鄒 琳, 崔軼霞, 張娜娜, 陳思榮

(延安大學(xué)附屬醫(yī)院 風(fēng)濕免疫科,陜西 延安 716000)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)是一種以慢性、侵蝕性、對稱性多關(guān)節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)的自身免疫性疾病。流行病學(xué)研究顯示,RA可發(fā)生于任何年齡段,其發(fā)病率隨著年齡的增加呈增長趨勢,在40～50歲人群中好發(fā),女性發(fā)病率約為男性的3～5倍,全球發(fā)病率為0.5%～1%[1]。骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是一種以骨量降低和骨組織微結(jié)構(gòu)破壞為特征的代謝性骨病,為RA常見的并發(fā)癥之一。OP給RA患者帶來嚴(yán)重不良預(yù)后,使其生活質(zhì)量下降,從而大大提高了RA的致殘率和病死率。本文對RA合并OP的發(fā)病機制和RA相關(guān)治療藥物對OP的影響的研究進展進行綜述,旨在為臨床診治提供參考。

1 RA合并OP的發(fā)病機制

1.1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.1.1無翅型MMTV整合位點家族/β-連環(huán)蛋白(wingless type MMTV integration site family/β-catenin, Wnt/β-catenin)信號通路 Wnt信號通路在體內(nèi)參與細胞的增殖、遷移,組織穩(wěn)態(tài)、再生,胚胎發(fā)育等多種生物學(xué)過程。Wnt蛋白與卷曲蛋白受體及低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(low-density lipoprotein receptor-related protein 5/6, LRP5/6)結(jié)合,觸發(fā)經(jīng)典Wnt/β-catenin通路,參與RA的發(fā)病,使間充質(zhì)前體細胞和骨軟骨祖細胞分化為成骨細胞,參與成骨細胞的增殖和分化。β-catenin轉(zhuǎn)移到細胞核中,調(diào)節(jié)Osterix信號軸及Runx家族轉(zhuǎn)錄因子2(Runx family transcription factor 2, Runx2)的表達[2]。Wnt信號傳導(dǎo)受到卷曲蛋白受體相關(guān)蛋白、Wnt抑制因子1、硬化素和Dickkopf(DKK)家族蛋白等抑制劑的調(diào)節(jié)。硬化素拮抗LRP5/6下游信號傳導(dǎo),進而抑制Wnt信號傳導(dǎo),增強成骨細胞凋亡,DKK -1與LRP5/6及單通道跨膜受體Kremen1/2結(jié)合,導(dǎo)致復(fù)合物的內(nèi)化,進而抑制Wnt信號傳導(dǎo),下調(diào)骨保護素(osteoprotegerin, OPG)和上調(diào)核因子κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)受體活化因子配體(receptor activator of NF-κB ligand, RANKL)的表達[3]。

1.1.2骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)/果蠅與秀麗隱桿線蟲蛋白同源物(homologues of the drosophila protein, mothers against decapentaplegic and the caenorhabditis elegans protein, Smad)信號通路 BMP是轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)家族中最大的亞類,可刺激軟骨細胞的增殖和分化,Smad蛋白將TGF-β與其受體結(jié)合產(chǎn)生的信號從細胞質(zhì)傳遞到細胞核,從而調(diào)節(jié)成骨細胞和破骨細胞分化,在骨骼發(fā)育、骨形成和骨穩(wěn)態(tài)過程發(fā)揮作用[4]。BMP以Smad1/5/8(B-Smads)為信號傳導(dǎo)器,與細胞表面具有絲氨酸、蘇氨酸激酶活性的受體BMP受體Ⅰ/Ⅱ結(jié)合磷酸化, 磷酸化的B-Smads與Smad4形成復(fù)合物在細胞核中積累,與轉(zhuǎn)錄輔助因子或抑制因子結(jié)合后再與目標(biāo)基因的調(diào)控元件結(jié)合進行轉(zhuǎn)錄調(diào)控[5]。經(jīng)典BMP-Smad信號通路的每一步都受到正性或負性因子調(diào)控,骨形成蛋白和激活蛋白膜結(jié)合抑制物(bone morphogenetic protein and activating protein membrane binding inhibitor, BAMBI)被稱為TGF-β偽受體,與BMP受體Ⅰ結(jié)構(gòu)相似但缺乏絲氨酸/蘇氨酸磷激酶信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域,BAMBI與BMP受體Ⅱ結(jié)合后形成異構(gòu)復(fù)合物,阻止BMP-Smad信號傳導(dǎo)[6]。

