1 炎性肠病关节炎的遗传易感基因

    对AS患者的家族聚集性研究发现，其同卵双生患者出现50%-75%的患病符合率，远高于异卵双生患者15%的符合率，说明炎性肠病关节炎患者有AS表现时更多取决于遗传因素，而不是环境因素，其中人类白细胞抗原（HLA）-B27是最重要的遗传因素。而炎性肠病关节炎引起的外周关节炎则涉及了更多的遗传易感基因，如NOD2/CARD15、ATG16L1、TNFSF15等。随着计算机辅助基因芯片技术的不断发展，应用此技术对炎性肠病关节患者HLA-B27及其他遗传易感基因进行研究使我们对其也有了更深入的了解。

    1.1 HLA-B27：HLA-B27是SpA最主要的遗传易感基因，属于主要组织相容性复合体（MHC）Ⅰ类分子，有多种基因亚型，其中HLA-B2706和HLA-B2709被认为是有保护作用的亚型。研究发现，80%~90%的AS患者HLA-B27阳性，其易感性与家族和遗传因素密切相关，而只有25%～78%的IBD和（或）合并AS患者HLA-B27阳性。张江林等门分析了30例炎性肠病关节炎患者，仅有9例表现为HLA-B27阳性。HLA-B27是对炎性肠病关节炎具有诊断提示意义的遗传基因，其阳性表达可高度提示肠病关节炎的诊断，但是结果阴性并不能完全排除诊断。

    关于HLA-B27诱发炎性肠病关节炎的机制有许多假说。第一个是HLA-B27上的β2微球蛋白可以组成1个由二硫键连接的二聚体，此二聚体在细胞表面表达并被杀伤免疫球蛋白相关受体KIR3DL2 （killer immunoglobulin-like receptor3DL2）所识别。HLA-B27阳性患者的自然杀伤细胞和T细胞表面KIR3DL2的滴度表达升高并被二聚体直接激活，导致免疫炎症的发生。第2个假说足过量的人β2微球蛋白导致HLA -B27重链的错误折叠，折叠蛋白反应（unfolded proteinresponse，UPR）使二硫键连接的二聚体在内质网积聚，触发细胞代谢的改变和应激反应，继而引起关节和肠道炎症的发生。在B27阴性的SpA患者中极少发生B27的错误重叠和肠道炎症，这也说明在炎性肠病关节炎中存在着除HLA-B27之外的其他致病基因。但是，对何种β2微球蛋白的过表达可以使UPR真正下调仍存有争议，而且有研究显示在不同模型和不同的SpA类型之间HLA-B27的功能也存在差异。第3个假说来源于2010年进行的一项对182例AS患者基因型的研究，此研究发现有39个单核苷酸多态性标志物与克罗恩病的风险位点相似。其中MCH、白细胞介素（IL）-23R和一个新的AS易感基因rs2872507明显相关。这个新的易感基因与淋巴细胞内的ORMDL3基因紧密结合，编码一种跨膜蛋白质，可能参与蛋白质折叠，诱发肠病关节炎的发生。

    尽管有80%～90%的SpA患者和转基因小鼠HLA-B27阳性，但仍有5%～6% HLA-B27阴性的人发展为SpA，因此，可能还会存在其他的遗传基因决定着SpA的发生。

1.2 NOD2/CARD15：蛋白是调节细胞凋亡的超家族（CED4/APAFL）成员，位于16q12（IBD1）染色体上，在单核细胞中表达，其末端富含亮氨酸的重复区域（LRR）能识别微生物的多种分子结构模式激活核因子-KB信号通道。Economou等发现NOD2/CARD15可为单核细胞细菌产物提供胞内受体和激活核因子-KB转导信号通路，影响机体抑制从肠道进入体内细菌的功能，而且它的突变体可以使SpA患者诱发肠道炎症的概率明显增加。Cooney等研究发现，从具有NOD2突变体的克罗恩病患者体内提取的树突状细胞存在自嗜缺陷，表明NOD2可以影响细菌降解以及树突状细胞内的MHCⅡ型抗原递呈细胞器之间的相互作用，从而导致肠炎和关节炎的发病，为NOD2/CARD15诱发炎性肠病关节炎提供了新的依据。最近的研究也表明，在克罗恩病患者的外周血和滑膜上存在细菌的DNA和NOD2/CARD15突变体，并且β-防御素2、LL-37及炎性细胞因子增加，与克罗恩病患者中细菌DNA的浓度存在依赖性，NOD2/CARD15对这种反应的调控有非常重要的作用。

