胶原诱导和胶原抗体诱导关节炎模型的类风湿关节炎发病机制的新研究:涉及菌群的新见解

摘要

许多公共研究表明，自身免疫性疾病，如类风湿关节炎(RA)是由攻击自体组织和器官成分的异常“自我”免疫反应引起的。然而，最近的研究报道，自身免疫性疾病可能是由肠道细菌的非生物组成变化以及这些细菌与肠道免疫系统之间的不平衡引起的。然而，对于这些内在环境因素在RA发病过程中的可能参与及其相互关系的研究，目前还没有一些可靠的概念或方法。幸运的是，胶原诱导关节炎(CIA)和胶原抗体诱导关节炎(CAIA)模型已被广泛用作研究RA发病机制的动物模型。除类风湿关节炎外，这些模型可广泛作为动物模型用于研究多种疾病的复杂假设。本文介绍了CIA和CAIA模型的基本情况，以及如何有效地应用这些模型来研究自身免疫性疾病，特别是RA的发必威2490病机制与肠道菌群失调之间的关系。

1.简介

类风湿关节炎(RA)等自身免疫性疾病被认为是由过度激活的免疫系统将“自身”组织识别为“外来”组织并将其攻击引起的。不幸的是，这种免疫激活的触发因素尚未被阐明。

RA易感性与主要组织相容性复合体(MHC) II类基因有关[1- - - - - -3.]，具有HLA-DR4基因的患者RA的严重程度往往较高。然而，RA并不是一种仅在HLA-DR4阳性个体中特异性诱导的疾病;相反，它可能取决于宿主的状况和环境因素，包括生活习惯(吸烟)[4]，饮食[5]、牙周病[6- - - - - -8]、肠胃疾病[9]、精神压力[10]，肠道菌群失调[11，12]，以及与衰老相关的免疫功能障碍[13］．

粪便细菌16S核糖体RNA分析的最新进展表明，肠道细菌失衡(dysbiosis)是许多自身免疫性疾病的共同因素，包括类风湿关节炎[14- - - - - -18］．其他常见因素可能包括肠道细菌产生的物质的变化以及粘膜屏障和胃肠道防御机制的破坏。此外，评估抗体反应的贡献也很重要，抗体反应在免疫防御中起着重要作用[19，20.］．

胶原诱导性关节炎(CIA)和胶原抗体诱导性关节炎(CAIA)是一种有用的RA动物模型，已被用于病理基因功能分析和抗炎和抗RA药物的评价。基于大量积累的信息，这两个模型都可以用于研究宿主条件和环境因素在自身免疫性疾病中的作用。本文介绍了CIA和CAIA模型的基本情况，以及利用这些模型更好地了解细菌在RA发病机制中的作用的新方法和必威2490策略。

2.CIA和CAIA作为RA的动物模型

2.1.CIA的发展

2.1.1.CIA归纳

佐剂性关节炎、CIA、CAIA等关节炎动物模型便于RA研究，因为炎症的严重程度易于评估和定量分析。广泛使用的CIA模型由Trentham等人开发，包括用II型胶原蛋白免疫Wistar大鼠，这些大鼠随后在爪子上出现多发性关节炎[21］．发现后，在大鼠中诱导慢性和进行性关节炎模型[22，23]和老鼠[24]以及一些灵长类动物(松鼠猴[25]、恒河猴[26]，食蟹[27]和绒猴[28])，用完全弗氏佐剂(CFA)乳化的II型胶原蛋白免疫。这些模型现在在临床前研究中被广泛使用，并被认为是标准的RA模型。

