57-第57章 脊柱关节病的发病机制

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脊柱关节病是包括强直性脊柱炎(ankylos-ing spondylitis, AS)、分类未定的脊柱关节病、反应性关节炎、银屑病关节炎或与炎性肠病相关的关节炎在内的一组互相有关联的关节疾病。毫无疑问，在相互作用的网络中，多种因素共同协调作用导致脊柱关节病患者出现关节的炎症。由于这个网络系统的复杂性，给研究者带来严峻的挑战，因为研究者不仅要识别疾病所有主要的启动因子，还要进一步解释由它们引发的级联反应及最终的致炎介质和参与反馈的调节因子等。在过去的20年里，由于在研究技术和治疗方面获得了一些重要的突破，使研究者对脊柱关节病的发病机制有了新的认识，并至少构建了几个相关设想的框架(表57一1)。这几个具有建设性的构想可以帮助研究者和风湿病专科医生更清楚地理解脊柱关节病的发病机制。本文的目的不是百科全书式列出脊柱关节病领域的全部研究论文。

      本章所描述的有关脊柱关节病发病机制设想的框架是基于一些已经经过很多研究得出的线索。例如，对反应性关节炎而言，主要线索是依据定义，即关节炎是由几种病原体中的一种启动的。对AS而言，主要线索是病因，为遗传因素。在脊柱关节病的发病中，HLA-B27作为遗传因素已成为一个无可争议的事实。
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目录：
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第一节 强直性脊柱炎与遗传因素
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% _- G& z- p4 [! c# w. }第二节 HLA-B27
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第三节 感染在脊柱关节病中的作用

9 R9 o  A( M- p) k8 p+ k, @! i) P第四节 肌腱端病

第五节 细胞因子/趋化因子

7 C0 F9 A! k& E9 L7 y0 K第六节 动物模型
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( Y+ Z$ N, ^' K9 h$ }! e  e/ P* @第七节 HLA-B27以外其他基因的作用

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遗传因素在强直性脊柱炎的发病中到底有多大作用?有多少基因与该病相关?这是值得关注的问题。   

      对一种疾病而言，研究遗传因素与该病相关程度最好的手段是计算该病在孪生子的患病一致率。若遗传因素在发病中占主要地位，那么它在单卵孪生子的患病一致率相对较高，而在双卵孪生子的患病一致率相对较低。有关对患AS孪生子的两份研究报告显示，在单卵孪生子中AS患病一致率(concordance)是63%,而双卵孪生子为12.5%。根据这些数据估算，遗传因素在AS的病因中约占90%，这个数值高于类风湿关节炎和系统性红斑狼疮。另外，AS的孪生子研究还表明，如果存在致病性环境因素，则这些因素可能是具有普遍性的。此发现自发现之日起已劝阻了研究者去寻找引发AS的致病原。最全面识别致病基因的方法是基因组扫描。英国M. A Brown报道了患有AS的225对孪生子的全基因组扫描，结果显示在MHC区域有很强的HLA-B27连锁(LOD分值为15.6)。重要的是，在染色体1,2,9,10,16和19有非MHC连锁的证据。最强的非MHC连锁在染色体16q(LOI〕分值为4.7)。用一种独立的方法，即对不同程度AS患者的亲属作该病复发危险的遗传建模(genetic modeling),也证明多种非 MHC基因与 AS相关。M. ABrown认为，从复发率看，如果有5个与疾病相关的遗传位点，就能很好地解释上述这些数据。虽然已提出了诸如细胞色素 CYP2D6基因型等为候选基因，但至今这些非MHC基因中尚无一个得到令人信服的证明。因此，尽管似乎有着大量这方面的信息，但是绝对肯定的与脊柱关节病有关的基因仍只有HLA-B27。在应用基因组扫描技术之前，人们认识HLA-B27和脊柱关节病之间存在这种联系也已将近30年。

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一、与强直性脊柱炎及其他相关脊柱关节病的流行病学相关性   

      在美国、欧洲和中国，至少有95%的AS病人表达HLA-B27，而上述国家人群中HLA-B27的表达率分别为3%---8%,9%和8%。HLA-B27与AS相关性也存在于世界上的其他人种中。除了少数例外，AS在一个种族群的发病率与HLA-B27的表达相平行。例如，北美和欧亚大陆环北冰洋和亚北冰洋区的土著人群中，AS的发病率与HLA-B27的表达率均较高(如在海地，这个比例占到50 )，相比之下，南美土著人、赤道和南非班图人与布须曼人以及澳洲土著人中，AS与HLA-B27的出现率实际上为零。HLA-B27与疾病的相关性也涉及脊柱关节病的其他类型，尽管相关程度相对较低。   

