《Immunology》：A Novel Perspective on the Pathogenesis of Arthritis From the PANoptosis Framework: From Cell Death Networks to Macrophage Immune Infiltration
关节炎，特别是类风湿关节炎（RA）和骨关节炎（OA），包括一组以慢性炎症和进行性关节结构破坏为特征的复杂疾病。RA是一种伴有强烈滑膜炎症的自身免疫性疾病，而OA主要表现为低度退行性炎症。近年来，程序性细胞死亡（PCD）在关节炎发病机制中的作用日益受到关注；PANoptosis的机制证据在RA中更为丰富，而其在中OA中的作用仍处于假说阶段。然而，聚焦于单一细胞死亡通路的传统研究不足以解释关节炎状态下炎症的持续存在和细胞命运决策的复杂性。PANoptosis是一种新近定义的整合性细胞死亡模式，由PANoptosome复合物 orchestrate，协调凋亡、坏死性凋亡和焦亡。这一概念框架为理解关节炎的多维病理机制提供了新视角。在本综述中，研究人员系统阐述了PANoptosis的核心概念和分子基础，并探讨其与坏死性凋亡、焦亡、凋亡、铁死亡和自噬在关节炎微环境中的交叉对话。特别强调巨噬细胞作为PANoptosis中心执行者在介导免疫细胞浸润和放大炎症反应中的关键作用。此外，研究人员讨论了靶向PANoptosis相关通路的新兴治疗策略。通过整合"PANoptosis–免疫浸润–炎症反馈"轴，本工作旨在为阐明疾病机制和推进关节炎临床干预提供新的理论框架。此外，研究人员总结了候选PANoptosis相关生物标志物，并讨论了其临床转化的现有瓶颈。
1 引言
关节炎包括一组影响全球数亿人的慢性关节疾病，其中类风湿关节炎（RA）和骨关节炎（OA）是最常见的两种类型。RA是一种以慢性滑膜炎症、血管翳形成和进行性关节破坏为特征的系统性自身免疫病。相比之下，OA传统上被视为"磨损性"退行性疾病；然而，近年来越来越多的证据表明其同样伴有低度炎症和免疫细胞浸润。尽管病因不同，这两种疾病共享一个核心病理标志——关节微环境中多种细胞命运失衡伴随持续性炎症。需要指出的是，完整的PANoptosis激活在RA中已有充分文献记载，而OA病理主要由部分细胞死亡程序驱动，如软骨细胞铁死亡，完整PANoptosome介导的PANoptosis作用尚不明确。
长期以来，细胞死亡研究主要聚焦于单一模式：凋亡被视为免疫"沉默"的生理过程，而坏死性凋亡和焦亡则被认为是促炎性细胞死亡形式。随着机制研究的深入，人们逐渐认识到这些通路并非孤立运作，而是在同一细胞或组织环境中相互交叉和协调。2019年，Malireddi等首次提出"PANoptosis"概念，定义为由PANoptosome复合物介导的整合凋亡、坏死性凋亡和焦亡特征的炎性程序性细胞死亡模式。这一概念的引入标志着细胞死亡研究从线性框架向网络化视角的范式转变。
在关节炎背景下，引入PANoptosis具有重要理论意义。在RA和OA的滑膜和软骨组织中，不仅凋亡失调，坏死性凋亡标志物（包括RIPK1、RIPK3和MLKL）显著上调；焦亡执行蛋白GSDMD被激活，铁死亡相关代谢异常也被观察到。重要的是，这些死亡模式常常共存，共同塑造一个富含损伤相关分子模式（DAMPs）和促炎细胞因子的微环境，从而驱动巨噬细胞等免疫细胞的持续浸润和激活。这种"死亡–炎症–再死亡"正反馈环路构成了关节炎慢性和难治性的基本机制。
因此，通过PANoptosis视角重新审视关节炎发病机制不仅对理论整合至关重要，也可能为临床干预开辟新途径。本综述从PANoptosis的分子基础出发，系统阐述其与多种程序性细胞死亡形式的相互作用，并以巨噬细胞为焦点，剖析免疫浸润和炎症放大背后的PANoptotic网络。最后，研究人员讨论该框架对治疗策略转化的启示。
2 PANoptosis：概念、分子基础与调控网络
2.1 从单一到整合性细胞死亡：PANoptosis的定义
PANoptosis是一个新造术语，整合了"焦亡"、"凋亡"和"坏死性凋亡"。其核心概念是，在特定刺激下，细胞同时启动三种细胞死亡通路，由此产生的生物学结局无法用任何单一通路的简单叠加效应来解释。换言之，PANoptosis代表一种具有涌现特性的整合性细胞死亡模式，即整体大于部分之和。
在形态学上，PANoptosis表现出凋亡（核浓缩）、坏死性凋亡（细胞器肿胀）和焦亡（膜孔形成）的特征。在功能上，PANoptosis是抵御病原体感染的关键宿主防御机制，同时也参与无菌性炎症和自身免疫疾病的发病。与经典免疫原性细胞死亡（ICD）相比，PANoptosis关联更广泛的DAMPs谱，包括HMGB1、ATP、线粒体DNA和IL-1家族细胞因子，从而赋予其更强的免疫刺激能力。
2.2 PANoptosome：多蛋白复合物的组装与功能
