类风湿关节炎疾病活动及关节外受累的细胞因子标志物筛选与临床验证

目的:类风湿关节炎(RA)是一种以进行性关节破坏为特征的自身免疫病,常常表现为多发小关节的对称性肿痛,至今病因未明。RA病情评估复杂。该病累及关节的同时,还可累及肺、血液系统、肾脏等多系统。现阶段RA治疗效果不尽如人意的Dynamic membrane bioreactor重要原因之一是无法精准评估疾病的活动/缓解,且无法精准判断RA的器官受累,导致RA的治疗时机难以把控。目前临床中常用的疾病活动评估包括DAS28,CDAI,SDAI,Boolean缓解等,由于纳入较多患者或医生主观因素,因此存在评估偏移。故筛选具有评估RA病情活动/缓解及器官受累作用的生物标志物,建立更为准确和客观的的疾病活动判定模型仍是RA当前研究的一大热点。本研究中首先对北京大学人民医院收治的196例RA患者人口学特征、临床常见检查结果进行分析,总结不同疾病活动度和器官受累患者的临床及免疫学特征。而后在发现队列中检测前期实验结果及数据库中筛选可能与RA病情活动及关节外表现相关的细胞因子,进一步在验证队列中验证筛选出的与RA病情活动相关的细胞因子。以及评估RA患者关节外表现相关的细胞因子的作用。最后结合现有临床常见指标建立RA病情活动的评估模型。方法:第一部分:通过回顾性及前瞻性地收集住院及门诊较为完整的196例RA患者临床病历资料,记录RA患者人口学特征、临床实验室检查结果等,分析RA患者亚组及合并关节外表现的临床特点。第二部分:发现队列纳入RA患者72例,通过多因子及ELISA检测RA患者血清中的25个细胞因子:S100A8、IL-1 beta/IL-1F2、IL-1ra/IL-1F3、TNF-α、IL-6、IL-8/CXCL8、IFN-β、CXCL13/BLC/BCA-1、IFN-γ、Dkk-1、IL-17/IL-17A、RAGE/AGER、S100A9、SOST/Sclerostin、M-CSF、Leptin/OB、CCL23/MPIF-1、Progranulin/PGRN、IFN-α、IL-21、GM-CSF、CXCL10/IP-10/CRG-2、s CD25、LBP、SRA,并在验证队列中验证筛选出的与RA疾病活动相关的细胞因子。PD-0332991体内实验剂量第三部分:评估检测的25个细胞因子在指示RA关节外表现/系统受累中的意义。第四部分:验证队列RA患者中,筛选的与RA病情活动相关的细胞因子结合结合现有临床常见指标建立RA疾病活动预测模型。结果:第一部分:根据DAS28评分从高到低,将RA分为4组,1组DAS28评分最高。通过比较不同疾病活动度组中RA患者临床实验室特征发现:关节肿痛数、ESR、CRP、RF、CCP均与RA病情活动相关。除了疾病活动度,还主要分析了RA关节外表现的危险因子和预测因子。相比于无关节外表现组,RA合并类风湿结节患者中RF、CCP、HRF-Ig G以及GPI水平明显偏高,且CCP水平升高是独立危险因素;与此类似,同时分析了RA合并肺间质病变、肾脏累及、血液系统受累、合并感染、合并代谢紊乱的独立危险因素,但并未发现与已知的传统危险因素不同的新的线索。第二部分:通过查阅文献,从1000余篇细胞因子相关的文献中筛选了可能与RA疾病活动度及关节外表现高度相关的因子,外加本课题组前期工作中发现的高度相关的因子共25个。本部分结果发现RA患者血清IL-6、S100A9、IFN-α、s CD25、SRA水平与疾病活动DAS28-ESR评分呈正相关,而LBP呈负相关。并在验证队列RA患者中得到了进一步验证。且RA患者不同疾病活动度分组(1-4组)中,SRA、LBP、IL-6、s CD25、GM-CSF水平随着RA疾病活动度降低明显下降,且与DAS28评分呈正相关关系;RAGE/AGER水平随着RA疾病活动度降低明显上升,且与DAS28评分呈负相关关系,可能是保护因素。在ESR、CRP均阳组中,SRA、LBP、IL-6三个因子的阳性率高(在95.0%左右),而在ESR、CRP均阴组中,LBP的阳性率最高为85.5%,IL-6、SRA的阳性率也较高,为75.0%,该结果提示,在血沉CRP均阴性,而疾病活动度仍高的患者中,LBP,IL-6和SRA可能具有对疾病活动的提示意义。在RF、CCP均阳组中,LBP、SRA、IL-6的阳性率和绝对值都较高[98(93.3%)、94(89.5%)、89(84.9%)];在CCP单阳以及RF单阳性的RA患者中,LBP和IL-6阳性率仍然最高(均为100%);在RF、CCP均阴性组中,LBP的阳性率最高,为100.0%,而IL-6阳性率则明显降低。上述结果提示,LBP、SRA和IL-6对疾病活动的提示意义较高,无论CCP抗体和RF阳性或阴性,LBP的提示意义都高,但IL-6只在抗体阳性组中对疾病活动度的提示意义较高。第三部分:RA患者关节外表现方面,合并类风湿结节亚组患者IFN-β及SRA水平明显升高,Dkk-1、Leptin/OB水平则明显偏低;合并肺间质病变亚组患者IL-1beta/IL-1F2、IL-1ra/IL-1F3、IFN-γ、IL-17/IL-17A及s CD25水平明显偏高,而RAGE/AGER、Leptin/OB水平则明显偏低,通过进一步的多因素分析,在各关节外表现组中,s CD25是RA肺间质病变的独立危险因素,RAGE/AGER似乎是保护性因素;合并肾脏累及的亚组患者IL-21水平明显偏高。合并血液系统累及的亚组患者IL-6、CXCL13/BLC/BCA-1、M-CSF、Progranulin/PGRN、GM-CSF水平明显偏高;合并感染亚组中S100A9水平明显偏高;合并代谢紊乱的亚组患者DKK-1水平明显偏高。第四部分:在验证队列中验证了上述细胞因子与RA疾病活动的相关性,并利用与RA疾病活动独立相关的因子联合临床指标及急性时相反应物(血沉和CRP),基于Logistic回归及BP神经网络建立疾病活动预测模型,Logistic回归预测最终纳入s CD25、M-CSF、ESR、低密度脂蛋白、肿胀关节数这五个指标。模型预测准确率分别为78.9%。ESR、肿胀关节数、M-CSF联合检测的AUC最大为0.897。BP神经网络纳入上述5个参数,模型准确率78.4%。AUC在RA疾病活动增减组中均为0.864,构建的模型较好。结论:1.肿痛关节数、ESR、CRP、RF、CCP均与RA病情活动有关。2.RA的疾病活动度与多种细胞因子的升高相关,包括IL-6、S100A9、IFN-α、s CD25、SRA、LBP。这些细胞因子对RA患者疾病活动存在提示意义;3.s CD25、RAGE/AGER与RA患者合并肺间质病变相关,可能是RA出现ILD的预测因子;4.在ESR、CRP均阴性且疾病活动度仍高的RA患者中,LBP,IL-6和SRA可能具有对疾病活动的提示意义;5.基于Logistic回归及BP神经网络建立RA患者疾病活动预测模型,纳入s CD25、M-CSF、ESR、低密度脂蛋白、肿胀关节数这五个指标为评判指标,该模型可能成为RAGDC-0973临床试验疾病活动度的客观评估模型。