1. 引言
痛风是最常见的炎症性关节炎，当高尿酸血症、血清尿酸盐水平持续升高导致身体组织中的尿酸盐过饱和，导致单钠尿酸盐(monosodium urate, MSU)晶体在关节内和关节周围形成和沉积时就会发生痛风 [1] 。根据临床特征可分为无症状高尿酸血症期、急性痛风性关节炎(acute gouty arthritis, AGA)期、间歇期和慢性痛风性关节炎(chronic gouty arthritis, CGA)期 [2] 。在发达国家成年人的患病率为1%~2%。由于人体尿酸生成过多和(或)排泄减少，体内血尿酸水平持续升高，导致针状尿酸盐结晶沉积在关节及周围组织和其他器官中引起炎症反应。痛风性关节炎急性期主要表现为关节红肿热痛与功能障碍，慢性痛风长期反复发作可导致关节畸形以及痛风性肾病 [3] 。单钠尿酸盐(monosodium urate, MSU)结晶是痛风的致病因子。除了其特有的关节损伤外，痛风还与许多疾病有关，包括心血管疾病、2型糖尿病(T2DM)、高血压、肥胖症、高甘油三酯血症、高胆固醇血症和肾病，极大地影响患者的生活质量 [4] 。痛风在男性中比在女性中更常见，比例为3:1至10:1。痛风的发病率和患病率每十年增加一次，在80岁以上的人群中患病率增加到11%~13%，发病率上升到0.4% [5] 。目前我国的痛风患病率为0.03%~10.47%，不同地域和性别存在很大差异 [6] 。痛风的全球负担是巨大的，而且在过去50年中，全球病例逐渐增加，全球痛风患病率为1%~4%，发病率为0.1%~0.3%，主要见于40岁以上的男性，尤其是伴有肥胖、高血压、冠状动脉病、糖尿病或代谢性疾病的男性 [7] 。
2. 痛风性关节炎相关NOD2及NF-κB
2.1. NOD2在痛风性关节炎中发挥作用的机制
NOD2炎性受体
核苷酸结合寡聚域2 (nucleotide-binding oligomerization-2, NOD2)是一种胞质受体，属于核苷酸结合寡聚样受体家族。NOD2蛋白具有3个域，包括caspase募集结构域、核苷酸结合寡聚域和富亮氨酸重复序列。核苷酸结合寡聚域模块又包含1个核苷酸结合结构域(nucleotide-binding domain, NBD)、1个有翼螺旋(winged-helix domain, WH)、螺旋结构域1和2 (helical domain 1/2，HD1和HD2)，NBD和WH之间的相互作用以非活性形式来稳定NOD2 [8] 。当一些病原体侵入机体，被免疫细胞吞噬后，可进入细胞质。位于血小板胞质内的NOD样受体(NOD-like receptor, NLR)有两类，分别是NOD2和核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3 (nucleotidebinding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)炎症小体。NOD2主要分布于单核细胞、树突状细胞、上皮细胞、潘氏细胞和肠干细胞等 [9] 。目前对NOD2的研究主要集中在单个核细胞中，是否在血小板中表达和介导血小板活性方面的影响均较少报道，有研究证明NOD2受体是一类在血小板内表达的模式识别受体，在免疫炎性反应中发挥着调控作用，被活化的NOD2受体可介导多种信号传导通路，释放一系列促炎因子作用于血管内膜 [10] [11] [12] 。NOD2激活后可定位到质膜启动下游因子核因子-κB (the nuclear factor-κB, NF-κB)活化，促进多种炎症细胞因子分泌，这些炎症反应又可增强血小板黏附聚集能力，在痛风性关节炎血栓形成中起着重要的作用。在体外MSU是NLRP3炎症体的有效激活物，外周血单个核细胞中NLRP3炎性体通过促进IL-1β的生成在急性痛风性关节炎发作中发挥不可替代的作用 [13] 。
2.2. 作用机制