PANoptosis的分子基础在于PANoptosome，一种刺激和组织环境依赖的超分子复合物。PANoptosome的核心架构包括三类组分：传感器、衔接蛋白和效应器。
目前已鉴定多种PANoptosome亚型，其中ZBP1-PANoptosome、AIM2-PANoptosome和RIPK1-PANoptosome研究最为深入。以ZBP1-PANoptosome为例：在流感病毒感染或内源性核酸刺激下，ZBP1通过其Zα结构域识别Z型核酸，并通过RHIM介导的相互作用招募RIPK3。随后，RIPK3与RIPK1、FADD、caspase-8和NLRP3炎症小体组分组装成多蛋白复合物，最终激活下游caspase-1/-3/-8、GSDMD和MLKL，从而协调启动全部三种细胞死亡通路。值得注意的是，PANoptosome的组成具有刺激特异性。例如，AIM2-PANoptosome响应DNA病毒感染而组装，而NLRC5-PANoptosome由NAD
+耗竭触发。这种多样性赋予PANoptosis机器高度可塑性，使其能够响应广泛的病原体和危险信号。
2.3 关键调控节点：ZBP1、RIPK1和Caspase-8的中心作用
在PANoptotic调控网络中，少数分子发挥中心枢纽功能。ZBP1被广泛认为是PANoptosis的主上游传感器。它不仅检测病毒核酸，还感知来源于内源性逆转录元件的Z-RNA，从而在无菌性炎症条件下启动PANoptosis。ZBP1表达受I型干扰素（IFN-I）信号严密调控，形成"IFN–ZBP1–PANoptosis"调控轴。
RIPK1是连接死亡受体信号与PANoptosome组装的关键节点。在TNF刺激下，RIPK1可促进促生存NF-κB信号，但在caspase-8抑制条件下，它转向激活RIPK3–MLKL坏死性凋亡通路。在PANoptosome内，RIPK1主要作为支架蛋白促进复合物组装，而其激酶活性并非必需。Caspase-8占据凋亡、坏死性凋亡和焦亡之间的中心交叉点。作为凋亡的起始者，它激活caspase-3；同时，它通过切割RIPK1和RIPK3抑制坏死性凋亡；此外，caspase-8可直接切割GSDMD，独立于炎症小体触发焦亡。因此，caspase-8的活性状态关键性地决定PANoptotic反应的方向性和幅度（图1）。
2.4 PANoptosis的免疫原性特征
PANoptosis在炎症疾病中的突出地位源于其显著的免疫原性。与凋亡的免疫沉默性质不同，PANoptotic细胞通过GSDMD/GSDME孔道释放大量IL-1β、IL-18和各种DAMPs，从而激活邻近巨噬细胞和树突状细胞。重要的是，PANoptosis过程中释放的线粒体DNA和氧化损伤相关产物可参与cGAS–STING通路诱导IFN-I反应，建立"PANoptosis–干扰素–PANoptosis"正反馈环路。这种自我放大特性使PANoptosis成为驱动关节炎等疾病慢性炎症的持续"点火源"。
3 关节炎中PANoptosis与多种细胞死亡通路的整合机制
在关节炎病理微环境中，不同形式的程序性细胞死亡并非孤立发生，而是通过共享分子节点相互连接。PANoptosis代表这种交织细胞死亡景观的最整合表现。本节讨论PANoptosis与坏死性凋亡、焦亡、凋亡、铁死亡和自噬之间的交叉对话，从而阐明关节炎中"细胞死亡网络"的形成。
3.1 坏死性凋亡：RIPK1驱动的细胞死亡启动
坏死性凋亡是研究最深入的程序性坏死形式，RIPK1–RIPK3–MLKL轴是其核心信号级联。在RA中，该通路的异常激活已有充分文献记载。多项研究表明，RA患者滑膜组织中RIPK1及其下游底物磷酸化MLKL（p-MLKL）的表达水平显著升高，并与疾病活动指数（包括DAS28评分和循环炎性细胞因子水平）正相关。动物研究进一步验证了该通路的致病相关性。在胶原诱导性关节炎（CIA）小鼠模型中，药理学抑制RIPK1激酶活性（如使用Necrostatin-1及其衍生物）或遗传干预RIPK1表达可显著减轻关节肿胀、滑膜炎症和骨侵蚀，表明靶向坏死性凋亡的治疗潜力。然而，在PANoptosis概念框架内，坏死性凋亡不应仅被视为孤立的下游效应分支。相反，它作为整合性细胞死亡网络中的上游启动枢纽发挥作用。这一作用在很大程度上取决于RIPK1独特的"功能开关"特性。在结构上，RIPK1包含N端激酶结构域、含RHIM基序的中间结构域和C端死亡结构域。这些结构特征使RIPK1既可作为促生存信号中的支架蛋白，也可作为启动细胞死亡的激酶。在肿瘤坏死因子（TNF）刺激下，RIPK1最初被招募至TNFR1信号复合物（也称为复合物I）。在此背景下，RIPK1的K63连接泛素化（特别是Lys376位点）促进IKK复合物的招募和激活，从而触发NF-κB信号并促进促生存基因转录。这一泛素化事件构成细胞死亡的早期检查点，有效抑制RIPK1激酶活性并维持细胞生存。
