研究背景:强直性脊柱炎(Ankylosing spondylitis,AS)是一种慢性炎症性疾病,主要累及中轴关节、肌腱韧带和附着骨,其特征为骶髂关节炎,部分患者可伴发肾脏、心血管、眼、肺脏等关节外症状。在我国,AS常多发于青年男性,发病年龄高峰在18-30岁左右,疾病晚期患者可出现关节融合畸形、关节强直。AS发病原因及发病机制尚不明确,目前认为与遗传环境、免疫机制、感染因素及炎症反应等诸多因素密切相关。人类白细胞抗原(HLA-B27)被认为与AS的发病密切相关。研究证实汉族人口白介素37基因的单核苷酸多态性(SNP)(rs3811047)与AS的易感性相关。研究表明,白介素1(Interleukin-1,IL-1)、白介素6(Interleukin-6,IL-6)、白介素 18(Interleukin-18,IL-18)、肿瘤坏死因子(tumor necrosisfactor-α,TNF-α)作为常见的促炎因子被认为参与AS的发病过程。近期,有研究发现白介素-37(Interleulkin-37,IL-37)是一种免疫应答和炎症反应的天然抑制物,可作为一种抗炎因子参与免疫反应和炎症反应。IL-37是具有细胞内和细胞外双重作用功能的细胞因子,其抑制炎症反应和参与免疫调节的途径主要有:IL-37前体经半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)剪切成为具有活性的成熟体—IL-37b,通过与IL-18结合蛋白(IL-18BP)结合增强了 1L-18BP对IL-18抑制力,从而抑制干扰素-Y(IF-N-γ)的生成;IL-37b转移至细胞内可与smad3结合形成IL-37b-Smad3复合物,从而降低一些炎症信号通路相关激酶如FAK,MAPK p38和c-Jun的表达。IL-37b-Smad3复合物还可以抑制STAT1-4的磷酸化并使GSK-3 α/β的表达失活;此外,IL-37b还可以通过自分泌或旁分泌形式直接释放到免疫神经元,抑制树突状细胞的活化并延缓其抗原呈递的过程。研究发现IL-37能减轻缺血性脑卒中、心肌缺血/再灌注损伤、银屑病和哮喘的临床症状,且IL-37的表达也与弥漫性毒性甲状腺肿(Graves’disease,GD)的疾病活动度相关。在自身免疫疾病和风湿性疾病领域,IL-37被认为通过下调促炎性细胞因子的表达和活化而发挥作用,据报道,IL-37参与系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)、类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)、成人斯蒂尔病、AS的发病机制。TNF-α拮抗剂是目前治疗AS的重要手段,能显著减轻其临床症状,减轻其疾病活动度。体外研究表明,阻断TNF-α的表达,可以降低炎性细胞因子IL-1β、IL-6、IL-18的表达,且IL-1β、IL-18、TNF-α可以促进IL-37的表达,IL-37能抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性细胞因子的表达。目的:本研究旨在探讨IL-37及其相关炎症因子在强直性脊柱炎的表达及其临床意义。方法:该实验选取2017年01月至2018年1月期间就诊于山东省立医院风湿免疫科的强直性脊柱炎患者35例作为AS组;并选取其中接受TNF-α拮抗剂(注射用重组人II型肿瘤坏死因子受体抗体融合蛋白)治疗的患者20名作为AS治疗后组(注:该20名患者仅用非甾体消炎药物及注射用重组人II型肿瘤坏死因子受体抗体融合蛋白治疗6周,每周一次,一次皮下注射50mg)以及同期就诊于该院健康查体中心的健康人30例作为健康对照组。采用酶联免疫吸附法(enzyme-linkedimmunesorbentassay,ELISA)检测健康对照组、AS 治疗前组、AS治疗后组血清中IL-37、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α的表达水平。