慢性非细菌性骨炎（CNO）的复杂病理生理机制及其治疗启示：NLRP3炎症小体、P2X7信号与适应性免疫扩展表型

《Current Opinion in Immunology》：The complex pathophysiology of chronic nonbacterial osteitis (CNO) and how it informs treatment

　　

慢性非细菌性骨炎（CNO）以病理性NLRP3炎症小体（NLRP3 inflammasome）激活和病理性骨重塑为特征。尽管CNO起始为自身炎症性疾病（autoinflammatory disease），适应性免疫（adaptive immunity）激活可能导致疾病表型扩展。孟德尔自身炎症性骨病（Mendelian autoinflammatory bone diseases）已被关联到影响炎症小体和/或IL-1信号（IL-1 signaling）的超罕见基因变异（ultra-rare gene variants）。区分“遗传复杂”（genetically complex）CNO与孟德尔疾病对于治疗和照护十分重要。对CNO认识的改善将使个体化、靶向性和分期特异性照护成为可能。

研究背景与问题：慢性非细菌性骨炎（CNO）是一种自身炎症性骨病，可引起骨痛、畸形，部分病例发生骨折，主要累及儿童和年轻人。CNO早期被认为由固有免疫机制显著失调所致，临床异质性强，可仅累及单骨并呈自限性，但多数患者呈慢性活动或复发性多骨受累，较对称分布，此时亦称慢性复发性多灶性骨髓炎（CRMO）。由于认识提高，CNO报告发病率由0.4—0.65/10万儿童/年升至美国2.3/10万儿童/年，且可能仍被低估；德国单中心队列提示其可能与感染性骨髓炎一样常见。虽然CNO起始为自身炎症性疾病，但继发性适应性免疫激活可能使疾病表型扩展至皮肤、关节和/或肠道等器官，形成滑膜炎、痤疮、脓疱病、骨肥厚和骨炎（SAPHO）综合征；即使无SAPHO相关症状，关节炎仍可累及29%—40%的病例，黏膜皮肤受累为19%，另有胃肠道、淋巴组织、眼和心血管系统表现。当前问题在于CNO病理生理复杂且未完全阐明，治疗多为经验性、缺乏随机对照试验（RCTs）和监管批准；同时需区分“遗传复杂”CNO与孟德尔“CNO样”疾病。因此，研究人员开展非系统性叙述性综述，整合CNO及CNO样孟德尔疾病的病理机制与治疗证据，以支持个体化、靶向和分期特异性照护。

关键技术与方法（不超过250字）：本文为非系统性、叙述性综述，作者未使用生成式人工智能（GAI）。其证据整合自机制研究、遗传学/全外显子测序研究、观察性队列和登记数据及共识/指南；样本队列来源包括德国大型国家队列、德国单中心队列，以及意大利、爱尔兰、土耳其等队列，并涉及Eurofever登记、儿童关节炎和风湿病研究联盟（CARRA）共识治疗方案（CTPs）和德国儿童与青少年风湿病学会（GKJR）指南。不涉及试剂、培养或质粒构建等实验操作。

研究结果：
“遗传复杂”慢性非细菌性骨髓炎的病理机制（Pathomechanisms of ‘genetically complex’ chronic nonbacterial osteomyelitis）
慢性非细菌性骨髓炎中的自身炎症（Autoinflammation in chronic nonbacterial osteomyelitis）：机制研究和遗传学研究发现，CNO与NLRP3炎症小体表达及激活病理性增高相关，导致促炎（IL-1、IL-6、IL-18、TNF）与抗炎（IL-10、IL-19）信号失衡。患者单核细胞中IL-10和IL-19降低与促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）激活改变有关，细胞外信号调节激酶（ERK）1/2激活受损使转录调节因子SP-1磷酸化降低、IL10和IL19启动子募集改变及组蛋白H3磷酸化受损；IL-10/IL-19缺乏可增强NLRP3炎症小体组装和IL-1β释放。Cox等应用全外显子测序在两个CNO儿童中发现FBLIM1基因隐性突变；FBLIM1编码的细丝蛋白结合LIM蛋白1（FBLP1）参与骨转换，小鼠FBLP-1缺失经ERK上调RANKL，ERK活性增高又增强炎症小体表达和激活。但FBLIM1变异在不同 ancestry 中并不一致：Adamo等报告意大利患者高频，O’Leary等未在爱尔兰CNO患者中检测到富集。作者团队在德国大型国家队列中发现高达40%的CNO患者携带P2X嘌呤受体7（P2X₇）基因P2RX7罕见变异；P2X₇为ATP依赖的P2X₇跨膜通道，经钾外流促进NLRP3炎症小体组装。超罕见致病性P2RX7变异可解释小部分患者（可达6%），对基因功能损害较轻的罕见变异（可达33%）可能增加CNO风险，但可能需其他基因变异和/或环境因素共同作用。P2RX7变异与更高二线或三线治疗需求及腹症状、淋巴结病等骨外表现相关；超罕见P2RX7变异曾在对IL-1受体阻断有反应的SAPHO患者中报告；P2X₇受体还参与破骨细胞分化和功能，细胞因子失衡可增强破骨细胞分化，促进骨稳态破坏和病理性骨重塑。