    1.3 IL-23R：已经确定与炎性肠病关节炎遗传危险因素相关的基因位点还有IL-23R。许多研究证实IL-23R和AS相关，而且IL-23R主要与HLA-B27阳性炎症性肠病性关节炎相关，而对于HLA-B27阴性或非B27的患者尚不清楚。最近对532例英国和903例北美的AS合并IBD患者IL-23R的单核苷酸多态性分析发现，在AS和IBD之间存在一个共同的单核苷酸，rs11209026，它位于染色体1p31，在介导Th17通路时发挥作用。它与Th17结合作为信号转导通路介导AS和IBD的炎症发生。

    1.4 ATG16L1（2q37）：自噬体基因ATG16L1 （autophagy related16-like 1）是参与编码处理细胞内细菌的自噬小体代谢途径的一种蛋白质，其基因位于染色体2q37.1。研究发现，SPN位点rs2241880可能是与克罗恩病易感性基因相关的主要基因位点，其位于ATG16L1基因第9外显子上，该外显子长约103 bp，在第47位等位基因上的密码子由苏氨酸突变为丙氨酸（ACT变为GCT。此基因可以阻断鼠伤寒沙门菌的自噬，从NOD2和ATG16L1易感性变种的克罗恩病患者体内提取的树突状细胞具有自嗜缺陷，表明NOD2影响细菌降解以及树突状细胞内的MHCⅡ型抗原递呈细胞器之间的相互作用，影响NOD2和ATG16L1之间的通路联系，从而导致肠炎和关节炎的发生。

    1.5 TNFSF15：肿瘤坏死因子超家族15（tumor necrosis factor super family 15，TNFSF15），又称为血管内皮细胞生长抑制因子（vascular endothelial growth inhibitor，VEGI），是一种抑制内皮细胞和肿瘤生长的内皮源性因子。TNFSF15基因编码的蛋白产物被命名为TNF样配体1A （TNF like ligand 1，TL1A），TLIA可通过与其受体——死亡受体3（death receptor 3，DR3）结合，为Th17细胞的活化提供协同刺激信号，影响机体免疫调节，在IBD和脊柱关节病中发挥作用。Shih等利用淋巴细胞和树突状细胞TLIA转基因小鼠研究IBD时发现，这2种转基因动物在产生肠炎的同时也自发出现关节炎症状。并且在TNFSF15的SP2片段附近发现了一个基因单体，此单体与SpA和克罗恩病密切相关。

    虽然IBD患者的遗传变异大部分可以用基因解释，但仍有少数患者的遗传特征没有被揭示，在今后的研究中需要应用全基因组相关研究（genome-wide association study，GWAS）方法确定罕见变异和不容易识别的隐性序列。总之，上述基因位点是迄今证实和炎症性肠病性关节炎相关的几个基因位点，随着大规模患者GWAS研究的迅速增加，在未来几年将会有更多的相关基因位点被发现，使得肠道关节轴的发病机制更趋完善。

    2 肠道感染关节炎轴

    一直以来关于感染参与炎性肠病关节炎发病的具体机制尚不十分明确。传统观点认为，HLA-B27的存在限制了CD8+T淋巴细胞的功能，胃肠道的炎症使得致病菌激活淋巴细胞，产生针对关节软骨的抗体导致关节破坏。最近这个理论受到了新的挑战，在HLA-B27转基因小鼠中发现即使缺乏克CD8+T淋巴细胞仍不能阻止SpA的发生，说明HLA-B27并不仅仅影响CD8+T淋巴细胞发挥致病作用。

