大家好呀，今天让我们来学习这篇题为类风湿性关节炎的信号通路：对靶向治疗的意义的文章，于今年二月发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》（IF = 38.104）上，让我们来一起学习一下吧！

一、摘要

类风湿性关节炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一种不可治愈的系统性自身免疫性疾病。疾病进程中常伴随关节畸形和相关功能丧失，严重影响患者的生活质量，增加劳动力的损失。RA的异常信号通路是RA的重要研究领域，为理解这一复杂疾病和开发新的RA相关干预靶点提供了重要证据。本文提供一个全面的概述，包括疾病的历史事件、流行病学、危险因素和病理过程等，突出RA的主要研究进展、各种信号通路和分子机制（包括遗传因素、表观遗传因素），总结了RA新的信号通路和新抑制剂治疗RA的最新发展。治疗干预措施包括已批准的药物、临床药物、临床前药物。（图1）

二、结果

1、RA的危险因素及症状

大量的研究表明，易感基因HLA-DRB1、TNFRSF14和PTPN22与RA的发生密切相关，这些易感基因因种族、地域而异，同时也和环境、吸烟等因素相关。HLA-DRB1之所以和RA遗传相关是因为氨基酸序列的“共享表位”，简单来说就是它们允许抗原提呈细胞错误地将其抗原呈现给T细胞，引起T细胞介导的自身免疫反应，从而引起疾病发生。RA主要影响关节，但也影响眼睛、皮肤、肺、肝脏、心脏和骨骼等器官，主要表现为关节炎症、肿胀、发烧、疼痛和僵硬的迹象。（图2）

2、RA发病机制

RA最初是一种持续的细胞激活状态，导致关节或其他器官的自身免疫。其临床表现主要发生在滑膜炎症和关节损伤之后。成纤维细胞样滑膜细胞（FLS）在这些病理过程中起着关键作用。RA进展的三个阶段：由滑膜中T细胞激活放大的非特异性炎症阶段、慢性炎症阶段和由IL-1、IL-6和TNF-α等细胞因子介导的组织损伤阶段。

下面我们来看看自身免疫性反应和炎症反应发生的可能机制：

抗瓜氨酸肽的自身抗体（ACPAs）与含瓜氨酸的抗原产生免疫复合物与类风湿因子（RF）结合，导致补体激活。由于ACPA阳性和ACPA阴性与共享表位之间的关联程度是不同的，因此我们认为ACPA阳性和ACPA阴性是两种不同的RA。研究表明，在环境因素改变的情况下，精氨酸在肽基精氨酸脱亚胺酶（PADs）的催化下转化为瓜氨酸，瓜氨酸蛋白可以通过抗原呈递细胞（APCs）呈现给T细胞的某些MHC，产生ACPAs，同时引起RA对瓜氨酸自身抗原的自身免疫反应。肽基精氨酸脱亚胺酶4型（PADI4）也被确定为RA的non-MHC遗传危险因素，在亚洲患者中无论ACPA阳性与否，PADI4风险等位基因都与骨损伤相关。ACPA结合了许多蛋白质残基，可以在确诊前10年被检测到，即使后续经过有效的治疗降低了ACPA和RF的浓度，患者也很少转化为ACPA阴性。

RA患者的关节肿胀主要是由白细胞进入滑膜引起的滑膜炎症的结果，某些环境或遗传因素通过激发树突状细胞（DCS）从而引起先天免疫反应。树突状细胞会招募和激活T细胞，刺激B细胞、巨噬细胞、滑膜细胞、软骨细胞、破骨细胞，并分泌促炎和骨破坏细胞因子（IL-1β，IL-6，TNF-α和基质金属蛋白酶（MMPs））。（图3）

