类风湿关节炎（RA）是以慢性炎症反应与侵袭性关节炎为特征的常见自身免疫性疾病。RA的基本病理变化为关节内增生滑膜炎和关节外血管炎，对称性关节腔积液和狭窄，血管翳形成导致关节软骨或者关节附属结构的破坏。RA病程中出现受累关节肿胀疼痛，造成关节畸形、关节僵硬和关节功能障碍，最终导致残疾。近年来，关于神经生长因子（NGF）与RA免疫病理关系的研究取得了显著进展。已有研究结果显示，RA患者的滑膜液NGF水平升高，提示NGF在免疫炎症介导的疼痛行为中起着重要作用。此外，神经生长因子前体（包括proNGF和proBDNF等）可以促进细胞凋亡及炎症反应，其中proBDNF及其受体水平在RA患者血液中有显著变化。因此，可以推断proNGF和proBDNF可能成为RA治疗的新靶点。根据目前国内外最新研究成果，简要介绍NGF与RA在免疫病理、免疫炎症反应、疼痛行为等方面的研究进展，总结NGF在RA治疗中具有的潜在应用价值。
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类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种慢性炎症性自身免疫性疾病，其特征是进行性、侵袭性关节破坏，可导致严重的功能恶化，且死亡率较高。RA患者多表现为关节外症状，包括类风湿结节，还有免疫系统功能紊乱，可并发心、肺、肾、神经和血管等多个系统的疾病[1,2]。RA基本病理改变为关节内增生滑膜炎和关节外血管炎，血管翳形成促进受累关节软骨和骨质破坏，最终诱发关节畸形和功能障碍。RA还与心血管疾病、抑郁症和社会心理压力密切相关[3]。据研究显示，发达国家的RA发病率约为0.5%~1%，任何年龄段均可患病，临床上女性比男性患病率高，并且遗传率约为60%[4]。有研究发现，RA的发生发展机理是诸多淋巴细胞异常作用的结果，其中RA疾病发生发展的关键因素是炎症反应与B细胞、T细胞亚群的失衡[5]。相关研究结果表明，RA中活化的巨噬细胞浸润关节，并分泌多种炎症细胞因子，包括肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）和白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）[6,7]。神经生长因子（nerve growth factors，NGF）属于神经营养因子，NGF从巨噬细胞、肥大细胞和淋巴细胞中释放出来，介导慢性疼痛症状，并在介导炎症中起重要作用[8]。最近的研究结果表明，NGF在组织疼痛、介导炎症反应、使周围神经敏感和人体免疫中同样起重要作用，并逐渐被研究者所认识。本文中，就NGF的生物特性、生理作用、与RA的相关性、免疫病理特点及相关最新研究进展进行综述。
NGF属于神经生长因子家族中最主要的一类，对神经具有营养作用，是对神经元轴突和突触生长、存活至关重要的蛋白之一。NGF于1952年由意大利神经生物科学家Rita Levi-Montalcini在研究鸡胚背根节的神经生长和发育过程中发现[9]。神经营养因子家族包括NGF、脑源性神经营养因子、神经营养素-3、神经营养素-4、神经营养素-4/5等[10]。NGF是神经营养因子家族中最早被发现，也是目前研究最深入的神经营养因子，其对神经元的生长发育及加速神经系统损伤的修复具有至关重要的作用和临床意义[11]。NGF的相对分子质量为14 000，是1号染色体上的一个基因编码产生的一种具有高度同源性的保守蛋白分子。