当该检查点被遗传缺陷、药理学干预或病理性微环境变化（如去泛素化酶CYLD过度激活或E3连接酶cIAP1/2功能受损）破坏时，RIPK1的K63连接泛素化减少。结果，RIPK1从促生存支架转变为促死亡激酶。去泛素化的RIPK1从复合物I解离，在细胞质中与FADD和caspase-8组装形成复合物II（也称为ripoptosome），从而启动caspase-8介导的凋亡。如果caspase-8活性被抑制（如被病毒蛋白或药理学抑制剂），RIPK1通过其RHIM结构域与RIPK3相互作用形成necrosome。激活的RIPK3随后磷酸化MLKL，后者寡聚化并转位至质膜，形成孔道、破坏膜完整性、释放细胞内内容物，最终诱导坏死性凋亡。
重要的是，在PANoptosis整合框架内，RIPK1驱动的细胞死亡启动并不终止于凋亡或坏死性凋亡，而可能进一步向焦亡信号传播。研究表明，当炎症小体同时被DAMPs或病原体来源信号激活时，激活的caspase-1不仅切割GSDMD启动焦亡，还切割RIPK1，从而增强其激酶活性。反之，RIPK1激酶活性可促进NLRP3炎症小体的组装和激活。近期证据进一步表明，RIPK1本身可作为PANoptosome组装的核心传感器。在特定刺激下，RIPK1 PANoptosome整合RIPK1、FADD、caspase-8、RIPK3、NLRP3、ASC等组分，从而同时激活caspase-8介导的凋亡、RIPK3–MLKL介导的坏死性凋亡和caspase-1–GSDMD介导的焦亡。Daichao Xu团队近期工作鉴定RIPK1棕榈酰化是该启动过程中的关键"许可"事件。在TNF刺激下，K63泛素化的RIPK1招募棕榈酰转移酶DHHC5，后者催化RIPK1激酶结构域内Cys257位点的棕榈酰化。该修饰增强激酶结构域之间的同型相互作用并促进RIPK1的反式自磷酸化。阻断该修饰可保护小鼠免受TNF诱导的致死性休克（一种由多条细胞死亡通路驱动的暴发性炎症模型）。
综上所述，在关节炎病理微环境中，坏死性凋亡信号中心分子RIPK1承担三重相互关联的角色：作为疾病活动性生物标志物、治疗靶点以及连接凋亡、坏死性凋亡和焦亡以启动PANoptotic网络的分子开关。这种"坏死性凋亡启动–PANoptosis放大"级联为理解关节炎中多种细胞死亡模式共存和炎症持续性提供了新的理论视角（图2）。
3.2 焦亡：炎症放大的中心引擎
焦亡是由gasdermin家族蛋白（特别是GSDMD）介导的裂解性细胞死亡形式。其特征为膜孔形成、细胞肿胀和破裂，以及强效促炎细胞因子（如IL-1β和IL-18）的大量释放。传统上，焦亡通过经典炎症小体–caspase-1通路或细胞内LPS直接激活caspase-4/5/11的非经典通路激活。然而，在RA病理背景下，焦亡的调控机制更为复杂。临床病理研究证实，RA患者滑膜组织中GSDMD活性N端片段（GSDMD-N）显著升高。此外，焦亡不仅发生于巨噬细胞，还广泛发生于成纤维样滑膜细胞（FLSs）和软骨细胞。动物研究进一步表明，GSDMD缺陷小鼠对TNF诱导的全身炎症综合征具有显著保护作用，提示焦亡是炎症风暴的关键驱动因素。
在PANoptosis框架内，焦亡可通过新认识的调控途径激活：caspase-8介导的非经典切割。近期研究清楚表明，传统上被视为凋亡起始蛋白酶的caspase-8与caspase-1具有显著重叠的底物谱，可直接识别并切割GSDMD，从而绕过经典炎症小体–caspase-1通路。这一发现具有重大病理生理意义。它表明即使没有病原体相关分子模式（PAMPs）或炎症小体组装，死亡受体（如TNFR1和Fas）的激活也可能足以启动焦亡。2023年发表于Seminars in Immunology的综述系统总结了caspase-8在焦亡调控中的多重作用。Caspase-8可直接切割GSDMD、被招募至炎症小体复合物并与ASC相互作用激活caspase-1，以及通过caspase-3切割间接激活GSDME介导的继发性焦亡。这种多功能特性使caspase-8成为连接凋亡和焦亡的分子枢纽。该机制与关节炎微环境尤为相关。RA滑膜中持续升高的TNF-α和FasL水平创造了死亡受体激活的强背景。近期研究表明，TNF-α可直接诱导FLSs中GSDMD-N介导的焦亡，伴随α7nAChR表达下调。上调α7nAChR通过抑制NLRP3/GSDMD通路减弱TNF-α诱导的焦亡和炎症反应。另一项研究表明，TNF刺激下抑制TAK1激酶活性导致caspase-8激活，进而切割GSDMD并诱导焦亡。总之，这些发现描绘了由"死亡受体激活–caspase-8激活–GSDMD切割"定义的非经典焦亡通路。