    此外，Fabriek等观察到，在克罗恩病和SpA患者的肠道黏膜和滑膜上的巨噬细胞表达清道夫受体CD163明显增多，并且被证实作为细菌的巨噬细胞受体在宿主防御方面发挥作用，单核细胞上CD163的表达促使细菌产生前炎症因子。这些发现证实CD163作为先天免疫传感器诱导肠道黏膜和滑膜炎症的产生，为感染参与关节炎的发生提供了实验依据。Hindryckx等在实验中也发现，在SpA患者中存在炎症细胞从肠道到滑膜迁徙的增加，即使没有肠道炎症的患者也存在黏膜血管的增生和白细胞黏附分子的增多。这同样证明感染诱发炎性肠病关节炎的可能。

    3 免疫因素

    炎性肠病关节炎发病时，关节滑膜会出现微小血管增生，大量免疫细胞浸润，包括CD4+以及CD8+淋巴细胞和巨噬细胞等细胞。近些年随着对CD4+细胞诱导分化的Th17细胞和调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）的深入研究，发现它们所介导的免疫反应是炎症性肠病性关节炎重要的发病机制。Th17细胞来源于CD4+rr细胞，转化生长因子（TGF）-β与11-1β、IL-6及IL-21结合后可以使其分化，加强和稳定IL-21和IL-23的作用，其主要的转录因子为RORc。Th17细胞可以产生IL-17A、-17F、-22、-26以及CCL20，研究发现这些细胞因子在克罗恩病患者的结肠组织和SpA患者的滑液中表达增加口。Glatigny等应用流式细胞术和免疫染色方法对B27转基因鼠进行研究，并且提取树突状细胞和CD4+T细胞共培养，显示从肠系膜和胭窝淋巴结提取的Th17细胞使IL-17A和肿瘤坏死因子（TNF）-α产生明显增多，并且与疾病活动呈正相关，而Th1和Treg明显减少。Th17细胞可以同时促进SpA B27大鼠模型肠道和关节的炎症，其机制可能是通过一个缺陷的共刺激分子连接通路完成的，显示Th17细胞介导的通路在炎性肠病关节炎中发挥关键的作用。进一步的研究还发现在包括炎性肠病关节炎在内的SpA中Th17介导的先天性免疫比适应性免疫作用更大。最近试验用抗IL-17A单克隆抗体在治疗活动性AS呈现出良好的疗效，首次为IL-17在SpA发病机制中的作用提供了直接证据。

    调节性T细胞相对于Th17细胞则有免疫抑制作用、，它可以通过细胞间连接和尚未明确的监管机制来影响免疫系统。调节性T细胞可以产生IL-1和TGF-β，而且和Th17细胞之间相互关联。T淋巴细胞受体受到刺激，天然T细胞可受驱动表达Foxp3并在TGF-β存在的基础上变成调节性T细胞，但是在TGF-β加上IL-6或IL-21的情况下，调节性T细胞生成受阻，而转变为Th17细胞。因此，有研究证实，调节性T细胞的功能障碍参与了IBD和SpA的发病，并建议把调整调节性T细胞的功能作为治疗这些疾病的手段。

    4 肠炎合并关节炎动物模型

    截至目前研究炎性肠病关节炎较为成熟的动物模型有2个，分别为HLA-B27/人B2微球蛋白转基因大鼠和TNF△ARE小鼠模型。

    HLA-B27/人β2微球蛋白转基因自发模型是较为经典的模型，可以发展为类似人类SpA的肠炎和关节炎。但是在无菌条件下并不发病，直至出现菌群失调后才诱发关节炎，提示肠道细菌在HLA-B27肠病关节炎发病中发挥重要作用。最近有实验证实其发病机制可能还包括存在分子缺陷的树突状细胞刺激T淋巴细胞和HLA-B27的错误折叠诱发折叠蛋白反应导致炎症的发生。

    另一个模型为TNF△ARE小鼠模型，是从小鼠基因组敲除TNF上一个69 bp且富含AU碱基片段形成的转基因模型，可以使小鼠过表达TNF，刺激间质细胞如成纤维细胞/肌纤维母细胞产生过多的TNF-α/TNFRI信号，导致关节炎、附着点炎和骶髂关节炎和克罗恩病样回肠炎。在应用泛影葡胺灌胃后对小鼠进行微CT和PET CT扫描可以同时清楚地看到末端回肠和关节的炎症，并可以对炎症量化和评估，证实此模型确实是研究炎性肠病关节炎的理想模型。

    5 结语和展望