谁来认证抗肿瘤坏死因子α药物能有效治疗慢性关节炎性.doc

www.CRTER.org赵正据，等. 谁来认证抗肿瘤坏死因子药物能有效治疗慢性关节炎性骨损伤？谁来认证抗肿瘤坏死因子药物能有效治疗慢性关节炎性骨损伤？*赵正据1，罗菊英2，成 昊1，肖 强1 (1湖北科技学院临床医学院外科，湖北省咸宁市 437100；2湖北科技学院护理学院，湖北省咸宁市 437100)文章亮点：1 此问题的已知信息：肿瘤坏死因子作为一中心炎症递质在类风湿关节炎发生发展中起关键作用；抗肿瘤坏死因子生物制剂是一类新型改善病情抗风湿药物，是类风湿关节炎治疗领域的一个重要突破，其疗效也得到众多临床试验的验证与肯定，尤其是针对传统抗风湿药物治疗失败的患者。2 文章增加的新信息：总结抗肿瘤坏死因子治疗类风湿关节炎的特点及机制，证明类似抗肿瘤坏死因子因子的物质能够避免或者减少类风湿关节炎中的骨质损伤的证据，还需要些更一步的研究，如提供生物学解释和以及相关观察(肿瘤坏死因子抑制剂对于慢性关节炎患者进展中的骨质损伤有利性效果)的结合。如此多的因子参与了破骨细胞的激活，他们包括： 白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素7、白细胞介素11、白细胞介素17、巨噬细胞集落刺激因子、转化生长因子、巨噬细胞炎性蛋白1、巨噬细胞炎性蛋白1、干扰素诱导蛋白10、干扰素诱导单核细胞因子、破骨细胞相关性受体，表明肿瘤坏死因子仅仅只是如此多破骨细胞发生分子中的一员。此外，还存在一些肿瘤坏死因子和RANK-RANKL系统背后的中介物质，其可能是独立地诱导破骨细胞发生，比如NFATc1。正因为这样，单独应用抗肿瘤坏死因子治疗慢性关节炎减少骨质损伤，无法达到理想的治疗效果。3 临床应用的意义：近年来选择性针对免疫系统中参与炎症反应的细胞或分子进行干预的生物制剂为类风湿关节炎治疗带来新的希望。依那西普、英夫利西单及阿达木单抗等抗肿瘤坏死因子药物已广泛应用于临床，对中、重度活动性类风湿关节炎疗效确凿，但仍有一部分患者不能达到理想的治疗效果。研究表明单独应用抗肿瘤坏死因子治疗慢性关节炎减少骨质损伤，可能无法达到理想的治疗效果，需联合用药治疗。关键词：组织构建；组织构建综述；慢性关节炎；骨损伤；破骨细胞；破骨细胞发生；肿瘤坏死因子；抗肿瘤坏死因子因子；省级基金主题词：关节炎, 类风湿；破骨细胞；肿瘤坏死因子；RANK配体基金资助：湖北省教育厅科技处指导性项目(B2013054)*，课题名称，中草药粉剂外贴治疗骨质增生的临床研究摘要背景：抗肿瘤坏死因子治疗减少慢性关节炎患者的骨质损伤所起到的作用，引起越来越多学者广泛的关注。 目的：综述肿瘤坏死因子在慢性关节炎病理机制中的作用及抗肿瘤坏死因子药物治疗进展。方法：应用计算机检索NCBI，OVID，EBSCO外文数据库。采用infliximab，etanercept，adalimumab，chronic arthritis等关键词组合进行检索。设定检索起始时间为2005年12月1日，检索时间截止至2013年7月31日。初检得到162篇文献，最后选择40篇文献进行全文通读，归纳，总结。结果与结论：研究表明众多因子参与破骨细胞的激活，肿瘤坏死因子仅仅是破骨细胞发生分子中的一员。此外，还存在一些肿瘤坏死因子和RANK-RANKL系统背后的中介物质，其可能独立地诱导破骨细胞发生。正因为这样，单独使用抗肿瘤坏死因子治疗应用于慢性关节炎减少骨质损伤，无法达到理想的治疗效果。Anti-tumor necrosis factor alpha therapy avoids bone damage in patients with chronic arthritis: Who can authenticate it? Zhao Zheng-ju1, Luo Ju-ying2, Cheng Hao1, Xiao Qiang1 (1Department of Surgery, Clinical College of Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, Hubei Province, China; 2School of Nursing, Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, Hubei Province, China)赵正据，男，1970年生，湖北省咸宁市人，2002年武汉大学毕业，硕士，副教授，副主任医师，主要从事临床骨外科方面的研究。 