更重要的是，在PANoptotic复合物内，caspase-8介导的焦亡激活并非孤立事件，而是与凋亡和坏死性凋亡协调发生，形成"凋亡启动–焦亡放大"级联。一旦RIPK1驱动的死亡信号启动，激活的caspase-8切割caspase-3执行凋亡，同时直接切割GSDMD触发焦亡。如果caspase-8活性被抑制，RIPK3–MLKL通路则转向主导坏死性凋亡。这种"三通路汇聚于一枢纽"的整合机制意味着关节微环境中死亡受体激活可能迅速触发多通路细胞死亡级联，导致DAMPs和IL-1家族细胞因子同步释放，产生强大的免疫激活信号。近期研究还证明了靶向焦亡的治疗潜力。例如，天然产物periplogenin抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD信号，从而减少RA-FLS焦亡、炎性细胞因子释放和细胞迁移。SMAD2过表达通过下调NLRP3炎症小体组分抑制FLS焦亡，并有效减轻CIA大鼠的关节肿胀和软骨破坏。这些发现不仅证实焦亡在关节炎发病中的中心作用，也为靶向caspase-8–GSDMD轴的治疗策略提供了理论基础（图3）。
总之，通过PANoptosis视角重新审视焦亡揭示，关节炎滑膜微环境中的焦亡并非完全由经典炎症小体通路支配。相反，它通过"跨谱系"分子caspase-8与凋亡和坏死性凋亡紧密耦合，从而形成快速可诱导的多向死亡–炎症放大网络。
3.3 凋亡：从免疫沉默向促炎信号的转变
凋亡长期被视为非免疫原性程序性细胞死亡形式，其特征为细胞皱缩、染色质浓缩、凋亡小体形成以及随后被吞噬细胞高效清除。根据这一经典观点，凋亡通过防止细胞内内容物释放来维持组织稳态而不引发炎症。然而，在关节炎病理背景下，这一范式正受到根本性挑战。凋亡不仅未能履行其"沉默清除"的生理角色，还可通过两种机制转化为促炎事件，从而参与慢性炎症的维持。
首先，凋亡细胞清除缺陷导致继发性坏死。在生理条件下，凋亡细胞表面暴露的"吃我"信号（如磷脂酰丝氨酸）被巨噬细胞和其他吞噬细胞识别，实现快速清除并防止细胞内内容物释放。然而，在RA患者中，吞噬功能受损已被广泛记载。Kril等的队列研究显示，RA患者外周血中继发性坏死粒细胞和单核细胞比例显著高于健康对照：粒细胞为0.94% vs 0.4%，单核细胞为4.83% vs 1.8%。这些发现提示凋亡细胞未被及时清除并随后进展为继发性坏死。在继发性坏死过程中，膜完整性最终丧失，原本局限于凋亡小体内的DAMPs（包括高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、热休克蛋白、ATP和核酸）释放至细胞外微环境。这些DAMPs被邻近巨噬细胞和成纤维细胞上的模式识别受体（如TLRs和RAGE）识别，从而激活炎症小体和NF-κB信号，诱导IL-1β和TNF-α等促炎细胞因子的产生。该过程建立了由"凋亡启动–清除失败–继发性坏死–炎症激活"定义的放大级联。
其次，更重要的是，激活的凋亡执行caspase（特别是caspase-3和caspase-7）可切割GSDME并直接将凋亡转化为焦亡，这一过程称为"继发性焦亡"。GSDME（也称为DFNA5）是gasdermin家族成员。它可被caspase-3特异性切割释放其N端成孔结构域GSDME-N，后者在质膜上形成孔道，导致细胞肿胀、破裂和炎性内容物释放。因此，在GSDME高表达的细胞中，经典凋亡程序可被"劫持"为促炎性焦亡。该机制在RA中具有特殊临床相关性。Zhai等首次系统揭示GSDME介导的焦亡在RA发病中的中心作用。其研究显示，与健康对照相比，RA患者滑膜巨噬细胞和外周血单核细胞中激活的caspase-3、GSDME及其N端片段GSDME-N显著上调，且GSDME-N表达与疾病活动性（以DAS28评分反映）正相关。进一步机制研究表明，RA滑膜微环境中高水平TNF-α直接诱导单核/巨噬细胞中caspase-3激活，导致GSDME切割和焦亡。药理学抑制caspase-3或沉默GSDME显著阻断TNF-α诱导的细胞死亡。动物实验进一步证实该通路的致病意义。在CIA小鼠模型中，Gsdme缺陷小鼠的关节炎发病率、临床评分、滑膜炎症和关节细胞因子水平（包括TNF-α、IL-1β和IL-6）均显著低于野生型小鼠。因此，在PANoptosis框架内，凋亡不再仅是免疫沉默的终点，而可能成为炎症放大的起点。一方面，吞噬功能缺陷使凋亡细胞发生继发性坏死，释放DAMPs激活先天免疫。另一方面，caspase-3介导的GSDME切割直接将凋亡转化为焦亡，使濒死细胞释放IL-1β等强效促炎细胞因子。总之，这两种机制模糊了关节炎中凋亡与焦亡的界限，形成"凋亡启动–焦亡放大–持续炎症"的恶性循环。这一认识不仅深化了对关节炎慢性炎症维持机制的理解，也为靶向caspase-3/GSDME轴的治疗策略提供了理论基础（图4）。
3.4 铁死亡与自噬：代谢枢纽与细胞命运决策的交织调控
铁死亡和自噬是关节炎中两条密切关联的代谢性细胞死亡调控通路。它们通过共享分子节点和复杂反馈环路共同塑造PANoptotic网络的代谢基础。
