46-第46章类风湿关节炎的病因与发病机制

可乐加水 · 发表于 2008-12-11 10:04:28

类风湿关节炎(RA)是一种系统性的炎性疾病，主要侵犯动关节的滑膜。炎症常出现于具有遗传倾向的个体。目前参与发病机制的外源性病因尚未明确。现认为在RA慢性炎症诱导细胞成分和滑膜内基因的表达发生改变，导致滑膜的过度增殖以及软骨、骨和韧带等关节结构遭到破坏。除了关节的病变，RA还可累及关节外多种器官，这也是决定RA预后的一个重要因素。RA是一病谱性疾病，包括从自限性关节炎到慢性进展性疾病。它不但使关节受到不同程度的破坏，还可引发关节外脏器的病变。临床上RA在疾病的进展、严重程度等方面的异质性是由遗传和环境因素共同决定的。

第一节类风湿关节炎的病因

第二节类风湿关节炎的发病机制

第三节类风湿关节炎的动物模型

可乐加水 · 发表于 2008-12-11 10:06:05

一、遗传因素

   类风湿关节炎病人家系以及同卵双生子和异卵双生子的研究结果，支持遗传因素在类风湿关节炎的发病中起重要作用这一结论。最有力的证据是如果同卵双生子中的一个患RA,那么他们的患病一致率为30%-50%;如果父母双方有一人患RA，那么异卵双生子发病率为2%--5%，而一般人群的发病率不到1%。

   不过，RA同其他风湿病一样，在遗传学方面有着自己的特点。首先，RA发病的家族聚集性相对较低(表 46一1)。其次，有多个不同基因参与RA发病，但没有一个特定的基因是发病所必需或是可单独致病的，它们各自起一小部分作用，使疾病发生的概率略有增加，这就是遗传的低外显或不完全外显。第三，遗传因素不仅决定了疾病的易感性，而且与疾病发展的严重程度和临床表现相关，这为我们提供了预测疾病发展的遗传标记物。

从图46一1中可以看出，遗传因素在RA发病中的作用主要有四点:第一，造成疾病易感的遗传多态性是由于基因漂移的选择性和随机效应等多种原因引发的。第二，等位基因的变异体可以与环境因素相互作用，从而增加患病的危险性。这种相互作用可反复发生，并可能会逐渐累积。对于RA来说，年龄是发病的危险因素之一。第三，意外事件无疑在发病中有一定作用，在很大的程度上，随机因素在疾病中往往被忽视。第四，上述这些因素的相互作用最终影响疾病的结局。

   十年前，对RA遗传因素的认识主要集中在对HLA的研究。近年来随着生物技术的飞速发展，发现HLA区域外的基因在RA的发病中有越来越重要的作用。尽管我们对HLA在RA发病中的准确机制尚不十分清楚，但是如果对HLA外的其他基因有了充分的认识，那么可以更好地理解 HLA连锁基因对 RA发病的作用。

   总之，由于RA在表型和遗传水平上的复杂性和疾病的异质性，给RA遗传学的研究带来了一定的困难。不过，近年来全基因组扫描和候选基因的方法使人们对RA基因的遗传特性有了更深人的认识。

   (一)与HLA相关的等位基因

   人类主要组织相容性抗原(major histo-compatibility complex, MHC)拥有多态基因位点，继承了表达于 MHC基因位点上某一特定基因的人易患RA，这种特定基因被称为与疾病相关的等位基因。如果从父母双方同时继承了此基因，不仅容易患RA，而且病情会更严重。对人类而言，位于细胞表面编码 MHC基因位点的细胞表面的蛋白被称为人类白细胞抗原(human leukocyte antigens, HLA)。这些抗原决定了个体的组织类型，事实上，它们表达了每个人体内的分子特征。主要依据细胞表面特异性蛋白的结构，HLA分子被分为两大类，I类和 II类。I类抗原包括三种，分别命名为HLA-A,HLA-B和HLA-C; II类抗原也包括三种，依次是HLA-DR,HLA-DP和HLA-DQ。从父亲或母亲一方继承得到的HLAs被称为单体型(haplotype)。子女可以在每一个基因位点上继承若干等位基因中的一个，例如HLA-DRI,HLA-DR2,HLA-DR3 ,HLA-DR4等。

   1. HLA-DR4与“共享表位”假说

   迄今为止，研究最深人的、与RA发病相关性最强的是HLA系统，特别是HLA II类分子。HLA基因不但可以将抗原递呈给T细胞，诱导其活化，并且在胸腺中选择释放至外周血中的T细胞。参与RA发病的HLA II类分子对启动T细胞反应有着重要作用，同时它在关节内发挥着更多的局部作用。虽然HLA II类分子主要是由造血抗原递呈细胞表达的，但是滑膜成纤维细胞表面也可表达HLAn类分子，特别是表达HLA-DR o。

   20世纪70年代，Stastny在MHC基因组中得到一种与RA相关的基因— HLA-DR4,发现大约70%的白人RA患者表达HLA-DR4,而对照组仅有28%的人表达该基因。实际上，HLA-DR4是存在不同等位基因的共同表位，它包含多个等位基因。此后，通过应用位点特异J性探针和聚合酶链反应(PCR)等技术，得到与RA相关的特异性等位基因。研究发现HLA-DR4中的HLA-DRB1 * 0401, * 0404, * 0405, *0408与RA相关，此外，HLA-DRI组(* 0101,0102),DR6组(‘1402)和DR10组(‘1001)也与RA发病相关。在上述等位基因中包含一段特殊的序列，它们可以编码得到一段相似的氨基酸顺序。其中位于HLA-DRB1蛋白队链第三个高变区中的70-74氨基酸，被称为共享表位(shared epitope, SE)(表46一2)，实际上，这才是对疾病易感的关键因素。随后，世界上多个国家和地区对 SE与 RA的相关性进行了大规模的研究，结果发现这种现象不仅出现在白种人，亚洲人和部分印度人也存在。因此，在此基础上提出“共享表位”假说。不过，对某些种族和地区的研究表明，DR4阳性与RA易感性之间的相关性并不十分显著，将近1/4的RA病人不携带DRBI的上述易感决定簇。这些研究说明，虽然SE与RA的发病有很强的相关性，但是它仍然不能代表遗传因素来解释整个RA的病因。有人统计，在RA的发病中，来自HLA的等位基因约占整个遗传因素的30% -40% 。

SE假说在RA的发病中有重要意义，而且越来越多的研究证明，HLA-DR4等位基因不但可以影响疾病的进程，还可用以预测疾病的发展和严重程度。典型的、严重的、慢性病程的RA与该共享表位有很强的相关性。SE等位基因的序列差异、SE所含等位基因数量的多少和基因的连锁不平衡性都直接影响RA的严重程度。

正如表46-2列出的那样，所有SE等位基因的序列并不完全相同，正是这些等位基因在氨基酸序列上的微小差异，可能导致在功能上表现出很大的不同，从而使得 RA出现不同的临床表现。Weyand等提出SE等位基因和基因型对 RA临床表现严重程度影响的阶梯表假设(图46一2)。按照这个模型，不同的SE等位基因和基因型对应着不同的临床表现，对疾病产生不同程度的危险性。例如，携带HLA-DRB1 * 0401纯合子的RA白种人患者可以出现较为严重的临床症状。不过这还需要在其他人种中验证以得到进一步的证实。另外，位于DRl中的SE比位于DR4的SE对RA产生的危险性要小。

   有一项研究表明，继承两个DRB * 04基因的患者中100%出现类风湿结节，而在继承一个DRB * 04基因的患者中这个比例占59 ;同时还观察到，前者有61%的患者出现多个重要脏器的受累，而后者仅为11%。所以HLA在细胞表面表达的密度可能与疾病的发生有关，而且_RA病情的严重程度与HLA-DRB1等位基因的遗传负荷密切相关。不过，这一概念并不具有普遍性，因为如果患者无HLA-DR4, DR4与RA的易感性之间的关系就变得不那么密切了。

   HLA-DRBI等位基因与另一种基因或HLA-DRB1附近的基因可以作为一个遗传单位存在，这样可以组合出多种多样的形式。这种等位基因的联合可以形成基因连锁的不平衡性。一些大型的研究结果表明，具有疾病危险性的等位基因或单体型基因之间存在着复杂的相互作用。例如，英国曾作过一项大规模的调查，共有288例 RA病人和 500位对照者。如前所述，DRl的相对危险性比DR4等位基因* 0401和’0404要小。像‘0101/* 0401等位基因组成的杂合子，其相对危险性比两个各自独立的作用要高。其中某些杂合子，如’0401/*0404患RA的危险性非常高，它们是具有高危险性的杂合子之一。还有一些资料显示，某些单体型的基因与DRBI等位基因相互作用能够减轻发生疾病的危险性。这些说明基因连锁的不平衡性可能是一重要因素，它可以与 SE共同解释RA的发病。

   上述这些资料显示，与疾病相关的HLA-DRB1等位基因的序列多样性、基因的剂量效应和基因的连锁不平衡性在影响RA表达方面起着重要作用。总之，HLA-DRB1似乎更可以被看作是反映病情程度严重与否的指标。它的阳性表现可能并非决定 RA的始发因素，一旦表现阳性，却可以导致病情恶化。基因的剂量效应给这些基因的产物在抗原呈递中的作用提出了挑战。

   SE假说不仅可以用来解释在不同种族人群中各种等位基因的相关性，而且还可揭示它们在功能上的重要作用。因为晶体学的研究发现SE位于DRB1分子多肤结合沟内。对HLA-DR多肤复合物晶体结构的研究证实，共享表位在邻近HLA-DR分子的抗原结合部位蜿蜒呈螺旋状。这些具有多态性的氨基酸形成与抗原多肤侧链相互反应的结合“分子袋”，即“抗原结合沟”(antigen一binding groove)，它们决定了MHC结合多肤的特异性。其中共享表位上的一些氨基酸还可与识别HLA多肤复合物的T细胞受体(TCR)结合。也就是说，从理论上讲位于HLA-DRBI分子a螺旋上的共享表位既能够影响与抗原的结合，还可以影响与T细胞受体的结合。近来出现的许多理论进一步解释了在RA中SE影响与抗原或T细胞受体结合的强度。就抗原来说，SE可以选择性地结合与关节抗原(arthritogenic)有关的多肤，从而引发自身免疫反应。反之，抗原多肤只能与有抗原结合沟的HLA分子结合，而不与没有抗原结合沟的HLA结合。

   根据上述对 HLA结构的认识，有人提出了三种疾病相关多态性(disease-associated poly-morphism)作用的模型，分别是:①选择性结合自身抗原多肤;②选择性结合TCR分子;③HLA分子作为多肤的供者。在第一种模式中，携有负电荷氨基酸的抗原肤位于结构中央，它能够触发某种诱导疾病的T细胞反应。其中可能的一种情况是来自致病微生物的多肤与自身抗原产生交叉反应。也许有不同的抗原肤参与不同病人的发病，因为不同患者的疾病相关HLA-DRB1等位基因与多肤结合的方式不同。不过，至今尚不清楚这些抗原肤是否具有特异性。在第二种模式中，HLA通过直接与TCR的接触残基(contact residues)产生相互反应影响疾病相关序列的伸展，接触残基有助于TcR-HLA-DR复合物形成的亲和力。SE可能参与T细胞的选择，或者影响胸腺T细胞的形成，或者影响外周血T细胞的存活。在第三种模式中，与疾病相关的序列并不作为整个HLA-DR分子的一部分起作用，而是以肤的形式出现。胸腺可以识别来自HLA的肤，并影响 T细胞的选择。T细胞的阳性选择更倾向对与致病微生物肤交叉反应的 T细胞所有组成成分的识别。实际上，这与“分子模拟(molecularmimicry)”学说有关。等位基因编码的片段可以通过结合自身模拟环境中的抗原，导致 T细胞的活化和增殖。最后，使得与疾病相关的氨基酸序列成为RA的自身抗原。因为在胸腺的发育过程中，当T细胞与HLA II类分子相互反应时，可以引发疾病相关的基因片段对 T细胞的阳性选择，而不是剔除自身反应的克隆细胞。比如，RA 相关 HLA-DRB1氨基酸序列QKRAA也可以出现在病原体热休克蛋白dnaJ中，后者可以激发RA病人滑液中T细胞的增生。T细胞在识别热休克蛋白dnaJ的同时，还可识别与RA相关的HLA-DRBI氨基酸序列，并同样视其为特异性抗原从而引发RA。

   不过，用上述三种模式解释 HLA基因如何诱发或促进 RA的进展还有一定的局限性。有人提出以下一些看法:①许多健康个体也携带QKRAA序列但并不发生RA，所以应该还有其他因素参与RA的发病;②有一种相反的理论似乎很有道理，即在免疫反应中QKRAA可能形成一个“洞”，由于HLA-DR的这种局部解剖特点可以防止与亲关节的因子结合，因此可以制止某种T细胞介导的免疫反应;O SE与RA之间的联系也许与抗原识别无关，而与在胸腺中重塑T细胞所有组成部分相关(T cell repertoire)。

   2.HLA-DQ

   有些研究者提出HLA-DQ是主要与RA相关的等位基因，其中HLA-DQB1 * 0301是RA中一种重要的标志基因。通过用H-lAq和H-2Eb分子(前者相当于DQBI，后者相当于DRBl )分别诱发小鼠产生胶原性关节炎，得出这一结论，即DQ/DR单体型基因对人类RA易感人群有重要影响，其中HLA-DR4等位基因的多态性决定了对易感人群的保护程度。有人观察到 HLA-DQB1 *0302和 HLA-DQB1*0301与多数DR4单体型基因存在连锁不平衡，这说明HLA-DQ和HLA-DR有很强的连锁不平衡。对人类而言，目前推断得到的与RA相关的HLA-DQ等位基因包括DQB1 *0301,*0302,*0304,*0305,*0401,*0402结合 DQAI*0301(或 ’0302)，以及 DQB1 *0501结合DQA1 *0101(或‘0104)。前一组的DQ等位基因与DR4和DR9连锁，而后一组的DQ等位基因与DRl和DR10连锁。与共享表位的理论相似，保护性DRBI分子在第三高变区包含一段氨基酸序列— DERAA，其中DRBI *0103,*0402,*1102,*1103,*1301和’1302具有这段序列。近来，在 RA病人中检测到对 RA发病起作用的HLA-DQ-DR单体型，这是对上述理论的有力支持。

   综上所述，HLA-DRB1在 RA的发病中起着重要的作用，但不是惟一的，而且HLA基因与疾病的进展和发病方式有关。

   (二)非HLA相关的致病基因

   近来，人们把研究的重点逐渐转移至有关非HLA基因上(见表46一3)，因为越来越多的研究发现它在RA的发病中有着不可忽视的作用。

   目前用微卫星标记物(microsatellite mark-er)和单核昔酸多态性(singlenucleotide poly-morphism)进行基因组广泛连锁(gernome-widelinkage)分析，分析与疾病相关的复杂的基因。英国、日本、美国和欧洲多个国家应用这项遗传学技术在全球范围内对RA易感人群进行检测，对至少有两个同胞患有 RA的家族进行研究，结果肯定了HLA与RA之间的连锁关系。同时发现位于染色体1,3,4,5,6,12,16,17和18的非HLA基因位点与RA有关。虽然HLA的等位基因在RA发病中起着重要的作用，但是非HLA基因的作用也不能忽视。

   主要通过以下两种途径寻找与RA相关的非HLA基因:第一，也许可以在2个RA同胞的基因组中找到共同的遗传相似性，他们存在的共同遗传区域比预测的频率要高，且具有潜在的疾病关联性。第二，分别检测RA和健康人候选基因的代表，候选基因被认为涉及某些参与RA发病的分子作用途径。其中一个典型的例子是在RA患者体内可以检测到大量细胞因子，不论它们是否具有多态性。

   据报道TNF基因对RA的发病来说是一独立的危险因素。TNF基因位于人类 6号染色体的HLA基因位点上。有研究认为TN-Fa6,b5单体型和+489位置的多态性与RA的易感性之间有密切的相关性。这些基因位于HLA Ul类分子HLA-B的着丝点上。因此它们的多态性可能与共享表位DR等位基因呈连锁不平衡关系，而且它们之间的相互作用影响RA的严重程度。与此同时，上述这些观察扩展至对TNF受体的研究，发现RA与TNF II受体的单核昔酸多态性有关。

   其他一些细胞因子，如IL-5R,IFNy,IL-la和IL-2也参与RA的发病。另外一个候选基因是天然抗巨噬细胞相关蛋白(NRAMP 1)基因。它可以调节巨噬细胞的活性以提高TNFa, IL-1R和HLA II类分子的表达。

二、感染因素

   自从30年前发现溶血性链球菌感染导致风湿热以来，人们试图用各种理论和实验证实感染是类风湿关节炎触发的主要因素。许多微生物被认为是诱发慢性滑膜炎的病原体，包括多种细菌、支原体、衣原体、病毒(如巨细胞病毒、微小病毒B19,EB病毒等)。长期以来，感染因素一直被怀疑为引起 RA的直接因素。随着分子生物学技术的发展，尤其是PCR的应用，为寻找感染源提供了更先进的手段。但遗憾的是，不管是应用分离的方法，还是使用电子显微镜，或是现代分子生物学技术，仍然未找到一个具体的感染因子。

   1.细菌

   不论是反应性关节炎，还是动物的关节炎模型，都显示出细菌感染在其中起着不可缺少的作用，所以大多从这两方面着手研究细菌感染在RA的作用。同时，“分子模拟”学说为阐述 RA与细菌感染之间的关系提供了理论基础。“分子模拟学说”证明宿主蛋白与病原体蛋白具有相似的功能。传统认为，这个学说意味着给氨基酸排序，并且比较宿主抗原与可疑病原体蛋白的氨基酸序列。最近，随着计算机蛋白质资料库的逐渐完善，利用推测得到的自身抗原氨基酸序列依次与病原体蛋白作比较，发现这种结构的模拟现象比我们想像的更为常见。认为蛋白质线性序列的同源性在功能上的重要意义是有局限性的，在更大程度上抗体结合的特异性取决于蛋白的构象而不是线性抗原表位。