   二、HLA-B27在强直性脊柱炎发病中的意义   

. q3 c7 U% T1 L! x: g      在AS发病中，HLA-B27是一个主要的基因，这就是说，正是HLA-B27基因本身，而不是与其连锁的与关节炎发病相关的其他基因导致了AS的发病。这已从转 HLA-B27基因的动物模型中得到了充分的证明。然而，就AS而言，HLA-B27仅占全部遗传危险因素的16%一50 ，说明还有其他因素的参与。这就是为什么在HLA-B27阳性的人群中只有少数人患脊柱关节病。由于寻找其他基因困难重重，至今大多数对AS发病机制的研究仍以HLA-B27为重点。
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. w4 w9 x6 j$ u8 G" s0 k   三、HLA-B27的结构和致病性   

: d6 `$ v8 q( }      HLA-B27是 MHC I类分子HLA-B族中的一个等位基因，即使在HLA-B27和HLA其他等位基因的四级结构尚未完全弄清以前，就已知 MHC一工类分子的主要功能是将抗原肤递呈给CD8 + T淋巴细胞受体(TCR)。一种特殊的等位基因，例如HLA-A2递呈的抗原肤和识别与此特殊等位基因构成复合物的这个肤的TCR之间是高度特异的。此特异性是 由HLA、多肤和TCR的序列决定的。抗原多肤是如何准确地与HLA分子相互作用的，每一个HLA等位基因产物的序列是怎样的，是HLA-B27特异性的关键所在。因此，解决它们是研究脊柱关节病发病机制的先决条件。HLA工类分子是由一条分子量为45kD的多态重链和一条分子量为12kD的单态轻链(即民微球蛋白(2m)以非共价键形式组成的复合物。HLA-A,-B和一C座位决定了重链的多态性。重链本身有三个功能域，前两个功能域(+1和+2 )共同形成两个反平行的螺旋结构，它们位于一个由八股折叠片形成的平台上，这个平台由来自第三功能域(IX3)和trz微球蛋白组成的二个桶状结构作为支撑(彩图57一1)。最重要的从作用功能的观点看，位于平台中的抗原肤通常由8一11个氨基酸组成，每个抗原肤的氨基酸残基从氨基端到梭基端排序。这些多肤是来自内源性蛋白或感染细胞的病毒或细菌的蛋白。抗原肤与重链上几个称为“袋”的区域结合，这些袋状结构从氨基端到竣基端依次被命名为A到E(彩图57一2). HLA-B27与其他HLA I类等位基因不同之处在于它重链上被称为“B袋”的残基。此“B袋”容纳抗原肤的第二位残基(P2)，衬于此HLA-B27 "B袋”中的谷氨酸残基尤为重要，这意味着HLA-B27的“B袋”只能容纳抗原肤中的精氨酸残基。确实，结合于HLA-B27的内源性肤的质谱序列分析显示，与HLA-B27结合的大多数抗原肤的第二位残基是精氨酸。第二位残基(P2)为精氨酸是与HLA-B27结合的抗原多肤的特点。不过也有例外，据报道HLA-B27也可结合长链多肤，且这种多肤的第二位残基不是精氨酸。但这类抗原肤很少。
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      近十年来，上述HLA-B27的四级结构被认为是惟一可能的结构，并作为许多研究的基础。现已明确，HLA-B27分子也可以不与民微球蛋白相联的形式存在(即自由重链)。在细胞内的折叠过程中，HLA-B27形成了与上述不同的四级结构。假如这种 HLA-B27的变异体也能递呈抗原，那么与之结合的抗原肤的模体(m0-tif )与传统的模体将会不同。这种形式的HLA-B27及其与疾病的可能关系将在后面涉及。
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   四、HLA-B27亚型和疾病的相关性   
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      到目前为止 HLA-B27的亚型至少有 23个，依次命名为B * 2701至B * 2723，并已明确了各自的特征。各亚型间只有 1至7个氨基酸的差别，B2705, B2704与B2706,B2709间残基的区别见表57一2。至少13个亚型具有相同的"B袋”，所以与它们结合的肤的P2是精氨酸。
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7 D2 J/ k! v( K% k# v6 O      评估各亚型与脊柱关节病相关的程度一直以来是研究的主要方向。下面概括介绍研究的主要结果:   
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& T  Q0 T5 _( ^+ x7 d      ·B * 2705是一个古老的亚型。迄今为止，最常见于高加索人，与 AS有高度的相关性。此疾病相关性的惟一例外见于西非的塞内加尔和冈比亚人群。B * 2705又进一步被分为 B*27052,B-27053和B* 270540   

