肖 翠(綜述)，王友蓮(審校)

(1.南昌大學研究生院醫(yī)學部2018級； 2.江西省人民醫(yī)院風濕免疫科，南昌 330006)

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性炎癥性自身免疫性疾病，主要病理改變?yōu)榍忠u性滑膜組織的炎癥、血管翳形成和關節(jié)軟骨及骨的破壞。有研究[1]發(fā)現(xiàn)，RA患者存在糖代謝異常、胰島素抵抗，并提示RA患者糖代謝異常與RA疾病本身相關，而糖代謝異常對RA發(fā)生又有促進作用，兩者發(fā)生機制可能存在內(nèi)在聯(lián)系，但具體機制不詳。糖代謝是體內(nèi)主要的產(chǎn)能途徑之一，包括糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖代謝途徑，能產(chǎn)生三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)。有研究[2]發(fā)現(xiàn)，糖酵解途徑中的多種糖酵解酶活性增強可能與RA的發(fā)病機制密切相關，但如何作用尚不知。目前對RA發(fā)病機制的研究主要集中在免疫、遺傳和細胞生物學等方面，而糖代謝尤其是糖酵解途徑對RA發(fā)病的影響報道少，筆者就糖酵解酶對RA發(fā)生機制的研究作一綜述。

1 糖酵解與RA發(fā)生的關系

葡萄糖有氧氧化是正常滑膜組細胞產(chǎn)能的主要途徑。BUSTAMANTE等[3]發(fā)現(xiàn)RA患者體內(nèi)成纖維細胞樣滑膜細胞(fibroblast-like synovial cell，F(xiàn)LS)中的產(chǎn)能代謝途徑發(fā)生了改變。GARCIA CARBONELL等[4]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1(glucose transporter1，GLUT1)mRNA表達與RA FLS的功能相關，且在關節(jié)炎小鼠的關節(jié)基質(zhì)區(qū)檢測到葡萄糖攝取和糖酵解基因表達水平的增加。而使用糖酵解抑制劑可顯著改善RA模型小鼠關節(jié)炎的嚴重程度[5]。

CIURTIN等[6]檢測到RA滑液中葡萄糖濃度下降且乳酸含量顯著上升。葡萄糖無氧氧化最終產(chǎn)生乳酸，由于RA患者體內(nèi)中糖酵解活性增加可導致乳酸性酸中毒，而酸性微環(huán)境可能會導致RA滑膜組織細胞的異常分化及增殖[7]，導致滑膜異常增生。

RA在微環(huán)境缺氧狀態(tài)下血管功能出現(xiàn)障礙，導致血液供應中斷并導致RA中的組織缺氧,缺氧反過來影響關鍵信號通路，其中主要信號通路是缺氧誘導因子(hypoxia-inducible factor,HIF)通路[8]。YANG等[9]通過構建RA動物模型與采用乳酸檢測試驗觀察到HIF-1α的表達顯著上調(diào),提示RA的發(fā)病率可能與缺氧微環(huán)境有關。HUA等[10]還觀察到在患有RA的滑膜襯里和基質(zhì)細胞中HIF-1α和HIF-2α的表達均增加。在低氧條件下，HIF不僅可使葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT1及GLUT3表達增加以增強葡萄糖的細胞吸收，而且還調(diào)節(jié)炎性滑膜中乳酸脫氫酶、己糖激酶Ⅱ等酶的水平進而增強糖酵解活性[11]。

