結晶沉積明顯的患者也沒有急性痛風癥狀,這說明除了MSU結晶外,還有其他一些重要因素也參與了痛風性關節(jié)炎的發(fā)生。

ADPN與痛風發(fā)生、發(fā)展具有相關性。Orlova等[10]研究發(fā)現(xiàn),與健康對照組相比,痛風患者血清ADPN水平降低,而瘦素水平升高,且這些脂肪因子的紊亂尤其在痛風伴痛風石患者中最為明顯。在小鼠的研究中也有報道,痛風的促炎細胞因子增加,而ADPN組成的抗炎細胞因子減少[11]。早期國內學者楊曉瑜等[12]研究發(fā)現(xiàn),血清ADPN水平在2型糖尿病合并痛風患者中高于2型糖尿病患者,且與血清C反應蛋白(CRP)呈負相關,所以推斷ADPN在痛風患者血清中可能具有抗炎作用。隨后,2016年王瑤等[13]研究發(fā)現(xiàn),急性發(fā)作期組和發(fā)作間歇期組ADPN低于正常組,而發(fā)作間歇期組ADPN高于急性發(fā)作期組,差異有統(tǒng)計學意義。這說明隨著痛風患者病情進展,其血清ADPN水平逐漸下降。分析其機制可能是由于ADPN可促進單核細胞、巨噬細胞及樹突狀細胞分泌抑炎因子,從而對抗炎癥刺激,延緩炎癥反應進程所致。也進一步說明,痛風發(fā)作間歇期ADPN的大量消耗導致炎癥反應無法得到有效控制,造成病情進展。當炎癥反應引發(fā)血管內皮損傷時,ADPN可大量聚集于血管壁,特異性抑制黏附因子在血管內皮細胞的表達,保護血管完整性。由此推斷,在痛風急性發(fā)作期患者ADPN效應失代償,這可能是引發(fā)血尿酸代謝紊亂的又一重要原因。因此,ADPN在痛風發(fā)生發(fā)展中均發(fā)揮了抗炎作用,針對ADPN為靶點的治療方案及對其不同的分子亞型的研究可為痛風患者的治療及預后提供新思路。

3.2 ADPN與類風濕關節(jié)炎

類風濕關節(jié)炎(RA)是臨床很常見的風濕免疫性疾病,該病發(fā)病機制尚不明確,已知TNF-α,IL-6,IL-1β和IL-17在RA病理過程中發(fā)揮重要作用。以TNF-α抑制劑為代表的生物制劑的出現(xiàn),被認為是近20年來RA治療領域的革命性突破,但是臨床仍有1/3的RA患者對生物制劑治療無效,表明除上述細胞因子外,仍有多個未知的其他通路可能在RA病理過程中發(fā)揮重要作用。