2.1.2.血清抗体的特异性:自体II型的非免疫原性

CIA模型具有与RA相似的免疫和病理特征。CIA可在几种表达敏感的主要组织相容性复合体(MHC)基因的小鼠品系中诱导。小鼠对CIA的敏感性取决于MHC H-2单倍型[29]，与人类相似，RA的严重程度取决于MHC II类分子HLA-DR [1- - - - - -3.］．RA患者血清中的抗体对其自身抗原、人类II型胶原蛋白(HII)以及异源鸡和牛II型胶原蛋白(CII和BII)也有反应，因为它们识别II型胶原蛋白中的一个共同表位(图2)1)．在CIA模型中观察到这些交叉反应，其中血清抗体与免疫的CII或BII及其自身的大鼠或小鼠II型胶原蛋白(MsII)发生交叉反应[30.，31］．

这一证据表明，RA患者可能对与CIA动物相似的异种II型胶原过敏。值得注意的是，RA患者的血清不含hii特异性抗体[31]，而MsII小鼠的免疫接种并没有诱发关节炎，因为MsII不被它们的免疫系统识别为抗原[32］．这表明自体II型胶原蛋白不是诱导抗体产生的抗原。

由于CIA的发病机制不同，因此不能直接作为RA的动物模型。例如，关节炎CIA小鼠的血清抗II型胶原抗体浓度明显高于RA患者。DBA/1小鼠在免疫后6-8周内发生CIA，血清抗II型胶原蛋白抗体浓度可达到mg/ml水平。与此相反，RA患者血清抗II型抗体浓度为μg / ml的水平。与cia敏感的DBA/1小鼠相比，携带HLA-DR4基因并伴有严重关节炎的RA患者抗II型胶原自身抗体水平较低。因此，RA可分为两种类型，这两种类型都与环境因素有关，但在抗体诱导病理的方式上有所不同[19，20.］．

2.1.3.血清抗体转移诱导关节炎

CIA可通过将患有关节炎的CIA小鼠的血清转移到naïve小鼠而诱导[33］．此外，从RA患者中注射含有抗II型胶原抗体的血清IgG片段也诱发naïve小鼠的关节炎[34］．这一证据表明，抗自体II型胶原蛋白的自身抗体对于诱导CIA至关重要。

2.1.4.T细胞在CIA诱导中的作用

II型胶原是一种T细胞依赖性抗原，研究人员认为CIA和RA是由T细胞活化诱导的。一项研究报道了重复II型胶原刺激建立的T细胞克隆的转移诱导小鼠关节炎[35］．然而，T细胞克隆实际上对用于提取胶原蛋白的胃蛋白酶是特异性的，这一结果使研究人员误以为T细胞对自体MsII有反应[36］．最后，一项使用溴化氰(CB)消化获得的MsII无胃蛋白酶CB-多肽的研究证实，小鼠T细胞仅识别免疫II型胶原的物种特异性表位，而对异质II型胶原和MsII的共同表位不起反应(未发表数据)。然而，这些发现不能断定T细胞独立参与关节炎的进展和加重。在关节炎中，T细胞分化为各种亚型，并释放炎症和抗炎细胞因子和趋化因子，这些都有助于炎症的增强和结缔组织的降解。我们发现，在CIA小鼠中照射2 Gy x射线，在注射佐剂的尾部区域诱导了更严重的炎症，这表明T细胞在炎症条件下的重要性(未发表的数据)。

2.2.CAIA的发展

2.2.1.CIA和RA中II型胶原的关节形成表位

在CIA小鼠和RA患者的血清中，利用II型胶原的cb肽研究了自身抗体识别的关节形成表位的限制性位置。当DBA/1小鼠用CII或BII免疫时，仅在CB11中发现了关节形成表位(图11)2)，第11段为CB裂解[37]，当B10。BII免疫RIII小鼠，在CB8中发现关节形成表位[38］．在cia易感的Wistar大鼠中，自身抗体识别CB11。相反，在猴子中[39]和人类[40]，关节形成表位广泛分布在CB7到CB11中，这取决于个体MHC背景。