目前研究表明，单钠尿酸盐(monosodium urate, MSU)作为危险相关分子模式(danger-associated molecular patterns, DAMPs)可被细胞膜及细胞质中的模式识别受(pattern-recognition receptors, PRRs)识别，进而激活TLR4/NF-κB，NLRP3炎性通路。NOD2作为典型的PRRs，可识别病原体中的病原体相关分子模式(pathogen associated molecular pattern, PAMPs)和DAMPs，在与配体结合后，通过激活NOD2/NF-κB和丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)通路介导炎症因子的释放。
MSU晶体通常被认为具有免疫活性，能够充当DAMPs。Martinon等人描述了MSU晶体作为DAMPs 引起的炎症取决于NLRP3炎症小体的组装 [14] 。NLRP3属于NOD样受体(NOD-like receptors, NLRs)家族，作为胞质识别受体，主要表达于中性粒细胞、巨噬细胞等固有免疫细胞中，可识别内毒素、尿酸及ATP等分子而诱发免疫应答，由能够识别PAMPs和DAMPs的C末端富含亮氨酸的重复序列，中央核苷酸结合域(NACHT)和N末端吡喃域(PYD)组成。Caspase-1通常以其非活性酶原形式(pro-caspase-1)被发现，炎症小体活化后caspase-1通过寡聚反应而被自动激活，一旦激活，caspase-1就会将pro-IL-1β裂解成易于被细胞释放的活性形式，并启动IL-1信号传导 [15] 。
2.3. NF-κB在痛风性关节炎中发挥作用的机制
激活核转录因子kappa B (nuclear factor of kappa B, NF-κB)，作为一种核转录因子，和免疫应答、炎症反应以及细胞的增生、转化以及细胞的凋亡等病理生理过程密切相关，NF-κB作为近年来发现的和多种炎性因子调控有关的细胞胞浆中“快速反应”转录因子，享有数百个氨基酸组成的区域：Rel同源结构域 (RHD)，作为启动众多基因的转录的因子，在转录调控中起着广泛的作用，而这些基因在一定程度上都与机体的免疫应答、炎症分子表达的发生增殖以及抗凋亡相关，而在有关多种急慢性炎症的疾病的发生发展过程中，均发现NF-κB被持续性或者过度的激活。炎症反应的强弱与相应细胞因子或者炎症介质的基因表达有着密切的关系，NF-κB作为重要的转录因子，其存在和功能发挥在炎症反应的发生发展中起到了至关重要的中介作用 [16] 。有研究发现，NF-κB在许多自身免疫性疾病中被组成型激活，包括系统性红斑狼疮和类风湿关节炎 [17] 。国外研究NF-κB通路在类风湿关节炎患者滑膜组织和关节滑液中的作用，发现NF-κB通路可以调控多种促炎因子的表达，如细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN)、细胞黏附分子(细胞间黏附分子、血管细胞黏附分子)、趋化因子、MHC和COX-1、iNOS等 [18] 。在类风湿关节炎患者滑膜细胞中TNF受体I、II表达增加，TNF-α的刺激可使NF-κB表达明显增加，TNF-α刺激滑膜细胞后可能通过促进IκBα的降解而导致滑膜细胞NF-κB的核移位，从而导致滑膜炎症的产生。在类风湿关节炎滑膜组织中NF-kB活性系数、核蛋白中p65含量均明显高于骨关节炎滑膜组织。NF-κB信号通路不仅促进类风湿关节炎病理过程中炎性因子的产生，而且NF-κB的活化可以阻止类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(fibro-blast-likesynoviocyte, FLS)的正常凋亡，从而使滑膜细胞进一步持续增殖，大量的滑膜细胞促进滑膜血管翳形成，滑膜组织增生 [19] 。典型的NF-κB通路是由促炎症信号(细胞因子受体，如IL-1R和TN FR家族)、toll样受体(TLRs)和淋巴细胞受体的参与激活的，自身免疫性疾病发病机制中的另一个因素是凋亡细胞碎片由于清除无效，细胞质中存在的核酸激活了内涵体TLR7和TLR9，这是系统性红斑狼疮(SLE)的主要原因 [20] 。同时，目前也有相关研究表明NF-κB在痛风发作中发挥着重要的作用，但是其机制尚不明确 [4] 。