其由2个α亚基、1个β亚基、2个γ亚基以非共价健结合构成，其中α亚基不具有活性，β亚基具有生物活性的功能，γ亚基具有独特的蛋白酶活性，可能与神经生长因子前体（包括proNGF和proBDNF等）向成熟神经生长因子转化有关[12]。NGF来源十分广泛，可以由不同来源的细胞合成分泌，大部分来源为由神经元、神经所支配的效应器细胞和胶质细胞。NGF主要分布于脑、神经节、心脏、脾脏、平滑肌和胎盘等组织，以及一些腺体（如唾液腺、前列腺等）[13]。近年来研究者发现，NGF还能够从肥大细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、淋巴细胞和角化细胞中释放[8]。所以，NGF作用的主要靶标不仅包括中枢和周围神经系统的神经元，还包括不同器官、免疫细胞和组织细胞。
NGF通过与酪氨酸激酶（tyrosinekinase，TrkA）或神经生长因子受体p75（p75 neurotrophin receptor，p75NTR）相结合发挥生物学功能。TrkA是高亲和力受体，是公认的NGF的功能性受体，与NGF结合后形成复合体并内化进入胞内，诱导TrkA发生自身磷酸化，使胞内区的TrkA活性增高，通过激活胞内一系列的信号通路包括PLC/PKC、MAPK、ERK、PI3K/Akt和PLC-γ等，从而可以通过促进基因转录或者离子通道蛋白表达来诱导细胞存活，抑制细胞凋亡、增殖和分化等后续效应，以及参与疼痛的产生及维持[14]。而p75是低亲和力受体，是一种跨膜蛋白，通过提高TrkA的磷酸化作用调节信号通路。研究者发现在p75存在情况下，能够增强TrkA磷酸化程度达8倍[15]。也有研究者发现，NGF与p75NTR结合可以激活转录因子κB（NK-κB）通路和c-Jun氨基末端激酶（JNK）/抑癌基因p53通路，诱导细胞凋亡，发挥生物学作用（如产生疼痛和痛觉敏感），并引起神经元的萌芽和生长分化[15,16]。
NGF的生理作用包括以下几方面。第一，神经再生作用，NGF具有神经元营养和促突起生长双重作用[17]。第二，保护受损神经元；NGF可减少受损神经纤维的死亡和调控受损神经元的基因表达，促进神经纤维生长、分化和创伤损伤修复，维持机体稳态[18]。第三，介导炎症反应中发挥作用；NGF对炎症反应具有双向调节作用，在退行性疾病中抑制炎症反应，促进神经修复，维持大脑功能，而且在炎症性疼痛中促进炎症反应趋化作用和刺激再生神经的血管生成[19]。第四，调节免疫细胞功能；NGF对存在的固有免疫发挥作用,其通过促进髓样前体细胞生长和成熟来调节免疫细胞以及作为神经免疫信号在脾脏和胸腺中发挥作用[20]。第五，介导慢性疼痛的疼痛症状；在损伤、炎症或关节持续的炎性疼痛过程中，机体NGF水平升高，疼痛感受器变得敏感，通过选择性阻断NGF受体TrkA可起到缓解与治疗疼痛的作用[21]。因此，NGF的生理学作用中的促进神经生长、炎症、血管生成、免疫反应和疼痛都是相互关联的过程。
神经生长因子前体蛋白（proNGF）是NGF的前体形式，是一种重要的凋亡因子，其广泛分布于神经系统以及周围非神经系统的组织及细胞中。proNGF不仅作为NGF的前体形式存在，并由基质金属蛋白酶裂解为成熟NGF。越来越多的研究结果表明，proNGF具有独立于NGF以外的生物学作用，其可与p75NTR高亲和力结合，诱导细胞凋亡，其能力明显强于NGF[22]。