8 n+ {, `- Q* ~% U' @3 x- n      ·B * 2704也是一种常见的亚型，特别是在中国和日本。B * 2704血清型亦与脊柱关节病相关。   

+ i& g3 C3 K0 @       ·B * 2701、B * 2702、B * 2703、B * 2704、B*2707 , B * 2708和 B * 2710的出现频率比 B-2704或B * 2705少得多，这些亚型也与脊柱关节病相关。   

       ·据报道B * 2706和B * 2709与脊柱关节病最没有相关性。B * 2706见于泰国和印度尼西亚的健康人群中。B * 2709见于意大利撒丁岛上25%的健康人，而在当地AS患者中未检测到。      

       ·未见有其他亚型与脊柱关节病相关的报道。   

      因为B * 2706和B * 2709与脊柱关节病无关，所以它们与AS相关的B * 2704和B * 2705的四级结构之间存在的差异，也许能为发现HLA-B27分子在AS发病中的重要作用提供线索。基本的假设是，HLA-B27通过将某些能诱发关节炎的肤递呈给CD8十T淋巴细胞而引发关节炎。推测这样的关节抗原肤为数不多，识别这些肤的序列对于理解脊柱关节病的发病机制至关重要。假如HLA-B27通过递呈肤诱发关节炎，那么与AS无关的HLA-B27肯定与AS相关的HLA-B27递呈的肤不同。对各种HLA-B27亚型结构的分析确实提示，抗原肤的末端残基存在着差异 。随后研究那些结合于B* 2704,B* 2705和与 AS无相关性的B * 2706中的各种肤的序列，发现结合于B * 2704和B*2705的肤的C末端为酪氨酸，而与AS无关的B * 2706则没有。这提示如果 HLA-B27通过递呈肤来诱导关节炎，那么这种肤的C末端为酪氨酸十分重要。希望这项发现有助于识别致关节炎多肤。   
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9 C2 B2 j4 ^, e* g   五、脊柱关节病中HLA-B27特异性的CD8 + T淋巴细胞   
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      传统认为，HLA I类B族等位基因的功能是将抗原肤递呈给CD8 + T淋巴细胞(细胞毒淋巴细胞，cytotoxic T lymphocytes, CTL)(彩图57一3)。因此，在弄清HLA-B27递呈的肤的特异性之后，在脊柱关节病中第一个全面系统研究的领域就是HLA-B27特异性CD8 + T淋巴细胞。因为CD8 + T淋巴细胞是抗原特异的，在研究与脊柱关节病相关的CTL之前，需要一些脊柱关节病的候选抗原。目前可以得到反应性关节炎的致病微生物。故反应性关节炎与其病原微生物成为研究CTL方便的靶目标。对CTL的研究集中在:①反应性关节炎病人的关节是否存在 HLA-B27特异的 CTL; OO CTL识别的肤是否来源于细菌蛋白;OO CTL能否识别自身抗原;④这些抗原肤的序列是什么;⑤在不同的病人中CTL是否共享 T淋巴细胞受体。共享T淋巴细胞受体意味着不同的病人对相同的抗原产生反应。主要的假说是，致关节炎病原体共有某些能引发关节炎的HLA-B27特异性的免疫显性，以致这些抗原肤可与  自身抗原发生交叉反应。因此，当HLA-B27阳性的个体感染能引发关节炎的病原微生物时，关节内将产生HLA-B27特异性的CTL介导的  自身免疫反应。   