2 糖酵解酶與RA發(fā)生的關系

2.1 葡萄糖6磷酸異構酶與RA

葡萄糖6磷酸異構酶(glucose 6 phosphate isomerase,G6PI)也稱為磷酸己糖異構酶，是一種催化果糖-6-磷酸和葡萄糖-6-磷酸的相互轉(zhuǎn)化的關鍵酶。DAI等[12]通過免疫組織化學對RA滑膜組織進行CD68、CD3、CD20、CD38、CD79a和CD34染色，發(fā)現(xiàn)血清G6PI水平與滑膜炎癥呈正相關，RA血清中可溶性GPI水平較非RA組的水平明顯升高，并且經(jīng)過治療后，G6PI水平顯著下降，提示升高的血清G6PI可能參與RA的滑膜炎，機制不明。FAN等[13]研究發(fā)現(xiàn)，外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)中過表達的G6PI mRNA可能是RA患者血清G6PI升高的重要來源，同時發(fā)現(xiàn)RA患者血清或PBMC中G6PI抗原、抗G6PI抗體、G6PI循環(huán)免疫復合物(G6PI-circulating immune complex，G6PI-CIC)水平增加，并首次提出血清G6PI單獨或與抗環(huán)瓜氨酸肽(cyclic citrullinated peptide，CCP)抗體組合對RA診斷和活動度的預測有較大價值。武東等[14]發(fā)現(xiàn)在RA患者的血清中檢測到較高水平抗瓜氨酸化葡萄糖-6-磷酸(citrullinated glucose-6-phosphate isomerase，C-GPI)70-88肽抗體和抗C-GPI435-453抗體，并且發(fā)現(xiàn)這兩種抗體對比抗G6PI抗體具有更高的診斷學意義，甚至在類風濕因子(rheumatoid factor，RF)、抗角蛋白抗體、抗CCP抗體均為陰性的RA患者中具有較高的陽性率，表明其對于血清陰性RA患者的早期診斷有重要意義。LU等[15]在RA患者的滑膜組織、滑液及微血管內(nèi)皮細胞中均發(fā)現(xiàn)了較高水平的G6PI，通過研究證明缺氧環(huán)境的形成與G6PI在RA FLS與人皮膚微血管內(nèi)皮細胞(human dermal microvascular endothelial cell，HDMEC)中的分泌互相促進，進一步證實G6PI作為缺氧前提下HIF-1α的下游調(diào)節(jié)因子，不僅可調(diào)節(jié)缺氧對FLS增殖的影響，同時可促進FLS分泌血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelail growth factor，VEGF)進而調(diào)控HDMEC的遷移和血管形成，進而加重RA疾病進展，且所有這些由缺氧誘導的表型都需要G6PI的表達，證明G6PI是RA中缺氧條件下的新型促血管生成因子。另外有研究[16]證實G6PI可通過促進細胞周期的G0向G1/S轉(zhuǎn)換來增加RA FLS增殖并抑制其凋亡促進RA疾病進展。

2.2 磷酸丙糖異構酶與RA

磷酸丙糖異構酶(triosephosphate isomerase,TPI)是一種能可逆地催化三磷酸甘油醛為磷酸二羥丙酮的糖酵解酶。YANG等[17]首次確認了人軟骨細胞TPI的抗原性。CHANG等[18]應用免疫印跡和免疫組織化學驗證，TPI在早期RA血漿中的表達增加2倍或更多。袁吉釗等[19]發(fā)現(xiàn)RA患者體內(nèi)TPI顯著高于正常人，血清TPI含量與RA活動度呈正相關，提示TPI是一種新的RA疾病相關性自身抗原，同時還發(fā)現(xiàn)TPI不僅可以特異性刺激RA PBMC增殖，同時還可刺激PBMC分泌大量INF-γ、TNF-α及IL-17等炎癥因子。其中TNF-α作為促炎因子能通過NF-κB通路促使滑膜及軟骨組織生成前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)及膠原酶，并刺激FLS的增生，加速骨及軟骨的破壞吸收[20]。INF-γ可活化巨噬細胞，增強MHCⅠ、Ⅱ類抗原的表達，增強NK細胞活性，抑制纖維母細胞產(chǎn)生膠原，刺激并增強炎癥反應等[21]，IL-17a則能通過上調(diào)RANKL增強破骨細胞活性引起骨破壞[22]。

2.3 磷酸甘油酸激酶1與RA

磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1,PGK1)可催化3-磷酸甘油醛為2-磷酸甘油醛，是糖代謝途徑中的關鍵酶。GOЁB等[23]用初診RA患者的血清進行免疫印記分析，證明PGK1為一種新的自身抗原。ZHAO等[24]觀察到CIA大鼠的滑膜組織中PGK1濃度增加，在抗PGK1 siRNA處理后，RA FLS的增殖水平、遷移能力及上清液中IL-1β及INF-γ等炎癥因子水平均顯著下降，提示PGK1可能與RA的滑膜炎癥及異常增生有關，具體機制不詳。SZEKANECZ等[25]研究發(fā)現(xiàn)PGK1參與血管形成、降低絲氨酸蛋白酶、血纖維蛋白溶酶活性，從而導致分泌血管抑素包括IFN-α、IFN-γ、IL-4、IL-12等減少，而這些細胞因子抑制血管生成介質(zhì)可間接地阻斷新血管形成，揭示PGK1參與RA滑膜血管翳生成及病態(tài)增殖。

