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文章作者：刘丹 陈庆平 周业妮 李可

RA是一种慢性自身免疫性疾病，临床中患者可出现全身多关节肿胀、疼痛，甚至关节活动受限和畸形，其病理表现为关节的滑膜炎，最终造成骨和软骨的侵蚀。RA至今病因不明，目前认为是免疫介导的炎性疾病。

补体是存在于血浆与细胞外液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，根据经典激活途径和终末成分按其发现顺序分为C1、C2、C3~C9，其代谢产物如C3可裂解为C3a、C3b和iC3b。

研究发现，RA患者血清补体活化产物水平的提髙与疾病活动密切相关，在RA活动期，检测关节滑液的补体蛋白C3、C4减低，而补体活化产物C3a、iC3b等升高，同时，在患者滑膜组织和软骨中，存在大量补体激活成分的沉积。

补体所发挥的免疫调节作用逐渐被重视，其靶向免疫调节作用在RA的发病机制中所起的重要作用也逐步被揭示。

补体系统激活通路、免疫调节作用在RA发病机制的免疫学基础实验研究逐渐成为风湿免疫领域的研究热点，同时，针对补体片段对应的受体如C3a受体(C3aR)、C5a受体(C5aR)等相关的激动剂、拮抗剂和抑制剂的调控作用，也成为RA治疗的新靶点。本研究概述补体系统激活通路，以及RA中补体免疫调控机制和动物实验的进展，以便进一步深人探讨和研究。

1 补体系统

1.1 补体系统的激活：

补体是由30余种可溶性蛋白、膜结合性蛋白和补体受体组成的多分子系统，故称为补体系统。根据补体系统各成分的生物学功能，可将其分为补体固有成分、补体调控成分和补体受体(CR)。

补体系统激活是补体由无活性形式转变为活性形式的过程，在某些激活物(如免疫复合物、某些病原体等)作用下，可由经典途径(CP)、旁路途径(AP)或甘露糖结合凝集素途径(LP)，使补体各固有成分依次被活化，形成具有活性的酶，调控激活下游细胞，最终以膜攻击复合物的形式作用于祀细胞和靶器官。

CP：当CRP、免疫球蛋白（Ig)Gl、IgM和IgG3与相应的抗原结合形成免疫复合物(1C)，作为激活物与C1结合，在蛋白水解酶作用下裂解产生Clr和Cls，C2与C4作为底物裂解生成C2a和C2b、C4a和C4b片段，在C4bC2a催化作用下裂解C3生成C3a和C3b，C3b参与形成C5转化酶C4bC2aC3b。

AP：细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖等凝聚的IgA和IgG4以及其他哺乳动物细胞作为激活物，由C3、B因子(FB)、D因子(FD)参与的激活过程，称为补体激活的APA3是启动AP并参与其后级联反应的主要成分，C3b与FB结合，裂解为Bb和Ba。

C3bBb作为C3转化酶裂解C3为C3a和C3b。C3b与C3bBb结合形成AP的C5转化酶C3bBbC3b，进而激活补体终末途径。

LP与CP不同点主要为甘露糖结合凝集素（MBL)的结合、活化过程。MBL与相应的糖类配体识别、结合，激活丝氨酸蛋白酶(MASP)-l、MASP-2，后者水解C4、C2，产生激活C3与C5转化酶途径与CP相同。

1.2 补体系统的末端途径和活化调控：

补体终末途径中C5裂解为C5a和C5b是起始路径。C5a是补体活化过程产生的具有炎症介质作用的活性片段，与C3a、C4a统称为过敏毒素，它们作为配体与细胞表面相应受体结合，激发细胞脱颗粒，释放组胺等血管活性介质，引起炎症反应，增强血管通透性并刺激内脏平滑肌收缩。

膜攻击复合物(MAC)组装过程：C5b结合C6、C7形成C5bC6C7复合物，并插人细胞膜，当与C8结合后，形成C5bC6C7复合物在细胞膜上，可与12-15个C9分子连结成为C5bC6C7C8C9，中空的MAC插入靶细胞脂质双层细胞膜形成孔道，造成细胞溶解坏死。

补体活化调控包括自身调控、调节因子和补体受体功能3个部分。自身调控中，补体激活途径的C3转化酶(C3bBb、C4bC2b)、C4b、C3b和C5b均易衰变，可以阻断补体级联反应。补体调节因子如C1抑制物，可阻止过多C1活化。

膜表面蛋白衰变加速因子（DAF/CD55)、膜辅助因子蛋白（MCP/CD46)等，通过阻止、分解转化酶和协作MASP-1水解C4b和C3b并使其失活。

1.3 补体受体与细胞表达：

补体受体包括CRl~4、C3aR、C5aR和ClqR等，均为糖蛋白，表达于不同的细胞表面。CR1在免疫复合物清除中起重要作用，广泛分布于多种免疫细胞表面，85%CR1表达于红细胞表面。