RA中的成纤维细胞样滑膜细胞（FLS）和免疫细胞介绍：

在正常滑膜组织中，FLS通过分泌滑膜液，为临近软骨和关节腔提供血浆蛋白，维持滑膜内稳态。在RA炎症情况下，FLS经历了从无害的间充质细胞到具有破坏性和侵袭性的肿瘤样细胞的深刻变化，这些转化的RA FLs在RA的产生和发展中起主导作用，其特征是对凋亡的敏感性降低，粘附分子过度表达，细胞因子、趋化因子和基质金属蛋白酶（MMPs）的异常产生。

细胞因子和趋化因子的复杂网络调节滑膜室炎症环境，在这些成分中，粒细胞-单核细胞集落刺激因子、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF）对这一过程至关重要。细胞因子和趋化因子通过激活内皮细胞，吸引免疫细胞在滑膜室中积累，激活成纤维细胞，积累活化的T细胞和B细胞来促进炎症反应。活化的B细胞在抗原提呈细胞和辅助性T细胞（Th）的协助下，分化为浆细胞，合成和分泌多种免疫球蛋白，Th根据细胞因子微环境分化为Th1、Th2、Th17和Treg细胞。Th1细胞因子的分泌有助于RA期间滑膜组织中Th17浸润和IL-17产生的增加。滤泡辅助T细胞（Tfh）是CD4⁺ T细胞的一个子集，通过提供高亲和力抗体产生和长亲和力抗体产生所需的信号，促进生发中心（GC）反应。（图4）

3、RA发病机制中的信号通路

JAK-STAT信号通路：

JAKSTAT是一个同时具有转录激活和信号转导功能的细胞质蛋白家族。STAT（信号转导和转录激活剂）是细胞因子信号的最重要的信号通路之一。JAK-STAT信号通路在RA FLS的异常增生、滑膜炎症和骨破坏中很重要。JAK1参与多种细胞因子相关的信号转导，如IFN-γ和IL-6，它们结合并形成受体复合物，激活JAK1激酶，并参与RA、白癜风和银屑病的发病机制。JAK3参与了与IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21相关的信号通路，并在T细胞的分化、增殖和生长中发挥重要作用。Tyk2可被IFN、IL-6、IL-10、IL-12、IL-23激活，而选择性抑制Tyk2在RA治疗中起一定作用。JAK2诱导下游STAT3和STAT5的激活。它负责通过多种受体进行信号转导，包括在炎症和自身免疫反应中发挥作用的受体，如IL-6R、IL-12Rβ和IFN-γ R2。与正常健康人群相比，RA患者滑膜组织中JAK2的表达明显增加。

MAPK信号通路：

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路参与调控多种细胞活动，包括基因表达、代谢、迁移、存活、细胞周期进程、凋亡和分化，在RA的病理过程中起着关键作用。其过度活化与关节软骨的破坏和滑膜组织的炎性增生密切相关。MAPK调节多种基因的表达，并被认为是治疗RA或其他免疫介导的慢性炎症疾病的潜在靶点。它可以将生长因子、神经递质、激素、应激条件、病毒和炎症因子等细胞外信号转导到细胞中，并在细胞外刺激转导以驱动细胞内反应中发挥关键作用。

PI3K-AKT信号通路：

PI3K（磷脂酰肌醇3激酶）-AKT（也称为PKB）通路是一种细胞内通路，调节增殖、代谢、血管生成和细胞存活，以响应细胞外信号。涉及的关键基因是PI3K和蛋白激酶B（PKB）。PI3K可以通过添加磷酸基使PIP2磷酸化为PIP3，磷酸酶如PTEN可以使PIP3去磷酸化到PIP2这个循环从而终止PI3K信号。PI3K的下游作用主要反映在PIP3的调控上。在PI3K-AKT通路中，PIP3的3位磷酸基可以同时将PDK1和AKT蛋白招募到质膜上，使PDK1磷酸化AKT蛋白的308位（T308）的苏氨酸。这有助于AKT的激活，从而进一步激活下游的调控通路。