通讯作者：罗菊英，硕士，副教授，副主任护师，湖北科技学院护理学院，湖北省咸宁市 437100中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2013)50-08735-06 修回日期：2013-10-16(201308101/MW)Zhao Zheng-ju, Master, Associate professor, Associate chief physician, Department of Surgery, Clinical College of Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, Hubei Province, CCorresponding author: Luo Ju-ying, Master, Associate professor, Associate chief nurse, School of Nursing, Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, Hubei Province, China Accepted: 2013-10-16AbstractBACKGROUND: To reducing bone damage in patients with chronic arthritis, anti-tumor necrosis factor alpha treatment has aroused wide concern.OBJECTIVE: To summarize the action of tumor necrosis factor alpha in the pathogenesis of chronic arthritis and progress in anti-tumor necrosis factor alpha drugs.3 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 METHODS: A computer-based search of NCBI, OVID, EBSCO was performed to collect articles published from December 1st, 2005 to July 31st, 2013 with the keywords of “infliximab, etanercept, adalimumab, chronic arthritis” in English. There were 162 articles after initial retrieval, and finally 40 articles were included and summarized.RESULTS AND CONCLUSION: Studies have shown that a number of factors are involved in the activation of osteoclasts, and tumor necrosis factor alpha is only a member resulting in osteoclastogenesis. In addition, there are some media behind tumor necrosis factor alpha and RANK-RANKL system, which may