2.2.2.单克隆抗体鸡尾酒诱导小鼠关节炎

DBA/1小鼠中CB11关节形成表位的分布是通过用II型胶原蛋白再生的CB11片段免疫小鼠来证明的[37］．基于这一发现，我们通过静脉注射含有四种单克隆抗体的鸡尾酒抗体，在正常小鼠中成功诱导了关节炎，称为胶原抗体诱导关节炎(CAIA)，这些单克隆抗体可以识别CB11关节形成表位(图11)3.) [41］．

此外，通过在四克隆抗体鸡尾酒中添加另一种单克隆抗体，我们建立了一个更有效的关节炎模型[42］．其中三个克隆A2-10 (IgG2a)、D1-2G (IgG2b)和D2-112 (IgG2b)识别由167个氨基酸组成的LysC1(124-129)片段，由内蛋白酶LysC消化CB11获得，另外两个克隆F10-21 (IgG2a)和D8-6 (IgG2a)识别LysC2(291-374)片段(图2)．由于单克隆抗体注射能够绕过抗体产生步骤，CAIA模型在抗原提呈细胞和T细胞对抗原识别的研究中存在局限性。这在使用缺乏T细胞的scid/scid小鼠诱导CAIA中得到了证实[43］．然而，CAIA可以作为阴性对照与CIA研究，以研究这些抗原识别和抗体产生步骤的机制。

2.2.3.II型胶原抗体与细菌毒素的协同作用

口服(PO)给药可增强CIA的严重程度支原体arthritidis丝裂原[44， T细胞有丝分裂原，或葡萄球菌的肠毒素B金黄色葡萄球菌(SEB) [45]关节炎发作前后。在CAIA中，我们研究了脂多糖的促关节作用大肠杆菌O111:B4（大肠杆菌-LPS)，一种由肠道革兰氏阴性细菌产生的细菌毒素。虽然静脉注射低剂量(1mg)的四克隆单克隆抗体鸡尾酒未能诱导关节炎，但随后的腹腔注射(IP)给药大肠杆菌有限合伙人(50μg)第3天24-48小时内诱发严重关节炎，7-8天后达到平稳期(图4(一))．

虽然低剂量抗体鸡尾酒或LPS单独都不能诱导关节炎，但联合诱导关节炎具有协同作用。MAM与抗体鸡尾酒的协同作用相似)(图4 (b))和SEB(数据未显示)。这表明细菌毒素与自身抗体非特异性地发挥关键的致病作用，并有助于关节炎的诱导和进展。

2.3.CIA和CAIA作为RA模型的注意事项

2.3.1.CIA和CAIA的区别

CIA和CAIA的易感性取决于MHC H-2单倍型和用于免疫的异质II型胶原的种类。在小鼠CIA中，H-2q (DBA/1)、H-2r (B10.RIII)和H-2s (SJL)单倍型显示高CIA易感性[24，46，47]，而H-2b (C57BL/6)的血清抗小鼠II型胶原自身抗体水平显示出较低的CIA易感性。为了在这些低反应菌株中诱导CIA，改变免疫方法，如额外注射与含有高浓度(5 mg/ml)的CFA 1:1乳化的异种II型胶原蛋白增强剂结核分枝杆菌第21天[48，49]，或抑制细胞因子如IFN-γ［50]，诱发更频繁的关节炎，并用于特定的实验目的。对于基因功能分析，建立基因修饰小鼠需要1-2年或更长时间。由于C57BL/6小鼠是一种常见的转基因小鼠品系，其对CIA诱导反应较低，因此可能需要将其与高易感的DBA/1小鼠回交[48］．在某些情况下，在新生小鼠中重现关节炎表型是不可靠和不一致的。