1.1.3磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號通路 PI3K-Akt信號通路受生長因子和細胞因子的調(diào)節(jié),通過與受體酪氨酸激酶和G-蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合后磷酸化胞內(nèi)的酪氨酸殘基發(fā)揮作用[7]。PI3K-Akt信號通路調(diào)控成骨細胞和破骨細胞的存活和分化,進而維持骨穩(wěn)態(tài),并且與調(diào)控成骨分化的通路有密切聯(lián)系。Wnt/β-catenin信號通路受到小鼠糖原合成酶激酶-3β形成的降解復(fù)合物的調(diào)節(jié),Akt通過磷酸化小鼠糖原合成酶激酶-3β使其失活喪失蛋白功能而影響Wnt/β-catenin通路[8]。此外,Akt可以負調(diào)控BMP-Smad通路中Smad,抑制活化的Smad1和Smad5在細胞核聚集,抑制BMP-Smad信號傳導(dǎo)[9]。

1.1.4Janus激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription, JAK/STAT)信號通路 JAK/STAT信號通路是多種細胞因子、激素和生長因子的重要下游介質(zhì),在骨發(fā)育、代謝和愈合中起重要作用[10]。白細胞介素(interleukin, IL)-6通過糖蛋白130激活糖蛋白130相關(guān)的JAK,從而誘導(dǎo)STAT3激活的JAK/STAT通路上調(diào)RANKL,導(dǎo)致破骨細胞分化,骨吸收增強[11]。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn),降低IL-6水平抑制了JAK/STAT信號通路相關(guān)基因的mRNA水平,減少了STAT1蛋白表達并增加了成骨分化,相反增強IL-6的表達增加了STAT1蛋白表達及JAK/STAT信號通路相關(guān)基因的mRNA水平,降低成骨細胞的分化。

1.1.5神經(jīng)源性位點缺口同源蛋白(neurogenic locus notch homolog protein,Notch)信號通路 Notch信號通路主要由Notch受體、Notch配體、轉(zhuǎn)錄因子及Notch信號調(diào)節(jié)分子組成,也包括Notch的4種受體蛋白(Notch-1、2、3、4)及5種配體蛋白(Delta-1、3、4,Jagged-1、2),在先天性和獲得性免疫的識別、調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用,與T細胞、B細胞及巨噬細胞等免疫細胞作用調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),參與RA[13-14]。此外,Notch通路在調(diào)控與維持骨穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要的作用,參與破骨細胞的分化、成熟,影響軟骨形成、骨形成和骨吸收。然而,不同Notch受體-配體結(jié)合激活的Notch通路存在不同的調(diào)控作用,如Notch1/Jagged1軸抑制破骨細胞生成,而Notch2/Delta1軸促進破骨細胞生成[15]。

1.1.6Hedgehog信號通路 Hedgehog信號通路由Hedgehog信號蛋白、Ptched、Smoothened特異性受體、Gli蛋白和下游靶基因4部分構(gòu)成,Hedgehog信號蛋白分為Shh、Ihh和Dhh,其中Shh分布最廣,陽性表達率高,相關(guān)研究最多[16]。經(jīng)典的Hedgehog信號通路參與RA的發(fā)病。有研究發(fā)現(xiàn),RA患者的Shh水平與類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor,RF)及抗環(huán)瓜氨酸肽(cyclic citrullinated peptide,CCP)抗體呈正相關(guān),Shh信號通過細胞外信號調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白激酶信號介導(dǎo)RA成纖維樣滑膜細胞的增殖和遷移[17]。此外,Hedgehog信號通路在骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化及調(diào)控成骨細胞的增殖、分化、活性中發(fā)揮重要作用[18]。

1.1.7新興的骨質(zhì)重塑調(diào)節(jié)因素 微小RNA(microRNA,miRNA)是非編碼的單鏈RNA分子,在骨細胞內(nèi)發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控作用,長鏈非編碼RNA和環(huán)狀RNA參與骨代謝的調(diào)節(jié)[19]。