      至于关节内是否有识别细菌也识别自身抗原的CD8 + T淋巴细胞，答案是肯定的。在反应性关节炎病人的关节和外周血淋巴细胞中已发现这类CD8 + T淋巴细胞。这些CTL识别细菌感染的靶细胞上的HLA-B27，或与细菌多肤相结合的HLA-B27，或仅仅是具有内源性多肤的HLA-B27阳性细胞。至于这些细菌多肤的序列，至少已识别出两个，它们全部属于耶尔森菌属，一个含有60kD的热休克蛋白中321至329位残基，另一个源于尿素酶书亚单位。另外也从沙眼衣原体中找到了一些多肤。关于推测中的自身肤的序列，已发表的只有一个，这种肤来源于血管肠肤受体一1( vasoactive intesti-nal peptide receptor-1，VIP-1R)的400一408氨基酸残基。所有这些试验资料提供了CD8+ T淋巴细胞参与反应性关节炎的有力证据。下面一个很重要的问题是，关节中的T淋巴细胞反应属于多克隆还是寡克隆?如果呈寡克隆表达，说明引起反应的抗原在数量上少。如果这些抗原有致病性，上述情况就有可能。而多克隆反应无特异性，如同继发于其他反应的T淋巴细胞的活化。有些研究确实表明，反应性关节炎中的T淋巴细胞反应是寡克隆性的。下一个问题是，不同病人的T淋巴细胞克隆能否识别相同的抗原?这个问题的答案可以从TCR+和p链互补性决定区一3 (complementaritydetermining region-3, CDR3)环是否保守来推断。这是因为TCR这个功能域直接与MHC-肤复合物相接触(图57一3)。已得到不同实验室的T细胞克隆的测序数据，这些数据综合起来显示，反应性关节炎发病初期 T细胞克隆的TCRP链的CDR3高度保守。因为识别相同MHC-肤复合物的T细胞的TCR CDR3应该有共同的序列模体，以上数据强有力地证明关节中存在与HLA-B27关节炎相关的免疫显性抗原。另外，一些这种 T淋巴细胞的克隆是自身反应性的，故致关节炎病原体和自身抗原可能共有它们所识别的免疫显性抗原。识别这些抗原，在关节炎患者这些免疫应答的频率和持久度怎样，以及免疫耐受是怎样失去的。这些是未来要研究的主要间题。   

: J5 ?) `8 b3 T2 l      以上几节所描述的试验结果为HLA-B27关节炎的“关节炎发生的肤理(arthritogenicpeptide theory)”提供了有吸引力的证据。如果这个理论不用来说明几个导致各自的研究者向完全不同的方向进行研究的发现，那么它就不会受到挑战。   

   六、HLA-B27分子的自由重链在关节炎发生中的作用   

      经典HLA工类分子四级结构的特点及抗原肤序列模体的简单，使许多学者认为CD8+CTL经 HLA-B27的活化是 HLA-B27惟一的致病机制。但是令人惊奇的是，有报道说只表达转染的人HLA - B27重链，但民一微球蛋白基因剔除的小鼠也出现了关节炎。有关脊柱关节病动物模型的细节将在以下的章节中讨论。无论如何，这种小鼠由于缺乏民一微球蛋白，HLA-B27不能形成像图57一1一3描述的那种经典的四级结构，也不可能递呈长度为9个氨基酸且P2位是精氨酸的经典抗原肤。小鼠模型的这些发现强烈暗示，HLA-B27可能经由不同于向CD8 + T淋巴细胞递呈抗原的经典模式的不同途径引发关节炎的。   