independently induce osteoclastogenesis. Because of this, a separate anti-tumor necrosis factor alpha therapy applied to chronic arthritis cannot achieve the desired therapeutic effects.Subject headings: arthritis, rheumatoid; osteoclasts; tumor necrosis factor-alpha; RANK ligandFunding: the Guidance Project of the Science and Technology Department, Hubei Provincial Bureau of Education, No. B2013054*Zhao ZJ, Luo JY, Cheng H, Xiao Q. Anti-tumor necrosis factor alpha therapy avoids bone damage in patients with chronic arthritis: Who can authenticate it? Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2013;17(50):8735-8740.8739ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH0 引言 Introduction类风湿性关节炎是一种系统性慢性疾病，其特征为炎性糜烂性滑膜炎。滑膜红肿、内膜细胞增生致滑膜的面积增加。血源性细胞(T细胞，B细胞，吞噬细胞，浆细胞)渗入滑膜内下层，并由破骨细胞介导造成严重的骨质破坏1-3。在1984年，人们才第一次在骨破坏处发现破骨细胞4。随后，在类风湿性关节炎患者所得培养物中，破骨细胞发生的现象也被证实。通过对酸性磷酸酶(TRAP)识别以及组织蛋白酶K的mRNA识别，现在已经可以在骨组织切片中证实破骨细胞前体细胞和成熟破骨细胞5。炎性细胞因子可以直接作用于造血系破骨细胞前体细胞，使其分化为破骨细胞。所有炎性细胞因子中，肿瘤坏死因子在类风湿性关节炎的病理进程中具有关键性的作用6-9，当然这也可由抗肿瘤坏死因子治疗的效应来证明。但是，在银屑病关节炎研究中表明B细胞和T细胞以及成纤维细胞通过产生各种促破骨细胞发生细胞因子(RANKL，白细胞介素7，肿瘤坏死因子)，从而推动了破骨细胞发生10。1 资料和方法 Data and methods1.1 资料来源 由第一作者应用计算机检索NCBI，OVID，EBSCO外文数据库。采用infliximab，etanercept，adalimumab，chronic arthritis等关键词组合进行检索。设定检索起始时间为2005年12月1日，检索时间截止至2013年7月31日。初检得到162篇文献。1.2 资料筛选及评价纳入标准：具有原创性，论点论据可靠的。针对性强，相关度高的。近期发表的文献。排除标准：陈旧性观点和一些重复性研究。1.3 资料提取与文献质量评价 文献筛选和质量评价是第一作者独立进行和交叉核对，如有分析，通过与第二、三、四作者进行讨论，协作解决。计算机初检得到162篇英文文献。阅读摘要进行筛选，排除因研究目的与此文无关文献，内容重复或相近文章，最后选择40篇文献进行全文通读，归纳，总结。 2 结果 Results2.1 破骨细胞发生 破骨细胞发生是一个破骨细胞增殖和成熟的过程，而其前体细胞来源于骨髓。在合适的生理条件下，RANKL和RANK的相互作用对破骨细胞的发生进行主要调节。RANKL是一种破骨细胞膜上的糖蛋白经金属蛋白酶蛋白水解所得到的可溶性因子。RANK为一种型跨膜受体表达于骨髓巨噬细胞，它能诱导骨髓巨噬细胞分化为破骨细胞。