IL-17A抑制剂在类风湿关节炎中的作用

马心蕾，林进，陈伟钱

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种以对称性、多关节炎为特征的慢性炎症性疾病，可引起关节破坏，进而导致残疾。目前RA的发病机制尚不完全明确，一般认为与环境、遗传、机体免疫功能紊乱相关。RA的病理特征是滑膜炎症、滑膜增生、关节软骨破坏和骨侵蚀。众多免疫细胞、细胞因子和趋化因子参与滑膜炎症的病理过程。滑膜炎症的主要特征是炎症细胞浸润到滑膜组织，导致滑膜增生，形成血管翳，活化的滑膜纤维血管组织侵入下层的软骨与骨，造成骨与关节破坏。在过去的20多年里，丰富的基础和临床研究结果彻底改变了现代医学对RA的诊断和治疗模式。随着对新的疾病相关分子通路的深入认识，以及新的生物靶向药物的不断涌现，人们对RA的认识有了质的飞跃。

白细胞介素-17(Interleukin-17，IL-17)是一种重要的细胞炎症因子，主要由辅助性T 细胞17(T helper cell 17, Th17)分泌。最近发现γδT细胞、先天淋巴样细胞(Innate lymphoid cells，ILC)、中性粒细胞和肥大细胞也可产生IL-17[1]。目前发现的IL-17家族包括IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F，其中IL-17A是IL-17家族的第一个特征成员，也是迄今为止研究最多的成员。自1999年证实了在RA患者滑膜组织中存在IL-17A以来，IL-17A与RA相关证据越来越被人们知晓[2]，这促进了IL-17A抑制剂治疗RA的临床试验开展，本文综述近年来IL-17A抑制剂在RA治疗中的临床疗效，以及未来的研究方向。

1 IL-17A在RA发病中的作用

来自动物和人体的大量研究表明，IL-17A直接参与RA发病相关的免疫反应，IL-17A不仅促进关节炎症产生，还可导致骨和软骨的破坏。

1.1 IL-17A促进关节炎症

IL-17A是一种前炎症细胞因子，也是炎症反应的调节因子，通过一系列的反应直接或者间接促进、加重关节炎症。在炎症早期，一些固有免疫细胞(如γδT细胞、肥大细胞等)分泌的IL-17A，在体内可以被检测到。同时在自身免疫或环境刺激下，初始T细胞在转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-6、IL-23等的作用下分化为Th17细胞，Th17细胞分泌多种细胞因子，包括IL-17A、IL-17F、IL-22等。IL-17A可诱导上皮细胞分泌粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF)和趋化因子配体20(chemokine ligand 20，CCL20)，这些因子募集大量中性粒细胞至损伤部位，促成早期炎症反应。IL-17A还与其他细胞因子IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)协同作用，大大增强其作用，促进组织中浸润的中性粒细胞的活化，从而维持炎症状态[3]。

除此之外，IL-17A还作用于多种细胞(如巨噬细胞、树突状细胞、成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞、角质形成细胞和淋巴细胞等)，释放促炎细胞因子TNF-α、IL-1、IL-6、G-CSF和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF))、趋化因子(趋化因子配体1，C-X-C motif chemokine ligand 1，CXCL1)、CXCL5、IL-8、CCL2和CCL7、抗菌肽(防御素和S100蛋白)等参与急性炎症反应。内皮细胞在IL-17A的作用下还可释放组织因子，促进血栓形成[4]。

炎症晚期，IL-17A通过延长RA成纤维样滑膜细胞(RA-fibroblast-like synoviocytes，RA-FLS)和生发中心中免疫细胞的存活时间而引起慢性炎症，诱导滑膜增生[5]。

1.2 IL-17A促进关节破坏

破骨细胞在血管翳部位的活化与骨侵蚀密切相关，而IL-17A可促进破骨细胞的形成，引起局部骨损伤。IL-17A可促进关节中核因子κB配体的受体激活因子(receptor activators of nuclear factor kappa-B ligand，RANKL)的表达，RANKL与破骨细胞前体细胞表面的受体结合，增加破骨细胞活性。滑膜中的单核细胞作为破骨细胞的前体细胞，当暴露于巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor，M-CSF)和RANKL时，可以融合形成多核体即破骨细胞前体细胞，这些前体细胞可以进一步分化成具有特征性波状膜的破骨细胞，因此RANKL可以刺激破骨细胞分化和骨吸收。除此之外RANKL的活性受骨保护素(osteoprotegerin，OPG)调节，OPG可以阻碍破骨细胞的形成，破坏OPG可促进破骨细胞分化，导致破骨增加而成骨减少。IL-17A还可以诱导TNF-α、IL-6等细胞因子的形成，破坏RANKL-RANK平衡，促进破骨细胞分化与激活[6]。