慢性非细菌性骨髓炎中的适应性免疫失调（Adaptive immune dysregulation in chronic nonbacterial osteomyelitis）：临床观察和机制研究提示，部分CNO患者随时间出现其他器官表现，提示疾病可由自身炎症向固有免疫与适应性免疫并存的“混合模式”演变；CNO与银屑病、关节炎等炎症性疾病相关，提示共享免疫病理。炎症可诱导表观遗传重塑；CNO患者除炎症小体激活外，炎症小体组分和IL-1β表达增高，并与NLRP3、PYCARD（PYD And CARD Domain Containing）DNA低甲基化相关；类似现象见于NLRP3炎症小体介导的冷吡啉相关周期性综合征（CAPS）Muckle-Wells综合征，CAPS中DNA去甲基化和病理性基因表达可随IL-1阻断治疗逆转。CNO单核细胞DNA甲基化模式随时间进展，涉及固有免疫应答、抗原提呈及固有/适应性免疫相互作用基因，支持继发性“炎症扩散”假说。皮肤病变和关节炎是CNO最常见骨外表现；CNO青少年或SAPHO成人更常见广泛病变，可能与持续炎症和继发适应性免疫激活有关。CNO/SAPHO炎症皮肤早期可见中性粒细胞和单核细胞浸润，SAPHO患者中性粒细胞迁移能力增强，中性粒细胞富集浸润可经趋化及细胞间相互作用演变为淋巴细胞为主图像；长期炎症骨病患者中IL-17/IL-23轴激活可使CNO向T细胞介导的皮肤和/或关节受累的“混合模式”转变。儿童CNO主要累及长骨，SAPHO以中轴受累为特征，类似脊柱关节炎和银屑病关节炎；SAPHO成人循环Th₁₇淋巴细胞增多，提示IL-23/IL-17轴激活，并可能经RANKL（Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand）促进破骨细胞生成和骨重塑。P2X₇信号不仅见于单核/巨噬细胞，也见于淋巴细胞并参与表型控制和免疫调节；P2X₇被视为滤泡辅助T（Tfh）细胞的“免疫检查点”，控制生发中心形成、B细胞功能和抗体产生；狼疮倾向MRL/lpr小鼠中P2X₇限制Tfh扩增和自身抗体产生，P2X₇缺失加重自身免疫现象。系统性红斑狼疮（SLE）患者循环Tfh对P2X₇刺激反应降低，类似机制可能参与CNO向SAPHO进展，尤其P2RX7变异患者；但该假设仍需实验室研究验证。炎症可超出皮肤和关节，CNO患者中炎症性肠病（IBD）报告可达10%，即使无明确IBD也可有粪钙卫蛋白无症状升高；非甾体抗炎药（NSAIDs）可使部分患者粪钙卫蛋白增高。CNO、脊柱关节炎和IBD共享免疫调节性IL-10表达受损，IL10启动子遗传变异与血清细胞因子水平改变及IBD、脊柱关节炎等易感性相关。

孟德尔“慢性非细菌性骨炎样”疾病的机制（Mechanisms in Mendelian ‘chronic nonbacterial osteitis-like’ diseases）：遗传学研究和病例报告显示，Majeed综合征由LPIN2隐性功能丧失变异所致，特征为早发CNO、先天性红细胞生成异常性贫血和中性粒细胞性皮肤病，已知仅15个疾病相关基因变异；患者脂质代谢和胆固醇合成受影响，但儿童患者未报告血清脂质异常，骨病起病早，通常2岁前，也有8岁起病报告。Majeed综合征对IL-1细胞因子阻断有反应，提示IL-1β为关键致病细胞因子；脂素2（lipin2）为NLRP3炎症小体负调控因子，降低lipin2表达可改变P2X₇受体激活和敏化，促进IL-1β释放，从而将Majeed综合征与“遗传复杂”CNO的P2RX7变异联系起来。 deficiency of the interleukin-1 receptor antagonist（DIRA）由IL1RN功能丧失突变所致，患者不能产生功能性IL-1受体拮抗剂（IL-1RA），导致IL-1信号失控；通常生后数周出现脓疱性皮疹、骨炎和骨膜炎而无发热，可伴呼吸窘迫、呼吸暂停或吸入性肺炎；影像可见多灶性溶骨病变、骨膜炎、锁骨骨肥厚和肋端外翻，25%有椎体受累并致椎体塌陷、齿突不连、颈椎不稳和椎体融合；患者单核细胞产生高水平促炎细胞因子，anakinra替代IL-1RA通常快速显著有效，但长期结局资料有限。Loss of IL-1R1 Sensitivity to IL-1Ra（LIRSA）为近期在中国女孩中描述的IL-1受体信号缺陷，由IL1R1基因新发突变p.K131E所致；该变异不影响IL-1结合和受体激活，但降低对IL-1RA的亲和力，导致类似DIRA的IL-1信号失控、破骨细胞分化和活化增强及骨炎症和病理性骨重塑；患者对抗IL-1抗体有效而对anakinra无效，研究人员将p.K131E引入rilonacept以靶向IL-1且不与IL-1RA竞争。