一些miRNA針對Wnt信號級聯(lián)的關(guān)鍵成分,通過靶向部分互補序列的mRNA來轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因表達,導(dǎo)致Wnt信號的減弱或增強,例如,miR-37c、miR-23a、miR-30e通過靶向Wnt受體或共同受體(Wnt3、LRP5/6)使Wnt信號傳導(dǎo)減少,使成骨細胞分化減少,相反,miR-27a、miR-142、miR-29a、miR-218、miR-98、miR-335、miR-542通過靶向卷曲蛋白受體相關(guān)蛋白、DKK-1、硬化素等Wnt抑制劑和負調(diào)控因子誘導(dǎo)Wnt信號傳導(dǎo)和成骨分化[20]。此外,雖然2022年Liang等[21]針對miRNA對骨細胞活動的影響進行了探討,涉及Wnt信號通路、Runx2、BMP/Smads通路、RANKL通路等多條信號通路,雖然這些研究僅涉及動物模型和隊列研究,轉(zhuǎn)化為臨床有待測試,卻對發(fā)現(xiàn)OP的潛在治療靶點具有重要意義。

1.2炎癥因子 眾所周知,炎癥因子的過度表達可增加RA患者發(fā)生OP的風(fēng)險,以腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor α, TNF-α)、IL-6和IL-1為代表的促炎細胞因子誘導(dǎo)RANKL的表達刺激破骨細胞分化,增強骨吸收,打破骨形成和骨吸收間的平衡。

1.2.1TNF-α TNF-α在RA中的骨吸收作用已經(jīng)被證實,推測其可能通過上調(diào)破骨細胞前體NF-κB受體活化因子和巨噬細胞集落刺激因子受體的表達,進而促進破骨細胞增殖,增強破骨細胞活性,影響破骨細胞分化[22]。然而,TNF-α不是破骨細胞形成、發(fā)生侵蝕性關(guān)節(jié)炎和骨溶解所必須的,這些改變在TNF-α缺乏的條件下也可發(fā)生。Zou等[23]認為,TNF-α是破骨細胞生成的自分泌因子,在RANKL的誘導(dǎo)下,破骨細胞生成增加并且隨著TNF-α的增加而增加。

1.2.2IL-1和IL-6 IL-1直接作用于破骨細胞表面的IL-1受體,激活NF-κB,在TNF-α誘導(dǎo)破骨細胞形成的過程中發(fā)揮橋梁作用,且通過作用于前列腺素E2的合成影響破骨細胞形成,參與多核破骨細胞形成[24]。IL-6在RA患者的滑膜中大量表達,誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎癥和損傷,軟骨退化,關(guān)節(jié)侵蝕和變窄,IL-6與IL-6受體結(jié)合由JAK/STAT信號通路介導(dǎo)直接促進RA患者成纖維細胞樣滑膜細胞中RANKL的表達,并且是TNF-α和IL-17誘導(dǎo)RANKL所必需的[25]。此外,IL-6水平與慢性滑膜炎和關(guān)節(jié)破壞的嚴(yán)重程度相關(guān),且IL-6水平降低可作為患者良好預(yù)后的標(biāo)志[26]。

1.2.3自身抗體 瓜氨酸化蛋白抗體(anti-citrullinated protein antibodies, ACPAs)通過與細胞表面瓜氨酸波形蛋白結(jié)合或形成免疫復(fù)合物調(diào)節(jié)細胞功能,ACPAs存在于RA發(fā)病的早期,在RA患者血清和關(guān)節(jié)滑膜內(nèi)與破骨細胞前體細胞結(jié)合,誘導(dǎo)TNF-α的表達和釋放,刺激破骨細胞分化,直接誘導(dǎo)骨丟失[27]。與ACPAs陰性的RA患者相比,ACPAs陽性的RA患者關(guān)節(jié)周圍骨的破壞程度更明顯,骨小梁結(jié)構(gòu)改變、體積變小、數(shù)量變少、網(wǎng)絡(luò)不均勻性增加,并且ACPAs與RF產(chǎn)生疊加效應(yīng),與RA侵蝕關(guān)節(jié)數(shù)目及嚴(yán)重程度有關(guān),ACPAs和RF均陽性的RA患者關(guān)節(jié)侵蝕程度更重[28-29]。Engdahl等[30]研究發(fā)現(xiàn),瓜氨酸波形蛋白所誘發(fā)關(guān)節(jié)炎較甲基化牛血清白蛋白輕,但關(guān)節(jié)周圍骨丟失更明顯,可能與抗瓜氨酸波形蛋白作用于關(guān)節(jié)周圍骨髓中破骨細胞前體和增加成熟破骨細胞的浸潤而觸發(fā)關(guān)節(jié)周圍骨丟失有關(guān),這解釋了在RA患者早期炎癥發(fā)作前為什么骨量已經(jīng)改變,甚至在ACPAs陽性而未確診的RA患者中就已經(jīng)發(fā)生骨量減少。