' Z9 e: K: _$ q      因为这些看似自相矛盾的结果来自于对动物模型的研究，故在严肃地考虑游离重链是否在关节炎发病中起作用之前，有必要找到一个分子模型来说明它。其中一个模型是在下述发现的基础上建立的，即HLA-B27分子在第 67位氨基酸残基是半胧氨酸这点与大多数HLA-B等位基因不同，通过这个第67位氨基酸残基HLA-B27分子的重链可以形成稳定的二聚体，而无需Rz一微球蛋白。基于这些体外的发现，该模型的提出者假设，这种二聚体能将抗原肤递呈给T淋巴细胞，但这些二聚体递呈的肤与HLA-B27由经典途径递呈的肤不同。尚不知重链二聚体的三级结构。但已提出了一个假设模型(彩图57一4)。目前正在用细胞系进行上述的游离重链二聚体的研究。如果在脊柱关节病病人的细胞表面也能检测到游离重链，那么将会更有意义。从现有的进展看这项研究是可行的，因为HLA-B族等位基因的重链单体和HLA-B27的二聚体均能被单克隆抗体 HC10识别。有一个研究小组已在AS病人外周血单个核细胞上利用HC10单克隆抗体检测到了游离重链的表达。它们的表达仅仅限于单核细胞。重要的是游离重链的表达同疾病活动程度相平行。尽管有必要进行更深人的研究，但这些报道提示，游离重链本身应被认为是导致脊柱关节病的原因之一。由此导致的发病机制可能与传统三分子HLA-B27结构致病的机制完全不同。   
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      尚未对其中更多的环节进行检测的是，有可能HLA II类分子递呈HLA-B27重链被降解生成的肤，从而导致关节炎的发生。在这种情况下，致关节炎的则是CD4十T淋巴细胞。NK细胞及其识别HLA-B27分子的受体的作用尚未有报道。   
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      以上研究模型假定免疫活动是疾病的致病机制，但如下面所叙述的那样，也有学者报道了完全不同于经典免疫模式的关节炎致病机制。

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一、感染在强直性脊柱炎中的作用   

; D: J+ t- Y; }$ k" y; ?      曾经有一段时期一些研究者称肺炎克雷白杆菌是AS的病因。早期的研究提示，AS病人血清抗肺炎克雷白杆菌抗体的平均水平高于健康对照组。这个研究随后被多个不同的研究者所证实。此外，据报道，AS病人对感染的肺炎克雷白杆菌产生异常的T淋巴细胞反应。   
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      不过，这些有关克雷白杆菌的研究资料很难解释这样一个现象，即这样的应答在病人组和健康对照组中有很大的重叠性。根据现有的资料，难以将肺炎克雷白杆菌或其他任何致病菌作为AS一个重要的致病因素。克雷白杆菌是肠道内很多正常菌群的共生细菌。目前尚没有以控制肠道内的克雷白杆菌为作用目标来治疗AS的很好的对照研究。也没有尝试抗克雷白杆菌的治疗，除非这种治疗对人体完全没有伤害。   
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   二、细菌是否通过归巢入关节引发反应性关节炎   
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* C3 m) V1 c6 N+ a; ^      与AS不同的是，细菌明显地在反应性关节炎的发病中起关键性作用。志贺菌属、沙门菌属、耶尔森菌属和弯曲杆菌属以肠源性感染形式而具致关节炎源性。沙眼衣原体以性源性感染形式而具致关节炎原性。这些细菌感染肠道和生殖道粘膜的表面。因为这些部位的粘膜与关节在解剖上无相关性，致使有一段时期对这些粘膜上的细菌是如何影响关节的成为一个谜。当发现病人的关节中确实存有这些细菌的碎片，并能用电子显微镜和抗细菌抗体检测到它们，这时才把它们联系在一起。接下来合乎逻辑的问题是，在病变关节中是否存在活菌。假如有活菌，这种关节炎就应被认为是感染性的而不是反应性的。这些看法最初令人迷惑不解，因为长期以来都未曾在反应性关节炎的关节中培养出活菌。这也是为什么至今仍将该病称为反应性关节炎而不是感染性关节炎的原因。然而突破起自PCR技术的诞生，脊柱关节病领域的研究者将它作为一个超敏感方法以检测关节中核昔酸完整的细菌，即便这些细菌在培养中不能复制也能进行检测。自该报道出现以来，大量的研究使用PCR技术在各种类型关节炎的组织或滑液中检测到了细菌核昔酸。研究结果可以概括为以下几点:   

      (1)在关节中用PCR检测到的第一种致病微生物是沙眼衣原体。因为衣原体是反应性关节炎常见的病因，所以将它作为一个重要的研究对象。最初的试验仅集中于对反应性关节炎的研究。但后来发现，沙眼衣原体核昔酸的存在并非反应性关节炎特异的，因为类风湿关节炎、银屑病关节炎、骨关节炎的病人及正常人的关节中都可检测到沙眼衣原体的核昔酸。   
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" F# y; O7 l* \% B, J6 a6 n! y       (2)为了更容易地同时检测所有的细菌，研究者用PCR检测细菌的16S rRNA。因为在所有的细菌中16S rRNA是高度保守的。在一项对65例病人滑液的检测中发现，其中26例证实有细菌DNA的存在。但是这些细菌的核昔酸在任何一种关节炎中均无特异性。细菌16SrRNA在类风湿关节炎和其他关节炎病人中也能检测到。一般认为所检测到的细菌中有很多并不能引发关节炎。对许多关节来说，同一关节中能检测到多种细菌。   