IL-17A可促进胶原降解和软骨破坏。软骨细胞自身合成的IL-17A等细胞因子局限在相应部位，诱导基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)如MMP1、MMP3和MMP13的合成，加速软骨细胞从合成代谢状态到分解代谢状态的转换。其次，滑膜成纤维样细胞和中性粒细胞也释放MMPs，它们位于关节软骨附近，可以通过裂解胶原使骨基质降解[7]。IL-17A还可通过诱导软骨细胞中的诱导性一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和环氧合酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)的表达而引起软骨破坏[4](图1)。

图 1 IL-17A在RA发病中的作用机制概述Fig 1 Mechanism of IL-17A in the pathogenesis of RAIL-17A主要由Th17细胞分泌，还有一些先天性细胞如γδT细胞等也可以产生IL-17A;IL-17A通过募集中性粒细胞，与其他细胞因子协同促进中性粒细胞、巨噬细胞等活化，从而维持炎症状态;IL-17A还通过破坏RANKL-RANK平衡促进破骨细胞形成，并通过促进软骨细胞从合成代谢状态转化为分解代谢状态，促进胶原降解、软骨破坏FLS：滑膜成纤维样细胞;OC：破骨细胞;pre-OC：破骨细胞前体细胞;MMPs：基质金属蛋白酶;RANKL：核因子κB配体的受体激活因子;OPG：骨保护素;TNF-α：肿瘤坏死因子-α

2 IL-17抑制剂的临床疗效

自发现IL-17在RA发病机制中的重要作用以来，针对IL-17相关抑制剂不断出新，常见的IL-17抑制剂包括司库奇尤单抗(secukinumab)、依奇珠单抗(ixekizumab)、布罗达单抗(brodalumab)、CNTO6785，此外还有一些多重靶点的抑制剂如ABT-122、bimekizumab、ABBV-615(表1)。

表1 IL-17抑制剂治疗RA的临床试验结果Table 1 Clinical trial results of IL-17 inhibitors in the treatment of RA

Secukinumab(AIN457)是一种高亲和力、全人源性的IL-17A单克隆IgG1κ抗体，在体内和体外均可选择性结合并中和IL-17A，提示secukinumab可抑制自身免疫疾病中IL-17A相关适应性免疫和固有免疫源性细胞因子引起的炎症反应。在一项针对52例RA患者(26例secukinumab治疗，26例安慰剂治疗)的概念验证试验中，第一次输注药物后迅速起效，并在第二次输注后可保持13周的有效性，这表明secukinumab具有迅速抑制滑膜炎症并提供持续获益的能力。第6周的ACR20(美国风湿协会规定的28个触痛关节中有20%改善)、DAS28(类风湿关节炎患者28个关节疾病活动度评估)和C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)的曲线下面积显示，secukinumab治疗组和安慰剂治疗组之间存在显著差异[8]。甲氨蝶呤(methotrexate，MTX)反应不足(Inadequate response，IR)的RA患者的Ⅱ期双盲随机对照研究中发现secukinumab 75 mg、150 mg、300 mg剂量与安慰剂之间的ACR20反应率存在差异，然而主要终点并未实现。与安慰剂相比，secukinumab 75 mg、150 mg、300 mg的DAS28降低幅度明显下降[9]。三项TNF-α抑制剂IR或不耐受的活动性RA患者的Ⅲ期临床试验荟萃分析，发现低剂量secukinumab 75 mg获益有限，而150 mg剂量组呈现显著的临床疗效。考虑到高剂量secukinumab会增加不良反应(adverse reaction，AE)，大多数临床试验不包括300mg剂量，所以表明150 mg可能是secukinumab治疗RA患者的合适剂量。同时secukinumab治疗组与安慰剂相比，普通AE和严重AE的风险并无显著增加[10]。另外研究显示secukinumab可显著改善TNF-α抑制剂IR且活动性RA患者的症状和体征，但劣于阿巴西普(abatacept)[11]。

Ixekizumab(LY2439821)是一种人源性IL-17A单克隆IgG4抗体，可高亲和力地特异性中和IL-17A，并且对其他IL-17家族成员无反应性。未接受过生物制剂RA患者的I期临床试验显示，ixekizumab显著改善了RA患者的症状和体征，但存在头痛、腹泻、腹痛、白细胞减少等不良反应[12]。Ⅱ期安慰剂双盲随机对照试验同样验证了ixekizumab对未接受过生物制剂RA患者的疗效，在第12周时检测到了具有统计学意义的剂量反应关系(通过ACR20反应率来衡量)(P=0.031)，其中30 mg组的差异最大。通过DAS28-CRP评分观察疾病活动度时，12周时所有ixekizumab组均有所改善。在TNF-α抑制剂IR的RA患者中，第12周ixekizumab组的ACR50数值上高于安慰组，在80 mg组中可观察到统计学差异，而ACR70反应率无显著差异。ixekizumab组的AE发生率较安慰剂组高，但与其他生物制剂相似，无特殊安全隐患[13]。将治疗时间延长至64周，发现ixekizumab治疗组相较于安慰剂组的紧急不良反应发生率与前期相似或更低，同时ACR20、ACR50、ACR70、DAS28-CRP仍可维持或者改善[14]。