SYK信号通路：

SYK（脾酪氨酸激酶）是B细胞受体信号转导的中心分子。RA患者外周血B细胞中磷酸化的SYK水平显著升高。在这些患者中，也显示出针对瓜氨酸多肽的强阳性自身抗体。B细胞和自身抗体在大多数RA患者中产生，并在RA的发病机制中起着关键作用。BTK（Bruton酪氨酸激酶）属于非受体酪氨酸激酶Tec家族，除T细胞和自然杀伤细胞外，在所有造血细胞中表达，如B细胞和髓系细胞。BTK是连接B细胞受体（BCR）信号通路、趋化因子受体信号通路和toll样受体（TLR）信号通路的关键分子并参与B细胞的调控。

Wnt信号通路：

Wnt信号通路是一个复杂的蛋白网络，通常在癌症和胚胎发育中发挥作用。Wnt/β-连环蛋白信号通路被激活，并参与RA的多种病理症状，如维持、分化、增殖和自我更新。Wnt在RA的滑膜炎症和骨代谢调节中也起着关键作用。Wnt家族分泌蛋白、DSH家族跨膜受体蛋白、糖原合成激酶3(GSK3)、β-catenin、APC、Axin和TCF/LEF家族转录调节因子构成了经典的Wnt途径 。

Notch信号通路：

Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，该受体调节着从海胆到人类的各种生物体中细胞的发育。Notch信号通路影响正常细胞形态发生的许多过程，包括细胞增殖、多能祖细胞的分化、细胞凋亡和细胞边界的形成。Notch信号通路包括Notch受体、Notch配体（DSL蛋白）、CSL（CBF-1、无毛抑制因子、滞后因子）、DNA结合蛋白、其他效应因子和Notch调节分子。

RA中的NF-κB等转录因子如NF-κB、Nrf2、HIF和AP-1都与RA的发病机制密切相关。RA患者滑膜中NF-κB的表达明显升高。激活的NF-κB诱导了几种促炎细胞因子的产生，如IL-1β、IL-6和TNF-α，从而加速RA的发展。促炎细胞因子的上调也可以通过正反馈调节NF-κB的激活，从而形成一个恶性环，加剧RA的发展。同时，过度激活NF-κB也会诱导RA中异常的FLS细胞的凋亡。

4、RA信号通路中的表观遗传学调控

组蛋白修饰和RA：

组蛋白修饰包括泛素化、乙酰化、甲基化、磷酸化。依赖NAD的去乙酰化酶sirtuin-1（SIRT1）是核定位的III型组蛋白去乙酰化酶（Sirtuin）家族中最常被探索的成员。SIRT1参与了类风湿关节炎的几个阶段，其中过表达导致类风湿关节炎滑膜中炎症细胞因子的产生和凋亡抵抗。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)是另一个被广泛研究的明星家族。研究证明HDAC1参与了促炎因子的产生，而清除T细胞中的HDAC1对胶原性关节炎小鼠有保护作用。HDAC抑制剂可以抑制FLS的激活，RA滑膜成纤维细胞（RASF）中HDAC1和HDAC2的表达高于骨关节炎（osteoarthritis , OA）滑膜成纤维细胞（OASF）。

DNA甲基化和RA：

RA和OA患者滑膜组织中的DNA甲基化水平没有显著差异。然而，据报道，在外周血单个核细胞（PBMC）的RA患者中，DNA甲基化水平较低。此外，在PBMC中，异常的胞嘧啶甲基化发生在IL-6和IL- 10的启动子区域，影响转录。事实上，研究表明，RA患者的T细胞和单核细胞中的DNA甲基化水平低于健康受试者。启动子区域的高甲基化作为异染色质的标记物，影响DNA与转录因子的结合，抑制基因转录。

microRNA和RA：

在RA的发展过程中，各种miRNAs的表达发生了变化，包括miR-146a、miR-155、miR-222、miR-223、miR-203、324-329和miR-132、miR-155和miR-146a可能是RA患者对甲氨蝶呤治疗反应的潜在生物标志物。一些miRNA可以通过调节FLS的功能来影响RA。例如，miR-203在RA-FLS中表达上调，并通过促进MMP-1和IL-6的生成来诱导RA。