2 B8 c9 {- ?' ^( g      这些研究表明，对许多细菌和多种类型的关节炎而言，细菌归巢(homing)到关节是一种常见现象。这种现象甚至发生于正常个体。尽管这不是反应性关节炎所独有的，但细菌归巢可以解释这些致病性细菌出现在反应性关节炎病人的关节中的原因。基于这个现象，目前脊柱关节病的研究者正在集中研究细菌归巢关节后是如何引发关节炎的，而不是去探寻那些远离关节的致病因素。
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4 D) H1 [6 Y% y$ b( |3 i* E( u   三、关节中的抗细菌局部防御   

      既然细菌能够归巢到关节甚至可以在正常人的体内发生，那么某些人易患反应性关节炎的原因有可能是它们关节的局部防御功能有缺陷。固有免疫是机体防御的一种类型。我们已检测到关节中有清道夫(scavenger)受体的表达，并发现在脊柱关节病中MACRO的表达比期望的要低。有趣的是这与HLA-B27无关。

6 I! G* K) Z: t- @7 D   四、HLA-B27调控细胞对细菌入侵的反应方式   

      以上研究显示，HLA-B27并不是细菌归巢到关节的决定性因素。宿主防御细菌感染是一个非常复杂的过程。获得性免疫的防御仅仅是因素之一。细胞自身对细菌人侵有一定的抵御能力。对脊柱关节病来说，主要的一个问题是HLA-B27是否调控宿主细胞对致关节炎细菌入侵的反应。能够引起典型的反应性关节炎的细菌种类并不多，它们有两个共同特征，即具有侵袭性和能够在细胞内生长。多位研究者在体外检测了HLA-B27对这两方面的影响，其中两个有阳性结果的报告为:①转染过HLA-B27的小鼠成纤维细胞株对引起关节炎的细菌具有更强的抵抗力;②在某些转染了HLA-B27的人细胞株，人侵的细菌在培养的几天中能高比率地成活。从这些研究中也许能得到一些有意义的结论，即HLA-B27能够改变细胞的活性，但不激发免疫机制，或改变涉及多种类型细胞高度协同的系统。假如能用这些体外研究解释体内的现象，人们也许会试图得出这样的结论，即细菌有可能在 HLA-B27宿主体内存活更久。然而，HLA-B27个体中这些细菌的感染没有表现出更高的敏感性，感染HLA-B27个体的细菌也没有显示出更强的毒性。即使就上述体外实验来说，对细菌感染和存活的量化细胞需要非常严格控制试验的条件。一些实验室未能在体外检测到HLA-B27对它们的影响。引起实验室之间检测结果差异的一个可能因素是，对细菌侵人和复制的抵抗是细胞内一个相互关联的长级联过程的一个终末活动。HLA-B27直接影响的也许是一个早期的事件，诸如细菌与细胞在相遇后的几秒钟内发生的细胞信号转导。识别这些早期事件可能是关键性的。
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   五、HLA-B27能改变早期的细胞信号转导   

! ?4 R- h, D# K* B8 `: j# K      HLA-B27是否会改变细胞信号转导有可能成为近期研究的一项重要领域。最初是利用HeLa细胞作为研究对象。比较分别转染HLA-B27或其他HLA的等位基因的HeLa细胞中发现，当这些细胞与沙门菌共育时，表达HLA-1327的HeLa细胞中c-fos和AP-1迅速活化，之后前致炎性单核细胞趋化蛋白(MCP-1)也很快活化。这些是最早的发现，提示 HLA-B27能够改变细胞的信号转导。下面将讨论HLA-B27是如何改变细胞信号转导的。