“遗传复杂”慢性非细菌性骨炎的治疗（Treatment of ‘genetically complex’ chronic nonbacterial osteitis）：观察性队列、登记数据和共识/指南显示，因CNO病理生理异质且缺乏RCTs，治疗为经验性且无监管批准；CARRA制定CTPs，GKJR提出指南。NSAIDs因抑制前列腺素介导的痛觉、抗炎及前列腺素参与破骨细胞激活而常作一线，第一年可使多达75%患者缓解，但回顾性资料提示>50%患者在中位29个月后复发，多数需追加或替代治疗。传统合成改善病情抗风湿药（csDMARDs）如甲氨蝶呤或柳氮磺吡啶用于CNO，尤其合并IBD和/或关节炎者；Eurofever登记提示完全反应率分别为柳氮磺吡啶38%、甲氨蝶呤22%。对椎体受累或其他难治病例最常用双膦酸盐和/或TNF抑制剂（TNFi）；因椎体受累在压缩骨折前可无症状，建议所有患者至少在诊断时行全身MRI。TNFi至少部分纠正炎症平衡，且TNF参与破骨细胞分化和活化，故可能特别有益；TNFi在CNO队列中反应率高达91%，合并银屑病、关节炎和/或IBD者可优先考虑。双膦酸盐因抑制破骨细胞并影响促/抗炎细胞因子平衡而用于CNO，帕米膦酸疗效高可达75%，但停药后多达1/3患者复发；唑来膦酸或奈立膦酸可能有效但资料初步，无头对头比较。因NLRP3炎症小体和IL-1中心作用，阻断IL-1β和/或IL-18为有希望的靶点，但非综合征型“遗传复杂”CNO的临床证据有限；意大利9例难治CNO儿童接受anakinra后半数以上疾病活动改善和炎症标志物正常化，土耳其难治儿童队列及小系列成人SAPHO对anakinra有改善，故IL-1抑制可考虑用于选定难治患者。IL-6阻断（tocilizumab）仅个别难治CNO试用，未证实一致疗效；IL-17阻断因与脊柱关节炎和儿童炎症性关节炎重叠而试用，可能对中轴病、关节炎、银屑病和/或掌跖脓疱病有效，但合并IBD者需谨慎，因IL-17抑制可能伴疾病 flare。 ustekinumab阻断IL-12/IL-23 p40亚基以抑制Th₁₇介导炎症，在CNO伴皮肤、胃肠和/或关节炎中有机制依据；小队列成人CNO/SAPHO中ustekinumab改善皮肤但骨关节症状作用有限。JAK抑制剂在少数严重难治CNO病例中结果不一，证据不足。常用治疗尤其TNFi和双膦酸盐资料鼓舞人心，但缺乏监管批准；相当比例患者对常用治疗无反应，需探索细胞因子阻断（如IL-1、IL-17）或JAK抑制剂等替代方案。

讨论与结论部分总结及结论翻译：讨论强调CNO为遗传复杂性疾病，多种基因变异与风险增加相关，但仅极少数患者存在导致孟德尔疾病的基因变异；CNO可随时间演变为具有扩展表型的“混合模式”疾病，继发适应性免疫激活为分期和表型特异性治疗提供机会；超罕见遗传自身炎症性疾病可呈CNO样临床表型，虽与“遗传复杂”CNO共享临床特征和机制，但对常用一线和二线CNO治疗无反应，而需IL-1阻断策略。“遗传复杂”CNO和孟德尔“CNO样”疾病均亟需临床试验，以生成监管许可所需证据。结论翻译：自身炎症性骨病CNO在遗传上复杂。多个基因变异与CNO风险增加相关，但仅极少数患者可能携带导致孟德尔疾病的基因变异。正如其他自身炎症性疾病如Still病所提示，CNO随时间可演变为具有扩展表型的“混合模式”疾病。继发性适应性免疫激活可能提供分期和表型特异性治疗机会。已有超罕见遗传自身炎症性疾病呈CNO样临床表型的报告；这些疾病与“遗传复杂”CNO共享临床特征和机制，但对常用CNO一线和二线治疗无反应，而需要IL-1阻断策略。亟需在“遗传复杂”CNO和孟德尔“CNO样”疾病中开展临床试验，以生成监管许可治疗所需证据。