另一方面，由于CAIA绕过抗II型胶原自身抗体的产生，CAIA可以在100%的发生率中诱导，在较短的时间内，并且在许多携带H-2q (DBA/1)、H-2r (B10.RIII)、H-2b (C57BL/6)、H-2d (BALB/c)的小鼠菌株中诱导[42]，以及H-2s (Scid/ Scid C.B-17) [43］．结合单克隆抗体鸡尾酒和LPS的IP注射可在广泛存在的菌株如BALB/c以及可用于基因修饰的C57BL/6小鼠中重复诱导特别严重的关节炎。因此，CAIA是使用各种同源、转基因和敲除小鼠对关节炎相关基因进行功能分析的更有用的模型[51］．

与人类RA相似，CIA小鼠显示类风湿因子(RF)和抗瓜氨酸蛋白/肽抗体(ACPA)增加[52，53］．尽管人类在类风湿关节炎的发展中往往表现出性别偏见[54，55]，在CIA实验中，小鼠似乎没有表现出任何性别偏见[55和CAIA(未发表数据)。有趣的是，这种性别偏见可以在人类基因转基因小鼠中重现。通过在小鼠体内诱导人类HLA-DR4基因，雌性小鼠出现严重关节炎的发生率高于雄性小鼠[56］．因此，转基因小鼠可用于分析CIA中与RA发展相关的人类基因。

表格1展示了CIA和CAIA模型的异同，并将其与人类RA的特征进行了比较。

2.3.2.CIA的发病率和严重程度:研究乳剂和动物住所的变化

虽然CIA是研究关节炎诱导机制的有用模型，但要减少CIA的变异性，还应考虑一些重要问题。在长期的动物实验中获得一致的重复性是非常困难的。CIA被认为是一项长期实验，因为它需要4周的时间来发展成关节炎，再过3周才能达到关节炎的最大程度。例如，关节炎的发病率和严重程度可以从0%到100%不等，这取决于笼子。

住房条件可以影响CIA的表型。动物必须被安置在特定的无病原体(SPF)条件下，没有压力。由于选择的小鼠品系(DBA/1)具有攻击性，笼中同伴之间的争斗可能是不可避免的，导致伤害和压力，这可能会影响CIA的发育。

用于免疫小鼠的CFA和II型胶原乳的质量也很重要。当在许多小鼠中诱导CIA时，需要更大体积的乳剂，可能需要用几个乳剂批次制备。两种制剂之间乳剂的质量和稳定性影响显影的一致性。

为了用这些变化获得更好的结果，同一组小鼠不应该放在一个笼子里;相反，这组老鼠应该被随机安置在几个笼子里。然而，CAIA可以避免这些问题，因为它可以在短时间内(2周内)产生大约100%的复发性关节炎严重程度。

2.3.3.阴性对照组的重要性:CFA和LPS在关节炎诱导中的免疫作用

在免疫功能研究中，CIA最关键的考虑因素是CFA对免疫细胞和肠屏障的影响[57，58］．CIA需要皮下(SC)将含有II型胶原蛋白的CFA乳剂注射到小鼠尾部。因此，阴性对照组应包括注射有PBS的CFA乳剂的小鼠，以评估CFA对宿主免疫系统的影响。CIA小鼠的T细胞主要由乳剂中的CFA激活，而不是由II型胶原蛋白激活。事实上，已发表的报告中炎症或抗炎细胞因子和趋化因子的动态可能与受辅剂影响的T细胞有关，如CFA [59，60］．考虑到CAIA实验的相同概念，应单独使用由LPS注射组成的阴性对照组。

3.RA发病的危险因素

3.1.RA的内部因素

RA是一种复杂的炎症性疾病，与前列腺素、环加氧酶I和II、补体系统、炎症和抗炎细胞因子、趋化因子、免疫细胞信号转导等多种炎症因子有关，这些因子与炎症反应的增强和抑制密切相关。因此，这些因子已被抗ra药物(包括抑制剂、拮抗剂和抗体)用作减轻炎症的靶分子。另一方面，特定基因在关节炎诱导中的贡献也已通过基因修饰技术确定，如同源、转基因和敲除小鼠。许多研究人员一直在研究T细胞在炎症中各种细胞因子和趋化因子产生中的作用，以及与内部因子产生相关的转录因子的作用[61］．