   六、HLA-B27未折亚蛋白反应理论   

- I* {# E* [+ i0 `, q0 `: I      在研究HLA-B27如何诱导脊柱关节病的初期阶段，研究者满足于认为是HLA-B27分子将致病性肤递呈给CD8 + T淋巴细胞而导致关节炎发生的。这些HLA-B27分子有如1992年首次报道的那样既具有重链，又具有N一微球蛋白轻链的经典结构。不过令人不解的是，单独转染HLA-B27重链的小鼠也可发生关节炎，而且HLA-B27可以在完全不依赖免疫网络的情况下改变细胞信号的转导和细菌的存活。直到1999年，研究者才提出了一个似乎合理的解释。这些研究者检测了细胞内HLA的成熟速率，而不再仅集中研究细胞表面的HLA-B27 0与其他蛋白一样，HLA分子在内质网内成熟。在内质网生成的HLA分子首先是与几微球蛋白不相连接的游离重链。通过一系列经典伴侣蛋白的相互作用，游离重链方与P2一微球蛋白然后与抗原肤以非共价键连接。只有当各组分全部组装后，HLA-1327分子才被认为是完全成熟，能被运送到细胞表面(图57一5)。

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6 Q5 g  `1 i; Y  i! O$ _& n8 I1 g% w     在HLA成熟过程的不同阶段，蛋白质表现出不同的空间结构。这种空间结构的演变过程叫做折叠。这样 1992年报道的HLA-1327结构是完全折叠成熟的HLA一1327分子。尚未达到这个阶段之前为未折叠分子。一般未折叠分子首先滞留在内质网。只有当内质网内未折叠分子过载时，其中一些就会逃逸到细胞表面。分子的折叠速率是决定分子去向的因素之一。有关HLA-1327的关键性发现是它在折叠速率非常慢这一点上不同于其他HLA等位基因产物。正因如此，有人推测HLA-1327在内质网容易过载，使得一些未折叠的HLA-1327分子有机会逃逸到细胞表面，结果被抗游离重链特异性抗体HC10检测到。一般情况下，当未折叠蛋白在内质网中过量积累，它们会诱发一种被称为内质网“未折叠蛋白反应”的细胞信号。这种信号会导致如蛋白酶体的蛋白处理系统激活。进一步蓄积还会诱导称作内质网“超载反应”的信号转导。超载反应可导致NFIcB的活化，后者随后能导致产生致关节炎的前炎性细胞因子(彩图57一6)。内质网超载反应在Alzheimer's病和囊性纤维化的发病中被认为起重要作用。基于这些研究，有人就提出了一个新的脊柱关节病发病假说，即HLA-1327引起关节炎是因为产生了未折叠 的HLA-1327蛋白，而后者又诱导超载反应，随后触发NFICB和其他细胞因子的活化。关于这个新的假说，惟一能肯定的是HLA-1327的成熟速率比其他的HLA等位基因慢。尚不清楚这是否足以诱导未折叠蛋白或随后的超载蛋白反应。很显然，不是所有HLA-1327个体的细胞都同时发生这种超载反应，可能是仅仅处于某一分化阶段的某些介导关节炎的细胞才受到影响，从而接受HLA-1327的修饰而引发关节炎。对AS病人的外周血单个核细胞的研究发现，只有活动性关节炎病人的单核细胞才表达自由重链，这提示这里受影响的是单核细胞谱系的细胞。这也将成为一个很活跃的研究领域。

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肌健端病传统上被认为是脊柱关节病的一个标志。肌键附着点是肌膛、韧带、滑囊或者筋膜与骨连接的部位。已十分明确在纤维软骨的肌膛端具有四个区域，它们分别是:①肌键;②未钙化的纤维软骨;③钙化的纤维软骨;④骨(图57一7)。在所有这些肌腿端病变中，骸骼关节炎既是AS的标志，也是AS鉴别诊断的指标。然而由于不能得到临床标本，直到最近才得到骸骼关节炎组织病理学的研究结果。令人惊奇的是，这些研究表明在骸骼关节炎中附着点病变本身并不是疾病的第一个受累靶点。事实上，骼骼关节炎的早期阶段炎症侵犯的是滑膜及软骨下的骨组织，到晚期，整个关节则完全钙化融合成一块骨头。哪儿是疾病开始的地方，哪些至炎细胞触发此级联反应，是关键问题，但无法得到早期肌健端病的标本。在慢性肌健端病的标本中，观察到在肌健附着点和其下面的骨髓有T淋巴细胞的浸润。在骨髓中，CD8十T淋巴细胞是CD4十T淋巴细胞数量的两倍。这间接提示，CD8十T淋巴细胞是肌健端病的介质。一个重要的问题是为何诸如足后跟的肌健端病是脊柱关节病的标志。一个可能性是某些致病性抗原只位于肌膛附着点。已在实验动物测试了候选的肌键端病抗原。它们的意义有待得到人体实验的证实。不过，还存在一个完全不同的解释，即肌膛附着点是机械压力作用的部位，这有可能是引发炎症的因素之一。