RANKL/RANK系统引发了一种级联放大的发射信号，这种级联放大的信号的特点是RANK的三聚体和肿瘤坏死因子受体相关因子6(TRAF6)的活化，刺激NF-B以及丝裂原活化蛋白激酶MAPKs(JNK和p38)后，参与转录因子c-Fos、c-Src、MITF的激 活11。促破骨细胞发生级联信号的特点是参与的因子比较多，包括FHL2(结合TRAF6后可对RANK-RANKL复合物进行负反馈调节)、分子支架Gab2、AP-1转录因子复合体12。 另一个在破骨细胞生成重要的介导物质是FcR、DAP12、免疫球蛋白样受体13-14。免疫球蛋白样受体中，触发受体表达于骨髓细胞-2(TREM-2)并与信号调节蛋白(一个信号调节蛋白)DAP12结合15。几个破骨细胞特异基因受到NFATc1核因子以及其他转录因子AP-1、MITF的影响， NFATc1的活性受到磷脂酶Cc(PLCc)的控制，经细胞内钙离子的释放，NFATc1又反过来被RANK激活15-16。通过 TRAF6、NF-B以及c-Fos诱导作用，RANKL刺激NFATc1。而NFATc1在破骨细胞生成时存在一些独立性的作用，且已得到证实，体外培养实验的证据显示NFATc1缺陷的胚胎干细胞无法分化为破骨细胞，这也表明骨髓前体细胞时NFATc1相关破骨细胞发生过程，并不需要RANKL的参与16。 骨保护素(OPG)是一种来自于超家族肿瘤坏死因子受体的分泌糖蛋白，且为RANKL最主要的负反馈调节物质。它是一种破骨细胞产生的前肽，从380个氨基酸成熟肽中21个氨基酸裂解后产生的。它是一种RANKL的可溶性引诱物受体，可在破骨细胞的细胞膜上竞争性地抑制RANKL、RANK结合，因此它可以抑制RANK的激活以及抑制随后的破骨细胞生成。denosumab为RANKL人类单克隆抗体的反受体激活剂，能直接抑制RANK/RANKL信号发送通路，可能存在控制RANKL产物的功能17。Denosumab结合失去活性的人类RANKL，则发现其类似于骨保护素。临床研究表明denosumab具有安全性，若用于绝经后骨质疏松症、转移所致骨质破坏、类风湿性关节炎患者能够产生抗骨吸收作用17。 除了RANK-RANKL复合物外，其他一些促破骨发生因子，如肿瘤坏死因子、白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素7、白细胞介素11、白细胞介素17、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、转化生长因子(TGF-)可在RANKL相关破骨细胞发生中发挥作用18-19。除了RANK的信号发送外，重组人白细胞介素 23也参与了破骨细胞发生，在巨噬细胞集落刺激因子分化为人外周血单核细胞的研究中，发现其过程依赖于白细胞介素17和骨保护素20。此外，很多趋化因子如巨噬细胞炎性蛋白1(MIP-1)、MIP-1、干扰素诱导蛋白10(IP-10即CXCL10)、干扰素所诱导的单核因子，在破骨细胞分化中起到重要的作用21-22。 独立于这些因子之外，还存在一种破骨细胞的“协同刺激系统”。也就是破骨细胞相关性受体(OSCAR)，它是白细胞受体复合物成员，被表达于破骨细胞、单核细胞、树状突细胞。破骨细胞相关性受体负责诱导通过一种添加方式RANKL原发性刺激分化破骨细胞。RANKL和巨噬细胞集落刺激因子不能直接刺激破骨细胞相关性受体的表达，而是由肿瘤坏死因子诱导的转录因子对其进行上调节；而由MafB和分化抑制因子2则进行下调节23-25。破骨细胞相关性受体能够在循环单核细胞、炎症滑膜组织内的单核细胞、滑膜和骨界面内的成熟破骨细胞上进行表达，并负责对RANKL产生刺激。破骨细胞相关性受体的表达程度越高，单核细胞越趋向于分化为破骨细胞26。 有些人对Wnt信号通路在慢性关节炎中的作用表现出极大的兴趣，而Wnt信号由一些特殊的糖蛋白组成，这些糖蛋白涉及细胞分化、启动和进展中癌症、骨重塑27-28。而且，Wnt信号通路的糖蛋白已经在类风湿性关节炎患者的关节中被分离出来29。小鼠中的研究也发现肿瘤坏死因子可以诱导产生Wnt的抑制剂dickkopf-1(Dkk-1)，其表达于小鼠的关节炎模型中30。