   尽管没有明确的证据显示某种细菌能够诱发RA，但是在与链球菌细胞壁发生免疫反应的动物关节炎模型中，可以看到RA的临床特征。用 PCR技术鉴别滑膜组织中细菌的DNA，证实了有相当一部分RA和反应性关节炎病人具有细菌的核昔酸序列。最近有两种细菌引起了研究人员的关注，发现它们与RA的发病有一定的相关性。其一是奇异变形杆菌，有研究显示，活动期的RA患者体内特异性抗奇异变形杆菌抗体水平升高。Ebringe:等人发现变形菌属尿素酶和变形菌属血溶素的抗体不仅可与手和足部小关节内的透明软骨结合，而且还与携有共享表位的HLA-DR1 /4分子细胞结合;存在高滴度抗奇异变形杆菌抗体的血清可以诱发补体和自然杀伤细胞产生细胞毒反应，以致造成滑膜和软骨的损伤。奇异变形杆菌在泌尿系统的反复感染，最终使得RA出现复发和缓解。另一个是肠道内的细菌，Paavo等人认为:①也许病原体及其产物在关节组织中更常见，只不过目前的技术尚无法发现它们;②新患RA病人肠道内存在的菌群与对照组不同，尤以革兰阳性厌氧菌为多见;③属于正常人肠道内菌群的细菌其细胞壁能够引起大鼠出现慢性关节炎，而那些与肠道内菌群有关的细菌则不能;④属于正常人肠道内菌群的细菌其细胞壁能够诱导产生前炎性细胞因子;⑤宿主的基因组可以调节肠道内菌群的组成。

   2.病毒

   (1)EB病毒:EB病毒在RA中的作用研究得比较多。早期的研究显示，在清洗 RA病人口腔时，从口腔的脱落物中发现高滴度的EB病毒;与对照组比较，RA病人的外周血中存在较多感染病毒的B细胞;RA患者的血清中可检测到高滴度的抗EB病毒抗体。近来发现，与RA发病相关的“共享表位”70一74氨基酸序列和EB病毒包膜上的糖蛋白gp110所含的氨基酸序列(QRRAA)相似，感染了EB病毒的患者血清中有抗“共享表位”的抗体。由此推测，如果RA病人携带HLA-DR4或DR1，那么T细胞可以识别 EB病毒上的抗原表位，从而发生免疫应答，然而那些不携带上述HLA等位基因的细胞则不与 EB病毒发生交叉反应。不过，gp110只是众多含有共享表位序列的外源蛋白之一。分子模拟学说显示了含有共享表位的蛋白与关节炎之间的相关性。

   (2)其他病毒:在一部分早期 RA病人的血清中有新近感染微小病毒 B19的证据。另有研究表明，抗人微小病毒IgG抗体水平虽然在出现关节炎症状之后有下降的趋势，但它仍保持了近八个月或更长时间。不过，更重要的是，非常少的RA患者合并有微小病毒的感染。用PCR的方法检测滑膜组织中B19基因，结果75%的RA患者滑膜样品为阳性，而非 RA对照组只有17%，但是许多B19基因阳性的RA病人血清中并不存在抗B19抗体。近来用免疫组化的方法检测B19的蛋白VP-1，结果全部被检的RA患者都测到该蛋白，而其他类型的关节炎则未检测出。不过，有些试验并没有在滑液或滑液细胞中检测到B19基因组，而且感染B19的血清学依据也不足。因此，并不能说明B19在RA发病中发挥作用。

   还有一种逆转录病毒，由它引发的羊的关节炎与人的RA病理变化类似。实际上，内源性逆转录病毒在炎性和正常滑膜中含量都非常丰富，尽管其中某些病毒的转录在RA细胞中的表达有所不同。一些对逆转录病毒间接的研究显示，在培养的滑膜细胞中出现诸如锌指结构的转录因子，而且，一种人类逆转录病毒的pX结构域和人类T淋巴细胞病毒一1(HTLV-1)可以导致转基因小鼠出现滑膜炎。

   因为风疹病毒和风疹疫苗可以引起人类出现滑膜炎，所以将它作为疾病的触发因素。在一系列的研究中，从6例患有炎性寡关节炎或多关节炎病人的滑液中分离得到活的风疹病毒，而这些病人缺乏肯定的感染风疹病毒的临床证据。但是，他们表现的多关节炎并不是典型的RA症状，更多的是累及大关节的寡关节炎。所以风疹病毒在RA中的意义并不能肯定。

三、随机因素

   随着对RA认识的深人，人们越来越意识到随机因素(stochastic factors)对RA发病的作用，而且将它摆在一个比较重要的位置。不过随机因素的作用很难通过试验重复得到。这些因素主要从以下三个方面体现它们在RA发病中的作用，包括体细胞遗传突变、后生效应(epi-genetic effects)和与生理过程相关的随机变化。

   1.体细胞遗传突变

   经典的体细胞遗传突变通常指自身免疫病中T细胞和B细胞上受体的重排，这种遗传上的变化可以解释患有自身免疫病的同卵双生子出现低患病一致率的原因。由于不了解受体参与免疫反应的具体机制，所以很难判断体细胞这种丰富的变化对疾病的影响。近来有研究认为，在RA滑膜中出现的体细胞突变是造成侵蚀性滑膜血管翁的原因之一。这也增加了体细胞遗传效应参与RA发病的可能性。

   2.后生效应

   后生效应为研究有关随机因素影响疾病的表达开拓了新的领域。例如，对女性同卵双生子X染色体失活方式的分析发现，双胎成员在X变异相关。进一步研究这些双胎，其X染色体的失活形式可以直接影响X一连锁疾病的表达。大多数自身免疫病以女性发病为多见，至少在形式上X染色体的失活可能对自身免疫病的发病是一种危险因素。在上述理论的基础上有人提出这样的假设，即在失去免疫耐受时，X染色体失活的形式也许能够成为一种易感因素。

   某些细胞因子在常染色体上共用一个等位基因位点，虽然不了解它们是如何选择表达这些等位基因的，但是可以推断一定有多种随机因素的参与。在疾病的发展过程中许多后生效应容易受到随机事件的影响，这些因素影响疾病表型的变异程度尚不清楚。

   3.与生理过程相关的随机变化

   生理过程本身往往受到各种外界因素的影响。从简单生物的发育过程中可以观察到，以新小杆线虫属(Caenorhabditis elegans)为例，隔离具有相同遗传因素的个体，使它们在相同的环境下各自生长，结果，这些生物的变异性超过了具有不同遗传特质的个体间的变化。神经元的结构也可以显示该生物中具有相同遗传特征个体的变异性。对人类而言，在人们选择的生活方式中，吸烟是惟一能够增加RA发病的危险因素。同卵双生子随着年龄的增长在疾病表型上表现出的差异，与复杂的生理过程的内在变化相关。事实上，年龄也可能是 RA发病的危险因素，随着年龄的增长，各种随机因素累加作用于个体，是诱发疾病的原因之一。

四、性激素

   1938年学者Hench观察到妊娠和黄疽可以减轻RA的症状，因此他大胆地提出肾上腺功能不全可以导致RA的发生。正是这些有重要意义的观察促使后人发现了皮质类固醇，它是肾上腺皮质的主要产物，并且在很长一段时间内作为一种治疗 RA具有奇效的药物。不过，虽然皮质类固醇并不能治愈RA，但是人们对于激素的异常分泌在RA发生和发展过程中的影响仍做着不懈的研究。半个多世纪以来，对皮质类固醇、雌激素、孕激素、泌乳素、肇酮、染色体失活的形式上存在相当大的变异，观察显示，这些变化与她们胎盘形成的解剖结构脱氢表雄酮(DHEA )、促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素释放激素等激素在RA临床的研究发现，RA病人性腺和交感神经肾上腺激素介体的产生和作用异常，说明它们对RA的发生、发展有重要的作用(表46一4)。

   同其他自身免疫病一样，RA在女性患者中多见，女性和男性的发病率之比约为2-4:1。这个比值虽然不如其他某些自身免疫病高，例如系统性红斑狼疮为9-13:1，桥本甲状腺炎为25--50:1等，但是仍能反映出性激素在免疫反应中有一定的作用。

   (一)妊娘和产后阶段与RA的关系

   大量的临床资料表明，大约有75%的RA病人在妊娠期间病情的活动减轻，特别是在妊娠的头三个月，而且该阶段RA的发病率明显下降;相反，产后RA的活动性增加，而且RA发病率明显增加，特别是在分娩后头三个月。有报道产后哺乳可能增加患RA的危险性。总之，女,胜在产后患RA的可能性是其他时期的10倍。

   有研究表明，女性 RA患者的疾病表型不同于男性，但是至今尚未证实与性别连锁的基因是疾病的危险基因。不过用微卫星标记法的全基因组扫描显示多个 X一连锁的基因位点可能对疾病有影响。

   1.妊娠与RA的关系

   在妊娠阶段，母亲体内激素出现的变化(如雌激素、孕激素和皮质类固醇增加)与细胞因子的变化有关。研究发现，这个阶段与Thl相关的细胞因子(如IL-2, IFN-劝减少，而与Th2相关的细胞因子(如 IL-4, IL-10 )增加，与此同时，促炎性细胞因子(TNFa, IL-12)。减少，血清中IL-1, IL-6以及它们的受体增加，可溶性TNFa受体也增加，后者在免疫抑制方面起重要的作用。另一个重要的机制是胎儿一母体 HLA II类抗原不匹配，也就是说，胎儿与母体HLA不相容时，病情会减轻。不相容是从母亲的角度来说的，如果父亲的HLA与母亲的任一HLA抗原一致的话，那么孩子的HLA与母亲就是相容的;如果父亲与母亲的HLA都不同的话，则不相容。虽然假设胎儿一母体HLAn类抗原不匹配产生免疫抑制，来自对父母双方不同的HLA II类抗原产生免疫耐受，但是这其中仍有激素对免疫反应变化的影响作用。研究发现，尽管有超过 3/4的女性 RA病人具有 HLA-DRBI,DQAI和DQBI单体型的不匹配使得病情得以明显缓解，不过还有大约 1/4的病人在妊娠期间病情仍保持活动状态。

   2.产后与RA的关系

   产后母亲体内的孕激素、雌激素、皮质类固醇、DHEAS和促肾上腺皮质激素释放激素的水平相继下降。直至产后3个月CRH诱发的促肾上腺皮质激素反应才下降。产后哺乳可以促进母体分泌泌乳素和催产素，而这两种激素能够抑制皮质类固醇的产生。上述这些激素的变化导致肾上腺皮质和性腺激素的相对缺乏，使得对炎症反应的抑制作用被削弱。这样造成产后 RA病情活动加重(表46一5)。

   (二)月经周期对RA的影响

   流行病学的调查显示，女性 RA的发病率大约是男性的4倍，其中女性的发病高峰在绝经期前后。绝经期除了雄激素水平下降，雌激素和孕激素的产生也减少。不过比较RA病人和健康人群的雌、孕激素水平，并未发现有明显的差异。然而临床观察发现，女性月经周期影响RA的病情活动，在月经周期的不同阶段比较RA病人和健康人群，发现RA病人在黄体期孕激素明显减少，在黄体期和卵泡期皮质类固醇和攀酮都减少。这些说明存在原发性或继发性肾上腺和性腺的异常。

   使用雌激素和孕激素作为避孕药可以观察上述激素是否影响绝经前女性发生RA。动物实验表明，对胶原诱发的小鼠关节炎使用雌激素可以防止小鼠产后病情的活动。绝大多数的临床观察认为口服避孕药对 RA的病人有保护作用，不过也有少数持否定结论。

   研究表明，雌激素和孕激素可以抑制巨噬细胞产生TNFa，同时雌激素还可以抑制巨噬细胞产生 IL-1,抑制成纤维细胞产生 IL-6。更重要的是，雌激素能增加破骨细胞产生osteo-protegerin。雌激素的作用可以减弱RA中破骨细胞介导的骨吸收，相反，雌激素的缺乏促进了破骨细胞介导的骨吸收。这些都证明了雌激素在RA发病中的作用。

可乐加水 · 发表于 2008-12-11 10:09:55

类风湿关节炎的主要病变在关节，在关节内可以看到滑膜组织的异常增生、大量炎性细胞的浸润以及软骨与骨的进行性破坏。而在关节外的病变则表现为血管炎。在整个病程中综合体现了滑膜组织增生、炎症、自身免疫这三种病理生理过程，而且它们之间相互作用、相互关联，贯穿于RA的发病机制之中，形成了一个错综复杂的网络，使得研究者对类风湿关节炎的发病机制至今还没有明确的定论。以下就以这三种病理生理过程为基础来具体阐述RA的发病机制。

一、对类风湿关节炎发病机制的认识过程

   对类风湿关节炎发病机制的研究是一个漫长的过程，至今也没有得到明确的定论。但是回顾这一认识过程，可以更清楚地认识类风湿关节炎。

   早在20世纪20年代，就有人提出感染可以导致RA，并且将RA作为感染性疾病进行治疗，尽管有一定的疗效，但是一直没有找到感染的致病微生物。在20世纪40年代，W aaler ,Rose及其同事发现了类风湿因子，并将它与RA的出现联系在一起，以后陆续发现了B细胞、免疫复合物、补体等在RA发病中的作用。体液免疫的异常被认为是RA发病中起关键作用的因素。这种思想统治了近40年。直至20世纪80年代，随着对细胞因子的认识逐渐深人，提出RA是由T细胞介导的自身免疫性疾病，在此基础上发展出许多针对T细胞的治疗方法，并取得了一定的疗效。但是与此同时，又发现了一些不支持T细胞在RA发病起主要作用的证据。20世纪后期，随着对RA滑膜细胞的认识逐渐深人，发现成纤维样滑膜细胞具有转化的特性，由此逐渐将固有免疫的作用提到了重要的位置。

   对RA发病机制的认识过程，实际上也是对RA整个疾病的认识过程。随着生物技术的提高，研究手段的不断丰富，在21世纪，RA的发病机制必将取得突破性的成果。

二、滑膜组织的异常增生

   (一)滑膜组织的结构

   滑膜层位于关节囊的内层，分为滑膜内层和滑膜下层。滑膜内层，又称滑膜衬里层，是由疏松排列的细胞组成，它介于滑膜与滑液之间。该层有两种主要的细胞类型:巨噬样细胞(又称A型滑膜细胞)和成纤维样细胞(又称B型滑膜细胞)(表46一6)。前者是由骨髓分化而来，表达巨噬细胞表面标记物，并高度表达HLA-DR ;而后者缺乏特异的HLA-DR分子标记。在生理条件下这两种类型细胞的数量，前者约占20%-30%，后者约占70%-v80%,滑膜内层的细胞之间缺乏紧密连接，而且与滑膜下层的细胞间没有基底膜相隔，这也为RA滑膜细胞的大量增生提供了结构基础。滑膜下层，又称滑膜衬里下层，主要由成纤维细胞、脂肪细胞、巨噬细胞、肥大细胞、胶原纤维和蛋白多糖组成，该层含有丰富的血管和淋巴管，主要对滑膜细胞起营养作用。

   (二)类风湿关节炎滑膜组织的变化

   正常人的关节滑膜内层仅 1.2层细胞组成，而RA患者的滑膜内层通常有4-10层细胞(有时甚至超过20层)。这些细胞不仅在数量上异常增多，而且在功能上处于异常活跃的状态，它们可以分泌大量的细胞因子、信号分子和蛋白酶，加速关节破坏的进程。另外，RA滑膜中还有大量炎性细胞的浸润，如T细胞、B细胞和单核细胞，以及微血管数量的显著增加。

   1.滑膜中细胞的变化

   (1)巨噬细胞与巨噬样滑膜细胞:RA滑膜中浸润着大量的单核细胞。这些单核细胞来自骨髓，迁移至关节后被激活，并成为滑膜巨噬细胞。在它们迁移至滑膜的过程中，单核细胞吞噬外源性抗原，并将它们转送至关节腔内。归巢受体(homing receptors)和粘附因子表达于单核细胞和内皮细胞表面，引导单核细胞向内皮细胞转移。在关节中，巨噬细胞可以将吞噬消化的抗原递呈给记忆性T细胞，引发T细胞的活化。现在认为，炎性关节释放的细胞因子大部分源自巨噬细胞。包括TNFa, IL-1和IL-6等，其数量远远超过 T细胞自身分泌的细胞因子。

   RA患者的两种滑膜细胞都出现明显的增加，不过以巨噬样细胞(A型滑膜细胞)增加为主。增加的巨噬样细胞也来自骨髓的单核/巨噬细胞，而非局部细胞增殖的结果。有研究者观察到，RA的滑膜细胞表达特异性的粘附因子如 E一选择素、血管细胞粘附分子(vascularcelladhesion molecule, VCAM-1)和细胞间粘附分子 (intercellular adhesion molecule, ICAM-1)，故推测这些粘附因子通过与内皮细胞的相互作用使单核/巨噬细胞不断浸润进人滑膜组织。这种滑膜细胞主要集中于滑膜内层的表面，与滑液相接触。具有吞噬关节腔内碎屑的功能，而且这些细胞表面表达MHC II类抗原和F。受体，故可作为与T细胞相互作用的抗原递呈细胞。同时，它与巨噬细胞一样也可分泌大量的细胞因子，比如 IL-1, IL-8, TNFa, TGFR等，对促进关节的炎症起着重要的作用。