ADPN在RA炎癥過程和免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。在關節(jié)、滑膜和髕下脂肪墊中,ADPN可以通過介導炎癥介質如LPS,TNF-α、基質金屬蛋白酶(MMP)、IL-6和前列腺素E2的分泌發(fā)揮促炎作用;同時,促炎因子也可以增強ADPN的表達,進而參與RA的一系列炎癥級聯(lián)反應[14]。最近一項研究表明[15],血清ADPN水平是評估RA患者疾病活動性的一個獨立風險因素,因為它與28個關節(jié)疾病活動度評分(DAS28)-紅細胞沉降率(ESR)評分直接相關,并且不受生物制劑、改善病情抗風濕藥物、蛋白酪氨酸激酶(JAK)抑制劑和體質量指數(shù)(BMI)等影響[15]。Vasileiadis等[16]研究發(fā)現(xiàn),RA患者中血漿總ADPN和HMW ADPN水平與促炎性趨化因子的循環(huán)水平相關,并且,循環(huán)總ADPN和HMW ADPN均與CRP,ESR和DAS28呈正相關,他們分析表明ADPN是唯一一種與促炎趨化因子和疾病活動標志物相關的脂肪細胞因子。Chihara等[17]研究發(fā)現(xiàn),ADPN濃度與骨破壞程度及血清MMP-3濃度呈正相關,故認為ADPN可能通過MMP-3發(fā)揮局部炎癥反應,從而促進RA骨和軟骨的破壞,即ADPN可能參與RA的關節(jié)損傷。Liu等[18]研究表明,ADPN主要通過分泌可溶性因子IL-6介導刺激成纖維樣滑膜細胞(RA FLSs)促進濾泡性輔助性T細胞(Tfh)的生成而發(fā)揮促炎作用,這一發(fā)現(xiàn)揭示了ADPN在RA發(fā)病機制中的新機制。Qian等[19]研究表明,ADPN和骨橋蛋白(OPN)在RA患者血清中的表達水平顯著增加,并且ADPN通過劑量依賴的方式促進RA滑膜組織中OPN的產(chǎn)生而加重骨侵蝕,研究分析了ADPN處理后的RA患者滑膜成纖維細胞促進了小鼠巨噬細胞系RAW264.7(RAW264.7)的遷移,且這種作用被一種針對OPN的特異性抗體所阻斷,該研究為ADPN參與骨侵蝕提供了新的證據(jù)。ADPN誘導OPN的表達,OPN募集破骨細胞并引發(fā)骨侵蝕,表明ADPN是RA治療的新靶點。然而,Wu等[20]的小鼠實驗發(fā)現(xiàn),關節(jié)內局部注射ADPN可以降低關節(jié)組織中的炎性細胞因子水平(如TNF-α)及關節(jié)炎的嚴重程度,推測ADPN可能通過降低TNF-α的表達而發(fā)揮抗炎作用,這與Chen等[21]研究結果一致。Lei等[22]臨床研究也證實,ADPN,尤其是HMW ADPN,可能在RA中發(fā)揮調節(jié)作用,即在疾病活動和炎癥水平較高的患者中,ADPN可能通過負反饋調節(jié)保護性升高。由此可見,ADPN在RA中發(fā)揮著促炎和抗炎作用,這種雙重作用可能與不同亞型有關,但總體來說,主要以促炎作用為主。因此,進一步研究ADPN的不同分子亞型,以及其在RA發(fā)生發(fā)展中的作用機制,有望為RA患者的治療及預后提供新思路。

3.3 ADPN與系統(tǒng)性紅斑狼瘡

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種較常見的全身多系統(tǒng)受累的自身免疫性及炎癥性的結締組織病,好發(fā)于育齡期女性,該病的特點是大量自身抗體產(chǎn)生、免疫復合物形成、多器官組織炎癥以及血清促炎癥細胞因子高表達。然而,有關SLE的病因和發(fā)病機制尚未明確闡明。研究提示[23]SLE可能與多種因素有關,其中尤以免疫紊亂、激素水平、遺傳、環(huán)境等密切相關。SLE的炎癥反應可導致促炎細胞因子和抗炎細胞因子的失衡。

ADPN在SLE及狼瘡性腎炎(LN)中均發(fā)揮重要作用。研究表明[24-25],與健康對照組相比,SLE患者血清中ADPN水平升高,但其具體作用機制尚不明確。有學者認為[26]SLE患者免疫系統(tǒng)可能存在一種免疫調節(jié)的作用,這種反饋作用可刺激ADPN的產(chǎn)生,以應對與腎炎相關的炎癥刺激。此外,ADPN在SLE中可以作為促炎性脂肪因子發(fā)揮作用,這取決于ADPN的亞型,如HMW ADPN(而非LMW ADPN)可誘導促炎癥因子單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)和IL-8的表達。Chougule等[27]研究表明,ADPN水平與SLE患者疾病活動呈正相關,與補體C3水平呈負相關[27]。Gamez-Nava等[28]一項橫斷面研究發(fā)現(xiàn)只有ADPN與SLE蛋白尿的嚴重程度相關,即高水平的ADPN聯(lián)合低水平巨噬細胞移動抑制因子(MIF)可以用來解釋腎性SLE蛋白尿的嚴重程度。研究表明[28],在SLE患者中,ADPN水平增高不僅可反映疾病活動,而且還表示患LN的危險因素。進一步分析還發(fā)現(xiàn),反過來腎臟炎癥也會導致ADPN的增高。因此認為,高水平的ADPN有可能是作為一種潛在的保護性內環(huán)境平衡機制而發(fā)揮作用[28]?？傊?在SLE中,ADPN可能發(fā)揮促炎和抗炎的雙向作用,而這些作用正如在RA中的研究,可能與不同亞型有關,至于ADPN在SLE及LN的不同階段的具體作用機制仍有待研究。