proNGF与p75NTR的结合能力明显高于proNGF与TrkA的结合力，它能和p75NTR及跨膜蛋白sortilin结合形成proNGF-p75NTR-sortilin复合体，通过JNK信号传导通路激活之后发挥促凋亡作用及炎症反应。其中，sortilin在proNGF发挥促细胞凋亡过程必不可少，sortilin在控制细胞凋亡过程中发挥了"分子开关作用"，诱导p75NTR发挥关键作用[23]。研究者发现proNGF和proBDNF等可以促进细胞凋亡及炎症反应，对自身免疫病有调节作用[24]。此外，proNGF在体内除用于产生成熟NGF外，其本身具有独特生物活性的独立蛋白分子，也在神经和非神经系统中发挥重要的生理功能[25]。
RA是一种以慢性炎症、系统性、进行性骨损伤为特征的自身免疫性疾病，病理特征以T淋巴细胞浸润引起的滑膜炎症及单核细胞介导的骨质破坏为主。目前，越来越多的研究者关注免疫炎症介导的疼痛行为，许多证据表明NGF参与慢性关节炎疼痛的过程，并且NGF的表达与RA激活的炎症相关。NGF/TrkA信号通路通过增加神经元释放P物质和降血钙素基因相关肽，参与RA的神经源性炎症的病理生理过程[26,27]。目前，尽管RA自身免疫损伤的病理机理尚未阐明，但众多证据表明NGF及其传导通路在介导炎症反应与疼痛行为中发挥重要功能，与RA可能密切相关。
尽管NGF在RA中的相关免疫病理机制不十分明确，但可以肯定的是阻断NGF对关节炎疼痛有效[9]。Minnone等[26]通过RT-PCR检测发现NGF mRNA在RA患者滑膜液和滑膜组织中的表达比在骨性关节炎患者中显著升高，其表达升高可能是关节疼痛与功能障碍的原因；流式细胞检测结果表明，NGF蛋白在RA患者滑膜液中CD3+ T细胞和CD14+细胞（即单核细胞/巨噬细胞）均有表达。此外，滑膜组织来源的成纤维样滑膜细胞在体外不能产生NGF[27]。Raychaudhuri等[28,29]通过酶联免疫吸附测定法发现RA患者滑膜液中NGF水平比骨性关节炎（osteoarthritis, OA）患者的骨膜液中的水平高，NGF通过TrkA诱导的成纤维滑膜细胞增殖明显，还发现RA患者关节的成纤维滑膜细胞自发产生更高水平的NGF；其结果表明NGF的生产失调可能会影响RA的炎症和增殖级联反应。NGF可能直接作用于免疫细胞，并且是B细胞、嗜酸性粒细胞和滑膜成纤维细胞的一种活化/激活因子[30]。NGF已被确认为是促血管生成因子，影响血管生成和细胞运输，可能是慢性炎症性关节炎（如脊柱关节炎和RA）的另一重要致病途径[31,32]。RA患者关节血管翳组织黏附在关节软骨上，这表明增殖的成纤维滑膜细胞产生蛋白酶会降解软骨和下层皮质骨[33]。Ashraf等[8]的基础研究结果表明，通过胶原诱导的关节炎模型SD大鼠出现疼痛行为与滑膜炎症改变，采用TrkA阻断剂AR786全身给药治疗后疼痛行为减少，并抑制了关节肿胀、滑膜炎症和关节损伤的组织学改变。
综上，NGF发挥对免疫细胞激活和促血管生成作用，该结论为关节炎的神经生长因子假说和潜在治疗RA的生物制剂靶点提供了研究基础。
TrkA是公认的NGF高亲和力受体，NGF与靶标组织受体结合后，诱导TrkA自身磷酸化，NGF与TrkA受体结合促进基因转录来诱导细胞存活，抑制细胞凋亡、增殖和分化等后续效应。Raychaudhuri等[34]发现从半月板损伤患者（无其他关节疾病）穿刺取得的成纤维样滑膜细胞低水平表达NGF/TrkA，然而在TNF-α和IL-1刺激后，成纤维样滑膜细胞中NGF和TrkA表达明显上调；此外，还发现与OA患者相比，来自RA患者的成纤维样滑膜细胞自发产生高水平的NGF，并增加TrkA的表达。