   (2)成纤维样滑膜细胞:成纤维样滑膜细胞(又称B型滑膜细胞)主要来自间充质，紧邻滑膜下层，靠近软骨。它的表面几乎不表达特异性的MHC II类抗原，缺乏巨噬细胞的标记物。不过，在某些增殖因子的作用下它可出现局部增殖。有研究认为，由其他类型细胞产生的细胞因子包括血小板生长因子(platelet-de-rived growth factor, PDGF)、TNF。和IL-1，与花生四烯酸的产物共同作用促进成纤维滑膜细胞的增殖。但是对这个假设有一点疑问，即在定量测定RA滑膜活化细胞的分化过程中，发现这些细胞几乎没有出现有丝分裂相，而且只有少数细胞摄取利用胸腺q Pt。近来有研究显示，成纤维样滑膜细胞增殖的主要原因与以下一些因素相关:①与诸如早期生长反应基因一1(early growth response gene-1，egr-1)、c-myc和ras等增殖相关的原癌基因的激活有关;② RA滑膜衬里层大多数成纤维样滑膜细胞表达增殖细胞核抗原(proliferating-cell nuclear antigen,PCNA)，研究表明这与成纤维样滑膜细胞表达的原癌基因c-myc有关，而后者在细胞增殖中有重要的作用;③与RA异常的细胞凋亡相关。据观察，RA成纤维样滑膜细胞在细胞的生长与死亡这两方面处于失衡状态。发现调节细胞凋亡的Fas蛋白和诸如c-myc, bcl-2 , bcl-xl等几种重要的调节细胞凋亡过程的原癌基因以及肿瘤抑制基因p53都呈过表达，结果造成无效的细胞凋亡，导致RA滑膜细胞的增殖;④滑膜细胞的增殖伴有成纤维样滑膜细胞出现转化的特征，特别是在受到侵蚀的骨与软骨交界处。目前认为，RA中成纤维样滑膜细胞的过度增生是造成滑膜增厚的主要原因。成纤维样滑膜细胞可以产生细胞因子、多种蛋白酶，对骨与软骨组织造成侵蚀，被认为是介导 RA关节破坏的主要细胞。

   (3)T细胞:在RA的滑膜中T细胞占30%-50%。它们可以聚集在血管周围形成的淋巴滤泡样结构中，也可以分散于血管周的滑膜组织中。浸润于RA滑膜组织的T细胞主要为CD4+记忆性T细胞(CD45 RO十)，可高表达IL-2受体和MHCII类抗原以及粘附分子。大多数的研究发现 RA滑膜组织中的T细胞为Thl细胞。在RA滑膜中浸润的T细胞只有少数为CD8 + T细胞。

   细胞是如何进人滑膜组织的?研究表明，在T细胞粘附、活化和移行过程中，粘附分子、细胞因子和趋化因子起着重要作用。T细胞表面的L一选择素与内皮细胞的糖基化一依赖性细胞粘附分子一1( G1yCAM-1)结合，但两者的亲和力较低。随着T淋巴细胞在血管内缓慢移动，由巨噬细胞产生的TNFa, IL-1等细胞因子诱导T细胞产生极后期激活作用抗原(verylate activation antigen, VLA)、淋巴细胞功能相关抗原(lymphocyte function-associated antigen,LFA)等粘附分子，对T细胞产生不同程度的趋化作用。此后，通过内皮细胞的血管细胞粘附分子一1(VCAM-1)与T细胞表面VLA-4的相互作用使T细胞与内皮细胞发生粘附，而内皮细胞的细胞间粘附分子(ICAM-1)则通过与T细胞表面的LFA-1结合促使 T细胞移出血管外。内皮细胞的粘附因子与体内循环的T细胞表面相应的粘附因子以“受体一配体”的方式结合，使之粘附于内皮细胞上移行至血管外。被炎症反应活化的滑膜细胞同时也分泌IL-8,RANTES等趋化因子，在它们的作用下T细胞向滑膜炎症反应部位移行。由此可以看出，T细胞浸润于滑膜组织这一过程是非抗原依赖性的，属于非抗原特异性的局部增殖。大量细胞粘附因子在患者滑膜组织的表达是吸引免疫细胞移动、浸润并存在于滑膜组织的中心因素，它们使得滑膜组织发生的炎症反应局限而持续。

   (4) B细胞:RA的滑膜组织中B细胞的数量很少，占滑膜所有细胞的不足5%，主要集中于滤泡样结构中，在滤泡周围可以看到浆细胞和巨噬细胞。其中有的滤泡样结构形成生发中心(germinal centre)，说明关节中存在淋巴组织样结构。生发中心是抗原激活的B细胞发展成为记忆性B细胞和浆细胞的微环境，也是体液免疫反应发生亲和性成熟(affinity maturation)的部位。通过显微解剖从 RA患者冰冻的滑膜组织中可以直接分离得到增殖的B细胞。研究表明，在生发中心活化的B细胞是以赖 T细胞(dependent-T cell)的形式诱发克隆增殖的。在生发中心还有一种滤泡状树突状细胞(follicular dendritic cells, FDC)，它是一种高度特异性的抗原递呈细胞。其表面可以表达补体和高亲和性Fc受体，对RA滑膜中B细胞反应的亲和性成熟有重要的作用。这些滤泡状树突状细胞可以在B细胞克隆性增殖中形成。

   (5)树突状细胞:正常滑膜组织无树突状细胞(dendritic cell, DC)，而RA滑膜和滑液中含有丰富的树突状细胞。这些树突状细胞来自外周循环中不成熟的前体。有研究推测，滑膜组织中常有来自轻微创伤、感染、过敏或局部免疫复合物形成等非特异性炎症反应，这些刺激导致滑膜衬里层的巨噬细胞释放细胞因子。在GM-CSF,TNFa, IL-1等细胞因子的作用下，DC在滑膜组织中得以分化和成熟。在成熟的过程中，DC表达MHC II类分子和刺激T细胞的辅助受体(coreceptors)。研究显示，在树突状细胞存在的情况下，极少量的超抗原即可有效地刺激T细胞引起免疫反应。

   (6)其他细胞:尽管滑膜液中嗜中性粒细胞非常丰富，但是它在滑膜组织中的数量非常有限。自然杀伤细胞(natural killer, NK)也可在滑膜中找到，它可以刺激B细胞产生RF。

   2.滑膜组织中的细胞因子

   细胞因子在 RA滑膜病变中起着核心作用。细胞因子系统通过作用于多种细胞并相互调节形成一个复杂的网络。在 RA的滑膜中，不仅 T淋巴细胞可以分泌多种细胞因子，如IL-2, IFNy , IL-4等，而且巨噬样滑膜细胞和成纤维样滑膜细胞也可分泌多种细胞因子，例如TNFa,IL-1, IL- 12,IL-6, IL-15等。反之，这些细胞因子会刺激或抑制上述细胞进一步分泌细胞因子。

   目前对RA细胞因子的研究发现，RA滑膜细胞产生的细胞因子呈稳定、持续的表达。体外试验表明，多种物质可刺激滑膜细胞产生细胞因子，而且，细胞因子本身也是产生细胞因子强有力的刺激因子。在 T细胞的免疫应答下调后，滑膜中的巨噬细胞和滑膜成纤维细胞以旁分泌或自分泌方式产生的细胞因子使炎症反应得以延续。另外，在滑膜或滑液中可检测到多种细胞因子，它们不仅能够解释滑膜衬里层细胞增生的原因，而且能够诱导HLA-DR和粘附分子的表达，以及滑膜微血管的形成。

   RA滑膜的炎症反应涉及的细胞因子种类非常多。研究表明TNFa和IL-1在RA的发病中起着极其关键的作用。这两种细胞因子刺激滑膜成纤维细胞增生，分泌IL-6, GM-CSF,趋化因子、以及基质蛋白酶和前列腺素等效应分子。其中，GM-CSF是由滑膜巨噬样细胞和成纤维细胞共同分泌的，它不但可以诱导IL-1的分泌并形成一个正反馈环，而且还可与TNFa共同作用于巨噬细胞增加HLA-DR的表达。另外，由巨噬细胞和成纤维细胞分泌的细胞因子还可以间接作用于局部T细胞和B细胞的活化，其中包括RF的产生。

   TNFa主要由滑膜衬里层的滑膜巨噬细胞产生。已证实TNFu作用的靶目标是某些抗TNFa成分(如可溶性 TNFa受体等)。影响TNFa产生的因素包括免疫复合物、补体的活化、细胞外基质成分和局部细胞因子的表达。这里特别要提到局部细胞因子的表达。近来的研究表明，由滑膜细胞分泌的IL-15不仅可以促使 T细胞的移位、活化以及趋化因子的产生，还能增加TNFa的产生。研究显示，不仅在RA滑膜内检测到了IL-15的 mRNA和蛋白，而且，在体外实验观察到可溶性 IL-15受体可以直接减少滑膜巨噬细胞产生TNFu，或者通过与 IL-1,IL-6以及 TNFa共同促进 T细胞/巨噬细胞间的相互作用。

   近十几年的研究表明，TNFa被认为是滑膜炎症反应的关键性细胞因子，可能的证据是: DTNFa的生物活性直接或间接参与RA多种病理过程，包括炎性细胞的聚集和激活、滑膜细胞的增殖、诱导成纤维滑膜细胞产生骨和软骨破坏的细胞因子和蛋白酶、刺激巨噬细胞产生其他细胞因子等;(图46一3)②在RA滑膜组织中TNF。和TNFa受体明显升高;③在体外，抗TNFa抗体对 IL-1及其他前炎性细胞因子的产生有抑制作用;④过分表达 TNFa的转基因小鼠产生侵蚀性关节炎，其组织学特点与RA类似;⑤关节炎的动物模型证实，抗 TNFu物质可以减轻病变程度;⑥对RA予抗TNFa治疗可以产生较好的临床效果。最近的研究显示，虽然给予抗TNFa治疗可以有效地控制病情，但一旦停药疾病即复发，而且抗TNFa治疗并不是对所有的患者都有效。因此，有研究者观察到，RA持续存在的滑膜炎症并不是由产生TNFa的自分泌反馈环造成的，还有其他重要因素的参与。因此，今后的研究需要进一步探讨TNFa在炎症细胞因子中是否具有独特的地位等问题。

   IL-1也是滑膜炎症反应的关键性细胞因子。在RA滑膜中，它也是由滑膜巨噬细胞产生的。多种因素可以诱导IL-1的产生，例如，免疫球蛋白的F。段、免疫复合物、胶原片段以及T细胞的信号分子等。在滑膜中，IL-1可以诱导成纤维细胞的增生，刺激滑膜细胞合成IL-6和GM-CSF，并可增加成纤维细胞产生胶原酶。另外，它还可以刺激滑膜细胞增加与细胞相连的或细胞外的纤溶酶原激活剂的活性。现已证明，IL-1R是一种刺激骨骼吸收的破骨细胞的活化因子。IL-1还可刺激内皮细胞分泌粘附因子，包括VCAM-1和 ICAM-1 。 RA的动物模型显示 IL-1是调节骨与软骨破坏的重要的细胞因子。

   T淋巴细胞作为RA滑膜中数量最多的一类炎性细胞，而在滑液中，很少能检测到T淋巴细胞分泌的细胞因子，并且疾病的发生和发展并不会造成 T细胞分泌的细胞因子发生变化。例如，无论在RA早期还是活动期 IFNy在关节内表达的数量基本不变。为什么RA滑膜中T淋巴细胞分泌的细胞因子数量如此之少呢?可能有以下一些原因:① 细胞活性受到局部抑制是造成 T细胞免疫应答能力下降的原因之一。例如，在RA滑液中可检测到IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)和TGF-R这两种T细胞的抑制剂。另外，滑液中某些非特异性成分，如
hualuronate，也可以间接抑制T细胞的活性。在RA患者滑膜组织的微环境中，由巨噬细胞分泌的TNF+和由滑膜组织细胞分泌的IL-10均可下调T淋巴细胞的功能;② 与 T细胞受体(TCR)信号异常相关。特别是经p38有丝分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)信号转导途径的刺激，滑液中T细胞可以减少酪氨酸的磷酸化。而且，TCR 链的酪氨酸磷酸化也存在异常，研究发现TCR链的水平下降，这表明RA中有TCR装配异常;③ 与T细胞功能的抑制剂存在缺陷有关。体外实验观察到，RA中IFNy的产生明显受到抑制，但是当加人叫噪美辛后这种情况可被纠正。有研究显示，T细胞产生IFNy的减少是因为RA细胞对PGE反应的敏感性增加。而且实验证明，来自RA病人外周血的T细胞产生 IL-2减少，当加入叫噪美辛后上述这种情况也可得到部分改变，这也进一步说明RA病人对PGE有更高的敏感性;④可能是这些细胞因子在滑膜中以微量的形式就足以维持疾病病理变化的持续进行。不过，RA滑液中T细胞分泌的IFNy作用很重要。它是MHCII类抗原最有效的诱导剂，可以激活单核巨噬细胞，还能诱导VCAM-1和ICAM-1等粘附因子在内皮细胞的表达，并且能够协助招募炎性细胞向损伤部位聚集。另外一个重要的作用就是 IFNy可以改变细胞外基质的合成与降解之间的平衡。总之，目前对T细胞分泌的细胞因子其准确的功能还知之甚少。

   在RA滑膜炎症反应的过程中，滑膜内的细胞还释放各种具有抗炎症的细胞因子，例如IL-1受体的拮抗剂、可溶性TNF+ p75和p55受体、可溶性IL-1受体、IL-16,IL-11,IL-13和IL-10等。在RA炎症反应的调节过程中，这些抗炎症细胞因子的表达也有所增加，但仍不足以抑制关节滑膜炎症的发生。研究发现，细胞表面脱落的可溶性TNF受体p55和p75是在关节滑膜液中可检测到的两种受体，但其浓度不足以中和关节滑膜液中产生的内源性TNF;与此相似，IL-1受体拮抗剂是IL-1的天然抑制剂，在许多RA患者滑膜液中表达的水平也较高，同样也不足以消除 IL-1引起的炎性作用。目前的研究认为，促炎性细胞因子和抗炎性细胞因子之间作用的失衡使细胞因子的内稳定遭到破坏，这是RA发病的重要特征。利用这些细胞因子无疑对 RA的治疗很有价值。近年来，运用基因重组技术已研制出多种细胞因子的拮抗剂，并取得了令人满意的临床疗效。

   3.滑膜中信号分子的作用

   通过各种刺激，细胞内信号转导系统将细胞表面已启动的细胞外信号转入核内，并在此整合转录因子的水平。转录因子结合特异的DNA位点，调节某些适当基因的表达。RA滑膜组织的异常增生与炎症反应相关，越来越多的证据表明有多种转录因子参与了这一过程。核因子‘B(nuclear factor KB,NF-KB)、激活因子蛋白一1(activator protein-1, AP-1)和分裂素激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)被认为在RA中起重要的作用。

   (1)核因子一‘B : NF-rcB是一种普遍存在的转录因子，在 RA基因转录中有着十分广泛且重要的作用，此外在调节诸如单核细胞的IL-1R，内皮细胞的E一选择素、VCAM-1, ICAM-1,以及滑膜细胞的TNFa, IL-6 , MMP-1等炎症因子中也发挥着重要的作用。典型的NF-tcB是由p50 (NF-KB1)和p65 (ReIA)组成的二聚体，它还包括p52 (NF-rcB2) , RelB和c-Rel等成分。

   多种不同的信号可以激活NF-icB，例如，TNFa, IL-1、离子化射线、脂多糖和过氧化氢。在胞浆内NF-icB与被称作NF-KB抑制剂(IKB )的抑制性蛋白相连呈无活性状态。在IICB家族中还有IKBa, IKBP和IKB#，它们通过遮盖胞核定位信号以调节DNA的结合和亚细胞NF-icB蛋白的定位。胞外的刺激可启动信号级联反应，并导致两种IicB激酶( IKKs，包括 IKK-1,IKK-2 )的活化。这两种激酶可引起 IicB氨基端的丝氨酸残基磷酸化。这一过程使NF-rcB移位至细胞核，在此它可以结合靶基因启动转录。

   NF-tcB在RA滑膜中的含量十分丰富。免疫组化分析证明，在滑膜衬里层和血管内皮的细胞核中存在p50和p65 NF-tcB蛋白。实际上，NF-KB介导许多来自巨噬细胞的炎症介质的表达，包括TNFa。另外，在骨关节炎的滑膜中也有NF-icB的表达，但在正常人则没有。不过根据电泳迁移分析(electromobility shift as-says) , NF- KB在RA滑膜中的活性比在OA滑膜中的强。

   当IKK激活后，经 TNFa和 IL-1等细胞因子的刺激，在培养的RA成纤维样滑膜细胞中很快发生NF-icB向胞核移位。两种IKB激酶(IKKs)在滑膜细胞中呈结构性表达，它们的功能由TNFa和IL-1诱导，其中IKK-2是滑膜细胞经细胞因子刺激后NF-KB活化的主要途径。

   利用腺病毒感染的方法使培养的RA滑膜出现 LcBa过度表达，可以抑制 TNFa, IL-1和IL-6的产生;在体内通过诱导寡核昔酸或蛋白酶抑制剂以抑制NF-rcB的活性，可以减轻大鼠佐剂性关节炎的炎症。这些资料说明，活化的NF-KB是维持 RA滑膜产生 TNFa的重要因素，而且在体内将 NF-KB作为靶目标抑制其作用可以有效地抑制炎症。

   在关节炎的动物模型中也可以观察到NF-icB表达的增加。例如，当免疫大鼠出现佐剂性关节炎三天后，NF-KB即可在其滑膜细胞内出现活化，磷酸化 IicB的抑制剂可以抑制关节炎的临床表现。在小鼠胶原性关节炎中，当给予第一次免疫后，十天内发生滑膜NF-KB的活化，这比临床出现关节炎的时间提早很多。另外，在链球菌细胞壁成分诱导的关节炎，滑膜组织中的NF-KB也可被激活，而且如果抑制 NF-icB的活性，可以增加TNFa和Fas介导的滑膜细胞的凋亡(后一小节会详细讲述)。关节中NF-KB的活化可以保护细胞不发生凋亡，从而导致滑膜组织的过度增殖。

   (2) AP-1:与NF-KB一样，AP-1也可用于调节多种作用于RA的基因，包括 TNFa和金属蛋白酶。细胞因子、生长因子、肿瘤激动剂和Ras原癌蛋白等细胞外信号可以诱导 AP-1活化。AP-1包括Jun和Fos两种转录因子家族，它们具备亮氨酸拉链DNA结合结构域。AP-1蛋白以Jun同型二聚体或Jun-Fos杂二聚体的形式与DNA结合，并激活转录。在不同类型的细胞中表达多种Jun和Fos家族成员，如 C_Jun, JunB, JunD, c-Fos, FosB, Fra-1、Fra-2等。它们介导独特和重叠基因的转录。

