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强直性脊柱炎中血清高迁移率族蛋白B1和肿瘤坏死因子α的表达与疾病相关性的研究

2014-08-25宋海澄王洁蕊韩依轩杨文浩刘白鹭崔刘福

中国实验诊断学 2014年4期
关键词:活动期脊柱炎稳定期

宋海澄,宋 丁,于 萍,王 健,王洁蕊,舒 荣,韩依轩, 杨文浩,袁 伟 刘白鹭,李 娜, 崔刘福*

(1.河北联合大学附属开滦总医院 风湿免疫科,河北 唐山063000;2.吉林大学中日联谊医院 风湿免疫科,吉林 长春130033)

强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis,AS)是一种以骶髂关节、脊柱炎症和骨坏死伴发新骨形成的慢性炎症性疾病,通常发生在中轴骨骼,进行性加重导致关节强直和功能丧失。TNF-α在炎性关节疾病中的作用已为人们所熟知,并且TNF-α抑制剂已成功用于AS的临床治疗。尽管如此,仍有40%患者不能达到临床缓解[1],这就促使人们开始探索是否还有其他的炎症因子参与AS的发生和发展,以期找到新的治疗靶点。高迁移率族蛋白B1(HMGB1)是一种间接反映感染、损伤、炎症的有效的致炎因子[2]。在关节炎动物模型中已经证实HMGB1的水平升高[3]。并且向实验鼠关节内注射HMGB1可诱发关节炎[4]。这些证据均表明HMGB1在关节炎发病机制中可能起着重要的作用。另外,对HMGB1信号转导通路的研究发现,HMGB1与TNF-α之间存在瀑布效应的级联反应而导致炎症不断放大。所以,我们检测了AS患者和健康人群外周血中HMGB1和TNF-α的水平,以期探讨HMGB1在AS发病中的作用以及与TNF-α关系,为AS发病机制的研究及寻找新的治疗靶点提供理论依据。

1 对象和方法

1.1对象

本研究共纳入AS患者50例,均来自河北联合大学附属开滦总医院住院和门诊病人。患者疾病活动采用Bath AS Disease Activity Index (BASDAI;0-10)评分,BASDAI评分≥4表示疾病活动。躯体功能测定采用Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI;0-10)评分。所有病例HLA-B27均阳性,并符合1984年美国风湿病学会修订的纽约标准,并除外其他自身免疫性疾病、肝肾疾病、感染、恶性肿瘤及血液系统疾病。其中首诊未经治疗的疾病活动期患者30例(男25例,女5例;平均年龄28.2±8.8 岁)。首诊经治3个月且无病情活动者20例(男17例,女3例,平均年龄28.4±10.6岁),其中7例接受依纳西普联合缓解病情药物(DMARDs)治疗,9名患者接受非甾体抗炎药(NSAIDs)联合DMARDs治疗,4名患者接受糖皮质激素(研究期间,强的松5-7.5 mg/D)联合DMARDs治疗。从同地区选取性别、年龄和种族与疾病组匹配的正常志愿者30例作为健康对照(男性26人,女性4人;平均年龄29.7±10.5岁),无免疫性疾病,无高血压、冠心病、糖尿病等慢性疾病,超敏C反应蛋白(hsCRP)、血沉(ESR)、血小板计数(Plt)、白细胞计数、血脂、血糖、肝功能、肾功能检测结果均在参考范围内,HLA-B27均呈阴性。本研究已通过河北联合大学附属开滦总医院伦理委员会同意且所有纳入研究者均签署知情同意书。

1.2研究方法

所有研究对象均清晨空腹采静脉血5 ml,留取血清-20°C冻存备用。采用ELISA双抗夹心法测定三组研究对象血清 HMGB1和 TNF-α的水平,按照试剂盒(R&D Systems,Minneapolis,MN,USA)说明书操作。血清 ESR 采用魏氏方法检测,血清hsCRP 采用日立7600 自动生化分析仪检测,采用 SYSMEX -XT1800 全自动血细胞计数仪检测血常规。

1.3统计分析

2 结果

2.1 活动期、稳定期AS患者与正常组比较WBC计数、Hb、RBC计数无统计学差异;活动期及稳定期患者血小板计数与正常组比较均明显升高,且有统计学意义;血沉、hsCRP稳定期较活动期患者明显降低,两组患者与正常组比较升高,且均有统计学意义;BASFI、BASDAI稳定期较活动期患者明显降低且有统计学意义(见表1)。

表1 研究对象的一般资料

*与稳定期AS患者比较,P<0.001;△与正常组比较,P<0.001;※与正常组比较,P<0.05

2.2 AS患者血清HMGB1的表达与正常组比较明显升高,经治疗稳定期患者较未治疗活动期患者血清学水平明显降低。

所有入组AS患者血清HMGB1水平明显高于正常对照组(W= 238.00,P<0.001,见表2);初诊未经治疗活动期的AS患者HMGB1水平较正常组明显增高(W= 96.00,P<0.001,见表2);经治疗稳定期AS患者较活动期患者则明显下降(W= 133.00,P<0.001,见表2),但仍高于健康对照组(W=142.00,P<0.002见表2)。

2.3 AS患者血清TNF-α的表达与正常组比较明显升高,且经过治疗后血清学水平明显降低。

全部AS患者TNF-α血清水平明显高于正常对照(t=5.080,P<0.001见表3);初诊未经治疗活动期和经治疗稳定期的AS患者TNF-α水平较正常组AS患者明显增高(t=7.038,P<0.001;t=2.977,P<0.005见表2);但经治疗稳定期的AS患者血清TNF-α水平较未经治疗初诊患者明显下降(t=4.004,P<0.001见表2)。