在该研究中，通过四唑盐比色法，发现NGF对成纤维样滑膜细胞具有明显的促有丝分裂作用，NGF的中和抗体能够阻断它的作用，进一步证实NGF具有诱导成纤维样滑膜细胞增殖的作用[34]。TNF-α是RA病理生理过程中重要的致炎因子，介导滑膜炎和骨软骨交界破坏，并且发现促炎细胞因子在成纤维样滑膜细胞中上调NGF/TrkA[35]。目前，治疗RA的生物制剂中，已上市的TNF-α拮抗剂有4种。因此，RA治疗影响NGF水平的可能机制包括：通过特异性的与TNF-α结合，竞争性阻断TNF-α与细胞表面的受体相结合，抑制由TNF-α受体介导的异常免疫反应及炎症过程，降低NGF的表达；可通过下调TrkA，在动物模型中选择性阻断TrkA，干扰NGF/TrkA途径，降低NGF的表达，抑制NGF活性，缓解疼痛，减少骨关节炎的结构性损伤。
proNGF作为NGF的非活性前体，其生理作用不同于或甚至与NGF相反。值得注意的是，体内研究结果表明proNGF在脑组织和外周组织中的分布比NGF更加丰富[36,37]。p75NTR是proNGF的高亲和力受体，但鲜有关于proNGF与p75NTR的结合在调节免疫应答中作用的研究。研究结果证实了proNGF-p75NTR轴在慢性关节炎中的潜在作用，以及proNGF通过p75NTR受体对RA炎症关节内单核细胞的作用[26]。研究结果表明，RA患者滑膜成纤维细胞内proNGF水平升高，而且proNGF/NGF比率在RA患者滑膜液中显著增加，与NGF相反，proNGF给药增加了炎性细胞因子，从而诱导了p38和JNK通路的更强活化，可能通过中和抗体或抑制p75NTR的作用对RA治疗具有一定潜在作用。因此，使用p75NTR抑制剂激活proNGF-p75NTR轴促进促炎机制，调节炎症组织炎症反应，可能代表了治疗慢性关节炎的一种新的方法。
NGF是人体在出现受伤或炎症反应后，产生的一种重要的致痛物质，在持续的炎症性疼痛中起关键作用，其通过与TrkA和p75结合可诱导疼痛信号分子的产生，如SubP、CGRP、BDNF等[38]。动物研究结果表明，向大鼠膝关节注射NGF会引起疼痛行为和滑膜炎症，通过静脉注射抗NGF抗体或TrkA抗体来抑制NGF的活性可减少慢性疼痛行为[39]。NGF抗体的研发之路颇为曲折，辉瑞和礼来公司合作开发的中和人源化NGF单克隆抗体（Tanezumab），是首款通过美国食品和药品监督管理局快速通道获得上市资格的NGF抑制剂。Tanezumab可以选择性拮抗NGF和TrkA的结合，能够阻断关节、肌肉、皮肤或器官产生的疼痛信号传导到脊髓和大脑，即降低疼痛感觉信号向中枢的传导，从而达到止痛的效果[40]。Tanezumab与阿片类止痛药的作用机制不同，尚未显示滥用、成瘾性和依赖性的风险[41]。Tanezumab的安全性和有效性在后期大量的临床研究中得到进一步验证[42,43]，其中Ⅲ期临床试验中发现，与安慰剂和非甾体抗炎类药物相比，Tanezumab可显著缓解骨性关节痛、神经病理性疼痛等慢性疼痛，且无非甾体抗炎类药物的不良反应[44]。在癌性骨痛领域的研究结果表明，Tanezumab联合吗啡使用时，未发现对认知功能等神经系统功能的影响，可在发挥吗啡镇痛作用之外产生持续的镇痛作用，同时不增加吗啡的副作用[41]。目前，Tanezumab在RA进行性炎症性疼痛治疗中应用的报道较少，尚需要更多基础和临床研究进一步观察研究及评价。
综上，抑制NGF信号传导可能对患有炎性关节炎疼痛的患者有益。
所有作者均声明不存在利益冲突