CD59是一种广泛表达的糖脂膜蛋白，与C8和C9结合可阻止MAC插入细胞。CR2在B细胞和滤泡树突状细胞表面均有表达，可促进细胞对抗原的表达，同时可作为B细胞抗原识别受体活化的共刺激受体，参与B细胞激活。

CR3广泛分布于包括吞噬细胞在内的多种免疫细胞表面，其配体为iC3KCR3可促进吞噬细胞吞噬被iC3b包被的微生物颗粒。CR4(CDllc/CD18)高表达于吞噬细胞表面。C5aR(CD88)和C3aR广泛表达于肥大细胞、中性粒细胞、单核/吞噬细胞和淋巴细胞表面。

补体具有机体免疫防御消除外来抗原和维护机体内环境平衡的重要作用。补体系统活化受到精细的调控，其活化产物过敏毒素等，可诱导炎症反应，造成组织细胞的损伤，参与自身免疫疾病发生，以及影响凝血及纤溶系统，如RA中，补体激活参与了疾病发展的过程，下文将详细描述。

2 补体系统在RA中的作用机制

2.1 补体在RA患者中的水平表达：

RA中补体的相关研究最早在50年前，报道患者体内总补体活性(CH50)增高，在某些重症疾病中明显减低，肥大细胞表达也增高。

人体的补体合成主要场所在肝脏，经血清蛋白被动转运。其他组织也有补体的合成功能，如关节内滑膜组织也可合成补体蛋白，当急性炎症反应期、关节的重症炎症中，如滑膜组织在IFN-iIL-1和TNF-a细胞因子刺激下，巨噬细胞和成纤维细胞可产生补体。

利用原位杂交、免疫组织化学和蛋白印迹法技术，RA滑膜的信使核糖核酸URNA)中，C3和FB，以及C3aR，C5aR表达增加％虽然滑膜可产生补体，可表现为补体生成增加，但在RA滑液中C2、C4、C3等水平低于其他关节疾病，说明在重症炎症反应中，补体合成与消耗失衡后可表现补体水平减低。

但Gilliam等研究发现，幼年特发性关节炎(JIA)中循环免疫复合物(CIC)中Clq、C3、C4和MAC组成成分明显高于健康对照组，RF与CIC中C4水平密切相关，补体经典激活途径在JIA中起到了重要作用。

DiMuzio等研究发现，检测114例活动期RA血清C3、C4水平较正常对照明显增髙，认为补体蛋白作为急性炎症反应物，是使用生物制剂治疗预后不佳的标志。活动期的RA患者，其补体蛋白水平变动情况逐步受到重视。

2.2 补体活化在RA中的作用：

RA中补体活化是研究的热点，传统理念考虑RA补体激活源于细菌、免疫复合物等。但检测RA患者血清中发现免疫复合物水平增加，IgM和IgG不同分型的RF均具有激活补体活化作用。RA中CIC有助于补充活化，同时，其他补体活化因素也存在，如CRP，作为急性期反应物可激活补体蛋白。

Molenaar等研究发现，大量RA患者中，CRP-补体复合物与血浆补体激活均明显升高，并与疾病活动性水平相关，说明CRP参与和介导了补体活化，CRP-补体复合物水平增加可能是是RA发病机制之一。Trouw等报道，抗CRP抗体在体外实验中，验证了RA通过CP和LP两大途径造成补体激活。

RA的补体激活途径不仅包括经CP还包括AP，在CP中，补体激活需要免疫复合物如含有RF因子等参与，而RA的滑液检测FB水平减低，其代谢产物Bb水平增高，证明了AP存在。进一步也发现了RA中，IgG的糖基化可以引起AP的补体活化。

此外，RA滑液中，补体裂解产物，如C3a，C5a，Bb以及可溶性补体活化产物UC5b-9)复合物水平升高，另外，使用MAC抑制剂后，RA患者关节液或滑膜组织中补体活化产物减少。

2.3 补体缺乏小鼠胶原性关节炎(CIA)模型的实验研究：

在补体缺陷小鼠建立CIA模型中，也证实了补体活化参与了RA的发病机制。1977年Trentham等建立CIA与人类RA关节表现具有相似性并开始研究。

2002年Hietala等究发现C3+小鼠诱导CIA模型中血清抗Ⅱ型胶原蛋白抗体水平减低，关节炎症反应较轻。之后使用补体C5+小鼠建立CIA模型关节症状明显减轻。

MASP1/3—小鼠在胶原抗体诱导的关节炎模型(CAIA)中表现为关节炎症明显减轻，可能与缺乏了活化的FD，而造成补体替代途径过程不能进行。

以上研究表明阻断补体活化能有效减轻RA症状，近5年间多项相关研究发表，Kuhn等研究表明，CR2--小鼠的CIA模型中，关节严重程度明显减轻，血清的II型胶原抗体及抗瓜氨酸多肽水平明显减低。