3.4 ADPN與干燥綜合征

干燥綜合征(SS)也被稱為自身免疫性皮炎,是一種以破壞外分泌腺為主的自身免疫病,其發(fā)病機制尚不完全清楚,但強有力的證據(jù)支持唾液腺上皮細胞(SGECs)的中心作用。SGECs是啟動自身免疫反應的靶細胞,在腺體中除了有大量的淋巴細胞外,同時還存在脂肪細胞浸潤。而ADPN是一種由脂肪組織合成的、在血液中含量豐富的多功能激素蛋白質。

已有研究發(fā)現(xiàn)[29-30],ADPN可能對SS患者因免疫性炎癥受損的SGECs有保護作用。早期國外學者Katsiougiannis等[29]研究首次證明了SGECs在原位唾液腺中產(chǎn)生ADPN,該學者在原發(fā)性SGECs中測試了ADPN的生物學作用,并初步證明ADPN是一種防止自發(fā)凋亡的保護因子。隨后,他們在干擾素(IFN)-γ誘導的細胞死亡的背景下,進一步測試了ADPN的保護功能。結果顯示,ADPN能通過AMPK途徑劑量依賴性抑制SS患者涎腺上皮細胞的增殖,并能抑制IFN-γ誘導的細胞凋亡,發(fā)揮抗細胞增殖作用。2014年Su等[30]的動物模型和體外細胞的實驗研究也表明,ADPN可以通過防止唾液腺細胞載脂蛋白下降而對這些患者的唾液腺細胞起到保護作用。還有一項病例對照研究顯示[31],SS患者唾液中ADPN含量增加,故認為ADPN在SS中具有特殊的保護作用,由此可以認為ADPN是SS的一個潛在的、具有保護作用的唾液生物標志物,這些結果與Katsiougiannis等[29]的發(fā)現(xiàn)一致。陳孟等[32]在小鼠實驗研究中發(fā)現(xiàn),通過體內轉染ADPN可降低外周血促炎因子TNF-α的濃度,降低外周血及靶腺體破壞及功能下降,從而改善癥狀,這也充分提示ADPN對SS模型小鼠頜下腺具有抑制炎癥的作用,并且可能為SS模型小鼠的保護基因。綜上所述,ADPN在自身免疫疾病中所起作用各有不同,在SS中不僅起到了保護作用,而且可能成為一個潛在的、具有保護作用的唾液生物標志物。進一步研究ADPN與SS的作用機制有望成為SS治療的潛在靶點。

