類風濕關節炎的生物標志物研究在改善患者長期預后方面潛力巨大。從新發現的基因、自身抗體、血清學指標到先進的影像學技術,標志物范圍在不斷擴大,涵蓋精準檢測、治療監測和預后等多方面。
近期,英國利茲大學的研究人員對類風濕性關節炎(RA)診斷、預后及治療過程中的生物標志物進行了全面綜述,包括遺傳、自身抗體、急性期反應物、細胞因子、免疫細胞等多個維度,如下表格。接下來我們就一起對文章分析的RA生物標志物進行解讀吧。
RA主要的生物標志物(源自文獻:DOI: 10.1177/00045632241285843)
遺傳生物標志物
類風濕關節炎的家族遺傳率約為60%。多民族全基因組研究發現與RA相關的基因位點有100多個,凸顯了RA的多基因特性。HLA-DRB1等位基因是RA的遺傳風險因素。PTPN22基因多態性與RA風險增加持續相關。其他易感基因還有TNFAIP3、PADI4、STAT4、TRAF1C5和CTLA4。
自身抗體
抗環瓜氨酸肽抗體(ACPA)和類風濕因子(RF)是診斷RA的特異性早期血清學標志物。ACPA抗體針對發生瓜氨酸化的蛋白質。RF屬于IgM抗體,靶向IgG抗體的Fc段,形成免疫復合物,從而導致組織損傷和炎癥。
科研人員在RA中發現其他新型的自身抗體,如抗氨基甲酰化蛋白抗體(CarP)、抗肽酰精氨酸脫氨酶4抗體(PAD4)。約30%–47%的RA確診患者可檢測到CarP抗體。CarP抗體和PAD4抗體水平升高與TNF抑制劑療效差相關。
急性期反應物
C反應蛋白(CRP)和紅細胞沉降素(ESR)屬于非特異性炎癥生物標志物。在RA中,促炎細胞因子的產生會導致CRP水平升高。但是CRP水平并不一定會隨著RA疾病發展而升高,例如近一半CRP水平正常的RA患者中,組織學檢查發現關節炎癥。此外CRP和ESR與RA疾病的部分主觀指標弱相關,如清晨僵硬、全身疼痛和疲勞。
血清鈣衛蛋白,由S100A8和S100A9兩個亞基組成的異二聚體復合物,在RA臨床早期會升高,且與疾病活動性標志物之間存在良好的相關性。
血清淀粉樣蛋白A(SAA)主要有肝臟在炎癥反應中產生。在炎癥患者中,SAA的血清濃度可能會急劇增加,高達1000倍甚至更高。SAA還通過激活細胞因子、誘導粘附因子表達和基質降解,促進“類風濕血管翳”的形成和關節破壞。
細胞因子
TNF-α、IL-6、IL-1、IL-8、IL-17、IL-23、GM-CSF等細胞因子在RA發病機制中發揮關鍵作用。促炎細胞因子參與“高?!比巳喝硇匝装Y的發生和持續。TNF-α和IL-6是RA研究中最深入、特征最明顯的細胞因子。
TNF-α具有多種作用,比如激活免疫細胞、刺激其他細胞因子產生,促進骨侵蝕的發生。活動性RA患者的血清中TNF-α水平升高。靶向TNF分子的治療已經用于RA患者,如英夫利昔單抗、阿達木單抗、依那西普等。
IL-6效應功能與TNF-α相似,還參與CRP炎癥相關蛋白的生成,從而導致全身性炎癥。血清IL-6水平升高與RA患者的疾病活動性高度相關。IL-6抑制劑(如托珠單抗和沙利魯單抗)對RA患者有效且安全。
但是,鑒于TNF-α和IL-6在其他炎癥狀態下表達水平也較高,因此RA的日常診斷和監測中均不采用它們。
14-3-3蛋白
14-3-3蛋白是重要的細胞內調節蛋白家族,通過與特定蛋白質結合來調節多種細胞過程。14-3-3η(即YWHAG)是該家族的獨特亞型,炎性關節炎患者的滑液和血清中含量升高。在RA早期和確診患者中14-3-3η高于對照組。14-3-3η的升高還與ACPA和RF水平相關。
微小RNA
miRNA是短的非編碼RNA分子,與RA發病機制的多個方面有關,如免疫系統失調、炎癥和關節組織破壞。研究發現,RA患者的滑膜成纖維細胞、巨噬細胞和外周血單核細胞中存在miRNA失調。
基質金屬蛋白酶
MPP酶參與組織重塑和修復,失調會導致滑膜中膠原蛋白、蛋白聚糖和其他基質過度降解,導致RA患者關節損傷。目前已在人類中鑒定出近20種MMP,其中MMP-1和MMP-3在RA中研究廣泛。RA患者血清中MMP-1和MMP-3水平較高,與更高的疾病活動性、致殘率相關。
T細胞
在RA的各個階段都存在顯著的T細胞異常,尤其是CD4+、CD8+、Treg細胞的失調。
輔助性T細胞(Th)在免疫反應中具有承上啟下的作用,可激活其它類型的免疫細胞,主要表面標志是CD4。Th可分化為不同的亞群,如Th1、Th2、Th17、Treg等。這些亞群能夠分泌不同的細胞因子和趨化因子,招募不同的免疫細胞以及協調不同的免疫效應機制,不同亞群之間也形成復雜的調控網絡。T細胞亞群檢測有利于預測“高?!眰€體炎癥性關節炎的發展以及預測已確診患者的治療反應。
成像生物標志物
X射線是評估RA患者結構損傷(即骨侵蝕和軟骨損傷)的傳統金標準。超聲波可以檢測滑膜炎、腱鞘炎、骨侵蝕、軟骨損傷和肌腱撕裂,廣泛應用于RA患者的診斷和監測。核磁共振成像(MRI)能夠檢測滑膜炎、腱鞘炎、骨侵蝕、軟骨損傷以及骨髓水腫。
多生物標志物評估系統
多生物標志物疾病活動性(MBDA)評分系統結合了12種生物標志物的血清水平,包括IL-6、TNFR1、VCAM-1、EGF、VEGF-A、YKL-40、MMP-1、MMP-3、CRP、SAA、Leptin(瘦素)和Resistin(抵抗素)。MBDA評分范圍從0到100,分數越高,RA患者的疾病活動性越高。與單個生物標志物或綜合指數相比,它提供了更全面、更客觀的方法。
簡單來說,生物標志物一個用于評估正常生理過程、致病過程、機體對暴露或干預產生反應的指標。生物標志物范圍較廣,涵蓋分子特征、組織學特征、影像學特征或生理學特征。生物標志物在疾病診斷、藥物研發、預后監測等領域必不可少。
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參考文獻:
Sahin D, Di Matteo A, Emery P. Biomarkers in the diagnosis, prognosis and management of rheumatoid arthritis: A comprehensive review. Ann Clin Biochem. 2025,DOI: 10.1177/00045632241285843
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