铁死亡是一种依赖铁积累和脂质过氧化的调控性坏死形式。其核心调控分子为谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4），通过还原脂质过氧化物维持膜脂质稳态。近年来，铁死亡在关节炎中的作用已被广泛记载。临床研究显示，RA患者滑液中铁蛋白水平显著升高，巨噬细胞中铁积累促进其向促炎M1表型极化。机制研究表明，RA-FLS来源的外泌体可通过递送半胱氨酸双加氧酶1（CDO1）促进巨噬细胞M1极化。CDO1通过调节谷胱甘肽（GSH）代谢和GPX4抗氧化通路进一步调控铁死亡敏感性。动物研究进一步验证了靶向铁死亡的治疗潜力。Fe
3O
4@C纳米颗粒通过调控SLC7A11/GPX4通路显著抑制滑膜细胞和软骨细胞铁死亡，从而减轻CIA小鼠滑膜侵蚀并促进II型胶原合成。另一项研究表明，激活Nrf2–GPX4通路通过抑制巨噬细胞铁死亡介导的炎症和FLS增殖发挥抗RA作用。总之，这些发现提示铁死亡不仅是RA进展中的效应事件，也是连接代谢失调与免疫极化的关键枢纽。
自噬在关节炎中发挥复杂的双重作用。基础自噬清除受损线粒体和蛋白聚集体，从而限制氧化应激和炎症小体激活并保护细胞免于死亡。然而，在持续炎症刺激下，过度或失调的自噬可能通过过度降解细胞保护因子促进细胞死亡，这一现象称为自噬依赖性细胞死亡。自噬的这种双重效应在RA治疗中尤为明显。例如，甲氨蝶呤（MTX）部分通过诱导巨噬细胞凋亡和铁死亡发挥治疗作用。然而，巨噬细胞可在药物诱导应激下激活保护性自噬，从而获得治疗抵抗。研究表明，自噬阻断增强MTX诱导的M1巨噬细胞死亡，提示自噬是克服耐药性的潜在靶点。近期证据进一步表明，CD8
+ T细胞来源的干扰素-γ（IFNγ）不仅抑制RA-FLS活力，还通过CDO1调控GPX4抗氧化通路，同时促进铁死亡和自噬。此外，IFNγ增强TRI69表达，后者促进FSP1的泛素化依赖性降解，从而建立GPX4和FSP1在铁死亡中的协同调控。这一发现揭示了适应性免疫应答与代谢性细胞死亡之间的直接对话。
更重要的是，铁死亡和自噬通过深层分子交叉对话相连。一方面，选择性自噬（特别是铁蛋白自噬）可直接驱动铁死亡。核受体共激活因子4（NCOA4）作为选择性货物受体，介导铁蛋白递送至自噬溶酶体降解，释放不稳定铁并通过Fenton反应放大脂质过氧化，最终触发铁死亡。该机制直接将自噬的降解功能与铁死亡的代谢基础耦合。另一方面，自噬流状态决定其对铁死亡调控效应的方向。当自噬流完整时，受损线粒体和脂质过氧化物的清除可抑制铁死亡。当自噬流受损时，积累的自噬底物（如p62/SQSTM1）可激活Nrf2抗氧化通路或促进RIPK1聚集，从而间接影响铁死亡敏感性。Zhang等近期开发的HPPCQ纳米催化剂利用这一交叉对话，通过释放氯喹（CQ）抑制自噬，同时清除活性氧（ROS）并激活Nrf2/HO-1抗氧化通路。该策略保护M2巨噬细胞免受自噬依赖性铁死亡，并在CIA小鼠中实现持续抗炎效果。
在PANoptotic网络内，铁死亡与自噬之间的相互作用具有多重意义。铁死亡过程中产生的脂质过氧化产物可激活NLRP3炎症小体并促进焦亡。反之，PANoptosome内的caspase-8可通过切割ACSL4（脂质代谢关键酶）调控铁死亡敏感性。自噬可通过降解PANoptosome组分（如RIPK1和caspase-8）抑制PANoptosis。然而，当自噬流被阻断时，积累的p62/SQSTM1可能促进RIPK1聚集，从而促进PANoptosome组装。自噬、铁死亡和PANoptosis之间的三角调控关系构成了一个代谢–细胞死亡整合网络，决定关节炎微环境中的细胞命运决策。靶向该网络中任一节点可能通过级联效应重塑细胞死亡的整体平衡，为关节炎提供多维治疗机会。
3.5 OA中独特的程序性细胞死亡调控特征
OA历史上被视为由机械磨损驱动的非炎性退行性关节疾病；现已认识到其具有低度滑膜炎症，但其免疫景观与RA中自身免疫驱动的高度滑膜炎有根本不同。与RA不同，完整PANoptosome组装和完整PANoptosis执行在OA中的直接实验证据仍然有限。相反，离散的程序性细胞死亡亚程序主导OA病理，特别是软骨细胞铁死亡和OA滑膜中偏斜的巨噬细胞极化。
软骨细胞铁死亡是OA中研究最充分的细胞死亡事件之一。SLC7A11-GPX4抗氧化防御受损、铁过载和脂质过氧化驱动软骨细胞铁死亡，释放DAMPs并加速细胞外基质降解。虽然铁死亡可在OA软骨细胞中与NLRP3炎症小体依赖性焦亡交叉对话，但完整PANoptosome复合物的协调激活在软骨细胞模型中鲜有报道。
OA滑膜巨噬细胞也表现出独特的极化特征。尽管M1样促炎巨噬细胞在OA滑膜中扩增，但OA巨噬细胞呈现混合M1/M2中间表型，而非RA典型的强M1主导特征。OA巨噬细胞的代谢重编程改变其对细胞死亡刺激的敏感性：OA巨噬细胞显示增强的铁死亡敏感性，而PANoptosome驱动的PANoptosis阈值相对高于RA巨噬细胞。一致地，OA中的炎症反馈环路较轻，缺乏RA中强烈的细胞因子风暴。
值得注意的是，不能排除PANoptosis在OA发病中的可能贡献。铁死亡软骨细胞持续释放的DAMPs可能潜在地启动滑膜免疫细胞中的PANoptosome组装。需要进一步使用OA动物模型和人OA原代组织进行体内研究，以阐明PANoptosis是否参与OA进展，或PANoptosome单个组分的部分激活是否驱动OA炎症而不触发完整PANoptosis。RA和OA之间不同的细胞死亡谱在表1中系统比较。