   免疫组化的研究证明，在 RA滑膜中有AP-1免疫反应性成分的表达，特别是在滑膜衬里层的成纤维样滑膜细胞中。在滑膜下层浸润的炎性细胞也表达c-J un和c-Fos，只是数量较少。在正常滑膜组织中，尚未检测到AP-1，而在OA病人的滑膜中也检测到AP-1。不过，与NF-icB一样，根据电泳迁移分析(electromobilityshift assays), AP-1在RA滑膜中的活性比在OA滑膜中的强。在 RA滑膜中，AP-1的活性有可能与RA滑膜细胞暴露于IL-1和TNFa等多种炎性介质有关。

   试验显示，培养的RA滑膜成纤维细胞经过几代细胞传代后处于静止期，AP-1的活性水平很低，而且仅仅表达很少量的Jun和fos基因。但是当给予IL-1或TNFa刺激后，c-Jun和c-Fos mRNA的合成上调，AP-1的活性以及胶原酶基因转录水平显著升高。现已明确，在滑膜细胞中构成 AP-1特异的Jun基因家族的功能，例如 c-J un可增加炎症介质的产生，而JunD则可抑制细胞因子和金属蛋白酶的产生。

   (3)有丝分裂原活化的蛋白激酶:有三种主要的有丝分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)作为级联信号转导酶，包括细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK),JunN端激酶(Jun N-terminal kinase,JNK)和p38.它们主要调节 c-Jun的磷酸化以及细胞因子的产生。ERK主要藉赖Ras途径通过分裂素使细胞因子和生长因子得以活化，JNK和p38则是在IL-1和TNF+等细胞因子的刺激下产生活性，主要通过短暂地暴露于IL-1之后，经磷酸化产生活性。JNK在AP-1的调节中非常重要，因为它是磷酸化 c-Jun的主要激酶家族。JNK存在JNK1, JNK2和JNK3三种同工型。其中JNK2在RA滑膜细胞中呈结构性表达，JNK2与c-J un结合产生的亲和力至少是JNKI的25倍，因此JNK2被认为是与成纤维样滑膜细胞中AP-1相关的激动剂。通过JNKs作用于。-Jun N端磷酸化至少可将c-Jun转录的水平提高30倍。另有研究证实，在敲除JNK1和JNK2的小鼠中，JNK对金属蛋白酶的表达有很重要的作用。

   4.滑膜中细胞凋亡的作用

   近几年，人们逐渐认识到细胞凋亡在 RA发病中的作用。细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种。细胞凋亡存在于正常生理情况下，是在个体发育、多细胞生物体平衡和疾病发生中起重要作用的一种细胞死亡形式(有关凋亡的详细内容参见第6章)。滑膜细胞的大量增殖和炎症细胞的侵人是RA的典型特征。目前的研究认为这与细胞周期(增殖/凋亡)的失调有关。

   近来的文献报道显示，利用DNA电泳、电子显微镜和TUNEL(DNAnick-end labeling)方法检测到滑膜组织中存在凋亡细胞。不过，这种凋亡细胞数量很少，这主要由于它们位于巨噬细胞周围，一旦出现很快就被巨噬细胞所清除。目前识别出三种与细胞表面相关的受体，它们是Fas抗原(CD95)以及两种肿瘤坏死因子受体，后者分别是55kD的TNFR I和75kD的TNFR II，其中Fas抗原是一种45kD细胞表面蛋白，许多类型的细胞表达此种膜细胞死亡受体。它们都属于TNF/神经生长因子受体家族，参与调节细胞的生存和死亡。Fa。配体(Fas-ligand, Fas-L)是40kD II型转膜蛋白，主要表达于活化的 T细胞表面。它可诱导诸如 B和T淋巴细胞、巨噬细胞或嗜中性粒细胞等易感靶细胞的凋亡。

   RA滑液中活化的T细胞表面表达大量的Fas分子。Fas与Fas-L的相互作用能够启动细胞凋亡。当IL-1(3和TNF。占据各自细胞表面的受体时，它们也可通过这种机制引发细胞的死亡。研究发现，RA滑膜组织既含有 Fas的滑膜细胞和单核细胞，也含有表达Fas-L的活性T细胞和自然杀伤细胞。.因此，在 RA滑膜中，通过Fas/Fas-L的相互作用激活受体介导的滑膜细胞凋亡，这在细胞凋亡中起关键性作用。表达Fas-L的T细胞或自然杀伤细胞与滑膜细胞和单核细胞表面的受体Fas相互作用，也许在 RA细胞增殖的自然缓解期起一定作用。反之，在RA细胞增殖阶段，Fas/Fas-L的相互作用有可能受到其他因素的影响或破坏。细胞内的蛋白Bcl-2家族有抑制或增强细胞凋亡的作用。CD4+CD28- T细胞Bcl-2的表达增加可使细胞凋亡受到抑制，因此造成滑膜组织中自身反应性细胞的克隆增殖。

   试验表明，不仅RA的滑膜细胞表达 Fas分子，而且骨关节炎的滑膜细胞表面也表达Fas。但是，抗Fas抗体可以诱导RA滑膜细胞出现凋亡，而无法诱导OA出现凋亡。而且Fas刺激某些细胞可以出现增殖，而不是凋亡。这说明Fas还可以通过其他因素调节滑膜细胞的增殖或凋亡。这些因素包括细胞内信号转导途径和抗凋亡因子。近来的研究表明，NF-KB,AP-1, MAl〕激酶等信号转导途径参与了这一过程。有文献认为，理解 RA滑膜细胞中Fas和TNF+介导的信号途径非常重要，这些因子能激活其信号分子如转录因子NF-KB，由此诱导凋亡抑制基因Bcl-xL和Survivin的表达，刺激滑膜细胞的增殖，并抑制成纤维细胞的凋亡。有研究表明，Fas无法激活NF-KB，但可以介导由JNK(属于MAP激酶)/AP-1诱导的凋亡;由TNF+激活的NF-KB在滑膜细胞增殖的调节中起着重要的作用。因此认为，NF-KB的调节作用在滑膜细胞的增殖或诱导其凋亡等方面都有很重要的作用。

   还有一种因素对细胞凋亡产生影响，即肿瘤抑制基因p53。另外，它还是细胞周期、DNA复制、细胞分化和DNA修复等重要的调节剂。虽然p53本身不是原癌基因，但是它在c-myc等原癌基因的转录调控下，为诱导细胞周期停滞和细胞凋亡提供了重要的信号。在氧化应激的作用下，活性氧和活性氮产生增加，造成DNA的损伤，使p53水平升高。功能性p53可以诱导细胞周期停滞、DNA修复或细胞凋亡。但是突变的p53可持续造成DNA的损伤，出现细胞转化而不出现细胞凋亡。研究发现，在RA的滑膜衬里层和衬里下层发现突变的p53,而且它的表达明显升高。故认为，p53对RA滑膜细胞的增殖也有一定的作用。

   总之，在RA存在很多抑制细胞凋亡的因素，这也是引发滑膜细胞增殖和炎症细胞侵人的重要因素。(三)新生的微血管目前已认识到新生的微血管在炎症反应过程中起着极为积极的作用。它不仅可以作为机体选择细胞进人炎症组织的一种手段，而且还是促进组织生长和补充组织营养的决定因素。

   在RA滑膜组织中可以看到大量新生的微血管，类似于肿瘤组织和创口愈合组织中所看到的。在多年以前就已有研究者发现了这一现象，并指出新生的微血管在滑膜炎症发展过程中的重要性。此后在胶原性关节炎的动物模型中证实了这一结论。而且研究表明，如果阻断炎症过程中血管的形成，那么可以缓解RA的病情发展。因此，RA中新生的微血管是炎症发生和发展过程中的基本条件，因为这些血管不仅可以用以招募炎性细胞，还可为增殖的滑膜组织提供营养物质。

   RA滑膜的新生微血管数量明显增加，主要为毛细血管极高柱状内皮的毛细血管后微静脉。后者常位于淋巴滤泡中心。细胞间连接松弛和基底膜的不完整状态造成新生血管的通透性升高，为参与炎症反应的成分持续进人病变组织提供了结构基础，有利于维持并促进炎症反应的进行。

   滑膜炎表现为大量的滑膜组织增殖，虽然伴有新生的血管形成，但从滑膜组织单位面积的分配上，这种新生血管的数量远远不能满足滑膜的需要。而且，研究显示 RA滑膜的耗氧量是正常的20倍。这种局势必然造成局部滑膜组织出现缺血缺氧。另外，随着炎症的发展，关节腔内滑液逐渐增多，腔内压力也随之升高，都可造成血流减慢，滑膜组织缺氧。

   滑膜组织的低氧状态是血管形成有效的刺激因素。新生血管形成的机制之一就是产生诸如血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)等血管形成因子。VEGF能增强局部血管的通透性，刺激内皮细胞进行有丝分裂，是一种特异性的促内皮细胞分裂因子，同时伴有某些趋化的特性。不仅在RA病变关节的积液中可以检测到高浓度的VEGF,而且在滑膜组织的血管内及其周围也可检测到。另外，VEGF的受体也存在于上述同一区域内。VEGF在滑膜衬里层呈高表达，培养的成纤维样滑膜细胞暴露于低氧环境和有IL-1存在的条件下，也可以产生VEGF。

   除了低氧状态能够刺激RA滑膜新生微血管形成外，包括IL-8、成纤维细胞生长因子(fi-broblast growth factor,FGF)和TNF。等在内的炎性细胞因子均被证明能刺激和参与血管新生过程。其他一些血管形成因子包括可溶性E一选择素和可溶性VCAM，也刺激新生血管的形成。

三、自身免疫的异常

   (一)T细胞在类风湿关节炎中的作用

   1.有关T细胞在RA发病机制作用的假说

   几十年来，围绕 T细胞在 RA发病机制的作用提出过多种假说。最初被多数研究者认同的，即认为RA是在遗传和环境因素的作用下由T淋巴细胞介导的自身免疫性疾病，因为有很多证据表明T细胞在RA发病中起着重要的作用:T RA滑膜组织中浸润的细胞以单核细胞为主，其中30%-50%是T淋巴细胞;②这些T细胞的绝大部分表达活化标记分子;③针对T细胞的免疫治疗对 RA有一定的疗效，这种疗法主要能够部分消除或抑制 T细胞的活性。例如，用全身淋巴放疗或环抱素A治疗可以使病情得到缓解;④在胶原性关节炎和佐剂性关节炎等动物关节炎模型中，自身反应性T细胞可以使患病动物出现疾病的转移。不过，还有一些重要的问题尚未解决，包括:① 滑膜T淋巴细胞是否是病程进展的诱发因子;OO T细胞浸润滑膜是否是关节内炎症反应的结果;③ 参与T细胞活化的自身抗原尚未找到。

   近几年又提出一种新的假说，即在疾病发展过程中，存在外周免疫耐受机制的异常、淋巴细胞的异常增殖和T细胞内环境稳态的失衡。研究资料显示，在RA中，T细胞免疫的失调不仅仅局限于炎症反应的部位，更确切地说，在T细胞免疫耐受出现缺陷的基础上，滑膜形成具有慢性破坏性的淋巴组织。对动物模型的研究提示，这些自身反应性T细胞的增殖源自调控淋巴细胞增殖和T细胞内环境稳态的机制出现异常。

   2. RA滑膜中T细胞的特点

   RA滑膜中的CD4十T细胞有以下一些重要的特点:① 表达CD45RO的同工型，使它们具有记忆细胞的特点，表明曾与抗原接触过。滑膜中naive T细胞数量非常少。在这个方面，滑膜与诸如淋巴结等周围淋巴组织不同;② 滑膜CD4 + T细胞表达CD69，后者是一种早期活化的标志分子。RA患者的外周血T细胞很少表达这类分子。据文献报道，滑膜T细胞表达的CD69与疾病的严重程度相关，这也提示CD69 T细胞在疾病中的作用;③现已明确，只有在两种信号的参与下抗原刺激的T细胞才能获得最大的活性，这两种信号‘分别是TCR-肤-MHC II复合物和共刺激分子(costimulatorymolecule)，后者包括 T细胞表面表达的CD28和CTLA-4以及APC表面表达的B7-1(CD80 )和B7-2 (CD86) o RA滑膜内的T细胞也表达CD28和CTLA-4，而且在关节内的APC也可见其配体B7 o CD80和CD86与CD28或CT-LA-4结合，主要参与辅助刺激T细胞的活化，引起T细胞的增殖以及 IL-2的分泌。不过，在RA血液和关节内检测到CD28 - T细胞，这些细胞可与自身抗原产生应答，而且可以逃脱外周的免疫耐受。近来的研究表明，CTLA-4随着T细胞的活化出现上调，可以传递抑制信号而下调T细胞的增殖。CD40是另一种共刺激分子，表达于多种类型细胞的表面，包括B细胞、单核细胞/巨噬细胞、内皮细胞和成纤维样滑膜细胞。CD40的配体被称为gp39, CD40L或CD154，位于有活性的T细胞表面。在 RA滑膜中可检测到CD40及其配体CD40L。特别是在IFN-y存在的情况下，CD40与其配体之间的反应可以辅助刺激T细胞的活化、上调粘附分子、产生细胞因子和趋化因子、同型免疫球蛋白的转型以及产生一氧化氮。CD40的配体还可以诱导单核细胞的活化和树突状细胞的分化，以上这些都会影响RA的发展。如果缺少这些共刺激分子，T细胞将不会被激活，则会导致抗原识别的免疫耐受(tolerance) ;④ 聚集于滑膜的记忆性T细胞在功能上有一定的缺陷。滑膜T细胞表达的表型提示细胞凋亡存在异常(呈低Bcl-2和高Bax和Fas配体的表达)，而且，滑膜 T细胞的死亡率很低。相反，如果将这些滑膜中的T细胞分离出来，其生存率并不高。因此说明滑膜可以通过某些特殊的功能抑制细胞凋亡和促进细胞存活(见表46一7)。

   3. RA中T细胞的作用

   目前认为，T细胞在疾病的早期起着非常重要的作用。下面的这一假设可以解释 T细胞是如何在RA中起作用的。首先，naive T细胞离开胸腺后，在外周循环中被激活，它们的表面表达活化标记物，并逐渐增强与内皮细胞粘附的能力，随后进人病变的关节内。如果没有持续的抗原作为刺激，T细胞表面表达的IL-2受体将逐步减少，一部分T细胞转变为记忆性T细胞。当关节内一小部分的记忆性 T细胞识别出表达于抗原递呈细胞(APC)表面与MHC分子结合的抗原肤之后，T细胞被激活。其中滑膜细胞、巨噬细胞、树突状细胞和B细胞等 APC表面都可携带 MHC II类分子，而MHC II类分子可以与某种抗原肤相结合，并通过APC递呈给T细胞，与T细胞表面的TCR结合。这些浸润于滑膜组织的T淋巴细胞，通过与抗原递呈细胞上的“未知抗原”相结合，激起一系列免疫炎症反应，并分泌IFNy, IL-17,IL-2等多种细胞因子。

   如前所述，根据光学显微镜和免疫组化的研究显示，浸润于RA滑膜组织的T细胞主要为CD4+记忆性T细胞(CD45RO+)。CD4 + T辅助细胞又可根据它们分泌细胞因子的种类分为两个亚型，即Thl和Th2。前者可产生包括IFN-y, IL-2和IL-17等在内的促炎性细胞因子，主要介导迟发型超敏反应，后者则可产生包括IL-4,IL-5,IL-10和TGF-俘等在内的抗炎性细胞因子，主要参与变态反应以及抗体的活化和转型。在滑液中，很少能检测到T淋巴细胞分泌的细胞因子。近几年，有研究者利用RT-PCR或原位杂交技术发现，RA滑膜中以Thl细胞因子为主，而Th2细胞因子的水平极低。现尚不清楚T细胞分泌的细胞因子在RA发病中的作用。不过，近来的研究发现，滑膜T淋巴细胞分泌的11- 17是一种重要的细胞因子，尽管它的含量很低。它与IL-1和TNFa的许多作用相似，可以增强成纤维滑膜细胞产生胶原酶和其他细胞因子。更重要的是，RA滑膜组织中的 IL-17可以协同 IL-1和 TNFa激活滑膜细胞，增强局部的炎症反应。

   正如前面所述，浸润滑膜的T细胞产生的细胞因子在滑液中的含量很低，那么，T细胞是如何来激活巨噬细胞的呢?滑膜内的各种细胞主要通过细胞因子的作用产生相互作用，也可以通过细胞直接接触的方式产生作用。最新的研究结果显示，患者滑膜组织中巨噬细胞的活化主要可能源自于巨噬细胞和T淋巴细胞之间的直接接触。CD4十T细胞浸润滑膜组织后直接和巨噬细胞接触，引起巨噬细胞的活化。活化的巨噬细胞分泌产生 TNFa和 IL-1等促炎性细胞因子，同时也分泌产生IL-15，后者可促进由T细胞和巨噬细胞之间接触引起的巨噬细胞活化，而且它还能刺激T细胞，致使更多的T细胞得以活化。随着巨噬细胞的进一步活化，还会产生更多的TNFa和IL-1。近来的研究表明，T细胞与成纤维样滑膜细胞之间也存在细胞的直接接触，引起成纤维样滑膜细胞的进一步活化，分泌细胞因子和蛋白酶。值得注意的是，T细胞与滑膜细胞的直接接触并不需要活化的T淋巴细胞参与，说明这种反应可以通过非抗原依赖的方式完成。