1.3維生素D缺乏與肌少癥 維生素D缺乏與自身免疫性疾病的發(fā)病機制有關(guān),低維生素D水平被認為是RA發(fā)病的危險因素,可抑制單核細胞向樹突狀細胞分化,減少了抗原提呈細胞向T細胞分化,且作用于B細胞,從而使免疫球蛋白的產(chǎn)生減少[31]。約有半數(shù)RA患者存在25-羥基維生素D缺乏(< 20 ng/ml ),中老年人低25-羥基維生素D水平與低骨量的相關(guān)性已被證明,25-羥基維生素D除了參與骨骼和鈣代謝,還在免疫調(diào)節(jié)中也發(fā)揮重要作用。有研究報道,RA患者血清25-羥基維生素D水平明顯降低,且與RA易感性有關(guān),與疾病活動呈負相關(guān)[32]。

肌少癥是一種以肌肉質(zhì)量、力量和功能低下為特征的全身性疾病,增加患者身體殘疾、生活質(zhì)量低下和死亡的風(fēng)險。缺乏物理鍛煉被認為是肌少癥的首要危險因素,除此之外,激素和細胞因子失衡也會導(dǎo)致肌肉質(zhì)量和力量的損失,極端肌肉損失發(fā)生由與年齡相關(guān)的激素濃度下降及促炎細胞因子(TNF-α、IL-6)所介導(dǎo)[33]。Lian等[34]招募了549名來自中國的RA患者和158名對照受試者,并對其進行骨密度和骨骼肌質(zhì)量測量,結(jié)果顯示肌少癥在RA患者中的發(fā)生率為61.7%,患有肌少癥RA患者的年齡、病程、血沉、C反應(yīng)蛋白水平、28個關(guān)節(jié)疾病活動度評分和健康評估問卷-殘疾指數(shù)顯著升高。并且Chu等[35]研究顯示,肌少癥和維生素D缺乏對RA患者椎體骨質(zhì)疏松性骨折具有協(xié)同作用,可能與維生素D不足損害肌肉功能有關(guān)。

2 RA相關(guān)治療藥物對OP的影響

2.1激素 糖皮質(zhì)激素(glucocorticoids, GC)在RA的治療中運用廣泛,長期大劑量GC對骨骼產(chǎn)生的負面影響是眾所周知的,然而短期小劑量GC治療的作用仍存在爭議。全身性應(yīng)用GC對骨形成和骨吸收有很大的抑制作用,特別是長期大劑量給藥可促進破骨細胞形成,抑制成骨細胞活性,且促進腎臟對鈣的排泄,抑制腸道對鈣的吸收,減少性激素分泌,導(dǎo)致肌肉萎縮和步態(tài)障礙,進而增加骨質(zhì)流失和骨折風(fēng)險,即使在GC停藥后,骨折風(fēng)險仍可持續(xù)1年[36]。實際上,小劑量GC(<10 mg/d)可以減少RA患者的全身炎癥反應(yīng),對骨的保護作用能夠抵消其對骨的不良影響,處于疾病早期和活動期的RA患者使用小劑量GC不會出現(xiàn)顯著的骨密度改變,尤其是潑尼松劑量<5 mg/d[37-38]。然而,臨床上GC的不規(guī)范使用并不少見,受文化水平及診療條件等影響,大多RA患者將GC當(dāng)做靈丹妙藥而長期大劑量口服,糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松患者大量出現(xiàn),骨質(zhì)疏松性骨折也越來越多。一項基于中國人的隊列研究顯示,RA使用過GC組OP的發(fā)生率為41.6%,明顯高于未使用GC組(29.4%),并與使用療程有關(guān),而與GC每日劑量無關(guān),且骨量丟失多發(fā)生在GC治療的第一年,在最初治療的3～6個月,糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松的患病率沒有明顯增加,維持在30.0%左右,但在治療6～12個月迅速上升,12個月后隨著GC療程的延長而向上波動[39]。為了最大限度地降低骨折風(fēng)險,臨床實踐指南建議,對于預(yù)計在3～6個月內(nèi)每天接受相當(dāng)于5～7.5 mg潑尼松治療的患者,應(yīng)給予抗OP藥物治療[40]。