2.4 磷酸烯醇化酶與RA

磷酸烯醇化酶(enolase1,ENO1)是原核和真核細胞細胞質(zhì)中的關鍵糖酵解酶，被認為是一種多功能蛋白質(zhì)，在糖酵解途徑的最后階段催化2-磷酸甘油酸脫水為磷酸烯醇式丙酮酸[26]。SEYEON等[27]發(fā)現(xiàn)RA的促炎環(huán)境可誘導ENO1從單核細胞和巨噬細胞的細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運至細胞表面，針對ENO1的抗體可刺激這些細胞通過P38、MAPK和NF-κB途徑產(chǎn)生更高質(zhì)量的促炎介質(zhì)，如TNF-α、IL-1α/β、INF-γ和PGE2等，并促進RA滑膜炎癥的持續(xù)存在，首次表明ENO1的細胞表面表達在RA患者的單核細胞和巨噬細胞中高度上調(diào)。LEE等[28]通過質(zhì)譜鑒定RA滑液中的ENO1結合蛋白，發(fā)現(xiàn)RA患者的滑膜中載脂蛋白B(apolipoprotein B，ApoB)為ENO1的特異型配體，ApoB與單核細胞上的ENO1結合，通過P38絲裂原活化蛋白激酶和NF-κB途徑刺激腫瘤壞死因子、IL-α、IL-1β、IL-6的生成，提示免疫細胞表面表達的ENO1與ApoB相互作用可增加RA關節(jié)炎的炎癥反應。近年來有研究[29]發(fā)現(xiàn)RA滑膜液中富含瓜氨酸化α-烯醇化酶(citrullinatedα-enolase peptide-1，CEP-1)特異型記憶T細胞。CEP-1是一種特異性的瓜氨酸化自身抗原，有研究[30]證實相比正常滑膜，RA患者的滑膜組織可檢測到更高濃度的瓜氨酸化蛋白，并誘導生成抗瓜氨酸化蛋白的抗體，例如抗CEP-1抗體[31]。最近有研究[32]發(fā)現(xiàn)抗CEP-1抗體可能無法取代抗CCP抗體用于RA的診斷，但對比后者，前者對于RA亞組的分類有更大意義。ALUNNO等[33]通過研究證實抗CEP-1抗體與RA骨侵蝕患病率較高有密切關聯(lián)，且首次證實抗CEP-1抗體與RA間質(zhì)性肺病密切相關，具體機制有待進一步闡明。

2.5 其他糖酵解酶與RA

有研究[34]發(fā)現(xiàn)，RA患者的滑膜組織和FLS中果糖-2.6-二磷酸酶3(fructose-2,6-bisphosphatase 3,PFKFB3)表達增加，抑制PFKFB3可降低IL-6、IL-8的表達以及RA患者體內(nèi)FLS的增殖、遷移和侵襲，同時還發(fā)現(xiàn)磷酸果糖激酶15可抑制TNF-α誘導的RA FLS中的NF-κB通路。己糖激酶2(hexokinase2，HK-Ⅱ)過表達導致FLS遷移和侵入能力增強，在正常膝關節(jié)內(nèi)注射HK-Ⅱ可顯著增加滑膜襯里細胞厚度[3]。RA的滑膜中HK-Ⅰ/Ⅱ表達及其活性增加，抑制HK-Ⅰ/Ⅱ基因表達(siHK-Ⅰ/Ⅱ)或使用特異性己糖激酶抑制劑(lonidamine，LND)治療可降低促炎因子的生成及釋放，并誘導RA FLS凋亡，巨噬細胞表面TNF-α和IL-1β的表達也被抑制，因此減弱了關節(jié)炎癥和破壞，提示HK-Ⅰ/Ⅱ有助于塑造RA FLS和巨噬細胞的炎癥表型且LND可能是治療RA患者的潛在治療藥物[35]。

3 結語

糖酵解酶與RA的發(fā)病有著明顯關系，多種糖酵解酶在RA中表達及發(fā)揮著作用。對于糖酵解酶在RA中的作用機制、影響信號通路哪些環(huán)節(jié)、能否成為新的生物標志物仍有待更深入的研究。相信隨著分子技術的不斷發(fā)展和研究的深入，會有越來越多的參與免疫調(diào)控的糖酵解酶被發(fā)現(xiàn)，并且進一步揭示其作用機制，為未來治療RA提供新的靶點。