Banda等研究表明，在C5aR--，C3aR--和C6--不同品相建立CAIA，发现C5aR缺少小鼠关节炎症状明显减轻，C3aR--和C6--关节炎症也有不同程度的减轻，免疫组织化学结果表明补体缺失造成了共享效应：小鼠关节局部IgG和C3沉积水平减少，在C3aR、C5aR、C6缺失的CAIA滑膜中性粒细胞百分比显着减少，C3aR--，C5aR--中巨噬细胞减少，发现C5aR和C6缺失CAIA滑膜中TNF-α的mRNA水平显着减少，IL 1P的mRNA表达降低可能是关节炎症减轻的机制。在CR1--、FB--和FH--的CIA模型中，均发现关节炎症减轻表现。

以上研究分别说明了补体系统中，某个单一因素参与和调控了补体激活通路过程，进而影响了关节炎症反应，提示RA中补体激活对疾病起到多靶点作用，是重要的发病机制之一。

3 补体调节剂及应用

随着对补体蛋白及补体激活通路作用机制的逐步认识，抑制补体活性的大分子化合物作为药物已进人临床试验，观察和治疗多种急性和慢性的炎症性疾病。

补体途径中最重要的过敏毒素C3a和C5a，通过与相应受体结合而发挥其生物作用或参与病理损伤，加重关节炎症。因此近年来，研发具有多种生物学效应，针对小分子补体调节剂的小合成化合物，正以迅猛的速度被发现和应用。

3.1C3aR拮抗剂：

C3aR措抗剂(SB290157)为合成的非肽类小分子化合物，可阻止C3a与C3a受体结合，基础实验表明全身给药具有减少大鼠CIA模型炎症作用。然而，多个不同的系统和细胞实验中，SB290157后来证明具还有激动剂的作用。

3.2C5aR拮抗剂：

一项C5aR拮抗剂的研究提示，口服活性的环状肽PMX-53显着减少关节临床和病理学评分。但在RA患者lb期临床试验中，滑膜的炎症反应未减少。

3.3抗C5单克隆抗体：

研究发现CIA中，应用C5单克隆抗体全身给药，具有阻断毒素C5a的产生和MAC的形成作用，可有效地防止关节炎。

另一项研究中，CIA小鼠关节内给予抗C5抗体(TS-A12/22)，以及单克隆抗体(TS-J^)具有选择性阻断MAC合成作用，均得到了关节炎症减轻的结果。

C5--和C5aR--缺陷的小鼠建立的CIA模型，证明关节炎症明显减轻，同时提示C5在RA关节炎发展中所具有的重要作用。

3.4可溶性CR1：

人源膜定位形式的补体受体sCRl(APT070和APT542)，在关节内注射减轻了CIA大鼠模型的关节炎症发展但全身给药时效果不佳。

3.5其他：

磺酸萘莫司他(FUT-175)是一种合成的蛋內酶抑制剂，可阻断经典以及替代途径激活补体的蛋白酶，从而降低补体活化水平。发现通过口服给药可抑制CIA大鼠炎症。目前在临床上，巳应用于急性胰腺炎、心脏手术或血液透析抗凝等患者的治疗中。

4 存在问题和展望

大量实验动物数据提示，补体系统在RA的发病机制起到重要作用。C5、C3及C5aR、C3aR、CRl-3缺失的小鼠CIA/CAIA动物模型已经观察关节症状明显减轻，从动物模型可以看到，补体缺失因素是RA关节炎症反应的重要干预靶点，但在RA患者中，通过针对补体的单克隆抗体、补体拮抗剂和抑制剂，以及CR拮抗剂等靶向目标治疗实验结果并不令人满意。

通过免疫技术方法合成开发具有良好疗效的补体相关制剂是解决风湿关节炎的有效途径。大量的调控C5a和抑制C5aR的合成肽正在研究中，此外，人降解加速因子(DAF)与IgGFc片段融合蛋白等已经被研发。

综上研究，补体系统的免疫调控发挥机制可能作用于RA关节炎症的全过程，包括免疫复合物沉积及RF产生，出现补体激活途径，释放过敏毒素C5a、C3a片段，通过趋化作用，中性粒细胞、巨噬细胞聚集，引起炎症反应，还通过调控引起辅助性T细胞(Th)中Thimi2失衡，造成细胞因子产生和释放，关节炎症明显加重，同时发生细胞凋亡、软骨暴露和细胞损伤，激活的补体最终形成MAC加重细胞和关节组织损伤。

补体缺失的动物模型对于补体系统调控作用的研究起到重要作用，通过建立不同补体缺失品系的RA模型，以及调控补体活化进程干预因素等的研究逐步深人，可取得大量有效数据，为补体干预生物制剂治疗RA开辟了新的研究领域，补体相关的生物制剂在RA的治疗中可能成为新的靶点。

中华风湿病学杂志2014年3月18卷3期