5、针对RA的靶向治疗

类风湿性关节炎的治疗主要是帮助缓解疼痛，减少关节炎症，预防或减缓关节损伤，减少残疾，使患者尽可能活跃。虽然RA无法治愈，但早期的药物干预可以降低关节损伤的风险和疼痛，并减缓疾病的进展。一般来说，非甾体抗炎药（NSAID）、糖皮质激素（GCs）和疾病修饰抗风湿药物（DMARDs）应用于RA的临床治疗，一些尖端技术正在出现用于靶向治疗。

已批准的药物：

在临床中，非甾体抗炎药如纳普雷兰（萘普生钠）、Mobic（美洛昔康）和杜克西（布洛芬和法莫替丁）抑制环氧合酶（COX）活性，从而抑制前列腺素（PGs）的合成，产生解热镇痛作用，用于缓解类风湿性关节炎的症状和疼痛。过度使用或加量使用非甾体抗炎药，会出现白细胞减少、血小板减少等，消化道病变，如胃痛、胃溃疡，甚至溃疡出血（杜克西的法莫替丁用于抑制胃分泌）、肝损伤、肾损伤等。GCs（糖皮质激素）和Rayos（泼尼松）缓释片也有助于缓解症状和有利于RA患者。

临床试验中的药物：

正在开发一种名为芬尼布鲁替尼的实验性药物，它可以阻断布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）的作用。在最近的评估时，芬布替尼有效地治疗了对其他治疗无反应的风湿性关节炎患者。与流行的类风湿关节炎药物Humira（阿达木单抗）相比，非布鲁替尼表现出类似的疗效。虽然还需要更多的研究，但科学家们对BTK抑制剂帮助RA患者的潜力感到兴奋。类似地，JAK抑制剂仍然是开发RA药物的热门靶点，其他一些JAK抑制剂已经进入了用于RA治疗的临床试验中。鲁索利替尼是一种选择性JAK1/JAK2抑制剂，已被证明可用于治疗银屑病和骨髓增生性疾病。

临床前研究中的药物：

PI3K参与炎症过程，是RA的潜在治疗靶点。GS9901是一种选择性口服PI3Kδ抑制剂，在RA动物模型中被证明有效。PBT-6抑制巨噬细胞和滑膜成纤维细胞中PI3KC2γ的表达，表明它可以作为炎症性关节炎等类风湿性疾病中PI3KC2γ的新型抑制剂。436ZSTK474抑制PI3K从而抑制RA患者的骨破坏和滑膜炎症，且ZSTK474的抑制效果明显优于常用的PI3K抑制剂LY294002。mTOR抑制剂雷帕霉素可应用于RA的治疗，旨在减少FLS介导的关节损伤和侵蚀性改变。mTOR抑制剂和维生素D3的联合使用可预防RA患者的骨破坏。

三、小结

本篇综述系统的总结了RA相关的信号通路，以及信号通路中如何参与RA的发生发展，也总结了治疗RA上市和在进行实验的药物。本篇综述逻辑清晰，内容全面，清晰地总结了RA相关的危险因素与环境因素，亮点在于作者即从表观的角度又从免疫细胞的角度全面总结了RA相关的信号通路，使我们可以更为深刻的学习RA相关知识。

参考文献：Ding Q, Hu W, Wang R, Yang Q, Zhu M, Li M, Cai J, Rose P, Mao J, Zhu YZ. Signaling pathways in rheumatoid arthritis: implications for targeted therapy. Signal Transduct Target Ther. 2023 Feb 17;8(1):68. doi: 10.1038/s41392-023-01331-9 . PMID: 36797236; PMCID: PMC9935929.