   近几年研究发现，RA滑膜组织形成具有淋巴结某些特征的异位淋巴组织，T细胞在这一形成过程中起着极其重要的作用。许多资料表明，淋巴样器官形成可以发生在诸如滑膜等淋巴外组织中。浸润于滑膜组织的淋巴细胞形成的滤泡样结构主要由CD4十T细胞和B细胞以及滤泡间的CD8 + T细胞组成。在一些RA患者的滑膜滤泡样结构中发现有生发中心形成，说明关节中存在淋巴结样结构。生发中心的形成需要抗原特异性T细胞和B细胞之间的相互作用，以及通过共刺激分子表达的，且与T细胞和B细胞表面抗原特异性受体紧密相关的信号。现已证明这种生发中心的形成(一种介导抗原的收集和获得性免疫应答的复杂淋巴微型结构)是赖T细胞的，因为有证据表明，位于滑膜滤泡样结构中的B细胞产生的抗体有明显亲和性成熟的表现。推测滑膜组织中这种淋巴样器官的形成可能是免疫应答的结果(表46一8)。

   总之，滑膜中活化的T细胞可以通过产生或诱导某些介质，调节巨噬细胞、滑膜细胞和B细胞的功能，加重RA滑膜的炎症。

   4. RA滑膜中T细胞的克隆增殖

   关于RA滑膜 T细胞是由少数几个 T细胞克隆增殖而来，还是由多克隆激活的结果这一问题，目前还有争论。T细胞经活化后可出现克隆增殖。因为滑膜中T细胞的活化导致T细胞受体(TCR)成分的改变，故研究TCR成分可以更好地理解 T细胞活化的性质。不过有关对滑液和滑膜组织中TCR V。和vp基因片段出现的频率的研究得到矛盾的结论，这是由于研究该问题的方法不同而造成的。有的结论认为，如果超抗原参与了T细胞的活化或由于某种抗原特异性反应导致一组相关的 T细胞增殖，那么增殖的T细胞有可能分享同一特殊的vp成分。但是，也有人持不同的意见，即RA T细胞源自许多不相关的克隆。因为大多数的研究表明TCR的成分确实有所改变，但这些改变并不明显，而且并不是所有的研究中都发现了这种改变。多项研究显示 TCR V+和vp的成分存在多样性。滑膜组织T细胞的分析表明，某些 T细胞呈克隆增殖，但是，根据TCR的结构，这些T细胞的成分又是不同的。对这些观察最为合理的解释是，滑膜组织中只有一小部分 T细胞的增殖是源自对抗原的免疫应答。增殖的T细胞表现出多样性，这也说明病变部位识别的抗原谱很广。

   目前关于T细胞克隆增殖主要有两种结论，它们是：1. T细胞的克隆局限于关节内，表现为对局部抗原的反应;② T细胞的克隆呈非限制性分布方式，说明在保持T细胞多样性方面存在普遍缺陷。因此说，T细胞克隆增殖的反应可能是多种多样的，并不仅仅针对一个(或一些)引发疾病的T细胞克隆，这也可能是造成疾病异质性的原因。

   (二)B细胞在类风湿关节炎中的作用

   1. RA中的B细胞

   RA中T细胞和B细胞的作用尚未全部被了解。很多研究者将自身免疫性疾病的研究重点放在 T细胞的作用上。由于目前尚无确凿的证据显示RA中的自身抗体直接参与组织的损害，从而忽视了抗原一抗体复合物在疾病中的重要作用。大多数RA患者都可检测到自身抗体，而且有大约60%一80%的病人存在高亲和力的自身抗体。例如，类风湿因子就是对自身IgG恒定区产生的自身抗体。从对RF的研究发现，关节中形成的免疫复合物以及该免疫复合物对补体系统的激活，都可造成关节的破坏。B细胞除了产生抗体外，活化的B细胞还可识别抗原，而且它向T细胞递呈抗原的能力优于巨噬细胞，所以B细胞还是一类重要的抗原递呈细胞。

   正常的滑膜组织是无细胞结构的，而RA的滑膜中可以看到大量单核细胞的浸润。除了巨噬细胞，30 % RA患者的滑膜发现了由T细胞和B细胞形成的滤泡样结构，其中有的形成生发中心(germinal centre)，说明关节中存在淋巴组织样结构。细胞因子对这种异位淋巴组织的形成起着关键的作用。生发中心是抗原激活的B细胞发展成为记忆性 B细胞和浆细胞的微环境，也是体液免疫反应发生亲和性成熟的部位。与从人扁桃体分离出的生发中心细胞一样，滑膜组织生发中心的B细胞表达低水平的CD38，并能够下调免疫球蛋白受体。在生发中心活化的B细胞以赖T细胞的形式诱发克隆增殖。研究显示，通过显微解剖从RA患者冰冻的滑膜组织中可以直接分离得到增殖的B细胞。

   活化的B细胞既可存在于外周血中，也可出现于滑膜组织中。细胞因子在抗体的产生和转型中起着非常重要的作用。IL-2在诱导所有同型免疫球蛋白中起主导作用。因为在缺少IL-2的情况下，没有其他细胞能够影响淋巴细胞的活化、增殖或分化。IL-4对B细胞有促进生长的作用，并可诱导 MHC II类抗原在B细胞表面的表达。

   目前已提出不少有关IgG何以具有免疫原性的假说。包括:①当Ig分子聚集形成聚合物后或IgG与特异性非IgG抗原形成复合物，有可能暴露出新的IgG抗原决定簇;O RA患者IgG结构的异常可使IgG产生免疫性。例如，IgG铰链区的缺陷可能增加与B细胞膜上Fc受体结合的亲和力。另外，T细胞抑制剂的缺失可使得B细胞产生抗IgG的抗原决定簇抗体;O3 IgG自身抗原的活性与IgG糖基化结构的改变相关。例如，半乳糖基转移酶活性的异常可能会增加RA发生的危险性。

   自身或非自身抗原产生的免疫应答是RA产生或持续存在的原因这一假设得到许多研究者的支持。作为体液免疫反应的效应细胞，B细胞在RA的发病中起着重要的作用。临床观察到的一些现象与抗原作为RA的病因这一结论相符:①一小部分 RA患者在经历了几个月的活动期后会进人一段相当长的临床缓解期，这提示患者可能接触过某种抗原，但这种抗原随后被清除;② 随着多关节病变的进展，约20 % RA患者出现某一关节症状的发作，提示对局部抗原存在持续的免疫应答;③感染细小病毒B19,EB病毒、B型肝炎病毒或其他致病菌可引发类似RA的自限性关节炎;④发生胃肠道或泌尿生殖器的感染后可出现慢性关节炎(反应性关节炎)。

   有确凿的证据表明许多抗原参与了RA的发病，但同时也有一些相反的结论。造成这种现象的原因很多，包括研究对象在遗传、种族或人种方面的差异，社会经济的差异，疾病持续时间的长短，以及接受治疗的方法不同等，而且，检测抗原的方法也是多样的。下面将对RA出现的主要抗体分别进行介绍。

   2.类风湿因子

   针对IgG的Fc段产生的特异性自身抗体是RA一个重要的免疫异常表现。对 RA来说，类风湿因子(RF)并不具备特异性，因为在健康人和诸如慢性细菌性感染、器官移植和某些慢性炎性疾病等患者中也可出现。而且，RF出现的频率随年龄的增长而增高。大约80RA患者的血清中可以检测到RF。尽管有诸多的限制条件，目前仍然将RF作为诊断RA的主要实验室指标。

   多年的研究表明，有许多证据支持RF在RA的发病中有着重要的作用，它们是:O RA的严重程度和疾病的活一动性与 RF的水平相关。血清阳性的RA患者较血清阴性的RA患者出现关节外症状的频率更高(如类风湿结节、血管炎等)，而且前者的血沉增快，补体水平升高，侵犯的关节数目增多;②滑膜是RA炎症反应主要发生的部位，它可以局部产生RF; ORF是血清、滑液、滑膜组织和软骨组织中免疫复合物的主要成分;④多克隆IgM RF可以通过经典途径固定和激活补体;⑤向RA患者的关节内注射RF可以促进炎症反应;⑥血清RF阳性的无关节症状者出现RA的危险性明显增加。

   尽管有证据表明抗原介导的反应可以作为RF的调节剂，但是启动RF产生的机制尚不清楚。尚无证据显示免疫球蛋白基因是诱导 RF产生的遗传危险因素。源自B细胞的肿瘤常可分泌带有限制性V‘基因片段的RF;而用来形成类风湿关节炎RF的免疫球蛋白V基因片段的所有组成成分并不是惟一的，因为位于免疫球蛋白重链和轻链中的许多不同片段都可作为RF所有组成成分的代表，即RF包含一整套异质性胚系基因(germinal gene)成分。这似乎看来RA滑膜和外周血中产生RF的B细胞是抗原驱动反应的结果，而不是多克隆B细胞刺激的结果。目前尚不清楚遗传因素和外源性因素在促进多克隆B细胞活化过程中的作用。

   在动物实验中可以看到，lpr小鼠的fas凋亡基因突变后可以产生高滴度的RF。包括凝集素和超抗原在内的多克隆刺激剂可以诱导RF的产生。如果将B细胞置于成纤维样滑膜细胞和IL-10的条件下进行培养，RF的产生明显增加。体外实验显示，在T细胞的作用下，RF可以发生同型转换和亲和性成熟。另外，RF阳性的B细胞增殖多发生于滑膜组织，因为这里是RF产生的部位。

   RA患者的血清中出现RF，说明机体失去了免疫耐受。许多研究者对RF转基因小鼠的B细胞免疫耐受的调节进行了研究，并证实了上述现象。
   在疾病的发展过程中，RF有以下一些作用:①含有RF的免疫复合物沉积于多种组织中，有可能通过参与滑膜组织和 RA血管炎的炎症反应，激活补体级联反应，参与免疫损伤;ORF在RA中的作用与它正常的生物学功能密切相关，由于RF能够与IgG结合，使得表达RF的B细胞可以捕获由免疫复合物获得的抗原。与抗原特异性B细胞一样，RA中产生RF的B细胞可N作为IgG一抗原复合物的抗原递呈细胞，将免疫复合物含有的抗原递呈给抗原特异性Th细胞，以维持局部免疫应答，并刺激前炎性细胞因子的产生;0IgG-RF可以进行自我识别，在一定的浓度下，可以形成二聚体和小的多聚体。有实验支持，这些复合物与CD16A(巨噬细胞上低亲和力的Fcy受体)的结合可能是启动和促进慢性炎症的重要机制;④在对RA患者进行的试验中，将取自患者的RF注人一个关节，而将正常的IgG注人另一个关节，结果前者出现剧烈的炎症反应，后者则未出现。而且动物模型也证实了单独注人针对某一自身抗原的自身抗体可以引起疾病的转移。研究表明，该模型致病性的自身抗体对葡萄糖-6-磷酸异构酶有特异性。葡萄糖一6-磷酸异构酶是糖酵解途径中的一种酶，机体每个细胞都可表达该酶。但尚不清楚具有这种特异性的自身抗体是如何诱导关节炎症的。值得注意的是，这些结论来自对动物关节炎模型的观察。尚无直接证据显示人类RA产生的RF具备上述作用。

   3. RA的其他自身抗体

   (1)抗热休克蛋白dnaJ抗体:E. coli是热休克蛋白hsp65的成员之一，后者在DNA复制过程中起一定作用。细菌中的热休克蛋白通过分子模拟对启动类风湿关节炎B细胞的免疫应答有重要作用。推测认为，如果外源性抗原的序列与内源性抗原MHC的序列相同，那么可以引起有可能致关节炎的肤类不恰当的递呈，导致其他正常组织发生炎症反应。分子模拟在破坏自身免疫性疾病的B细胞耐受方面有一定作用。已有研究者在免疫球蛋白转基因小鼠模型中证实了模拟自身抗原的外源性抗原可以解除B细胞的外周耐受(peripheral toler-ance)，并有多个试验证实细菌dnaJ蛋白可能参与了RA的启动。

   (2)抗软骨的自身抗体:已有很多证据支持软骨蛋白和蛋白多糖在RA发病中的作用。在BALB-。小鼠中，II型胶原、聚合素、软骨连接蛋白和人软骨gp39都可诱导关节炎的发生。同时也有证据表明这些抗原在RA中可发生免疫反应。① II型胶原:给大鼠、小鼠和灵长类动物免疫天然的11型胶原可引发与 RA相似的炎性关节炎。与其他类型的关节炎相比，在RA患者的滑膜中常可检测到抗II型胶原抗体。如果在RA的早期发现该抗体，将预示有可能出现较为严重的症状。有实验显示，与对照组相比，口服n型胶原的RA患者关节疼痛和肿胀的表现明显减轻。目前认为抗胶原抗体的致病机制可能是通过形成免疫复合物，激活补体从而引发炎症反应。因为在RA病人的血清及关节液中都可检出含有胶原的免疫复合物，而且这些免疫复合物均结合有Clq。不过，抗胶原抗体出现于 RA发病之后，所以认为它是继发于关节组织的破坏，同时又参与关节组织的破坏，促进RA病程的发展;②人软骨糖蛋白39:在RA，人软骨糖蛋白39 (HCgp39)是近来引起研究者关注的候选自身抗原。它是壳多糖酶家族的糖蛋白成员之一。它的功能目前尚未被清楚认识。H傀p39最初是从RA患者的滑液和血液中分离得到的，被认为是关节损伤的生化标志。它在关节的软骨细胞和滑膜细胞表达。用HCgp39免疫BALB-c小鼠可以诱发慢性可复发的关节炎，而对人RA来说，它可诱发血管翁的产生和软骨的降解。用HCgp39预处理的BALB-c小鼠表现出疾病发作的延迟和疾病活动度的减弱，这说明在动物模型中HCgp39可以诱导免疫耐受。而且用它可以成功地缓解处于活动期BALB-c小鼠的病情。这些资料显示了HCgp39作为维持滑膜B细胞反应的自身抗原在RA中的作用;③ 聚合素和软骨连接蛋白:聚合素(aggrecan)是含有核心蛋白的软骨蛋白多糖(proteoglycan )，它的糖胺聚糖侧链连有硫酸角质素和硫酸软骨素以及以N一连接和O一连接的寡糖。聚合素的结构包括三个球形区(G1,G2和G3)。软骨连接蛋白是一种小的糖蛋白，它起到稳定聚合素与透明质酸的作用。用非糖基化的核心蛋白或 G1结构区免疫BALB-c小鼠可出现与RA相似的进行性多关节炎。在一部分RA患者的血清中可以检测到抗聚合素G1结构区的抗体。糖基化的蛋白多糖是诱导小鼠出现关节炎的重要组成成分。从软骨中释放出的蛋白多糖片段在维持RA滑膜异常免疫应答中起重要作用。

   (3)应用于临床检测的自身抗体

   1)抗角蛋白抗体(antikeratin antibody,AKA):用间接免疫荧光法染色大鼠食道中段的角质层可以检测到AKA, AKA呈平滑的板层状。这种组织还可出现其他染色图形，但不仅仅局限于RA患者的血清中，因此必须加以排除。AKA-IgM 对 RA是非特异性的，而AKA-IgG对RA有高度的特异性。不过，纯化的角蛋白抗体对RA的特异性并不很高，这可能是由于RA特异性抗原是角质层中不同的成分。大约有50%左右的RA患者可出现AKA,而在正常人约有0%--3%。尽管AKA检测的敏感度很低，但是它对RA的特异性达到95-100%。更重要的是，约有 34%的类风湿因子阴性的患者可出现 AKA，在这类患者中，AKA具有一定的诊断意义。

   2)抗核周因子(antiperinuclear factor,APF):上皮细胞颗粒层的透明角质颗粒中可以检测到核周因子抗原。这种颗粒呈卵圆形，直径约0.2一0.3um，每个细胞可有2一10个。只有合成软角蛋白的颊粘膜和食道粘膜等上皮细胞才表达这种抗原。目前已知这种抗原与profillagrin有关。APF的检测与常规的抗体实验室检测方法不同，因为产生这种抗原的细胞系很少，不太容易找到合适的供者(仅有 10的人其颊粘膜具有APF)。健康者的APF滴度为1:5，而自身免疫病患者该抗体的滴度是1:800. APF可以在RA, SLE、系统性硬化和传染性单核细胞增多症等患者的血清中出现。在RA，该抗体检测的敏感性高于AKA，但特异性低于后者。类风湿因子阴性的 RA患者出现APF与疾病的严重程度、关节外表现以及放射学表现的进展有关。

   3)抗HnRNP蛋白抗体:约有 47%的 RA患者血清中存在IgG型抗异质性核RNP (Hn-RNP)核心蛋白Al的抗体。HnRNP复合物与前一mRNA有关，它与小 nRNPs, Sm和 nPNP不同，后者主要被 SLE患者体内的抗体所识别。有趣的是，AKA的活性与抗 Al抗体的出现相关，这表明AKA与 HnRNP A1抗原有交叉反应。

   三分之一的 RA患者可以检测出抗RA33kD抗体。该抗体在正常人血清中不存在，因此该抗体成为另一个血清学诊断有用的抗体。RA33kD也属于 HnRNP核心蛋白，但它有别于Al。

   4)抗聚角蛋白微丝蛋白抗体(anti-filaggrinantibody, AFA):聚角蛋白微丝蛋白产生于哺乳动物上皮细胞分化的终末阶段。它是以原聚角蛋白微丝蛋白(profilaggrin )的前体形式在角质上皮组织中合成的。原聚角蛋白微丝蛋白沉积在上皮细胞的颗粒内，在细胞分化的过程中，经蛋白水解作用释放出聚角蛋白微丝蛋白。在这个阶段蛋白脱磷酸，约有 20%的精氨酸残基经精氨酸脱亚氨基酶的作用转化为瓜氨酸。30一40%的聚角蛋白微丝蛋白的氨基酸残基的重复单位变化多样，因此，聚角蛋白微丝蛋白的氨基酸序列存在很大的异质性。这也是AFA在临床应用中最大的阻碍。