Brodalumab(AMG827)是一种人源性抗IL-17受体A(IL-17RA)单克隆IgG2抗体，以高亲和力与人IL-17RA结合，阻断IL-17A、IL-17E和IL-17F介导的炎症反应。在2013年的一项针对中重度RA患者的Ib期双盲多剂量递增研究中，第13周brodalumab组和安慰剂组分别有37%和22%实现了ACR20，DAS28的平均评分分别为4.76(1.41)和4.39(1.13)，分别较基线值适度下降，但并未揭示RA患者对brodalumab治疗有显著的改善[15]。2015年在一项brodalumab治疗MTX-IR的RA患者的双盲对照试验中，未发现brodalumab组与安慰剂组疗效的差异[16]。虽然brodalumab在银屑病关节炎的临床试验得到了理想的结果，但在RA患者中无法找到brodalumab具有临床疗效的证据。这可能与RA独特的发病机制有关，也可能与试验局限性相关。

除了以上3个比较常见的抗体之外，还有CNTO6785，是一种全人源化IgG1λ单克隆抗体。它以高亲和力特异性地结合人IL-17A，但不结合IL-17F。在原代人细胞的体外试验中，CNTO6785已显示出抑制人重组IL-17A和天然IL-17A的生物学活性。在MTX-IR的RA患者的双盲试验中，使用CNTO6785的第32周，CRP水平总体呈下降趋势，这表明CNTO6785可能部分抑制RA的炎症反应，但并未观察到CNTO6785组与安慰剂组之间的治疗差异[17]。

IL-17A抑制剂在银屑病关节炎和脊柱关节炎中的作用已经得到证实，在体外类风湿关节炎中的作用也得到阳性结果，但在临床使用中的疗效却并不理想。于是人们将研究的目光投向了IL-17A与其他靶点的双重抗体。

ABT-122是一种TNF-α和IL-17A的新型双可变结构域免疫球蛋白，在两项I期随机双盲研究的汇总分析中发现，MTX联合ABT-122治疗后RA患者的趋化因子CXCL9、CXCL10、CCL23和可溶性E-选择素的水平显著降低，提示ABT-122潜在的临床疗效[18]。另一项研究显示，ABT-122的安全性与阿达木单抗类似，MTX联合ABT-122(120 mg每隔一周或每周一次)或阿达木单抗(40 mg每隔一周)的疗效无显著差异[19]。ABBV-257也是TNF-α和IL-17A的双重抑制剂，相较于ABT-122半衰期更长，但易产生抗药物抗体，导致受试者ABBV-257减少或丢失的比例很高，因此不再进行ABBV-257的临床开发[20]。

Bimekizumab(UCB4940)是IL-17A和IL-17F的双重抑制剂。在一项以赛妥珠单抗(certolizumab pegol, CZP)为基础，bimekizumab治疗RA的研究中发现，CZP联合bimekizumab方案可使CZP不佳的RA患者疾病活动迅速改善，但紧急不良反应发生率更高[21]。

此外，IL-17A和IL-1β的双重抑制剂ABBV-615，与单一抑制剂相比，在小鼠关节炎模型中的作用更强，但在食蟹猴毒理学研究中，皮肤感染发生率呈时间依赖性增加，而单一抑制剂无皮肤感染证据。因此ABBV-615能否在人体中应用仍有待进一步研究。

以上可以看到在临床试验中IL-17A抑制剂作为RA患者单一治疗的效果并不理想。其中，secukinumab和ixekizumab对RA有一定疗效，但是并不十分显著，brodalumab对RA疗效不佳，多重靶点的抑制剂对RA的疗效也并不显著增加。

3 未来展望

IL-17A抑制剂的临床疗效不如预期，但是这并不意味着这类细胞因子在RA中不发挥作用。疗效不如预期成功可能的原因有：

(1)IL-17A在疾病进展中的作用时间节点、部位、大小不尽相同，因此关于IL-17A抑制剂的临床应用指征仍待进一步研究。除了Th17细胞外，近来发现的γδT细胞、ILC3和肥大细胞等免疫细胞可以先天性产生IL-17A，在疾病的进展中发挥重要作用，与Th17需要免疫激活不同，这些细胞在疾病早期即可产生IL-17A，参与发病。因此如何早期应用IL-17A抑制剂以遏制疾病进展有待进一步研究。

