巨噬细胞在炎症反应中的作用步骤（巨噬细胞在关节炎的发生中作用不容小觑）

巨噬细胞在炎症反应中的作用步骤（巨噬细胞在关节炎的发生中作用不容小觑）TNF过表达的小鼠自发关节炎模型通过天然免疫发挥作用与适应免疫无关，主要以关节炎症为主要表现，不伴有结肠炎和脊髓灰质炎，故该模型主要应用于TNF介导的自发性关节炎的功能研究。由于多种经典的近杂交系鼠类都有自发性关节炎的倾向，通过基因敲除小鼠品系，使基因修饰的小鼠可能成为自发性关节炎动物模型。经典的例子是通过转基因方法使小鼠高表达TNF促炎因子的情况下导致TNF相关的自发关节炎的模型。为了更好的观察关节的内侧和外侧结构，我们通过冠状平面准备了组织病理学切片，最初病变出现在双侧膝关节无半月板保护的胫骨平台内侧对称的关节面，包括局灶性软骨细胞死亡、蛋白多糖丢失和纤维性增生。当动物6个月大，体重接近时900克时，90-100%的胫骨内侧平台将出现软骨中等程度病变，病变一般呈双侧对称性。从组织病理学上可以观察到软骨细胞死亡、纤维性增生蛋白多糖丢失，在胫骨平台内、外侧出现小骨赘。软骨下骨、半月板、股骨

导语：在类风湿性关节炎疾病中，TNF主要有激活的巨噬细胞分泌，经一种特异的金属蛋白酶裂解后，与受体结合激活转录因子NFкB、蛋白激酶、蛋白酶。生物抗类风湿药在临床上，一部分药物取得了较好的疗效，但长期应用药物的安全性需要考虑，如严重感染、过敏反应、恶性肿瘤、神经系统脱髓鞘性疾病都是不容忽视的问题。

一、了解自发性关节炎的相关模型，可分为以下这2种，患者需深入了解

1、骨性关节炎自发性模型

豚鼠和豚鼠的相关种系因其雄性体重增长速度较快，短时间内达到较大的体重，而且能够表现出一致的关节结构病理改变等特点，所以自发性骨OA模型的制备多选择豚鼠和豚鼠的相关种系。通常约50%的豚鼠在约3个月大、体重约700克时出现关节软骨小病灶。

为了更好的观察关节的内侧和外侧结构，我们通过冠状平面准备了组织病理学切片，最初病变出现在双侧膝关节无半月板保护的胫骨平台内侧对称的关节面，包括局灶性软骨细胞死亡、蛋白多糖丢失和纤维性增生。当动物6个月大，体重接近时900克时，90-100%的胫骨内侧平台将出现软骨中等程度病变，病变一般呈双侧对称性。

从组织病理学上可以观察到软骨细胞死亡、纤维性增生蛋白多糖丢失，在胫骨平台内、外侧出现小骨赘。软骨下骨、半月板、股骨髁软骨一般无明显的退行性改变。动物9个月大时，胫骨平台内侧平台软骨出现退变，股骨髁软骨出现退变，胫骨出现骨赘，滑膜轻度增生，出现软骨下骨硬化改变。

2、基因修饰自发性关节炎模型

由于多种经典的近杂交系鼠类都有自发性关节炎的倾向，通过基因敲除小鼠品系，使基因修饰的小鼠可能成为自发性关节炎动物模型。经典的例子是通过转基因方法使小鼠高表达TNF促炎因子的情况下导致TNF相关的自发关节炎的模型。

TNF过表达的小鼠自发关节炎模型通过天然免疫发挥作用与适应免疫无关，主要以关节炎症为主要表现，不伴有结肠炎和脊髓灰质炎，故该模型主要应用于TNF介导的自发性关节炎的功能研究。

另外，基因敲除小鼠的IL-1受体拮抗剂的缺失可诱导自发性关节炎，其不仅影响了IL-1下游细胞因子功能，还促进辅助性T细胞的活化。这些基因修饰动物模型代表着关节炎过程中的不同时期、不同机制，主要取决于转基因、基因缺陷或某些特定细胞的特性。

二、了解关节炎的相关作用机制，巨噬细胞在加重炎症反应起着重要作用

1、炎症介质

巨噬细胞还通过产生活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）中间体和基质降解酶，加速类风湿性关节炎关节的损害程度。在类风湿性关节炎中，大量的滑膜样巨噬细胞是NO的来源，NO的增加提高了TNF-α的表达，加重类风湿性关节炎的滑膜炎症。NO在骨形成和骨吸收过程中是作为一个中介细胞因子影响着骨组织的重塑。