2.4 AS患者血清HMGB1和TNF-α水平呈正相关(r=0.811),统计学差异具有显著性,P<0.001。AS患者血清中HMGB1和TNF-α水平与炎性指标血沉(r=0.428,0.534)和hsCRP(r=0.515,0.519)以及躯体功能指数BASFI(r=0.521,0.568)和疾病活动指数BASDAI(r=0.493,0.564)均呈明显的正相关,统计学差异具有显著性,P<0.001;而二者与患者的年龄、病程、白细胞、血小板均无相关性,P>0.05。

表2 强直性脊柱炎患者不同疾病活动程度以及正常组血清HMGB1水平的比较,M(P25,P75)

*与正常对照组比较;#与稳定期患者比较。

表3 强直性脊柱炎患者不同疾病活动程度以及正常组血清TNF-α水平的比较,

*与正常对照组比较;#与稳定期患者比较。

表4 强直性脊柱炎患者临床特征与血清HMGB1、TNF-α水平的相关系数

**P<0.001

3 讨论

高迁移率族蛋白B1(HMGB1)是广泛存在于真核细胞的细胞核内的一种高度保守的非组蛋白DNA结合蛋白,单核巨噬细胞在受到炎性刺激后,能够主动使位于核内的HMGB1转移至胞浆,并可通过蛋白质非经典分泌途径将其分泌到细胞外[2]。另外,坏死细胞也可以被动释放HMGB1[5]。在细胞外,HMGB1是一种重要的炎症介质和致炎因子,是启动和维持炎症瀑式反应的中心分子,介导多种急慢性炎症性疾病。在HMGB1信号转导机制的研究[6,7]中发现,HMGB1依赖于RAGE信号转导途径,激活NF-κB[6,8],使NF-κB由细胞质移位至核内,启动多种炎症因子转录,从而引起多重促炎症反应。另外HMGB1可以通过活化Toll样受体2(TLR-2)和Toll样受体4(TLR-4)引起髓性分化因子88(MyS88)和IL-1受体相关的激酶(IRAK)的修复,继而激活MAPK途经和NF-κB的核转位,最终导致炎症反应产生[7]。可见,HMGB1作为一个致炎因子,在细胞因子瀑布效应和功能前反馈机制中促使下游炎症反应的发生。另一方面,TNF-α的分泌,也可以促进HMGB1的释放,从而形成恶性循环,造成瀑布式的级联反应,使炎症不断的扩大和加重,导致疾病发生。

AS是一种骨破坏伴新骨形成导致脊柱强直和功能损伤的慢性炎症性疾病。近年来已证实TNF-α是许多慢性炎症的早期致炎因子。已有大量证据表明TNF-α在AS的发病过程中起着至关重要的作用,且作为治疗的靶点在临床治疗中已收到了很大的效果。我们的研究结果显示,与健康对照组比较HMGB-1和TNF-α在AS患者中都是高表达的。而对活动期和稳定期AS患者的HMGB-1和TNFα水平比较发现,稳定期二者血清水平明显下降。相关分析发现,HMGB1和TNFα血清水平与炎性指标ESR和hsCRP以及疾病活动指数BASDAI和功能指数BASFI呈明显的正相关,因此,我们可以推断HMGB-1可能参与了AS的致病过程,且表达水平与疾病活动相关。

HMGB1对TNF-α表达水平影响的分子作用机制的探讨中发现HMGB1对TNF-α合成具有直接调节效应[9]; HMGB1可刺激人单核/巨噬细胞系分泌大量的细胞因子TNF-α,且TNF-α的释放与HMGB1刺激浓度间有显著的剂量依赖性关系,并且HMGB1刺激TNF-α合成的动力学特点具有延迟性和反应双相性[10],这一特点对于炎症反应的维持和延长具有重要作用。本研究对AS患者血清HMGB-1和TNF-α水平相关分析显示,二者呈明显的正相关,由此提示AS的活动期,增高的HMGB1可能通过激活NF-κB的核转位,引起TNF-α的大量释放,从而导致了关节炎症的加重。HMGB1作为一种刺激TNF-α释放的前炎症因子,是否可以通过抗HMGB1治疗,抑制NF-κB信号转导途径,减少TNF-α的释放,从而减轻AS疾病的严重程度,为AS的治疗提供新的途径。

参考文献:

[1]Song IH,Poddubnyy D.New treatment targets in ankylosing spondylitis and other spondyloarthritides[J].Curr Opin Rheumatol,2011,23(4):346.

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[3]Kokkola R,Sundberg E,Ulfgren AK,et al.High mobility group box chromosomal protein 1:a novel proinflammatory mediator in synovitis[J].Arthritis Rheum,2002,46(10):2598.

[4]Pullerits R,Jonsson IM,Verdrengh M,et al.High mobility group box chromosomal protein 1,a DNA binding cytokine,induces arthritis[J].Arthritis Rheum,2003,48(6):1693.

[5]Fiuza C,Bustin M,Talwar S,et a1.Inflammation-promoting activity of HMGB1 on human microvascular endothelial cells[J].Blood,2003,101(7):2652.

[6]Kokkola R,Andersson A,Mullins G,et a1.RAGE is the major receptor for the proinflammatory activity of HMGB1 in rodent macrophages Scandinavian[J].J Immunol,2005,61(1):1.

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[9]杨丽萍,姚咏明,李杰萍,等.高迁移率族蛋白B1真核表达载体的构建及其对肿瘤坏死因α报告基因活性的影响[J].中国中西医结合急救杂志,2008,15(3):171.

[10]别良峰,程晓东,苏明权,等.人HMGB1诱导单核细胞分泌TNF-α的规律[J].第四军医大学学报,2003,24(23):2139.

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