类风湿性关节炎(RA)及动物模型
类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以关节病变为主的系统性自身免疫性疾病。以慢性、进行性、侵袭性关节部位炎症为主要表现,临床特征为关节红肿疼痛甚至僵直、破骨细胞的形成以及关节骨质受损等,严重可导致关节畸形乃至功能丧失,致残率高。RA多发于中老年女性人群,我国整体发病率约0.3-0.4%。发病机制尚不明确,可能由遗传、感染、环境等因素综合导致。
目前临床治疗RA仍以非甾体抗炎药和抗风湿类药物如甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、羟氯喹等。近年来抗体类药物发展迅速,如TNF-α单抗(Infliximab,Adalimumab)、IL6受体单抗(Tocilizumab)、CD20抗体(Rituximab)等药物对于风湿性关节炎的治疗能够取得较为理想的疗效。
目前类风湿性关节炎的动物模型主要分为佐剂诱导(AIA)和胶原(CIA)诱导两种,其中由于CIA模型通常可在小鼠上成模而使用范围更广。
胶原诱导的类风湿性关节炎(CIA)模型
应用DBA/1小鼠,第0天注射Ⅱ型胶原蛋白与弗氏完全佐剂(CFA),第21天注射Ⅱ型胶原蛋白与非弗氏完全佐剂(IFA),可诱导小鼠关节炎发生,小鼠发病程度、节点较为稳定,严重程度区分度较高,适用于抗自体免疫性疾病药物的评价。
a. 临床评分与细胞因子检测
Ⅱ型胶原蛋白免疫2次之后,DBA/1小鼠陆续发病且严重程度随时间升高。每日根据炎症严重程度进行评分可见,模型组病变较严重,而IL17抗体作为阳参试剂可显著控制疾病发生发展,并抑制发病率的持续增加。
图5:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制。
实验终点收集小鼠血浆通过ELISA检测PD Marker IL-6的血浆浓度,可见模型组IL-6含量显著升高,抗体可抑制IL-6升高的趋势。
图6:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制。
b. Micro-CT和病理学检查
实验终点对小鼠脚趾、踝关节进行Micro-CT检查和病理学分析。Micro-CT检查显示,模型组小鼠关节骨质受到严重损伤,而抗体产生了显著保护作用。
图7:Micro-CT结果显示,关节炎造模使小鼠骨关节受到显著破坏,产生骨质损伤;IL17A抗体可显著逆转骨关节损伤
HE染色结果显示,CIA造模造成了小鼠踝关节的严重损伤和大量炎症细胞浸润,而IL17A抗体给药逆转了损伤和炎症反应;使用甲苯胺蓝染色分析踝关节软骨情况显示,模型组小鼠踝关节软骨部分缺失且密度不均,而抗体组小鼠软骨未见显著损伤。
图8:H&E染色结果显示造模关节炎小鼠关节腔病变、异常增生严重,炎症细胞大量浸润;甲苯胺蓝染色结果显示小鼠关节软骨受到明显损伤;IL17A抗体可以显著的逆转上述关节炎相关的病理变化