   AFA是与RA相关的IgG型自身抗体，其中包括AKA和APF, AFA采用免疫印迹法或ELISA进行检测，有文献报道，该抗体的灵敏性和客观性较AKA和ARF的间接免疫荧光试验结果高。过去认为AFA识别人类上皮组织的聚角蛋白微丝蛋白以及其他与原聚角蛋白微丝蛋白相关的蛋白。20世纪90年代末，在体外通过精氨酸脱亚氨基酶重组人聚角蛋白微丝蛋白得到AFA蛋白的抗原决定簇，而且三分之二来自聚角蛋白微丝蛋白合成多肤的中心部位是瓜氨酸。肤链分别氪炕?腁FA抗体、RA血清反应，只有含瓜氨酸的肤链才能被RA血清和AFA抗体特异性识别。这些说明瓜氨酸是RA血清抗聚角蛋白微丝蛋白相关抗体识别的主要组成性抗原决定簇成分。因此，人工合成抗环瓜氨酸多肤抗体(anti-CCP antibody).有文献报道，在敏感性方面，抗CCP抗体与RF相似，但特异性较后者有明显增高。Kroot等人临床观察认为，抗CCP抗体阳性的RA病人骨破坏较该抗体阴性者严重。由此可见抗CCP抗体对于RA的早期诊断和预后评估有一定的意义。

   (三)固有免疫在类风湿关节炎中的作用

   固有免疫(innate immune)指的是对感染因素的非抗原特异性免疫应答，包括抗微生物肤、补体激活途径、甘露糖结合凝集素(man-nose-binding lectin, MBL)系统、自然杀伤细胞以及细胞因子的释放等在内的效应机制。与此相反，获得性免疫(adaptive immune)是通过T细胞或B细胞产生抗原特异性的免疫应答，具有分辨自我和非我的功能。固有免疫应答不仅有促进炎症反应的作用，而且还可对获得性免疫有刺激或抑制作用。

   研究固有免疫在 RA中的作用，前提是某种感染因素直接刺激固有免疫系统，或机体释放可以启动滑膜炎症的非特异性细胞因子，尽管目前尚不知这种感染因素是什么。

   有人提出，RA的发病似乎开始于滑膜衬里层细胞。这些细胞产生趋化因子，使得单核细胞和淋巴细胞进入关节内。如果单核细胞或淋巴细胞识别出关节内的某一种(或几种)抗原，那么淋巴细胞就会被保留下来，接着发生炎症反应。这个有“毒性”的环境可以改变 T细胞表型。这个假设不需要某种特异性的致病因素，任何一种进入关节的病原体都可激发固有免疫应答。

   根据对动物早期炎性关节炎发病机制的研究，有人认为在RA也可出现类似的表现。固有免疫作为原始的推动力有可能在RA早期阶段吸引抗原特异性免疫应答，并有可能推动这一过程的进程。组织学的研究显示，固有免疫系统在启动RA滑膜炎症中的作用包括:① 滑膜中非特异性炎症可以刺激巨噬细胞释放细胞因子，导致树突状细胞分化并形成有效的抗原递呈细胞;②滑膜中成熟的树突状细胞可以将抗原递呈给记忆性T细胞，诱导产生Thl或Th2反应;③巨噬细胞可以吞噬细菌的片段，包括从机体粘膜表面进人关节的具有免疫刺激性的DNA;④细菌产物刺激巨噬细胞分泌的局部细胞因子并再次激活树突状细胞、B细胞和自然杀伤细胞;⑤关节内活化的补体系统增强局部的炎症反应和B细胞反应。

   (1)树突状细胞(dendritic cell, DC)在RA固有免疫中的作用:研究发现，RA的滑膜组织以及滑液中含有丰富的树突状细胞，而这些树突状细胞具有潜在的抗原递呈细胞(APC)的功能。RA的树突状细胞具有以下一些特点:①大多数 RA滑液中的DC表达某些分化标志分子，如高表达 MHC一工、HLA-DR和HLA-DQ分子。这点对于DC的抗原递呈功能很关键;ODC聚集在富含细胞因子的滑膜组织中，并在细胞因子的帮助下完成其表型和功能的分化;③在局部细胞因子的作用下，DC的分化也许导致Thl耐受，而诱导Th2应答，或诱导细胞发生抗凋亡小体内隐蔽抗原的应答。因此，研究认为DC可能参与了滑膜炎症的起始阶段，并且是促进RA滑膜炎症反应和T细胞免疫应答的重要因素。

   (2)巨噬细胞在 RA固有免疫中的作用:自人类认识RA以来，感染因素一直被认为是本病的驱动因素，但至今尚未找到感染的直接证据。巨噬细胞作为RA发病中重要的因素主要有以下一些依据:①巨噬细胞在某些微生物抗原的作用下，可以表达多种模件识别受体(PRR)，如甘露糖受体、Toll受体、清道夫受体等，释放多种前炎性细胞因子，如GM-CSF,IL-1,TNFa,IL-12,IL-15及IL-18等;②巨噬细胞可以作为抗原递呈细胞(APC),滑膜中的巨噬细胞大多数位于衬里层，这可能与滑膜中细胞因子的产生以及骨、软骨的破坏相关。不过与树突状细胞相比，巨噬细胞属于弱的APC; O巨噬细胞释放的局部细胞因子能再次激活树突状细胞、B细胞和自然杀伤细胞，并使树突状细胞进一步分化形成有效的APCa

   (3)补体与 MBL系统在 RA固有免疫中的作用:补体蛋白既可以作为效应剂，也可有细胞因子样作用，例如，前者通过 C5-9膜攻击复合体的作用直接破坏细胞膜。活化的补体蛋白可溶性肚片段具有细胞因子样作用，C5a是一种嗜中性粒细胞趋化因子，即可解释这一现象。RA关节腔内的免疫复合物为补体的活化提供了丰富的底物。肝脏是人类补体合成的主要来源，通过血清蛋白被动转运至关节液中。不过，关节液也能产生局部的补体蛋白。1970年，首次证实了滑膜组织可以合成补体蛋白。体外实验表明，在细胞因子存在的情况下，巨噬细胞和/或成纤维细胞也可产生多种补体蛋白。例如，IFNy可诱导 C2和 C3的产生，IL-1和TNFa可诱导产生C3。

   补体活化在RA炎症反应中起重要作用。主要有以下证据:①胶原诱导的关节炎(colle-gen-induced arthritis, CIA)患鼠体内有补体活化产物;②在C5缺陷小鼠，CIA的发生和病情的发展受到抑制;③用抗C5单抗或补体活化抑制剂可溶性补体受体一1处理小鼠，可防止CIA的发生。

   补体系统中蛋白活化的途径主要有三种，分别是补体经典途径、补体旁路途径和 MBL途径。其中补体旁路途径是防止组织受伤的天然调节剂。在正常状态下补体旁路途径的激活是低度的，而在RA关节中，补体以旁路途径激活为主。此外，机体还存在天然的补体调节蛋白和人的膜结合补体调节因子。有证据提示，RA关节中补体调节蛋白表达降低，这些调节蛋白的缺陷使细胞更易出现不适当的裂解。

   甘露糖结合凝集素(Mannose-binding lectin,MBL)属于急性期蛋白，是由参与宿主固有免疫的肝细胞分泌的。MBL与甘露糖或N一乙酞氨基葡萄糖末端的配体结合，在不依赖抗体的情况下激活补体级联反应。MBL可以模拟免疫球蛋白和补体(Clq)的多种功能特性，因此，有人认为它不仅参与了防御细菌的第一道防线，而且还具备其他一系列活性，包括疾病的调节。MBL缺陷可导致反复感染，而且可加速RA病情的发展。研究显示，MBL缺陷者 RA的发病年龄早，其关节病变也较重。通过对一组RA病人与健康人的对比研究发现，RA中MBL基因突变是造成MBL在血清中的含量很低，甚至无法检测到的原因。由此可看出，MBL的缺陷可以预测RA的发生以及疾病的严重程度。

   (4) NK细胞在RA固有免疫中的作用:NK细胞可以在RA滑膜的衬里层和衬里下层检测到。RA早期可以发现大量颗粒酶 B(granzyme B)染色阳性的NK细胞，但在RA晚期和骨关节炎中则很少见。这些NK细胞的水平与血清中急性期蛋白相关。而且，在RA患者的滑液和血清中可检测到高水平的可溶性颗粒酶A和B。这些说明NK细胞特别是在RA早期有一定作用，当它们被激活后可以释放细胞内颗粒的内容物。虽然NK细胞在对抗病毒感染的宿主防御中有重要作用，但是滑膜NK细胞并未与任何特异性的病毒感染相关连。

   (5)热休克蛋白在 RA固有免疫中的作用:热休克蛋白(heat-shock proteins, HSP)是一组具有多种功能的蛋白。HSP是对细菌、分枝杆菌和寄生虫等产生免疫应答过程中识别的主要抗原。例如，给予小鼠免疫结核分枝杆菌，可以产生抗HSPs70, 60 ,18和12抗体。分枝杆菌的感染或免疫可诱导人类B细胞和T细胞对应激蛋白的免疫。人类的HSP60与分枝杆菌的HSP70具有相似的序列(约有 60%具有同源性)，这表明在细菌的感染过程中可能会诱导自身免疫反应的发生。在健康者可检测到针对自身HSP的T淋巴细胞，这可使我们得到这样的结论，即尽管存在产生自身免疫的危险性，但是对HSP的免疫识别在抗细菌免疫中有非常重要的作用。

   在RA患者滑膜衬里层、软骨/血管黯交界处和皮下结节内细胞的细胞质中可检测到高水平的HSP60抗原决定簇，而在正常组织中则检测不到。RA患者的滑膜以及滑液细胞的细胞质中表达 HSP60, HSP70和 HSP90。其中HSP60表达于用IFN-y处理过的巨噬细胞以及培养的Burkitt' s淋巴瘤细胞表面。因此，有人推测，滑膜细胞表面的HSP可以与滑液中的抗体形成免疫复合物。

   (6)细胞因子在RA固有免疫中的作用:在固有免疫系统中存在两类细胞因子，分别是:①介导炎性反应的细胞因子，包括IL-1, TNFa,IL-6,IFN。和IFN所②起调节作用的细胞因子，包括IFNy,TGFP, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12 ,IL-15和IL-18。其中有多种细胞因子参与了RA滑膜的炎症反应和组织损伤。机体中存在着多种固有免疫细胞因子的天然抑制物，提示这些细胞因子的前炎症性作用的内源性调节在防止疾病发生中起重要作用。

   IL-1和TNFa由DC和巨噬细胞产生，在DC的早期分化中起重要作用。IL-1的天然抑制物IL-1Ra由巨噬细胞、嗜中性粒细胞和单核细胞产生，能与 IL-1R结合，但不激活靶细胞。在许多RA患者滑膜液中IL-1Ra的表达水平较高。但是，高于细胞表面IL-1受体数量10一100倍的IL-1Ra仅能抑制 IL-1活性的50%,因此，RA患者滑膜液中升高的IL-lRa不足以抑制由IL-1引起的炎性作用。另外，IL-1和TNFa各自的可溶性受体也可阻止它们的活性。

   树突状细胞和巨噬细胞是Thl细胞因子IL-12的重要来源，近来在RA滑膜的衬里层检测出IL-12的mRNA和蛋白质。实际上，RA患者血清中IL-12的水平与肿胀的关节数、疼痛的关节数和CRP水平相关，这说明IL-12在疾病过程中有一定的作用。IL-12是由p35和p40两条链组成的，单独任何一条链都没有生物活性。但是p40同型二聚体具有IL-12拮抗剂的功能。

   还有一种重要的细胞因子IL-15，它是由树突状细胞、巨噬细胞、内皮细胞和成纤维样滑膜细胞分泌的。它可招引 T细胞进人滑膜组织，随后使之发生活化。而且，它还可刺激滑膜T细胞产生TNFa。在体外，IL-15受体的可溶性a链可以作为 IL-15的拮抗剂。

   IL-18是由滑膜巨噬细胞产生的。它可与IL-12,IL-15共同诱导NK细胞和T细胞产生IFN i，还可刺激巨噬细胞分泌 IL-1和TNFaoIL-18结合蛋白是IL-18内源性抑制剂。

   综上所述，在 RA滑膜中可以检测到固有免疫系统的主要细胞和分子，它们有可能通过非特异性抗原机制参与炎症的启动。但是，诸如补体抑制剂、MBL系统、成熟的树突状细胞、NK细胞的抑制性受体、抗炎性细胞因子以及细胞因子的拮抗剂等固有免疫系统的自然调节机制不足以阻止 RA滑膜炎的发展。其中，固有免疫系统调节机制存在的缺陷有可能是遗传因素决定的，也可能受环境因素的影响。这些异常的调节机制在病人中表现为多种形式。不过，目前尚不清楚在RA中固有免疫是起非特异性的辅助作用，还是作为致病的主要形式存在。

四、骨与软骨的破坏

   RA与其他炎性关节病不同之处在于其滑膜有过度增生的倾向，并可对与滑膜接触的局部软骨与骨产生侵蚀作用。多种机制参与了这一过程(表46一9)。软骨与骨并不是组织遭到破坏的惟一目标，软骨细胞和破骨细胞也参与了组织细胞外间质的丢失过程，而且RA关节破坏的目标还包括韧带和肌键。

   在生理条件下，人体的软骨与骨的合成和降解处在一种动态的平衡中，而这种平衡在RA被多种因素破坏，造成结缔组织的持续降解，以致出现软骨与骨的进行性和不可逆性破坏。其中参与的因素包括:①诸如 IL-1等细胞因子对关节完整性的破坏有重要作用;②血管生成素以及能够促进血管生成的其他因子，它们不但能增强炎性细胞侵蚀关节组织的能力，还可向炎性细胞和增生细胞提供充足的养料;③趋化因子可将嗜中性粒细胞带人关节腔内，这些趋化因子包括C5a、白三烯B4和血小板活化因子，在关节腔内嗜中性粒细胞释放蛋白酶和趋化分子;④纤溶酶，是由纤溶酶原激活物作用于纤溶酶而形成的，可以使蛋白酶的释放起到放大的作用;⑤滑膜组织产生的中性蛋白酶包括胶原酶和间质溶素，主要参与对软骨与骨的侵蚀;⑥纤维蛋白覆于滑膜和软骨上，凝血的级联反应可进一步促进组织的损伤。尽管许多介质存在天然的抑制剂，但它们都不足以减弱RA的炎症反应。

   (一)软骨破坏的机制

   关节软骨是由大量的间质和少量的软骨细胞组成的。其中，胶原纤维、蛋白多糖、水等组成软骨间质。软骨细胞可合成并分泌胶原蛋白、蛋白多糖以及其他作用于间质的蛋白。RA软骨的破坏主要是指细胞间质的降解，这一过程实际上是间质被水解蛋白酶消化的过程。

   RA软骨的破坏是酶和力学作用的过程。在IL-1,TNFa等细胞因子的刺激下，滑膜内细胞释放各种降解软骨间质的酶，它们或以游离的形式，或以与离子结合的形式造成关节的破坏。在滑膜炎早期，在IL-1等作用下，多种蛋白酶使软骨细胞的蛋白多糖逐步被消化，导致软骨的力学作用减弱。当蛋白多糖完全从软骨中消失，软骨即失去对外界负重造成变形的恢复能力。随着胶原酶和间质溶素对软骨的作用，最终使其失去了功能的完整性。另外，有证据表明，软骨细胞也可产生金属蛋白酶。研究显示，RA软骨间质溶素和胶原酶mRNA水平明显增加。因此，软骨的破坏是在多方面机制的作用下完成的，不仅有富含蛋白酶的滑液的作用，侵蚀性血管翁的作用，而且还有软骨细胞自身的破坏作用。

   1.间质金属蛋白酶(MMPs )

   间质金属蛋白酶(matrix metallopro-teinases, MMPs)是一大组酶，在胞外间质的降解和重塑中有重要的作用(具体介绍请参看第巧章)。因为间质(包括胶原和蛋白多糖等)的降解在RA关节的发病中占据着重要的位置，所以了解调控 MMPs的机制十分重要。尽管这一家族中每个酶的特点不尽相同，但是它们在结构上具有许多相似之处，这点说明它们有来自共同的基因。一般MMPs是以无活性的酶原形式分泌，只有经蛋白分解后才具活性。而这种蛋白分解作用需要有锌离子的存在。锌离子与MMPs上的半胧氨酸赘合形成无活性的酶，当失去这种结合时，MMPs才具有蛋白水解的活性。一般情况下，切断鳌合的半胧氨酸释放出具有活性的片段，同时，锌离子也参与了酶的反应。在某些条件下，如纤溶酶，经活化后半胧氨酸仍保留在酶的结构中，但是当有足够的肤被剪切后，残基就不再与金属阳离子形成对合。另外，MMPs在结构上的共同之处还包括具有相似的催化结构域。MMP。配体的特异性是独特的。例如，具有三螺旋结构的胶原酶可以降解工、II,III,VI和X型胶原，而白明胶酶则可降解变性的胶原。间质溶素(stromelysin )的特异性更广泛，它不但可剪切和活化胶原酶，还可降解蛋白多糖。

   细胞因子不但可以诱导滑膜细胞合成金属蛋白酶，而且可改变胞外间质的产生和降解之间的平衡状态。PDGF可以直接诱导间质细胞产生蛋白酶，同样，趋化因子也可有类似的作用。在出现血管形成(angiogenesis)和凝块时，PDGF作为血小板激活物被大量释放人RA的组织中。IL-1和 TNFa也可直接诱导多种细胞表达金属蛋白酶基因，包括成纤维样滑膜细胞。当这两种细胞因子联合出现时，它们的作用有叠加效应或协同效应。在体外的动物实验表明，虽然RA滑膜的培养基可以刺激软骨的降解，但它可被 IL-1的抗体所抑制。这些研究意味着RA滑膜作为激活软骨细胞产生蛋白酶的IL-1的主要来源。另外，IL-6并不诱导滑膜细胞产生金属蛋白酶，但可增加TIMP-1的产生。

   MMPs的作用不仅依赖于酶产生的速度，还与酶特异性抑制剂相关。现已克隆并分析得到两种MMPs的抑制剂，被称为金属蛋白酶组织抑制剂-1 (tissue inhibitor of metaloproteinase,TIMP-1)和TIMP-2。这两种抑制剂的序列约有38%具有同源性，它们通过化学计量的方式(1:1)与金属蛋白酶结合，从而阻断蛋白酶的作用。该抑制剂与金属蛋白酶的结合是可逆的，并有很高的亲和力。