4 巨噬细胞：PANoptotic网络的中心枢纽和免疫浸润的驱动者
在关节炎滑膜微环境中，巨噬细胞不仅是最丰富的免疫细胞群之一，也是连接细胞死亡程序与组织炎症的关键节点。它们既是PANoptosis的主要执行者，也是该网络中的关键调控靶标。近期研究表明，巨噬细胞中AIM2等先天免疫传感器的异常表达通过调控PANoptosis和焦亡参与RA的复杂病理网络，从而强调巨噬细胞在PANoptotic调控中的中心作用。
巨噬细胞的功能状态由其极化表型决定。经典激活的M1巨噬细胞分泌促炎介质（包括TNF-α、IL-1β和ROS），主要参与病原体清除和炎症启动。相反，替代激活的M2巨噬细胞产生IL-10和TGF-β等抗炎因子，促进组织修复和炎症消退。在RA和OA中，滑膜巨噬细胞主要呈现M1表型，比例显著高于M2巨噬细胞，且这种失衡与疾病活动性密切相关。值得注意的是，极化状态与细胞死亡模式之间存在双向调控关系。M1巨噬细胞RIPK3和caspase-1/?11表达升高，使其更易发生坏死性凋亡和焦亡，而M2巨噬细胞更倾向于凋亡。在关节炎中，M1巨噬细胞死亡倾向增强导致DAMPs过度释放，进一步招募和激活更多巨噬细胞，建立"死亡–招募–再死亡"的恶性循环。实验证据表明，M1巨噬细胞焦亡通过NLRP3/Caspase-11/GSDMD-N通路加剧RA炎症，而间充质干细胞来源外泌体联合人参皂苷Rh2可通过抑制该通路和抑制M1极化发挥治疗作用。类似地，在OA中，巨噬细胞焦亡与极化的耦合调控已被确立为"极化–代谢–焦亡"病理框架的核心组分。
TNF-α、IL-1β和IL-6构成关节炎的"核心三联体"，是诱导PANoptosis的关键上游信号。TNF-α通过TNFR1招募RIPK1启动PANoptosome组装，而IL-1β通过IL-1R激活NF-κB信号，从而上调ZBP1等PANoptotic传感器表达。重要的是，PANoptosis本身作为这些细胞因子的强效放大器发挥作用。在巨噬细胞PANoptosis过程中，大量IL-1β和IL-18通过GSDMD孔道释放。同时，释放至细胞外环境的线粒体DNA激活邻近巨噬细胞中的cGAS–STING通路，诱导IFN-I产生。IFN-I反过来上调ZBP1表达，降低后续PANoptotic激活阈值。这种正反馈环路构成关节炎持续性滑膜炎的关键分子基础。作为中心上游传感器，ZBP1识别内源性核酸并整合IFN-I信号，将炎症线索转化为PANoptotic执行。当自噬受损时，线粒体DAMPs和胞质核酸的积累进一步降低ZBP1激活阈值，使富含IFN的关节炎微环境更易发生ZBP1依赖性PANoptosis。
在关节炎滑膜中，巨噬细胞通过分泌CCL2、CCL3和CXCL10等趋化因子 orchestrate 免疫浸润，从而招募T细胞、中性粒细胞和树突状细胞形成复杂免疫网络。单细胞测序分析已鉴定滑膜组织中多个巨噬细胞亚群，其中表达TLR7、CSF1R和CX3CR1的亚群与疾病活动性相关性最强。CX3CR1
+组织驻留巨噬细胞在滑膜衬里层形成免疫屏障并表现抗炎特性。T细胞（特别是Th1和Th17亚群）通过分泌IFN-γ和IL-17增强巨噬细胞的M1极化和PANoptotic敏感性。反之，PANoptotic巨噬细胞释放的DAMPs和IL-1β促进Th17分化。这种双向"巨噬细胞–T细胞"交叉对话构成关节炎免疫病理的核心回路。此外，巨噬细胞与软骨细胞发生旁分泌相互作用：PTX3通过靶向CD32和激活p65/NF-κB通路促进M1极化，而M1巨噬细胞分泌高水平促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α），从而诱导软骨细胞损伤并形成"巨噬细胞–软骨细胞"炎症放大环路。
近期研究表明，诱导M1巨噬细胞铁死亡可显著减轻关节炎炎症反应。铁死亡与PANoptosis共享调控组分；例如，TAK1不仅调控铁死亡敏感性，还是ZBP1–PANoptosome复合物的组分。此外，铁死亡过程中产生的脂质过氧化产物可激活NLRP3炎症小体，从而促进焦亡。因此，靶向铁死亡可能通过使PANoptotic网络脱敏发挥抗炎效果。在OA中，激活Nrf2–GPX4通路通过抑制巨噬细胞铁死亡介导的炎症反应提供保护。此外，巨噬细胞清除凋亡、坏死性凋亡和铁死亡细胞的能力差异决定关节炎微环境中不同细胞死亡模式的免疫原性后果。总之，巨噬细胞通过其极化状态决定细胞死亡模式选择，通过执行细胞死亡程序放大炎症信号，通过多细胞相互作用塑造免疫网络，并通过代谢–细胞死亡交叉对话整合PANoptotic调控，从而构成关节炎中PANoptotic网络的中心枢纽（图5）。
5 讨论