然而，RA的这些炎症因子不仅可能受到内部免疫反应的影响，还可能受到外部病理因素的影响。确定影响炎症反应的外部环境因素必须是了解RA发病机制的下一个重要步骤。

3.2.生态失调作为RA的外部因素:肠道细菌、黏膜屏障和消化道免疫功能之间的平衡

通常，在消化道中，生理性炎症(稳态)是通过平衡黏膜免疫功能和屏障功能，以及肠道细菌组成来维持的。然而，这种平衡可能会被肠粘膜渗透性的增加所破坏[19，62]受药物影响，如非甾体抗炎药、腹泻及便秘引起的肠道疾病[63]，以及精神压力[64- - - - - -66］．因此，从肠粘膜吸收的过多的环境因子，将生理性炎症转化为病理性炎症，导致慢性炎症性疾病。的确，风湿性关节炎患者的血清和滑膜组织中含有细菌DNA和肽聚糖[67，表明它们的粘膜屏障功能障碍。

最近的报告显示，素食可改变类风湿性关节炎患者的粪便细菌数量，从而导致临床症状缓解[68，69］．这些结果可能表明肠道细菌与类风湿关节炎病理之间的关系[14- - - - - -18］．更具体地说，可以分析粪便细菌的16S核糖体RNA分析表明，RA患者存在肠道细菌失衡。这些结果表明，RA的发病与肠道共生菌的失调有关，而不是与特定的个体细菌有关。此外，由于炎症性肠病(IBD)中也观察到生态失调[16，17]和在脊椎关节炎中[70，这可能是许多自身免疫性疾病的常见情况。

例如，据报道双歧杆菌,Bacteroides-Porphyromonas-Prevotella组,脆弱拟杆菌子群,直肠真杆菌-球形梭状芽孢杆菌与纤维肌痛患者相比，RA患者组微生物显著减少[14］．此外，还有报道说普氏菌copri水平增加拟杆菌新发未治疗RA患者的粪便中含量下降[71］．通过宏基因组鸟枪测序对粪便、牙齿和唾液样本中的细菌进行分析，并进行全宏基因组关联研究，将RA患者与健康志愿者进行比较。研究显示，答案是否定的嗜血杆菌但增加唾液乳杆菌类风湿性关节炎患者[72］．

4.使用CIA和CAIA进行风湿性关节炎风险因素研究的实例

如上所述，CIA和CAIA是识别ra相关因素和研究这些因素在关节炎发病机制中的作用的非常有用的模型。在这里，我们介绍了一些基于CIA和CAIA的改进协议的实验建议如下。

4.1.口服胶原诱导关节炎(口服CIA):模拟抗原肠吸收的模型

DBA/1小鼠口服异种II型胶原蛋白15周(5次/周)，出现轻度关节炎，如图所示5(一个)而且5 (b)(口服CIA)，伴抗msii抗体增加。这项研究表明，饮食中摄入多周的异种II型胶原蛋白会产生低水平的抗MsII抗体，而MsII可诱发关节炎[73］．

4.2.非抗体介导的LPS诱导关节炎:LPS单独诱导免疫缺陷小鼠

在上一节的继续，口服LPS (10μg)口服CIA小鼠导致更严重的关节炎，与更高的抗MsII抗体水平相关。为了证实肠通透性在LPS的这种协同作用中的作用，小鼠口服正常剂量的吲哚美辛(40μG /小鼠)和卵泡抑制剂(2 mg/小鼠)，蛋白中的蛋白酶抑制剂，已知可增强消化道的通透性。这些小鼠显示出消化道免疫功能的抑制，以及低水平的抗口服II型胶原蛋白的抗体。另一方面，这些小鼠对LPS表现出更高的敏感性，导致小鼠在IP注射50后死亡率为50%μg有限合伙人。此外，存活下来的小鼠出现了非常严重的关节炎，没有抗MsII抗体。这种严重的关节炎在一般CIA和CAIA中没有观察到(图5 (c)) [73］．该小鼠关节炎模型可以模拟没有HLA-DR4基因和自身抗体的RA患者的病理相似的关节炎。这些结果提示粘膜屏障通透性和细菌毒素(如LPS)在消化道中的吸收在疾病诱导中的重要性。