3.5 ADPN與系統(tǒng)性硬化癥

ADPN在系統(tǒng)性硬化癥(SSc)中的作用與在SS中類似,主要是作為一種保護因子發(fā)揮作用。Lee等[33]的薈萃分析顯示,SSc患者的循環(huán)ADPN水平明顯低于對照組,尤其表現(xiàn)在彌漫型SSc患者中,而在局限型SSc患者中則不明顯,并且分析此炎癥過程中降低的ADPN水平可能會調節(jié)與SSc相關的免疫反應,至于ADPN是否直接參與SSc的發(fā)病機制尚需進一步研究。2012年Fang等[34]研究證明,ADPN可以抑制膠原基因表達和肌成纖維細胞分化,并且認為ADPN在SSc纖維化中的可能機制為ADPN及其受體水平受損,從而使成纖維細胞中的ADPN信號傳導發(fā)生異常變化,由此認為使其正常化可能是控制SSc纖維化的潛在治療靶點。有學者認為[35],ADPN水平的降低主要發(fā)生在SSc的早期,該階段Th2淋巴細胞及其促纖維化作用發(fā)揮主要作用;而在后期,ADPN水平則升高,究其原因可能是在此階段Th1細胞及其抗纖維化作用占主導地位;除了上述有關Th細胞極化機制外,ADPN也可以與成纖維細胞結合參與AMPK通路從而發(fā)揮抗纖維化作用。ADPN作為一種抗纖維化分子,其可能與疾病持續(xù)時間呈正相關,其水平的降低似乎是SSc早期加重纖維化的因素之一。

3.6 ADPN與其他常見風濕性疾病

ADPN被認為是關節(jié)內穩(wěn)態(tài)的重要調節(jié)因子,其在強直性脊柱炎(AS)及骨關節(jié)炎(OA)的炎癥過程和免疫系統(tǒng)中均發(fā)揮重要作用,但查閱國內外文獻發(fā)現(xiàn)當前研究較少。

ADPN在AS的不同發(fā)展階段作用不同。2016年方曦[36]認為,AS的病程隨著時間的推移,由早期的急性炎癥,逐漸出現(xiàn)骨質的破壞,到晚期的骨質增生修復的三個階段,ADPN可能起不同的作用。在前兩個階段中,ADPN主要起促炎作用,而在晚期過程中可能轉變?yōu)橐种蒲装Y作用,但相關機制仍需要進一步研究。早期國外學者Poddubnyy等[37]發(fā)現(xiàn),血清ADPN水平在發(fā)生脊柱放射學進展的患者中明顯低于無脊柱放射學進展,且高水平的血清ADPN(>12 μg/mL)對脊柱放射學進展起到保護作用,這一結果的出現(xiàn)可能與AS病程的不同階段有關,尚需進一步研究。

ADPN在OA中主要發(fā)揮促炎作用,但可能對軟骨也具有保護作用。ADPN通過增加一氧化氮(NO)、IL-6和IL-8、血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)、基質金屬蛋白酶組織抑制物-1(TIMP-1)、MMP-1和MMP-3及MMP-13[5]的產(chǎn)生,促進炎癥和分解代謝,導致軟骨退化和OA發(fā)病。最近一項研究表明[38],血漿ADPN濃度與OA患者的臨床和影像學疾病嚴重程度相關,且ADPN在疾病后期的致病作用可能比早期更為顯著,因此認為,ADPN可能是一個潛在的臨床生物標志物,同時可以用來評估疾病的嚴重程度。然而,有趣的是,Chen等[39]發(fā)現(xiàn)ADPN下調了IL-1β誘導的人軟骨細胞MMP-13表達,增加了基質金屬蛋白酶組織抑制物-2(TIMP-2)的產(chǎn)生,進而發(fā)揮了對軟骨的保護作用。這種相互矛盾的證據(jù)可能來自患者的異質性、不同的研究方案或ADPN對OA分期和嚴重程度的影響。

4 總結與展望

綜上所述,ADPN介導免疫炎癥機制與痛風和RA,SLE,SS,SSc,AS及OA等常見風濕性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關,而其作用各有不同。ADPN在痛風和SS及SSc中主要發(fā)揮抗炎作用,并且有可能成為一個潛在的、具有保護性作用的生物標志物;而在RA和OA中主要發(fā)揮促炎作用,在SLE和AS中發(fā)揮促炎及抗炎雙向機制。這些不同的作用可能與疾病的不同發(fā)展階段及ADPN的不同分子亞型密切相關。因此,進一步加強ADPN的不同分子亞型和作用機制的研究以及其在常見風濕性疾病不同階段發(fā)生、發(fā)展中的作用,有望為疾病的預防、診斷、靶向治療和預后提供新思路和新方法。