在系统阐明上述PANoptosis网络的基础上，现在能够从整合视角重新审视关节炎治疗策略的演变。本综述的核心论点是：关节炎中的慢性炎症并非由单一细胞死亡模式驱动，而是由PANoptosome协调的整合凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡和自噬的复杂网络所维持。在该网络中，巨噬细胞发挥关键枢纽功能：其极化状态决定细胞死亡模式选择，其死亡执行放大炎症信号，其与其他细胞类型的相互作用塑造免疫微环境。这些过程共同建立"死亡–炎症–再死亡"的自我放大环路。该概念框架的建立不仅深化了对关节炎发病机制的理解，也为临床干预提供了新的战略视角。
从临床角度看，当前关节炎主流疗法（包括TNF-α抑制剂、IL-6受体抗体和JAK抑制剂）已取得显著疗效；然而，相当比例的患者仍表现原发无应答或出现继发性耐药。从PANoptosis视角看，这一局限性源于即使成功阻断TNF信号，滑膜微环境中IL-1β和IFN-γ等其他死亡诱导刺激仍然持续存在。此外，一旦PANoptosome组装完成，下游效应分子（如caspase-3、GSDMD、MLKL）可独立于上游信号被激活。前述M1巨噬细胞极化与PANoptosis之间的正反馈环路、caspase-8介导的GSDMD非经典激活以及铁死亡与焦亡之间的代谢耦合共同构成单靶点干预的"逃逸机制"。因此，治疗策略必须从"单点阻断"转向"网络调控"，需要系统探究PANoptosis网络以鉴定能同时调控多条死亡通路的靶点。
将PANoptosis导向干预的理论依据与当前已批准的一线关节炎治疗（包括抗TNF-α、抗IL-6受体抗体和JAK抑制剂）进行比较至关重要。传统生物制剂和JAK抑制剂有效阻断上游细胞因子信号并在许多RA患者中取得显著临床获益。然而，相当一部分患者表现原发无应答或继发性治疗抵抗。从PANoptosis网络视角看，一旦PANoptosome超分子复合物组装完成，下游死亡效应级联（caspase-8、GSDMD、MLKL）可部分独立于上游TNF-α/IL-6信号维持炎性细胞死亡。即使中和关键循环细胞因子，关节微环境中的内源性核酸、I型IFN和DAMPs等危险信号仍可支持PANoptosome组装并维持炎症放大环路。这为单细胞因子靶向药物疾病控制不完全提供了机制解释。
PANoptosis调节剂旨在中断该下游细胞死亡网络而非仅中和可溶性细胞因子。临床前数据表明，RIPK1激酶抑制、GSDMD阻断或铁死亡–自噬网络调控可在上游细胞因子刺激持续存在时减轻关节炎症。然而，重要警示仍然存在：所有这些PANoptosis靶向方法在很大程度上仍处于临床前阶段。不能断定它们将在人类患者中优于现有疗法。它们可能在联合方案中更有前景，例如与低剂量细胞因子阻断剂联合，以打破难治性关节炎中"死亡–炎症–再死亡"的恶性循环。
在靶向PANoptosis的新兴治疗策略中，RIPK1抑制剂进展最为迅速。作为连接死亡受体信号与PANoptosome组装的中心支架，RIPK1的激酶活性是使TNF信号从促生存转向促死亡的关键开关。临床前研究表明，RIPK1激酶抑制剂（如GSK′547、RIPA-56）在CIA模型中显著减轻关节炎症和骨破坏。近期利用药物重定位和表型筛选的工作开发了WJH-C19，一种基于吡啶并咪唑的化合物，具有强效RIPK1抑制活性（IC
50 = 5.7 nM）且对PI3Kα的脱靶抑制极小。口服WJH-C19在佐剂诱导性关节炎模型中表现出强效治疗作用。值得注意的是，ocadusertib（LY3871801），一种强效选择性变构RIPK1抑制剂，在健康受试者I期临床试验中已证明良好的安全性和药代动力学特征，半衰期为13–15 h，支持其在RA等慢性炎症疾病中的进一步评估。重要的是，一些RIPK1抑制剂还表现出多效性作用，包括诱导自噬或抑制铁死亡，这可能是其优于单通路抑制剂的原因，并突显了网络导向治疗策略的优势。
GSDMD作为焦亡的终端执行者，代表PANoptosis网络中的理想下游靶点。双硫仑，一种经典醛脱氢酶抑制剂，近期被证明通过共价修饰Cys191残基抑制GSDMD孔道形成和IL-1β释放。在OA模型中，双硫仑显著减轻软骨细胞炎症反应。在膝关节制动诱导关节挛缩大鼠模型中，双硫仑治疗改善关节活动度、减少组织损伤并降低caspase-1/GSDMD相关焦亡标志物和GSDMD切割，同时降低IL-1β和IL-18蛋白水平而不影响其mRNA表达。值得注意的是，双硫仑的体内代谢物二乙基二硫代氨基甲酸酯（DTC）可螯合Cu
2+形成CuET，后者不仅抑制GSDMD寡聚化，还通过阻断NLRP3炎症小体组装抑制上游焦亡。CuET纳米晶的开发显著提高生物利用度（约六倍增加），并在小鼠脓毒症和结肠炎模型中表现出强效抗炎和抗焦亡作用。这种"药物重定位"策略为关节炎治疗提供了有前景的途径。