4.3.细菌毒素在CAIA中的作用研究

如前所述，在初始静脉注射低剂量抗ii型胶原抗体鸡尾酒(1mg)后，IP注射细菌毒素，如LPS、MAM和SEB可诱发严重关节炎(图2)4)，表明该模型可用于研究环境因素在关节炎诱导中的作用。因此，LPS的病理作用来自于Porphyromonas gingivalis（p . gingivalis)（Pg-脂多糖)，可引起牙周炎，并导致渐进性类风湿性关节炎[74- - - - - -76]，使用该协议进行研究。IP注入Pg有限合伙人(50μg)最初接受IV注射II型胶原蛋白抗体鸡尾酒(1mg)的DBA/1小鼠未能发生关节炎(数据未显示)大肠杆菌有限合伙人(50μG)在相同条件下诱发严重关节炎。这些结果提示p . gingivalis据Nakajima等报道，诱导关节炎的作用可能与Pg-LPS无关，而是与改变肠道细菌组成和黏膜屏障功能有关。[77］．联合使用抗II型胶原蛋白抗体鸡尾酒和细菌毒素诱导关节炎可能有助于筛选环境因素并研究其在关节炎诱导中的病理作用。

4.4.肠道细菌毒素在CAIA中的病理作用研究:衰老的影响

Yoshino等人报道，在CIA模型中，II型胶原免疫后第50天口服LPS可重启DBA/1小鼠的严重关节炎[78］．使用8周和8个月大的小鼠在CAIA模型中测试了这种LPS给药。在8个月大的小鼠中，在II型胶原蛋白抗体鸡尾酒注射(1.5 mg)后的第3天口服1 mg LPS，在24-48小时内诱导关节炎，并在7-8天后达到高原，血清IL-6水平较高。关节炎的严重程度与血清IL-6水平相关。然而，在8周大的小鼠中，同样的过程没有发生关节炎，也没有增加血清IL-6水平。这一结果表明，动物年龄的增加与肠道屏障功能的降低有关，并且由于黏膜防御功能的降低而增加了对LPS毒性的敏感性[79］．这些方案可能有助于评估渗透性增加和屏障功能下降及其与衰老和肠道疾病相关的细菌毒素敏感性的相关性。

4.5.肠道细菌对关节炎影响的研究

口腔和肠道中的细菌种类可能与人类和小鼠的MHC分子有关[80］．Totaro等人展示了来自p . gingivalis这是一种致病菌菌株，在具有HLA-DR的RA患者的滑膜中发现率较高β比其他患者的等位基因多1个[81］．此外，Gomez等人还表明梭状芽胞杆菌类细菌在cia敏感DR的肠道中占主导地位β1 0401等位基因转基因小鼠Porphyromonadaceae而且双歧杆菌在抗cia DR中占主导地位β1 0402等位基因转基因小鼠。的博士β10402只小鼠也显示出性别和年龄影响肠道微生物组组成，但DR没有影响β10401只小鼠甚至改变了肠道渗透性[82］．最近，几份报告表明，通过在小鼠体内口服几种细菌菌株，肠道细菌与CIA发育之间存在联系。例如，在几种改变疾病结果的有益细菌菌株中[83]，乳酸菌helveticus显著减轻关节炎的严重程度[84]；干酪乳杆菌CIA诱导期间的给药抑制了抗II型胶原蛋白抗体水平，延缓了CIA的发病并降低了其严重程度[85］．有趣的是，不仅是活的细菌，还有热杀死的细菌这种乳酸菌给药抑制CIA和CAIA诱导[86］．此外，Liu等人比较了关节炎和非关节炎DBA/1小鼠在CIA中的粪便细菌种类，并证明了这一点乳酸菌在患有关节炎的小鼠中占主导地位，类杆菌而且Lachnospitaceae在非关节炎小鼠中增殖。他们还表明，当无菌小鼠接受CIA关节炎小鼠的肠道细菌时，它们会变得对CIA敏感[57］．