   在MMPs，特别是间质溶素和胶原酶，它们是主要降解结缔组织间质的酶，被认为是RA关节损伤的主要介质。下面分别介绍这两种MMP以及 TIMP。

   (1)间质溶素(stromelysin ):间质溶素又称MMP-3，只有当pH在7-8之间它才具有最大的生物活性。间质溶素对间质胶原的降解作用很小，而它可降解N型胶原、纤维连接蛋白(fi-bronectin)、层粘连蛋白(laminin )、蛋白多糖核心蛋白和IX型胶原。另外，间质溶素还参与原胶原酶的激活。

   间质溶素基因最早是从大鼠转化的成纤维细胞中发现并克隆得到的。早期对该蛋白酶的研究发现，它可以降解软骨间质。从 RA动物模型的滑膜组织中可分离得到间质溶素mR-NA，经免疫组化染色发现在滑膜衬里层细胞、软骨细胞和破骨细胞内有间质溶素蛋白。随后在RA患者滑膜的衬里层和衬里层下检测到间质溶素蛋白。与骨关节炎的滑膜组织相比，前者含有的间质溶素蛋白相对较多。令人感兴趣的是，用间质溶素作探针对滑膜组织行原位杂交，发现间质溶素在滑膜组织中的分布不同，绝大多数mRNA出现于滑膜衬里层，而不是衬里下层。看来，间质溶素蛋白是由衬里层细胞产生的，并渗人衬里下层被其他细胞所吸收。除了间质溶素，已从RA滑膜细胞的cDNA文库中克隆得到与金属蛋白酶具有高度同源性的被称为间质溶素一2的蛋白酶。

   (2)胶原酶:胶原酶又被称为MMP-1。像间质溶素一样，RA滑膜细胞也可以分泌大量的胶原酶。1967年，首次在RA滑膜体外培养基中发现胶原酶-1. RA滑膜组织中的胶原酶在pH 7.8的环境下可以发挥最大的生物活性。胶原酶主要对工、11、班、珊和X型胶原等间质胶原产生降解作用，而对IV ,V,IX型胶原以及其他非螺旋结构的胶原则不产生类似的效应。研究表明，在 RA胶原酶基因的表达范围很广。虽然间质溶素和胶原酶都是由慢性RA患者的滑膜衬里层细胞产生，但是对它们在疾病早期的定位尚不清楚。研究发病数天内的胶原性关节炎动物模型，发现滑膜和软骨细胞中都含有免疫反应性的间质溶素。与之相反，在滑膜中可检测到胶原酶，而软骨中则检测不到。而且发现这两种酶在血管翁一软骨交界处的染色明显加重。上述这些研究表明，在炎性关节炎的早期即可产生金属蛋白酶，而且软骨细胞也参与这一过程。另外，间质溶素与胶原酶并不总同时表达，因为在培养的RA滑膜细胞中间质溶素与胶原酶转录的机制不同。

   与其他效应分子一样，胶原酶分泌的调控也是由细胞因子介导的。其中IL-1和TNFu是最有效的诱导剂。在受到细胞因子刺激的数小时内，胶原酶mRNA即可出现聚集，并逐渐增加。而对于受IL-1和TNFa刺激的滑膜细胞，IFNy可减弱其胶原酶的活性。令人感兴趣的是，IL-1和TNFa之间的相互作用并不会使胶原酶基因的表达下降，或是增加 TIMP的产生。研究表明，IFNy可以特异性抑制 IL-1介导的间质溶素的产生，由于间质溶素是胶原酶有效的激动剂，上清液中间质溶素数量的减少可能会影响胶原酶的活性。同样，IFNy也可抑制TNFa介导的胶原酶的产生，不过其中的作用机制尚不清楚。

   (3)金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP):目前对TIMP在RA中的调节作用机制知之甚少。对一些冷冻的滑膜组织行原位杂交研究显示，RA患者滑膜衬里层含有大量的TIMP-1 mR-NA。与胶原酶相反，有关TIMP基因的表达在RA和OA十分相似。也就是说，TIMP与胶原酶的比例在非炎性关节炎比RA更高。这里也解释了RA软骨破坏和受到侵蚀的一种机制，即RA中产生过量的金属蛋白酶掩盖了TIMP对软骨的作用。

   用胶原酶或 TIMP特异性抗体对滑膜组织行免疫荧光染色，结果显示滑膜衬里层可以合成这两种蛋白。另外，IL一1和TNF。虽然可以显著增加间质溶素的产生，但是对TIMP-1基因表达的影响微乎其微。

   2.半肤氮酸蛋白酶— 组织蛋白酶

   组织蛋白酶是一组具有广泛水解活性的半胧氨酸蛋白酶，可以作用于II , IX和xi型胶原以及蛋白多糖。与MMPs一样，组织蛋白酶也受到细胞因子和原癌基因(ras)的调控。IL-1和TNFu可以诱导成纤维样滑膜细胞培养基表达组织蛋白酶L。原位杂交的研究显示，RA滑膜有组织蛋白酶B和L的表达，特别是在受侵蚀的部位。组织蛋白酶 K是近来新发现的一种半胧氨酸蛋白酶，在所有的组织蛋白酶中它具有独特的作用，即可降解工型胶原。RA滑膜组织的巨噬细胞和成纤维细胞都可表达组织蛋白酶K。已证实组织蛋白酶作为骨破坏的介质，因为在佐剂性关节炎的动物模型中发现半胧氨酸抑制剂明显减少。

   (二)局部骨侵蚀的机制

   RA的放射学改变包括近关节处出现骨质减少、软骨下骨的局灶性骨侵蚀和血管翁侵袭关节边缘。已有多项研究表明，有关局部的骨侵蚀随着疾病的进展而加重，一般来说与疾病的严重程度相关。

   1. RA局部骨侵蚀的细胞机制

   许多证据显示，在正常生理状态下破骨细胞主要起骨吸收作用。它来自于单核细胞/巨噬细胞的前体，通过表达独特的整合素、基质金属蛋白酶和组织蛋白酶 K和抗酒石酸磷酸酶完成骨吸收的作用。在RA，抗酒石酸磷酸酶(TRAP)是一种破骨细胞的标记物，表达于破骨细胞表面。这说明破骨细胞可能在RA骨侵蚀方面有一定作用。另外，破骨细胞与其前体的最大不同是前者表达降钙素受体，该受体可与多肤激素降钙素结合，使得破骨细胞骨吸收的作用受到抑制。

   矿化的骨细胞外间质对蛋白酶的攻击有保护作用。局部骨侵蚀的第一步是招募并分化表达破骨细胞表型的细胞。在骨受侵蚀部位具有典型的多核巨细胞，它可表达所有成熟的破骨细胞基因，这些基因包括酸性磷酸酶、组织蛋白酶K和降钙素受体。邻近血管翁含有大量的巨噬细胞，它们产生IL-1, TNF+，并与来源于T细胞的细胞因子 IL-17等炎性介质，将多核巨细胞分化成破骨细胞。根据对动物模型的研究发现，可溶性破骨细胞分化因子的受体和os-teoprotegerin有阻止骨受到侵蚀的作用。

   生理性的骨重塑主要是重吸收的骨与新形成的骨两者之间的数量保持一种动态平衡，而RA患者这种平衡被破坏。确定是否由破骨细胞或其他类型的细胞造成局部骨吸收导致出现骨侵蚀，对于理解RA局部骨丢失的作用机制是一个关键。

   2.调节破骨细胞分化和活化的因子

   近来，越来越多的证据表明，细胞因子参与调控破骨细胞的分化和活化。包括可以直接作用于破骨细胞前体诱导其增生和分化的因子，诸如 M-CSF, IL-6, IL-11, IL-1。或 IL-1(3和TNFu等。还有许多因子间接地参与了破骨细胞这一过程，包括甲状旁腺激素、与甲状旁腺激素相关的多肤,1,25(0H):维生素D3、前列腺素E2,IL-11、雌激素和糖皮质激素等。令人感兴趣的是，IL-1。或IL-1(3可以直接作用于破骨细胞，而TNF。通过作用于破骨细胞的前体间接地起到增强破骨细胞活性的作用。

   最近发现一种被命名为破骨细胞分化因子(osteoclast differentiation factor, ODF)也有称之为osteoprotegerin配体(OPGL)或与TNF相关的诱导激活细胞因子，它是分化破骨细胞有效的调节剂，是由滑膜中成纤维样细胞分泌的。该因子是TNF配体家族的膜结合成员。ODF主要对破骨细胞的成熟过程起调控作用。成骨细胞和活化的T细胞也可以产生ODF，其中T细胞可能对RA中破骨细胞和成骨细胞功能的平衡起到一定作用。研究显示，许多增强破骨细胞形成或其活性的因子都需要通过下调ODF(或OPGL)的表达才能产生介导对破骨细胞或衬里层细胞的作用。

   还有一组因子将ODF作为NF-KB配体的受体激动剂(RANKL )，成为促进T细胞的生长和树突状细胞功能的因子。该因子又被称作RANKL/ODF。研究发现，ODF的信号受体就是NF-KB的受体激动剂(RANK)，它在多种细胞表面表达，包括破骨细胞和破骨前体细胞、某些B细胞和 T细胞以及树突状细胞。ODF与RANK的相互作用可使前体细胞分化为破骨细胞，这些因子的过度表达可造成骨的再吸收。

   此外，还检测到RANKL/ODF的可溶性"decoy”受体，被称为osteoprotegerin (OPG) aOPG相当于破骨细胞形成抑制因子。在结构上它与RANK不同，但是它可结合破骨细胞分化因子，阻止后者对破骨细胞的分化或活化。

   3.参与RA局部骨侵蚀的因子

   RA滑膜组织产生大量与调节生理骨重塑相关的因子，其中包括IL-1。或IL-1陈IL-6, IL-11,M-CSF和TNFa。对RA动物模型的研究显示，IL-1和TNFa在炎性关节炎局部骨侵蚀的发病中有非常重要的作用。例如，在胶原性关节炎的动物模型中，给予能够中和IL-1的抗体即可阻止骨和软骨的破坏。此外，有人发现虽然阻断TNFa可以减轻RA的炎症，但是只有阻断IL-1才能防止骨与软骨的丢失。不过，对于RA患者在临床上应用 IL-1和TNFa抑制剂可减轻关节的炎症表现，并可推迟骨侵蚀的进展。

   最近，一研究小组对RANKL/ODF在RA骨重吸收机制中的作用进行了描述。应用原位杂交和RT-PCR技术，他们发现取自RA滑膜组织培养的成纤维细胞和活化的CD4+淋巴细胞可以表达ODF mRNA;同样，取自刚分离的RA滑膜组织的CD4十和CD8+淋巴细胞也表达ODF mRNA。应用免疫荧光可直接证明RA滑膜中有RANKL/ODF蛋白的存在。Kong等人用佐剂性关节炎的动物模型研究表明，ODF在破骨细胞介导的骨重吸收中有一定作用，例如，给予刚发病的动物一定的OPG，可以看到骨皮质和骨小梁的骨丢失被完全抑制。

   (三)各种类型的细胞在RA关节破坏中的作用

   在RA早期，由于滑膜衬里层细胞数量的增多和细胞形态的肥大造成滑膜增厚。促炎性细胞因子IL-1和TNFa刺激粘附分子在内皮细胞的表达，并增加招募嗜中性粒细胞进人关节腔。嗜中性粒细胞可释放蛋白酶，主要降解软骨表层的蛋白多糖。当蛋白多糖全部消化后，免疫复合物便进人胶原的表层，并暴露出软骨细胞。在IL-1和TNFa的刺激下，或在存在活化的CD4十T细胞情况下，软骨细胞和滑膜成纤维细胞可释放MMPs。随着病情的进展，滑膜组织逐渐转变为炎性组织，其中一部分有新的血管生成，即形成血管翁。这种组织具有侵蚀和破坏邻近的软骨和骨的功能。

   1.血管聆

   关节软骨除了具有弹性和伸展性，而且对软骨下骨是一种保护屏障，避免滑膜组织和滑液中的炎性物质对骨的侵蚀。不过，位于软骨边缘的骨没有软骨的保护成为“裸区”。在该处，滑膜可以直接与骨接触。衬里层细胞常覆于软骨表面。与软骨下骨不同，“裸区”既没有任何保护可以避免酶对骨的降解，也无法阻止局部细胞的侵蚀。

   RA与其他炎性关节炎不同之处在于滑膜组织明显增厚，并对与之接触的软骨和骨有局部侵蚀性。这种具有破坏性的组织被称为“血管翁”。在RA病变关节的放射学检查中可以观察到血管翁边缘侵蚀的特性。

   血管黯的组织学特点与其他部位的滑膜不同。特别是它的主要组成细胞以衬里层细胞为主，衬里下层细胞很少。这种衬里层细胞具有以下特点:①具有增殖性间质细胞的外形;②细胞核呈多形性;③高表达原癌基因;④含有大量编码金属蛋白酶的mRNA。在缺少T淋巴细胞的情况下，血管翁仍具有侵蚀的特点，这意味着RA滑膜细胞能够表达某些转化细胞的特征。在关节软骨与骨受侵蚀的过程中，由滑膜和血管翁产生的生长因子和细胞因子起着调控作用。对血管髯而言，组织破坏的特性与间质金属蛋白酶以及其他能够降解胶原和蛋白多糖的蛋白酶密切相关。

   根据血管聆所含细胞形态的不同，可将其分为两种类型:一种位于侵蚀性血管翁/软骨结合处(或血管黯/骨结合处)，可见大量的巨噬细胞和成纤维细胞及新生血管，侵及软骨细胞及间质，造成软骨的破坏;另一种血管翁常见于负重的关节软骨的边缘。其形态学特点在炎性的血管翁与软骨之间，可见由成纤维细胞和纤维组织构成的移行区，软骨的破坏不明显，代表纤维组织修复的过程。

   血管翁的原始细胞能够表达滑膜细胞和软骨细胞的表型和功能特点，根据这些细胞的起源称之为血管翁细胞。它们的外形呈菱形，在培养基中可持续生长。此外，与滑膜细胞和软骨细胞相比，该细胞的表面高表达VCAM-1，有助于T细胞的粘附。研究发现，血管翁细胞具有某些软骨细胞的特点，因为它可表达诱导性淋巴细胞抗原和诱生型一氧化氮合成酶，其中前者属于TNF一神经生长因子家族。而成纤维样滑膜细胞并不表达上述基因。令人感兴趣的是，血管翁细胞与滑膜细胞相似，不产生NO合酶，尽管它们含有NO合酶mRNA。不过，血管黔细胞具有更多成纤维样滑膜细胞的特点，因为它们可产生工型胶原，而不是II型胶原，而且，像滑膜细胞一样，它们细胞内含有波形蛋白。但是，也有研究表明，血管黯来源的细胞可表达n型胶原基因或产生蛋白多糖。总的来说，目前的资料尚不能说明血管翁细胞是来源于软骨细胞分化的细胞，还是成纤维样滑膜细胞，或者它们代表着一独立的细胞系。但是，它们可分泌胶原酶，并能直接侵蚀软骨。

   2.成纤维样滑膜细胞

   成纤维样滑膜细胞是从RA滑膜中分离得到的外观类似成纤维细胞的一类在RA滑膜中占主要位置的滑膜细胞。近年来，随着对成纤维样滑膜细胞研究的深人，发现它具有一个重要的特性，即转化特性。因为从很多方面看这种细胞的行为和形态特点更像是关节内具有局部侵蚀性的肿瘤。实际上，不论在体内还是体外，RA滑膜细胞都表现出细胞转化的很多特性，包括:①从形态上看，细胞核大而苍白且呈纺锤形;②呈非依赖性贴壁生长;③失接触性抑制，在体外的培养中可以看到，特别是在PDGF这种重要的成纤维样滑膜细胞生长因子存在的情况下;④与肿瘤基因的活化相关，如egr-1, c-fos, c-jun, c-myc, c-sis, c-H-ras等;⑤以单克隆或寡克隆形式增殖;⑥端粒末端转移酶(telom-erase)活性增强;⑦体细胞突变，如p53, H-ras,hprt 。

   在RA的发病中，具有转化特性的成纤维样滑膜细胞存在原癌基因的过度表达、能够产生生长因子并可生成过多的间质降解酶，因此在关节破坏过程中发挥着重要作用。它主要从两个方面对 RA关节产生破坏作用:①自主增殖;②产生多种对软骨或骨有侵蚀作用的酶，如MMPs、聚合素酶(aggrecanase)和组织蛋白酶。

   3.软骨细胞

   软骨细胞可以合成并分泌胶原蛋白与蛋白多糖以及其他胞外间质。同时，它还可分泌多种细胞因子，如IL-1,TNFa, IL-6, IL-8等，亦可产生MMPs和TIMP。在正常生理状态下，这些细胞因子、酶及抑制剂之间保持平衡，调节软骨间质的产生和破坏，以维持正常的代谢和功能。而在RA，由于MMP和促炎性细胞因子产生的增加，造成软骨间质的破坏。

   在RA, IL- 1,TNF。和TGFP等多种细胞因子对蛋白酶的产生起着调控的作用。这些细胞因子大多数是由位于滑膜的巨噬细胞分泌的。软骨细胞对这些细胞因子的应答一方面表现为胶原和蛋白多糖合成的减少，另一方面表现为刺激胶原酶和间质溶素合成的增加，而后两者可降解软骨中的II型胶原和蛋白多糖。

   现已知RA滑膜组织中的细胞凋亡现象明显增加。其中，RA组织破坏的机制之一即是细胞凋亡导致软骨细胞受损。

   4.T细胞和巨噬细胞

   在RA中，有多种类型的细胞参与了导致组织破坏的发病机制 (即软骨的消化和骨的侵蚀)。其中，RA患者滑膜中的T细胞和巨噬细胞可直接或藉诱导酶合成的“downstream”效应产生破坏组织的各种细胞因子。