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20世纪在脊柱关节病的研究中，第一个最有意义的发现是AS和HLA-B27存在高度相关性，第二个有意义的发现就是应用特异性针对TNF-a的生物制剂治疗脊柱关节病，致使病情得到有效而迅速的控制。这些生物制剂包括抗TNF-a抗体和TNF-a受体拮抗剂。二者的靶分子均为TNF-a。患者对这些药物的反应也许比类风湿关节炎患者更有效。没有任何一个试验比这更能证实TNF-a在脊柱关节病中的重要性。但是，TNF-a并非能完全抑制疾病的活动，与疾病活动相关的其他细胞因子/趋化因子是未来研究的目标。尽管对脊柱关节病中表达的细胞因子和趋化因子缺乏全面和系统地研究，但已有关于细胞因子是否能反应 T细胞活化是以Thl或Th2占优势的研究。观察发现在脊柱关节病中以Th2的活化占优势，这与类风湿关节炎正好相反，后者以Thl的活化占优势。因为Thl反应被认为在细菌的防御中起重要作用，所以向Thl反应的分化可能对反应性关节炎病人有帮助。

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至少目前已有两个与HLA-B27相关的关节炎动物模型。它们都证实了HLA-B27在关节炎中的核心作用，并提示了可能的发病机制。一个模型将HLA-B27基因和人民一微球蛋白基因转人大鼠体内，可以出现与人类赖特综合征相似的临床特征，这包括外周和中轴关节炎，男性生殖道、胃肠道、皮肤、指甲和心脏的炎症。此外，同品系大鼠对炎性疾病敏感的程度与HLA-B27基因表达的水平相关。另一个模型是表达人HLA-B27基因以及表达人R2一微球蛋白基因而不是鼠N2一微球蛋白的转基因小鼠，可以发展为关节炎。   
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      这些模型支持了以下观点，即引起关节炎的遗传因素是HLA B27基因而不是紧密连锁的基因。但仅仅是HLA-B27基因不足以诱导动物发生脊柱关节病。尚必须有“病原体”，如果转基因鼠在无菌或者无病原体的环境下培养是不会发生关节炎的。但是，把这些不发生关节炎的动物置于常规环境中饲养，则会发生关节炎。   
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1 }+ p9 ?& d- }( V$ d5 h/ H      一个意外的发现是HLA-B27游离重链可能与此相关，因为抗游离重链的抗体能防止转染HLA-B27且不携带人或者鼠民一微球蛋白基因鼠发展成关节炎。转染HLA-B27的小鼠发展成关节炎可以部分归因于几种I类蛋白在内质网中的超载，这些折叠异常的蛋白不能与R2-微球蛋白相连，与伴侣蛋白持续相联，或形成二聚体。即使没有转染 HLA-1127基因，也有30%-50%的民一微球蛋白敲除小鼠自然发生关节炎。这些以及其他动物模型实验所得到的结果，也支持CD4 + T淋巴细胞在脊柱关节病发病中起关键作用。例如，CD4十T淋巴细胞的被动转输可使转基因大鼠发生关节炎。另外，剔除CD4基因但不剔除MHC II类分子的小鼠则发生关节炎。

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从收集到的人类及转基因动物模型的证据中可以看出，HLA-B27是一个致关节炎的基因。然而，有证据表明其他基因也起重要作用。   
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     以下是评价 HLA-B27以外基因作用的研究资料。HLA-B60单独或与紧密连锁的基因一起增强与HLA-B27不相关的AS的易感性;而HLA-DR基因仅有较弱的影响。   
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. k7 {3 W1 @1 F) g7 b      诸如编码蛋白酶体、肿瘤坏死因子或TAP等基因的多态性，也影响疾病的易感性或疾病的表现。它们的重要性有待作更细致的评估。            
                                                                                   (  古洁若   张汉伟  David Yu  )