另外，Jubair等人报道了混合广谱抗生素(氨苄西林、甲硝唑、新霉素和万古霉素)在CIA中改变肠道细菌组成的作用[58］．用抗生素治疗消除肠道细菌可使关节炎的严重程度降低约40%，并降低抗II型胶原抗体水平。有趣的是，用CFA和II型胶原蛋白乳剂免疫的DBA/1小鼠，在关节炎发病前就已经出现肠黏膜失调和炎症。经口服异硫氰酸荧光素(FITC)偶联右旋糖酐证实，这些小鼠也具有较高的肠粘膜通透性。另一项研究表明，使用混合广谱抗生素可减轻关节炎的严重程度，这与小鼠肠固有层中Th17细胞及其IL-17的产生减少有关[87，88］．

这些结果表明，CFA可能影响CIA的细菌组成、宿主免疫系统和肠粘膜屏障功能。为了证实这一假设，8周龄的DBA/1小鼠接受含有低浓度的II型胶原蛋白和CFA的乳剂单次免疫结核分枝杆菌(1毫克/毫升)。这种免疫一般不能诱导CIA。初次免疫后6周，口服LPS (3mg)诱导非关节炎小鼠发生关节炎(图6)．这些结果表明，通常口服LPS对14周大的小鼠从肠道吸收了LPS。说明CFA显著影响黏膜屏障功能，增加细菌毒素(如LPS)的吸收，而LPS一般不被肠道吸收。

这些结果清楚地表明，肠道菌群失调(dysbiosis)即肠道内细菌组成的改变与关节炎的发生、发展和严重程度密切相关。这些结果可能适用于用无菌小鼠进行的肠道细菌移除或转移的研究。此外，这些研究表明，CFA影响宿主免疫系统和肠道细菌，导致肠道粘膜炎症。因此，CFA在关节炎的发生发展中起着重要的作用，这对未来的研究是有用的知识。

4.6.生态失调及口腔细菌对关节炎影响的研究

牙科临床研究报道，RA患者与牙周炎尤其相关p . gingivalis［89),Aggregatibacter actinomycetemcomitans［90]，患上更严重的关节炎[75- - - - - -77］．有人证明p . gingivalis感染，导致牙周炎，加重CIA小鼠的关节炎[91- - - - - -95］．关于癌症的病理作用p . gingivalis，中岛等人最近发表了口服给药p . gingivalis改变了C57BL/6小鼠的菌群组成。这种变化通过增加肠黏膜屏障的渗透性，抑制了粘膜紧密连接蛋白的mRNA表达，并诱导血清内毒素水平升高[77］．同一组报告说，反复口服p . gingivalis加重CIA，肠道细菌数量增加，如拟杆菌而且普氏菌，从而诱导Th17细胞增殖，使血液中IL-17水平升高[96］．但是，口服给药p . gingivalis没有改变抗II型胶原蛋白抗体水平，无法激活p . gingivalis肠内增生。口服抗生素也会引起生态失调。在诱导CIA之前，通过口服抗生素鸡尾酒来消耗微生物群，可以降低关节炎的严重程度以及血清炎症细胞因子和抗cii抗体的水平[58］．但抗生素恩诺沙星加重CIA，增加血清IFN-g、IL-17A和IL-6水平[97］．