NO还参与由细胞因子激活相关疾病(如牙周病和类风湿关节炎)骨丢失的发病机制，并在动物模型的自身免疫性疾病中起到了保护作用。类风湿性关节炎中巨噬细胞通过产生活性氧中间体（ROS），也参与炎症反应的过程。

ROS作为细胞内的信号元件，与各种炎症反应、慢性关节病，包括类风湿关节炎有着紧密的联系。近十年来，大量研究表明ROS与类风湿性关节炎严重程度呈正相关。ROS水平的改变可导致生物分子（DNA、蛋白质、脂质类）和组织的损伤，刺激机体的发生炎症反应。

在类风湿性关节炎的活化巨噬细胞线粒体产生ROS与TNF-α表达的水平呈正相关。TNF-α对刺激ROS产生、氧化应激的激活、上调基质金属蛋白酶在细胞外基质的破坏，诱导软骨降解和滑膜炎症反应中起着重要作用。

综上，在类风湿性关节炎炎症过程中，巨噬细胞表达分泌炎症因子、炎症介质及趋化因子等。通过旁分泌、自分泌等正反馈机制，增强自身活化。因此，巨噬细胞在加重炎症反应，促使滑膜的增生，血管翳的形成，关节软骨的破坏，加速疾病的进程等方面起着重要作用。

2、巨噬细胞在骨性关节炎中的作用机制

不同于类风湿性关节炎，骨性关节炎早期一直被认为是一种涉及到软骨和骨骼退变性疾病。直到20世纪90年代，随着骨性关节炎病理学的发展，才确定了骨性关节炎是滑膜炎症引起并持续进展的疾病。因此关节滑膜组织的炎症和活化的滑膜巨噬细胞在骨性关节炎病理中具有较为重要的作用。

在临床上，骨性关节炎患者滑膜组织炎症程度不一，有的患者膝关节或髋关节发生强烈的炎症反应，同时伴有明显的炎性渗出，骨性关节炎组织学上可见滑膜增生，滑膜内膜细胞增多，其以巨噬细胞为主的混合性炎性浸润较为突出。

早期的骨性关节炎患者滑膜活检标本在形态学上与类风湿性关节炎活检标本相似，只是巨噬细胞的浸润的百分比相对较低，T细胞、B细胞浸润较少。骨性关节炎的同样涉及炎性细胞的多种细胞因子和其他炎性介质的表达。

在骨性关节炎的发病机制中，虽然促炎因子的表达低于类风湿性关节炎，但促炎因子TNF和IL-1在滑膜炎症、软骨细胞及滑膜成纤维细胞的激活中均起着关键作用。促炎细胞因子还可以通过刺激其自身产生并诱导滑膜细胞和软骨细胞产生IL-6、IL-8和白细胞抑制因子。假设抗TNF和抗IL-1的DMOADs的设计治疗骨性关节炎的方案具有可行性。

如果骨性关节炎滑膜组织产生的促炎因子和破坏性炎性介质对骨性关节炎的症状和疾病的进展有着重要作用。那么滑膜中哪一种细胞类型负责维持这一炎症反应。研究证明，通过对骨性关节炎的滑膜组织细胞培养模型中，使用抗CD14结合的方法特异性清除滑膜巨噬细胞，剩下的滑膜细胞不再产生大量的巨噬细胞源的TNF和IL-1细胞因子。

同样成纤维样细胞产生的IL-6和IL-8-也明显减少，并下调基质金属蛋白酶的表达。因此，骨性关节炎滑膜组织中的巨噬细胞，在激活成纤维细胞，维持促炎因子水平和调节基质金属蛋白酶活性中起着核心作用。

为了证明OA是巨噬细胞驱动的炎症反应机制还是骨性关节炎滑膜的炎症退变机制，特定的靶向阻断TNF和IL-1用于培养骨性关节炎的滑膜细胞，发现应用阻断TNF和IL-1组的TNF和IL-1等促炎因子明显减少。

结果表明，骨性关节炎和类风湿性关节炎滑膜组织中的巨噬细胞的细胞因子生物学存在明显差异，但是骨性关节炎的发生发展，离不开TNF和IL-1的过表达。因此，为了进一步评估骨性关节炎是巨噬细胞驱动的炎症反应机制，还需要考虑到疾病的发展阶段、滑膜组织的炎症程度、巨噬细胞浸润程度以及巨噬细胞激活的程度等一系列问题。

骨性关节炎浸润的巨噬细胞和类风湿性关节炎浸润的巨噬细胞相似，均被不同程度的活化，产生大量细胞因子和细胞介质，造成细胞外基质降解，软骨细胞死亡，软骨剥脱，软骨下骨增生，关节炎形成。无论是类风湿性关节炎还是骨性关节炎，巨噬细胞在炎症发生、发展过程中都具有举足轻重的作用。