铁死亡调节剂与常规治疗的联合也展现出独特潜力。如前所述，M1巨噬细胞对铁死亡高度敏感，铁死亡过程中产生的脂质过氧化产物可激活NLRP3炎症小体，从而促进焦亡。因此，选择性诱导M1巨噬细胞铁死亡可能通过"脱敏"PANoptosis网络发挥抗炎效果。在一项创新方法中，清华大学孙晓丹团队将肿瘤治疗概念转化为RA治疗，开发了由负载Fe
3O
4的壳聚糖-聚烯烃组成的多功能双网络水凝胶，共递送MTX和转化生长因子-β1。该水凝胶的缓释能力和磁热特性实现延长局部热化疗，有效抑制巨噬细胞激活同时促进骨髓间充质干细胞成软骨分化。该策略实现炎症抑制和软骨再生的双重功能。这种"热化疗联合组织工程"反映了基于RA和肿瘤共享特征（包括炎性细胞浸润、血管生成和代谢重编程）的跨疾病治疗范式。
生物标志物的开发是实现个性化治疗的基础，PANoptosis相关分子代表关节炎的有前景候选标志物。候选生物标志物可在滑膜组织、滑液和外周血中检测。对于RA，滑液或循环单核细胞中升高的GSDMD-N、p-MLKL、ZBP1和活性caspase-8与DAS28疾病活动评分正相关。对于OA，滑液中caspase-8、GPX4和ACSL4与影像学软骨退变和WOMAC临床疼痛评分相关。强直性脊柱炎的多组学分析进一步鉴定了一个六基因PANoptosis相关特征（AIM2、TNF、IFNG、CASP8、ADAR、ALKBH5），可能可扩展用于探索关节炎的分子亚型。
尽管这些研究成果令人鼓舞，但重大障碍阻碍这些生物标志物进入常规临床实践。首先，几乎所有现有相关性均来自小样本回顾性队列；大规模前瞻性多中心临床验证、最佳截断值和检测标准化仍然缺乏。其次，大多数蛋白质标志物无法严格区分PANoptosome组分部分上调和完整PANoptosis执行，且这些标志物并非关节炎特异性，因为它们在其他无菌性炎症疾病中也会升高。第三，很少有研究评估PANoptosis生物标志物是否能可靠预测抗细胞因子药物或新型RIPK1靶向化合物的治疗反应。
展望未来，潜在临床应用场景包括：对可能从网络靶向治疗中获益的难治性关节炎患者进行分层；在治疗过程中动态监测疾病活动性并基于细胞死亡特征定义RA/OA分子亚群。多种PANoptosis相关标志物的联合检测（而非单分子测量）可能提高诊断特异性。在这些标志物被纳入真实临床工作流程之前，迫切需要在人类关节组织和临床队列中开展进一步的转化研究。
展望未来，PANoptosis框架为关节炎研究开辟了若干新途径。首先，必须阐明不同PANoptosome亚型（如ZBP1-PANoptosome、AIM2-PANoptosome、RIPK1-PANoptosome）在疾病阶段和细胞类型中的动态组装模式。其次，自噬与PANoptosis之间平衡的调控机制值得进一步研究。如前所述，ATG5可促进软骨细胞自噬并通过调控cGAS–STING–NLRP3轴抑制炎症，为自噬在PANoptosis网络中的双重作用提供新见解。最后，从转化角度看，靶向多条死亡通路的多激酶抑制剂、基于纳米技术的药物递送系统和以PANoptosis特征为指导的细胞疗法可能代表有前景的未来方向。
总之，通过PANoptosis视角重新审视关节炎揭示，核心病理不在于单一通路的失调，而在于整合性"细胞死亡网络"的失衡。巨噬细胞作为该网络的中心枢纽，通过极化调控死亡模式选择，通过死亡执行放大炎症信号，通过多细胞交叉对话塑造免疫相互作用并整合代谢和死亡信号。未来治疗突破可能来自靶向该网络的系统性干预——通过调控RIPK1、GSDMD和铁死亡等关键节点，或通过协同调控自噬通路——以打破"死亡–炎症"恶性循环并为关节炎患者提供更好的治疗选择。
6 结论
关节炎发病机制的复杂性长期挑战基础研究和临床实践。这种复杂性源于滑膜微环境中多条细胞死亡通路并非独立运作，而是通过RIPK1、caspase-8和GSDMD等共享分子节点紧密互联，形成自我维持的"死亡–炎症"网络。PANoptosis概念提供了整合凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡和自噬的统一理论框架，其在RA中证据更为充分；其在OA中的相关性需要进一步实验验证。作为分子平台，PANoptosome同时协调多条死亡通路的启动和执行，使单通路干预不足以恢复网络稳态。在该网络中，巨噬细胞占据中心调控位置：M1极化增强PANoptosis易感性，而PANoptosis过程中释放的DAMPs和细胞因子进一步强化促炎表型并招募T细胞和软骨细胞形成多细胞放大环路。同时，铁死亡和自噬作为代谢调控节点，通过脂质过氧化产物激活NLRP3炎症小体或通过降解PANoptosome组分调控死亡阈值，与PANoptosis深度耦合。因此，关节炎中炎症的持续存在和治疗局限性根本上源于该"死亡网络"的失衡，而非任何单一通路的失调。未来机制研究应聚焦PANoptosome的动态组装和细胞类型特异性调控，而治疗进展将取决于靶向ZBP1、RIPK1和GSDMD等关键节点，或对自噬和铁死亡进行组合调控。这种系统性干预有望打破"死亡–炎症"正反馈环路，为更有效的关节炎治疗铺平道路。