此外，重要的是要注意CIA发育过程中肠道细菌组成的变化[57，87]；厚壁菌门而且变形菌门增加了拟杆菌和乳酸菌被降低了。即使是进展中的关节炎发展也会改变CIA小鼠的细菌组成[98］．这种成分的变化可能与疾病发展过程中的压力和疼痛以及居住条件有关[57，58，97］．住房条件因素需要更多的关注，因为病毒或细菌污染小鼠可以减轻CIA关节炎的严重程度[99和CAIA(未发表的观测数据)。因此，至少在关节炎研究中，强烈推荐特定的无病原体条件。

疾病中生态失调的发病机制有待进一步研究。CIA和CAIA是有用的模型，因为口服接种靶菌在小鼠是一个简单的程序，然后观察生态失调及其对关节炎严重程度的影响。

4.7.抗自身免疫药物对肠道细菌不良反应的研究

用于治疗自身免疫性疾病的免疫抑制剂、类固醇和非甾体抗炎药可引起肠道生态失调。在这些药物中，甲氨蝶呤(MTX)已被用作CIA和CAIA的有效阳性对照药物[One hundred.，101］．然而，据报道，MTX治疗减少了数量普氏菌［102]，肠球菌都有效［103),而拟杆菌组［104]在风湿性关节炎患者的肠道中。包括这些细菌在内的肠道菌群中的细菌数量变化可能与甲氨蝶呤的有效性和RA的缓解密切相关。我们的报告表明，IgA和IgG水平对抗p . gingivalis在长期服用甲氨蝶呤治疗的RA患者血清中显著增加，这表明甲氨蝶呤可能改变肠道细菌平衡，包括p . gingivalis［20.，One hundred.，105］．如前所述，免疫抑制小鼠对LPS毒性高度敏感，并在单次IP注射LPS后发展为严重和破坏性关节炎。因此，在本已免疫反应较低的RA患者中，长期使用免疫抑制类药物可能会进一步降低其免疫功能，恶化其预后。

最近，有报道称免疫检查点抑制剂，如程序性细胞死亡-1 (PD-1)和程序性死亡配体1 (PD-L1)激活T细胞，并可诱导自身免疫疾病样症状[106- - - - - -108］．然而，在使用DBA/1小鼠的CIA实验中，抗pd - l1抗体的施用降低了关节炎的严重程度和血清IL-17和IL-23水平[109］．另一方面，在RA患者的血清或滑液中检测到高水平的可溶性PD-1，通过激活Th1和Th17细胞，加重CIA [110］．在RA患者中，Th17细胞和Tregs之间的功能平衡被改变[111］．此外，在CIA中，IL-27抑制Th17分化，降低了CIA的严重程度，增加了脾脏中Th17阳性treg [112］．

通过免疫检查点抑制剂抑制PD-1/PD-L1途径激活T细胞可诱导癌症患者出现自身免疫疾病样症状，但Th17或Tregs途径的激活如何影响CIA和CAIA的表型仍在研究中。此外，免疫检查点抑制剂与肠道细菌之间的关系应密切分析。CIA和CAIA可能是研究癌症免疫与自身免疫疾病样症状诱导之间关系的有用模型。

5.结论

近年来，许多关于自身免疫性疾病与肠道细菌关系的研究被报道。包括类风湿关节炎在内的许多自身免疫性疾病被认为是慢性疾病，其共同的发病机制是降低肠屏障功能和黏膜免疫功能。CIA和CAIA是关节炎的动物模型，已被用于许多炎症相关研究，但在关节炎发病机制中的菌群研究中应用不够。

正如本文所述，CIA和CAIA可用于研究基因背景、宿主免疫能力、菌群和肠黏膜屏障对RA发病机制的贡献，使用的参数不仅仅是关节炎评分。我们相信CIA和CAIA模型及其公布的方案将有助于研究自身免疫性疾病涉及的许多因素，我们希望这篇综述被证明是研究许多疾病新概念的有用指南。

利益冲突

作者声明他们得到了Chondrex, Inc.的财政支持。

参考文献

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