通过减少巨噬细胞浸润，抑制巨噬细胞活性，减少炎症因子表达，改善巨噬细胞代谢引起的微环境变化，都能够不同程度缓解类风湿性关节炎和骨性关节炎的炎症反应，减缓疾病的进程，减少骨与软骨的破坏。因此，针对抑制巨噬细胞活性的药物的研发，为治疗类风湿性关节炎和OA提供了新的方法。

三、了解治疗关节炎的药物，患者长期应用甲氨蝶呤会产生严重的副作用

1、抗类风湿药

甲氨蝶呤是类风湿性关节炎单药治疗使用时间最久，在目前的治疗中有着举足轻重的地位的一种药物。甲氨蝶呤其结构是叶酸的类似物，通过还原型叶酸载体进入细胞，并与甲酰四氢叶酸竞争此载体。类风湿性关节炎炎症反应过程中，代谢旺盛的炎症细胞表面叶酸受体增加，使甲氨蝶呤内流随之增加。

甲氨蝶呤进入细胞后，通过叶酸-多聚谷氨酸合成酶使甲氨蝶呤多聚谷氨酸化，防止甲氨蝶呤排出细胞外。甲氨蝶呤抑制氨基咪唑甲酰胺核苷酸甲酰基转移酶、胸苷酸合成酶、二氢叶酸还原酶等重要胞内酶，使腺苷水平增高，产生抗炎和抗增殖作用。

甲氨蝶呤对单核巨噬细胞、T淋巴细胞分泌的促炎细胞因及抑制因子有调节作用，还可诱导可溶性TNF-α受体合成增加，减低TNF-α的致炎作用。甲氨蝶呤还能够抑制细胞因子IL-1分泌，诱导IL-1受体拮抗剂的产生，抑制成骨细胞、软骨细胞对IL-1的反应，上调IL-10等Th2细胞因子的表达。

在类风湿性关节炎短期治疗中，甲氨蝶呤的治疗优于对照组，其关节肿胀与压痛改善率约37%，关节痛改善率约39%，晨僵改善率约46%。可见甲氨蝶呤不仅仅单药治疗短期类风湿性关节炎有效，而且在联合用药中也是不可缺少的一部分。但长期应用甲氨蝶呤具有严重的副作用，如骨髓抑制、恶性肿瘤、感染、严重贫血、肺部不良反应等。

2、糖皮质激素

绝大多数糖皮质激素是通过与靶细胞胞浆中的激素受体结合，经经典的基因机制发挥药理作用。糖皮质激素能够抑制巨噬细胞、T细胞的活化、增殖、分化和存活，抑制促炎因子TNF-a，IL-1β，IL-6等分泌，减轻类风湿性关节炎滑膜组织的炎症，减少软骨降解和骨质破坏，并减少黏附分子的表达。

早在1948年，梅奥诊所首次应用可的松治疗类风湿性关节炎，疗效显著，有效改善类风湿性关节炎病情。随后不断被实验证明了糖皮质激素不仅仅临床疗效显著，而且能够延缓放射性进展。

目前常把糖皮质激素与抗类风湿药联合应用，以求迅速控制类风湿性关节炎病情，待抗类风湿药起效后逐渐减量停用糖皮质激素。但长期应用糖皮质激素药物可导致消化性溃疡、骨质疏松、骨坏死、脂肪重新分布、感染增加等并发症。

3、非甾体抗炎药

非甾体抗炎药是目前较为常用的抗炎、镇痛、解热药物，通过抑制前列腺素合成酶，减少前列腺素的合成。除了阿司匹林以非共价键调节COX-1和COX-2活性，其余的非甾体抗炎药与花生四烯酸竞争抑制结合环氧合酶上的结合位点，抑制环氧合酶活性。

为了减少非甾体抗炎药的副作用，进一步提高COX-2的选择性，研发了塞来西布、罗非考昔、依地考昔等新药。虽然非甾体抗炎药能够改善关节炎的疼痛和关节僵硬，但不能降低炎症的急性相反应物，也不能改善关节炎的影像学进展，且临床副作用较多，如胃肠道粘膜损伤、肾脏和心血管系统的损伤。

结语：虽然临床上常用的治疗关节炎的药物种类众多，但相关药物疗效差，靶向性差，生物利用率低，循环半衰期短，系统毒性大，而且治疗骨性关节炎的药物较少。结合各类药物的功能和副作用，根据疾病的病理特点，免疫学机制，微环境变化，仔细评估病情。