2.2傳統(tǒng)合成改善病情抗風(fēng)濕藥(disease-modifying antirheumatic drugs, DMARDs) 臨床上普遍使用GC聯(lián)合傳統(tǒng)合成DMARDs治療RA,目前常用的傳統(tǒng)合成DMARDs包括甲氨蝶呤(methotrexate, MTX)、羥氯喹(hydroxychloroquine, HCQ)、來氟米特、柳氮磺吡啶和新型小分子抗風(fēng)濕藥艾拉莫德,這些藥物不僅在治療RA中具有突出作用,對骨密度也具有顯著影響。低劑量MTX(≤25 mg/周)是歐洲風(fēng)濕病防治聯(lián)合會(EULAR)指南推薦治療RA的一線用藥,MTX通過上調(diào)血清OPG,降低RANKL的表達,競爭性抑制RANK和RANKL的結(jié)合以及調(diào)節(jié)RANKL/RANK/OPG通路來抑制骨破壞,與GC聯(lián)合使用可預(yù)防骨侵蝕和關(guān)節(jié)破壞[41]。然而,近年來越來越多長期使用MTX的患者出現(xiàn)了所謂的“MTX骨病”,發(fā)生多發(fā)性跟骨/脛骨遠端和近端以及股骨遠端干骺端不全性骨折,可能與MTX抑制原始骨髓基質(zhì)細胞增殖,損害成骨細胞增殖及活性有關(guān)[42]。HCQ可能影響成骨細胞和破骨細胞形成,體外研究表明,HCQ降低了成熟破骨細胞的細胞內(nèi)pH值,抑制破骨細胞的形成,導(dǎo)致骨吸收減少[43]。來氟米特抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-1、MMP-9)的表達,從而抑制關(guān)節(jié)骨的破壞,是唯一一個與腰椎骨密度顯著增加相關(guān)的傳統(tǒng)合成DMARDs[44-45]。柳氮磺吡啶可能會增加氧化應(yīng)激,通過減少RANKL的表達、增加OPG的表達來抑制破骨細胞的形成[46]。艾拉莫德抑制環(huán)氧合酶-2而起到抗炎作用,抑制骨吸收,促進骨形成[47]。臨床上MTX單一療法失敗的RA患者常聯(lián)合傳統(tǒng)合成DMARDs進行治療,Carbone等[48]研究發(fā)現(xiàn),單獨或聯(lián)合使用MTX、HCQ、柳氮磺吡啶對骨折風(fēng)險沒有顯著影響。

2.3生物制劑 隨著生物制劑的問世,RA的治療有了重大突破,以TNF-α拮抗劑(英夫利昔單抗、阿達木單抗、依那西普)為代表的早期生物制劑作為治療RA的第四代藥物,具有高選擇性藥理作用及低毒副作用的特點,較傳統(tǒng)合成DMARDs起效更快、作用更強。TNF-α拮抗劑已經(jīng)被證實可減輕RA患者關(guān)節(jié)骨侵蝕、全身骨量減少及滑膜炎,英夫利昔單抗不僅可以緩解關(guān)節(jié)炎癥,還可以減少全身骨損失和抑制肌腱炎癥[49]。阿達木單抗減輕脊柱和髖關(guān)節(jié)骨質(zhì)流失,特別是在開始治療的第一年,而手部和髖部的骨密度分別在治療1年和4年后持續(xù)下降[50]。IL-6抑制劑托珠單抗能夠有效控制RA炎癥反應(yīng),延緩關(guān)節(jié)損傷,并且托珠單抗聯(lián)合MTX消除了疾病活動和關(guān)節(jié)損傷間的相關(guān)性[51]。Poutoglidou等[52]通過構(gòu)建CIA模型發(fā)現(xiàn),托珠單抗可使肌腱組織中TNF-α和IL-23顯著降低,并且明顯改善小梁微結(jié)構(gòu),改善肌腱形態(tài)。靶向小分子藥物JAK抑制劑托法替尼抑制JAK/STAT信號傳導(dǎo)進而減弱IL-6功能,促進成骨分化,降低破骨細胞的分化和活性,并且不損害軟骨分化[53]。新型生物制劑阿巴西普是治療RA的第五代藥物,直接抑制T細胞活化, 對股骨頸骨密度的增加有顯著影響[54]。

3 結(jié)論

綜上,RA和OP的發(fā)病在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及炎癥因子間相互作用、相互聯(lián)系,并且與維生素D水平及物理鍛煉息息相關(guān),RA治療藥物對OP的影響也不容小覷。進一步探究這些因素與RA合并OP的關(guān)系可提供更有效的治療方式,減少RA患者骨折的發(fā)生風(fēng)險,改善RA患者生活質(zhì)量。