   虽然T淋巴细胞已被证明参与了RA的发病，但是它们在发病机制中的作用尚不十分明确。巨噬细胞是血管翁中另一类主要的细胞，因为它们可释放多种促炎性细胞因子，如TNFa, IL-1(3和IL-17，这些细胞因子参与诱导成纤维样滑膜细胞分泌MMP和破骨细胞OPGL的表达。MMPs参与对软骨的降解，而OPGL诱导破骨细胞的成熟，参与骨的再吸收。

   在RA患者滑膜和血液中的巨噬细胞可检测到一氧化氮(NO)的水平增高。另外，巨噬细胞、多形核细胞、淋巴细胞、NK细胞和内皮细胞都可出现诱生型NO合酶。经诱生型NO合酶的作用，NO可介导消灭细胞内的一些病原体和肿瘤细胞，而且，NO不但可引起软骨细胞的凋亡，还会影响Thl与Th2细胞的比例，在关节组织的破坏过程中有一定作用。

   研究发现，RA滑膜中的 T细胞能产生ODF，而后者可间接作用于那些在RA局部骨侵蚀的发病中起作用的细胞。而且，来自T细胞的细胞因子也有调控破骨细胞分化的作用。例如，IL-17是由RA滑膜组织的 Thl和 Th0细胞产生的，出现于RA滑液中。在动物模型中，IL-17表现出能刺激破骨细胞的分化。IL-15是另一种RA滑膜T细胞产生的细胞因子，近来发现它可诱导破骨细胞的活化。与此相反，IL-18是由破骨细胞样细胞和活化的巨噬细胞产生的，可通过诱导T细胞产生GM-CSF因子来抑制破骨细胞的分化。

   5.嗜中性粒细胞

   嗜中性粒细胞在RA中表现出明显的区室化(compartmentalization)。在增殖的滑膜组织中只有极少量的嗜中性粒细胞，而在滑液中它则是主要的组成成分。至于出现这种区室化的原因尚不清楚。虽然嗜中性粒细胞在滑膜中并不起重要的作用，但是它们对软骨的破坏方面占有突出的位置。嗜中性粒细胞通过氧自由基作用于病原体。嗜中性粒细胞内的酶允许氧增加一个电子，导致产生过氧化物基团;同时，过氧化物歧化酶形成的过氧化氢和氢氧根基团可以转移电子。所有这些氧代谢产物具有高毒性。在RA滑液中发现活性氧水平增高，但是它们对关节组织的破坏机制尚不清楚。

   目前已知嗜中性粒细胞可被滑液中诸如IL-8,GS-CSF和免疫复合物等一些因子激活，当它吞噬并消化免疫复合物后，可以释放细胞内含有的各类溶菌酶类(如髓过氧化物酶、溶菌酶、弹性蛋白酶、胶原酶和白明胶酶)，并产生可以损伤软骨和对骨具有破坏性的氧自由基。其中，免疫复合物沉积于软骨最上层，有利于嗜中性粒细胞直接作用于软骨，而且便于聚集有活性的蛋白酶和氧代谢产物，对软骨产生侵蚀作用。

五、类风湿关节炎发病机制的模式

   随着越来越多的细胞因子被发现，以及对TCR和巨噬细胞/成纤维细胞功能研究的深人，使得研究者重新修订传统的RA发病机制的模式。近来提出一范例试图解释在巨噬细胞/成纤维细胞高度活化的情况下，RA滑膜组织出现的T细胞应答反应。目前一致认为，RA的起始阶段有可能是由T细胞介导的一抗原特异性的过程。致关节炎抗原尚未发现，有可能是逆转录病毒、某种细菌的产物或其他生物体，如衣原体、分枝杆菌、螺旋体等。对于RA易感者而言，出现早期 T细胞的应答，导致细胞因子的分泌，随后招募包括嗜中性粒细胞、巨噬细胞、B细胞和记忆性 T细胞在内的多种炎性细胞，它们具有广泛的抗原特异性。当疾病确立后，逐渐分化为三种RA基本模式。不过，重要的是，必须清楚地认识到这三种模式只是用来解释慢性滑膜炎发展的持续阶段，而非疾病的起始阶段。同时，还应该了解这三种模式并不是各自孤立的，而是可以相互作用的。

   (一)T细胞介导的免疫应答

   如果滑膜组织中持续存在某种致关节炎抗原，接下来有可能出现抗原特异性T细胞介导的免疫应答。己有许多实验结果支持这一论点。例如，莱姆病的关节损害与RA十分相似，而莱姆病的致病抗原就是螺旋体抗原。HLA-DR的表面密度在滑膜衬里层细胞和巨噬细胞很高，这说明存在活跃的抗原递呈活动。此外，来自滑液和衬里层下组织的T细胞常表达细胞表面活化的标记物，如MHC II抗原和转铁蛋白受体。位于“过渡区(transitional areas)”的淋巴细胞与富含HLA-DR的辅助细胞密切相关。这些活化细胞的产物有可能诱导MHC II抗原的表达，促使滑膜衬里层细胞的增生，并支持B细胞的生长与分化。诸如胸导管引流、全身淋巴放疗和环袍素A等针对 T细胞的特异性治疗对RA病情的改善有一定作用，这一事实也支持T细胞介导的免疫应答在RA中有重要作用。

   T细胞介导的免疫应答产生RA滑膜炎这一观点从理论上可以解释RA的许多特征，包括:OT淋巴细胞的聚集;②滑膜衬里层细胞过度增生;OB细胞过度活跃，局部产生自身抗体。

   不过，目前有一些现象尚不能用这一模式解释:①关节内产生的可溶性介质来源于非T细胞;②现有手段检测到T淋巴细胞产生的细胞因子的数量非常少;③来自T细胞介导的因子在人类其他T细胞介导的疾病中也可检测出，如胸膜结核、皮肤的迟发型超敏反应或过敏原诱发的哮喘等。这些问题的出现使得研究者提出了RA发病的其他假设模式。

   (二)自身反应性T细胞

   RA的慢性关节损伤可能是对抗原应答的结果，这与疾病的起始阶段不同。在其他自身免疫性疾病中也曾提出过相似的发病机制，例如，自身免疫性甲状腺炎即是对某种推测病毒的侵袭产生适当的免疫应答，导致局部分泌IFNy，后者诱导甲状腺细胞表达HLA DR，使之成为免疫攻击的对象或作为抗原递呈细胞。携有HLA-DR的刺激细胞与自身T淋巴细胞之间的反应被称作自身混合性淋巴细胞反应(autologousmixed leukocyte reaction, AMLR) o RA患者的滑膜可出现局部的AMLR，主要有以下依据:①富含细胞因子的RA滑膜与AMLR中的情况非常相似，即诸如IL-2和IFNy等来自T细胞的细胞因子数量非常少;O RA关节液中检测到的细胞毒性T淋巴细胞与AMLR产生的NK样细胞具有相似性;③关节腔和关节滑膜中含有多种潜在的刺激细胞，它们与应答细胞的位置非常接近。其中应答细胞包括A型滑膜细胞和树突状细胞，后者是AMLR最有效的刺激物。

   除了MHCII抗原外，慢性滑膜炎中的滑膜T细胞可以直接针对其他自身抗原产生应答，并被释放至富含 T细胞的环境中。针对II型胶原的免疫应答就是其中的一个例子。此外，也可通过分子模拟的方式使自身反应性T细胞受到刺激，例如，热休克蛋白、蛋白多糖和EB病毒就是通过这种方式产生免疫应答的。

   (三)旁分泌/自分泌模式

   前面提及的RA持续阶段的两种发病机制的模式主要围绕着 T淋巴细胞。在这些模式中，T细胞的产物分布于整个组织中，直接刺激滑膜衬里层下的巨噬细胞和滑膜细胞，诱导粘附因子表达于后毛细血管高内皮细胞静脉，并通过B细胞的增生与分化刺激局部免疫球蛋白的产生。不过，正如前所述，研究发现关节腔内活化的T细胞的产物不仅数量少，而且所起的作用也不大。(表46一10) 与之相反，滑膜内巨噬样细胞和成纤维样细胞分泌的细胞因子，如 IL-1, TNFu, IL-6, GM-CSF,M-CSF,TGFP、前列腺素、补体蛋白、TIMP,胶原酶等，在滑膜组织和滑液中的含量十分丰富。根据超微结构分析和细胞表面HLA-DR的表达，显示这些细胞具有活化的表型。这些表明，RA的慢性滑膜炎是在T细胞作用下产生的这一传统观点应该有所改变。也就是说，关节衬里层邻近的巨噬细胞和滑膜成纤维样细胞以旁分泌或自分泌的形式产生大量的细胞因子，维持并促进滑膜炎症的发生与发展。在关节腔内已识别出多种参与这一过程的细胞因子，并能解释滑膜衬里层细胞的增生、HLA-DR的诱导和滑膜新生血管的形成。

图46一5是存在于滑膜细胞间复杂的细胞因子网络示意图，涉及巨噬细胞和成纤维细胞，由于T细胞分泌的细胞因子难以检测，故其细胞因子是否参与疾病的过程尚不清楚。IL-1和TNFa都是由滑膜巨噬样细胞分泌，它们可以刺激成纤维样细胞的增生，增加IL-6, GM-CSF和诸如间质溶素和胶原酶等效应分子的分泌。GM-CSF是由滑膜巨噬样细胞以及在IL-1(3或TNFa刺激下的成纤维样滑膜细胞产生的，它是IL-1,TNFa和IL-8产生的诱导剂。特别是在TNFa的协同下，GM-CSF还可以增加巨噬细胞和单核细胞表面HLA-DR的表达。成纤维样滑膜细胞具有自分泌反馈环，可以通过分泌成纤维细胞生长因子(FGF)作用于自身的调节。巨噬细胞和成纤维细胞产生的局部细胞因子还可作用于T细胞，并能适度调节T细胞的活性。B细胞的活化以及RF的产生有可能是非T细胞作用机制的结果。因为转化表型依赖于FGF和PDGF等细胞因子以自分泌形式的刺激，所以说具有转化特性的滑膜细胞也符合旁分泌/自分泌的特点。据推测，这一模式还有一个特点，即细胞因子以非抗原特异的方式吸引T细胞进人关节滑膜。详细的内容在“(二)类风湿关节炎滑膜组织的变化”已进行了讨论。

   细胞因子的抑制剂在自分泌/旁分泌模式中也发挥着一定作用，因为负反馈环可能是一种重要的调控滑膜炎症反应的正常内环境稳态机制。不过，这些抑制剂并不能有效地阻止促炎性细胞因子的作用。例如，从理论上讲，IL-1Ra能够对RA的发展有一定的阻碍作用，但事实上，尽管关节内有大量的IL-1Ra，滑膜炎症仍持续进展。

   (四)T细胞一巨噬细胞一成纤维细胞轴

   上述三种有关RA的发病机制模式实际上包括一系列的基本原理与理论。目前认为，RA滑膜炎症的持续阶段是上述三种模式共同完成的，即是T细胞、巨噬细胞和成纤维细胞相互作用的结果。

   我们研究疾病发病机制的目的是为了能够采取更积极主动、更全面的治疗措施。因为RA涉及的这些细胞相互之间的关系错综复杂，所以针对其中任何一种模式的治疗都不可能取得十分满意的疗效。尽管在临床上应用针对T细胞特异性的治疗取得了一些成绩，但是仍然有一部分患者对治疗的反应和疾病的改善程度相对较差。例如，环抱素A是一种主要针对T细胞的治疗药物，临床上只有一小部分患者可以达到50%的改善。也许用于早期RA的治疗会有一定的作用，因为在RA的早期可以出现T细胞介导的损伤，此时使用针对T细胞的治疗或许可以收到更好的效果。

可乐加水 · 发表于 2008-12-11 10:10:47

类风湿关节炎的动物模型为我们研究RA的病因、发病机制和治疗方法提供了有力的工具。自1892年Lucet首次描述了实验诱导葡萄球菌关节炎以来，动物模型逐渐被用来作为炎症性关节炎和退行性关节炎的研究对象。在控制动物子代繁殖的条件下，使在近交系中诱导慢性炎性滑膜炎成为可能。虽然一种动物模型只能模拟一种自身免疫病的全貌，但是，它们能够提供有关自身免疫性疾病的组织学、分子生物学和遗传学等方面的重要资料，而且，动物模型对研究新的治疗方法也有着重要的作用。作为理想的RA动物模型应该具备以下一些条件:①临床、病理和放射学的特点与人类RA相似;②尽可能少具备非RA的特点;③这种疾病易感的动物品系容易得到，且价格便宜;④这种动物可以高效地繁殖;⑤可以缩短疾病的自然发生过程;⑥容易监测疾病和免疫功能的变化;⑦可以模拟RA患者对治疗的反应。

目前RA的动物模型有佐剂性关节炎(adj u-vant arthritis, AA)、胶原性关节炎(collagen typef,,CIA)、链球菌细胞壁成分(streptococcal cell wallfragments, SCW)诱导的关节炎、蛋白多糖诱导的关节炎、姥纹烷(pristane)诱导的关节炎、逆转录病毒诱导的关节炎、乳酸杆菌属诱导的关节炎和支原体关节炎。虽然没有单一的系统可以反映RA，但是总的来说，动物模型在研究炎症的过程和各种抗炎因子的作用中起到了极为重要的作用。下面介绍几种重要的动物模型(表46一11)。

一、胶原性关节炎

   在大鼠、小鼠和非人类灵长类动物的易感品系，给予皮内注射混有完全弗氏佐剂的II型胶原可以诱导关节炎的出现。这是Trentham等人于1977年在尝试培养胶原的抗血清参照物时偶然发现的。CIA在关节炎的动物模型中比较独特，因为它可以通过对正常的软骨蛋白而不是外源性异体抗原产生自身免疫反应而诱导疾病的发生。而且，给正常动物注射纯化的抗II型胶原抗体可产生轻度的关节炎。在 10一14天接受II型胶原免疫的小鼠超过90%发展为多关节炎。在关节炎发生后的2周内，小鼠出现血管翁形成和血管形成物ngiogenesis) ,并导致关节软骨及骨组织的侵蚀和破坏。n型胶原主要存在于透明软骨中，但也可出现在耳郭和耳前庭等关节外部位，这也可以解释n型胶原的关节外效应。CIA的特点是可以产生抗n型胶原抗体，并可发展为迟发型超敏反应。此关节炎是赖T细胞的证据包括:①胸腺缺如的动物不能诱导出关节炎;②给予抗T细胞或抗CD4辅助T细胞抗体可以抑制关节炎;③对n型胶原特异的T细胞克隆可以传递疾病。

二、链球菌细胞壁成分诱导的关节炎

   Cromartie等人于1977年首次描述了链球菌细胞壁成分诱导的关节炎动物模型。典型的SCW关节炎是在一次给予皮内注射包含细胞壁肤多糖片段的水混悬液诱发的。一般动物于免疫后24小时内，100%易感品系可出现外周关节的急性炎症表现，这主要是由于 SCW 片段沉积于滑膜中造成的。这个过程是非赖 T细胞性的，而与补体的激活相关。一般持续3一5天。在免疫后2-3周内关节炎的症状可再次恶化，并持续数月。与第一阶段一过性的炎症不同，第二阶段的慢性滑膜炎是赖T细胞性的，病程中包括血管翁形成、血管形成、软骨与骨的侵蚀和关节的破坏。关节外的表现与RA类似，其中有小细胞性贫血、乏力和IL-2产生减少，但是SCW 关节炎动物模型缺乏高滴度的类风湿因子，而且没有类风湿结节的形成。SCW关节炎对NSAID、环磷酞胺、甲氨蝶吟和糖皮质激素有反应，但是对金制剂和青霉胺的反应差。

三、佐剂性关节炎

   Pearson于40年前首次描述了佐剂性关节炎。一次给予皮内注射一种包含热杀死结核分枝杆菌、M. phlei或M. butyricum混于油中的混悬液通常可诱发关节炎。像 SCW关节炎一样，与遗传因素相关的动物的种属和品系十分重要。佐剂中结核杆菌的65kD应激蛋白可能是致病抗原，它与软骨中的蛋白多糖桥联蛋白抗原成分相似。而且在人及AA大鼠的关节软骨和滑膜结合处均发现有类似的内源性应激蛋白。佐剂性关节炎的炎症过程是赖T细胞的。与该病相关的临床特点包括关节受到侵蚀、关节强直、体重减轻、食欲减退、脾大、白细胞增多、发热、急性期反应物增高、肌键炎、皮疹、前葡萄膜炎、虹膜睫状体炎、角膜炎、尿道炎和腹泻等(表46一12)。 AA的缺点是发病快、病程单一，对研究那些反复作用于疾病的因素带来一定的困难。此外，CIA的动物模型中出现的关节强直和骨质增生更倾向于赖特综合征的表现。

   佐剂性关节炎在RA中的作用:①利用该动物模型研究RA的病理生理学包括自身免疫现象和关节的破坏;②用于识别参与自身免疫性疾病的基因，以及寻找可疑基因。

   近来，Griffiths和他的同事利用CIA动物模型，发现了四个与关节炎症严重程度相关的新的数量性状基因座，其中有令人感兴趣的候选基因，如前列腺素合成酶、补体C5, PDGF,VEGF和TNF家族成员等。而且，发现了一个新的数量性状基因座(Ciaa3 )，它参与抗胶原抗体的产生。
                                                                                                                                    (  张思争张剑蒋明  )
   参考文献：

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46-第46章类风湿关节炎的病因与发病机制

46-1-第一节类风湿关节炎的病因

46-2-第二节类风湿关节炎的发病机制

46-3-第三节类风湿关节炎的动物模型

46-第46章 类风湿关节炎的病因与发病机制

46-1-第一节 类风湿关节炎的病因

46-2-第二节 类风湿关节炎的发病机制

46-3-第三节 类风湿关节炎的动物模型

46-第46章类风湿关节炎的病因与发病机制

46-1-第一节类风湿关节炎的病因

46-2-第二节类风湿关节炎的发病机制

46-3-第三节类风湿关节炎的动物模型