3. NOD2-NF-κB在痛风性关节炎中发挥的机制
3.1. NOD2-NFκB炎症信号通路
有研究发现，外源微生物如细菌胞壁肽聚糖(peptidoglycan, PGN)等可通过NOD2途径激活核因子-κB、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)和半胱氨酸天冬氨酸酶-1 (cysteinyl aspartate specific proteinase-1, caspase-1)途径驱动促炎因子如白细胞介素、肿瘤坏死因子-α以及各种抗微生物因子如防御素等，继而激活机体的先天性免疫反应 [21] 。在稳态条件下，NOD2通常以自抑的状态存在，当其识别同源配体胞壁酰二肽(muramyl dipeptide, MDP)后，受体结合丝氨酸-苏氨酸激酶2 (receptor interacting serine/threonine protein kinase 2, RIP2)与半胱天冬酶的活化和募集结构域(caspase-activation and recruitment domain, CARD)发生交互作用，激活RIP2，然后激活下游NF-κB信号通路。活化的NF-κB信号通路需要NF-κB必要调节激酶(NEMO，也称为IKKγ)泛素化以及由NEMO、IKKα和IKKβ组成的kappaB激酶(IκB)抑制剂复合物(IKK)磷酸化。NF-κB二聚体随后进入细胞核并与appaB (κB)元件结合，激活促炎和抗微生物肽(AMP)基因表达 [18] 。
其中，研究表明，NF-κB的激活在介导炎症反应中起着中心环节作用。在静息状态下时，NF-κB以p50-p65-IκB构成的三聚体形式或以p105 (p50和p65的前体蛋白)和p100及RelA构成的三聚体形式存在于细胞浆中；被活化时，NF-κB转位进入细胞核，通过结合细胞核内特定的基因NF-κB结合位点，开启转录过程，促进靶基因炎症因子mRNA的合成和相应蛋白的表达 [19] 。同时，NF-κB不仅是一个多种炎症介质基因所需要的转录因子 [20] ，更可被产生的炎症因子如IL-6，TNF-α进一步激活，使炎症反应进一步发生级联放大。
3.2. 作用机制
炎症与免疫是决定高尿酸血症是否发生痛风的关键因素。关节内尿酸浓度过饱和，可形成MSU，MSU形成以后，将在关节内外沉积，被局部的单核细胞识别、吞噬，启动痛风炎性通路，活化IL-1β，募集大量中性粒细胞到达MSU所在部位，引发炎症级联反应。
前期的研究结果显示，MSU刺激THP-1细胞后，NOD2表达较PBS刺激组升高。因此推测NOD2参与MSU刺激下痛风炎症反应，激活NOD2炎症通路，继而激活NLRP3炎性小体，影响单核巨噬细胞功能，参与痛风发病。本课题的完成 [22] ，通过小鼠气囊模型验证了NOD2正调控MSU诱导的急性炎症，促进巨噬细胞向M1型分化；运用THP-1细胞证明NOD2正调控NF-κB和NLRP3信号通路的活化和炎性细胞因子的分泌。
4. 小结
炎症与免疫是决定高尿酸血症是否发生痛风的关键因素。关节内尿酸浓度过饱和，可形成MSU，MSU形成以后，将在关节内外沉积，被局部的单核细胞识别、吞噬，启动痛风炎性通路，活化IL-1β，募集大量中性粒细胞到达MSU所在部位，引发炎症级联反应。然而NOD2是否通过直接识别MSU或是其与TLR4、NLRP3炎性通路之间存在串扰而导致下游NF-κB和NLRP3炎性通路活化增强尚不明确。而NOD2是否还可通过其他途径参与痛风的发病，还有待进一步研究，为痛风性关节炎的诊断及治疗提供更多的方向。
NOTES
*通讯作者。