抗-Dkk-1单克隆抗体用于小鼠关节炎模型，发现骨侵蚀、关节结构损伤、炎性骨质损失全部减少，但是却不能减少骨赘的形成。这些研究暗示对DKK-1的抑制一方面增加成骨细胞的发生，另一方面经骨保护素下调节方式减少破骨细胞介导的骨形成。2.2 肿瘤坏死因子的作用 在破骨细胞发生的过程中，肿瘤坏死因子与RANK/RANKL系统相互作用非常紧密。一方面，肿瘤坏死因子刺激滑膜细胞、T细胞以及破骨细胞后对RANKL进行表达；另一方面，RANKL在体外诱导肿瘤坏死因子表达，即使在RANKL缺乏以致不能对破骨细胞生成进行诱导。但肿瘤坏死因子结合2种受体后能够发挥它的生物效能，一种是型肿瘤坏死因子受体(TNFR)；另一种是型肿瘤坏死因子受体(TNFR)。只有结合失活的抗-TNFR受体抗体，而不是结合抗-TNFR受体抗体，才能导致对破骨细胞发生(RANKL诱导)产生抑制作用。这表明，在RANKL诱导破骨细胞发生时，TNFR独自发挥了关键性的作用。被广泛接受的观点是，在破骨细胞激活过程中肿瘤坏死因子与RANKL彼此影响，即使在RANK缺乏时，肿瘤坏死因子也可以诱导破骨细胞的发生过程。事实上，在体外和小鼠的研究中，推测缺乏RANK时肿瘤坏死因子对骨细胞发生的过程中存在一种作用。但发现肿瘤坏死因子在破骨细胞生成中的作用是通过直接剌激的方式(将巨噬细胞置于足量水平的RANKL环境中，并加入对RANK起协同刺激作用的受体PIR-A)31。肿瘤坏死因子介导破骨细胞机制还不为人所知。推测肿瘤坏死因子对RANKL的产物进行诱导，是通过间接影响破骨细胞发生对间质细胞的支持，以及经RANK，TRAF6，NF-B(这些因子早期破骨细胞分化时被激活)的表达和活化后直接影响破骨前体细胞31。而令人感到矛盾的是，使用RANKL和巨噬细胞集落刺激因子刺激破骨细胞前体细胞并进行培养，发现在分化后期，肿瘤坏死因子参与破骨细胞分化显得非常明显。其特征为钙离子诱导的NFATc1过度表达16。诱导免疫球蛋白样受体PIR-A是协同刺激RANK的受体，还参与了钙离子信号的发送。经PIR-A诱导，肿瘤坏死因子刺激了破骨细胞前体细胞15,32。推测：仅仅只有溶解的肿瘤坏死因子在破骨细胞发生时发挥了作用。因为事实上，TNFR在小鼠上表达比用TNFR时出现更多数量的破骨细胞，暗示溶解的肿瘤坏死因子与TNFR结合诱导破骨细胞发生。TNFR是相关肿瘤坏死因子受体中一种具有优先选择性的受体，在破骨细胞发生中有非常重要的作用。而肿瘤坏死因子刺激破骨前体细胞、骨髓基质细胞表达TNFR，能产生其他促破骨细胞发生细胞因子，如白细胞介素1、RANKL、巨噬细胞集落刺激因子18。2.3 抗肿瘤坏死因子治疗慢性关节炎相关骨损伤的作用 在病理学的环境下，PsA、肿瘤坏死因子在破骨细胞发生具有重要的作用，他们联合其他炎性细胞因子(白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17)后参与类风湿性关节炎相关的骨质损伤。而在其他一些慢性关节炎，肿瘤坏死因子在骨质中起到重要的作用，而不同于它在免疫系统中的作用。实际上，抗肿瘤坏死因子治疗是能延缓骨质损伤的进展，在无疼痛、炎症临床症状的患者身上32。 多项研究表明，抗肿瘤坏死因子治疗具有非常重要的作用，特别是对于类风湿性关节炎患者关节中的骨质侵蚀和炎症33。肿瘤坏死因子抑制剂要么是一种可溶性受体，如依那西普；要么是一种单克隆抗体，如昔单抗、阿达木。在胶原所致关节炎(CIA)的小鼠应用一种新开发的肿瘤坏死因子抑制剂(WP9QY肽)，其包含一种外环改良的芳香族类似物，其改良处为模仿了参与肿瘤坏死因子与TNFR的相互作用关键部位的三维结构。WP9QY肽只是一种实验性模板研究，也没准备应用于临床。英夫利昔单抗为一种人类和鼠类的嵌合抗体，其能够中和人类肿瘤坏死因子与小鼠肿瘤坏死因子。WP9QY肽对比英夫利昔单抗，同等剂量下前者几乎没有什么明显的抗炎作用，但WP9QY肽却明显减少了胶原所致关节炎相关的骨质损伤，并且抑制了其系统性骨质流失。暗示WP9QY肽与英夫利昔单抗所参与抑制肿瘤坏死因子和RANKL的机制不同34。 