(2)单独阻断IL-17A可能不足以破坏炎症信号传导。IL-17A的确具有促炎作用，但其作用不如TNF-α强大，因此仅阻断IL-17A并不能有效阻止TNF-α介导的炎症反应。此外，IL-17A可与多种细胞因子协同作用，如IL-1、IL-6和TNF-α，从而大大增强IL-17A的作用，促进组织中浸润的中性粒细胞的活化，从而加重炎症反应，IL-17A与TNF-α协同作用还可促进RANKL的表达使RANKL-RANK失衡导致软骨损害。IL-17家族的其他细胞因子也可以参与炎症反应，研究表明在Th17细胞分化过程中，IL-17F的表达要早于IL-17A。IL-17B和IL-17C可诱导单核细胞表达TNF-α和IL-1β并引起中性粒细胞浸润[22]。因此关于IL-17家族其他细胞因子在RA中的作用亟待进一步研究。了解不同细胞因子的功能和相互作用将有助于我们开发更多靶点的生物制剂。目前已经开展的一些关于IL-17A与TNF-α、IL-17A与IL-17F的多靶点抑制剂的临床研究并未达到理想的效果，这可能与抑制剂中两种结合位点的比例固定而体内两种细胞因子的浓度比例并不固定有关，并且两种细胞因子除了协同作用外还有独立的作用。因此，不同结合比例的多靶点生物制剂或者不同生物制剂联用对RA患者的临床疗效有待进一步研究。

(3)IL-17A抑制剂在银屑病、强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)中疗效显著[23]。在银屑病中，IL-17A增强角化细胞趋化因子的表达，如增强CCL20的表达来介导Th17和树突状细胞向皮肤组织募集，增强CXCL1、3、5、6和8的表达促使中性粒细胞募集，从而引起皮肤炎症。IL-17A还增加了包括β-防御素和S100A家族成员在内的抗菌肽的表达，并降低了细胞黏附因子的表达，导致皮肤屏障的破坏[24]。同时来自银屑病关节炎患者滑膜的FLS在IL-17A的刺激下产生更多促炎细胞因子和MMPs，引起关节炎症[25]。IL-17A还通过RANKL途径促进破骨细胞形成。综上IL-17A在银屑病的发病机理中起着关键性作用，尤其是在皮肤病变的形成机理中，因而IL-17A抑制剂在银屑病和银屑病关节炎中疗效显著。

在一项AS的Ⅱ期临床试验中证实secukinumab可替代TNF-α抑制剂到达主要终点[26]。一项关于脊柱关节炎(spondyloarthritis，SpA)的研究发现，SpA恒定自然杀伤T细胞(invariant natural killer T cells，iNKT)的亚型iNKT17相关基因明显上调，而RA中的iNKT1相关基因上调。SpA患者γδT细胞的特异性转录相关因子SOX4(SRY-Box transcrip-tion factor 4)表达显著上调，而RA中的趋化因子受体1(C-X-C motif chemokine receptor 1，CXCR1)和B细胞激活因子(B cell-activating factor，BAFF)上调。因此，SpA更倾向于表达“17型”相关基因。此外，SpA的T细胞亚型和相关蛋白与RA有明显的差异，如SpA患者中杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglobin-like receptors，KIRs)、NKT表达的跨膜糖蛋白和T细胞亚群均上调，而RA的T细胞表达TNF信号基因水平上调显著。因此我们可以推断IL-17A在SpA的发病中起着比在RA中更为重要的作用，因而IL-17A抑制剂在SpA中的疗效更明确[27]。因此，与银屑病和AS相比，IL-17A在RA发病过程中所起的作用相对较小，这可能是IL-17A抑制剂在RA中的临床疗效较低的主要原因。

综上所述，IL-17A在RA的炎症反应和关节破坏中起着至关重要的作用，这使得IL-17A抑制剂成为RA治疗的主要候选药物。但是IL-17A抑制剂的临床试验表明，与IL-17A抑制剂治疗银屑病、银屑病关节炎和AS等相比，其在RA中的治疗效果并不理想。通过分析IL-17A的产生途径和作用途径以及RA的发病机制，不难发现其局限性。目前关于在疾病发展的什么阶段应用IL-17A抑制剂以及哪些特定的RA患者有效性更高仍需更进一步的研究，比如滑液中高水平IL-17A的患者、早期RA患者、现有常规治疗无效的患者等。针对多靶点的生物制剂治疗的研究，可能是增强IL-17A抑制剂作用效果的另一种方法。本文旨在通过了解关于IL-17A在RA中的作用机制和临床疗效，为IL-17A抑制剂的治疗方案提供更好的解决思路，并积极寻找其他治疗RA的方案。