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time Polymerase ChainReactionreal-timePCR)法检测健康对照组、AS治疗前组、AS治疗后组外周血单个核细胞(PBMCs)中TNF-α、IL-37、IL-1β、IL-6、IL-18的mRNA的表达量;分析AS组与健康对照组及治疗前后上述细胞因子表达量的变化及IL-37与临床实验室指标、疾病活动度的相关性。结果:1、AS患者的血清细胞因子改变及经TNF-α拮抗剂治疗后血清因子的变化:AS患者细胞因子包括IL-37、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α均较正常对照组显著升高,AS组血清中IL-37、IL-iβ、IL-6、IL-18、TNF-α呈高表达(P均<0.0001),且经过治疗后AS组血清IL-1β、IL-6、IL-18、IL-37、TNF-α 的表达水平明显下降(P均<0.0001)。2、AS患者PBMC中的细胞因子mRNA表达变化及治疗后变化:治疗前AS患者IL-37、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α PBMC中的mRNA表达量均较正常对照组升高。IL-37的mRNA的表达量为健康对照组的2.3倍(P<0.0001),IL-1β的mRNA的表达量为健康对照组的3.5倍(P<0.0001),IL-6的mRNA的表达量为健康对照组的2.6倍(P<0.0001),IL-18的mRNA的表达量为健康对照组的3.6倍(P=0.0002),TNF-α的mRNA的表达量为健康对照组的2.3倍(P<0.0001)。且经过TNF-α拮抗剂治疗后AS组血清IL-37、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α的表达水平明显下降。IL-37的mRNA的表达量为正常对照组的1.7倍(P<0.0001),IL-1β的mRNA的表达量为正常对照组的2.7倍(P<0.0001),IL-6的mRNA的表达量为正常对照组的1.9倍(P<0.0001),IL-18的mRNA的表达量为正常对照组的2.3倍(P=0.0002),TNF-α的mRNA的表达量为正常对照组的1.7倍(P<0.0001)。3、AS患者PBMC中中IL-37mRNA表达量与其他细胞因子mRNA表达量的相关性:治疗前的AS患者,其PBMC中IL-37mRNA表达量与IL-1β(R=0.826,p=0.0001)、IL-6(R=0.576,p=0.001)、IL-18(R=0.760,p=0.0001)、TNF-α(R=0.788,p=0.0001)的mRNA表达量均显著相关,且呈正相关。经过6周治疗后,PBMC中IL-37的mRNA表达量仍与IL-1 β(R=0.516,p=0.024)、IL-6(R=0.741,p=0.0001)、IL-18(R=0.460,p=0.041)、TNF-α(R=0.577,p=0.008)的mRNA表达量有密切相关性,且呈正相关性4、AS患者血清中IL-37与临床实验室检测指标及病情活动度的相关性:4.1 AS患者治疗前血清中IL37表达量与CRP表达量呈显著正相关(R=0.828,P<0.0001),与ESR表达量呈正相关(R=0.544,P=0.001),与BASDAI评分呈正相关(R=0.590,P=0.0001),与血小板无相关性(R=0.293,P=0.092)。4.2 AS患者治疗后血清中IL37表达量与CRP表达量呈正相关(R=0.767,P=0.0001),与ESR表达量呈正相关(R=0.644,P=0.004),与血小板无相关性(R=0.372,P=0.117)。结论:1、IL-37的表达与AS的免疫炎症反应密切相关,且在AS活动期中表达明显升高,并与反应AS疾病活动度的指标(血沉、CRP、BASDAI评分)呈正相关,可作为反映AS病情活动度的指标之一。2、AS患者中IL-Iβ、IL-18、IL-6、TNF-α等炎症因子表达升高,与IL-37的表达呈显著正相关。炎症反应和炎性细胞因子可以增加IL-37的表达,IL-37与促炎因子的表达失衡可能参与AS的免疫病理过程。3、应用TNF-α拮抗剂能降低IL-Iβ、IL-6、IL-18、IL-37表达,控制AS疾病活动度。