实际上，WP9QY肽同时对肿瘤坏死因子和RANKL产生了抑制35，一些胶原所致关节炎小鼠和肿瘤坏死因子转基因小鼠的对比研究表明，事实上因为抗肿瘤坏死因子抗体和骨保护素的协同参与，产生了肿瘤坏死因子和RANKL的中和效应36-37。此外，RANKL介入的骨吸收，全身骨质流失比在炎症部位的更高。使用鼠类肿瘤坏死因子诱导的关节炎模型，也发现了类似的效应。研究抗肿瘤坏死因子治疗对骨代谢的影响，应用依那西普或者英夫利昔单抗治疗类风湿性关节炎的患者，并进行为期12个月的随访研究38。采用定量超声获得双手指骨近端的干骺端的骨密度，并应用双能X射线骨密度仪获得髋关节和腰椎的骨密度。推测骨吸收的减少总是伴随着骨生成的增加。这可能是由于破骨细胞活性的下降和成骨细胞活性的增长造成的38。一些相关磁共振影像学的研究，进一步证实了抗肿瘤坏死因子治疗骨损伤的影响39。研究发现，肿瘤坏死因子增加了关节炎中循环的破骨细胞前体(OCPs)的数量。而抗肿瘤坏死因子因子能减少破骨细胞前体的数量，c-Fms原癌基因能增加破骨细胞前体的数量。此外，在RANKL和肿瘤坏死因子相关破骨细胞前体分化成为破骨细胞的炎症关节处，破骨细胞前体被聚集。最新的一些研究推测，白细胞介素6在体外成骨细胞中的下调节作用对类风湿性关节炎患者血浆中的影响类似于英夫利昔单抗40。白细胞介素6在关节炎相关骨质流失中其到重要的作用，影响破骨细胞的聚集和活化。对于抗肿瘤坏死因子阻滞剂减少类风湿性关节炎患者的骨质破坏所表现出来的有益效应，白细胞介素6下调节作用能对其作出进一步解释。3 讨论 Discussion越来越多的人开始关注，抗肿瘤坏死因子治疗减少慢性关节炎患者的骨质损伤所起到的作用。破骨细胞在类风湿滑膜组织中发生聚集，并通过促破骨细胞发生细胞因子以及在软骨侵蚀部位的趋化因子进行活化。是否根据这些，能找到可能的治疗靶点。考虑到肿瘤坏死因子在破骨细胞发生中的主要作用，而对肿瘤坏死因子抑制则成为解决减少患者的骨质损伤最重要的策略。事实上，能够证明类似抗肿瘤坏死因子因子的物质能够避免或者减少类风湿性关节炎中的骨质损伤的证据，还需要些更一步的研究，如提供生物学解释和以及相关观察(肿瘤坏死因子抑制剂对于慢性关节炎患者进展中的骨质损伤有利性效果)的结合。如此多的因子参与了破骨细胞的激活，他们包括：白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素7、白细胞介素11、白细胞介素17、巨噬细胞集落刺激因子、转化生长因子、巨噬细胞炎性蛋白1、巨噬细胞炎性蛋白1、干扰素诱导蛋白10、干扰素诱导单核细胞因子、破骨细胞相关性受体，表明肿瘤坏死因子仅仅只是如此多破骨细胞发生分子中的一员。此外，还存在一些肿瘤坏死因子和RANK-RANKL系统背后的中介物质，其可能是独立地诱导破骨细胞发生，比如NFATc1。正因为这样，单独应用抗肿瘤坏死因子治疗应用于慢性关节炎减少骨质损伤，无法达到理想的治疗效果。作者贡献：第一作者调研、分析文献并完成本综述。第一作者对文章负责。利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。伦理要求：没有与相关伦理道德冲突的内容。学术术语：肿瘤坏死因子-1975年Carswell等发现接种卡介苗的小鼠注射细菌脂多糖后，血清中出现一种能使多种肿瘤发生出血性坏死的物质，将其命名为肿瘤坏死因子，主要由活化的巨噬细胞，NK细胞及T淋巴细胞产生。1985年Shalaby把巨噬细胞产生的肿瘤坏死因子命名为肿瘤坏死因子，把T淋巴细胞产生的淋巴毒素命名为肿瘤坏死因子。虽然肿瘤坏死因子与肿瘤坏死因子仅有约30%的同源性，但它们却拥有共同的受体，肿瘤坏死因子的生物学活性占肿瘤坏死因子总活性的70%-95%，因此目前常说的肿瘤坏死因子多指肿瘤坏死因子。作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。4 参考文献 References1 Shiozawa 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