作者：孔舒祎，王开强，上海中医药大学附属市中医医院疼痛科；钱轩韬，上海中医药大学临床医学院；王靖，山东第一医科大学第二附属医院急诊科
长期以来，OA被认为是一种“磨损性”疾病，现在被视为一种影响关节所有组织的低度炎症疾病，包括软骨退化、骨重塑、骨赘和滑膜炎。其特征是低度炎症、细胞内通路改变以及免疫效能的降低。
损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMP)在细胞应激或损伤后释放，与病原体识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)结合后激活促炎因子的分泌，导致关节炎症进展。目前国内外对于DAMP的概念更多专注于其作为中间介质及炎症触发要素在OA中的作用，但其对于OA慢性炎症微环境的正反馈调节作用综合研究较少，并且对于关节内外DAMP共同参与下的OA炎症进程尚无具体论述。
在OA病人的滑液中，存在大量DAMP，包括高迁移率族蛋白B1 (high-mobility group box-1,HMGB1)、胸腺嘧啶β4和各种S100蛋白。较为常见的是S100蛋白家族和HMGB1。S100A8和S100A9可作为先导蛋白在OA进程中释放程度较为突出且明显，而S100A12可作为炎症驱动蛋白参与趋化因子的聚集和释放，诱导滑膜炎性损伤，进而加重软骨破坏及关节骨增生。
作为炎症驱动蛋白，S100A12可促进IL-1β在关节中的释放，并且S100A12的表达水平与病人OA严重程度呈正相关。HMGB1是作为分泌蛋白的一种DAMP，由细胞内分泌到细胞外后，可以单独启动免疫反应或与其他物质（如核酸）结合，参与炎症和免疫反应。
HMGB1可由坏死、凋亡、焦亡和NETosis导致的细胞死亡产生，也可由巨噬细胞主动分泌，其可通过作用于细胞表面的晚期糖基化终产物受体(receptor of advanced glycation endproducts,RAGE)和toll样受体(toll-like receptors,TLRs)，导致炎症细胞因子（如IL-6）的表达，进而介导由内毒素引起的潜在的致命性炎症。
综上所述，DAMP不仅仅是炎症的诱发因素，更可以作为炎症的后续激活因素长期参与OA炎性微环境的慢性进程。综合前期研究结果，尚未有研究综合论述关节内外的DAMP对于OA进程发挥的作用，以及DAMP相关的正反馈调节机制在OA慢性炎症进程中扮演的关键角色。因此，本文拟进一步探究DAMP与OA的关联性，探索关节内外DAMP对OA炎性微环境的影响。这不仅可以明确炎性微环境正反馈调节的影响因素，还为OA慢性炎性微环境的治疗提供了靶点。
1.DAMP介导下的关节内部炎症微环境及正反馈调节
DAMP可通过多种渠道参与关节内部炎症诱导及炎性级联反应，包括软骨损伤、滑膜炎症、关节腔中沉积物及细胞外基质降解与修复等。
1） 软骨损伤
衰老、遗传易感性、创伤或代谢紊乱等各种原因导致的软骨稳态的破坏，可通过促进炎症因子释放进而诱导软骨损伤，软骨损伤可进一步通过DAMP途径诱发炎症级联反应。
S100A8/A9刺激软骨细胞产生基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)，从而对周围的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)进行降解。S100A8/S100A9的缺失阻止了软骨周围基质的降解过程。有研究表明，S100A8和S100A9的表达在OA早期上调，但在OA晚期并未上调，这表明这些DAMP可能通过上调MMP和含I型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinases with thrombospondin-1 motifs,ADAMTSs)来启动初始软骨降解。
软骨细胞程序性坏死发生后，细胞破裂所释放的DAMP水平上升，这些DAMP可能作用于周围正常的软骨细胞，刺激IL-6等炎症因子的分泌，从而诱发软骨进一步退变。
机械应力的累积是OA的发病原因之一，肥胖相关关节机械应力增加会导致关节软骨降解并释放HMGB-1等DAMP，后者与TLRs和RAGE相互作用以促进炎症因子释放，并进一步激活先天免疫细胞，加重软骨损伤。
除了机械应力引起的渐进式结构损伤和软骨成分退化，强撞击导致的关节急性结构损伤亦可导致创伤性OA。膝关节外力撞伤后，受伤的软骨细胞会释放HMBG1,HMGB1可进一步释放趋化因子和细胞因子，导致炎症和进行性软骨损伤。
2） 滑膜炎症
DAMP可通过促进炎症细胞迁移和定植等方式诱导关节内滑膜炎症。S100A8/A9在OA期间高度表达，并促进了单核细胞由骨髓向滑膜的招募。S100A8/A9刺激OA滑膜组织导致单核细胞标志物和趋化因子CCL2和CX3CL1的表达升高，单核细胞在趋化因子CCL2的引导下，致力于清除组织碎片，进一步促进促炎细胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)的产生，加重滑膜炎性反应。
HMGB1可在膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)中被成纤维细胞样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocyte,FLS)释放，FLS在NLRP1/NLRP3炎症小体的介导下，增加了KOA中HMGB1的分泌，HMGB1与LPS或IL-1复合后进一步增强了FLS中促炎细胞因子的产生。当细胞坏死或受损时，核内的HMGB1可释放到胞外，引发单核巨噬细胞分泌促炎因子；而促炎因子又反过来促进HMGB1的分泌，形成一个正反馈环。
3） 关节腔中沉积物
大多数OA关节内存在碱性磷酸钙(basic calcium phosphate,BCP)晶体，BCP可作为一种DAMP，以Syk依赖性的方式诱导DAMP S100A8的产生。BCP会通过蛋白激酶C (protein kinase C,PKC)、ERK1/2丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPKs)等途径激活滑膜成纤维细胞，刺激关节软骨细胞，导致TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎症细胞因子和基质金属蛋白酶的增高。炎症因子和DAMP之间可通过相互作用加速炎症微环境的进展。
4） 细胞外基质降解与修复
细胞外基质的降解过程可参与DAMP相关炎症反应。软骨细胞和滑膜巨噬细胞将ECM降解产物视为一种DAMP,ECM降解产物通过促进中性粒细胞、巨噬细胞等免疫细胞向损伤组织的运输触发了关节的先天免疫以及轻度炎症，并且通过持续激活核转录因子κB (nuclear factor kappa-B,NF-κB)通路来维持炎症分子和趋化因子的释放以启动和维持无菌炎症的过程。
细胞外基质的修复过程亦可参与DAMP相关炎症反应。基质破坏和纤维降解可激发炎症反应，
2.DAMP的关节外部释放及慢性炎症微环境诱导
1）DAMP的关节外部释放及其对于关节外部慢性炎症的维持作用
Cremers等通过小鼠实验不仅证明了S100A8/A9可以促进单核细胞从骨髓释放到关节腔，也证明了DAMP促进Ly6Chigh单核细胞从骨髓腔释放到血液循环中，并分化为促炎巨噬细胞，进一步表明DAMP对于关节内部及外部的炎症共同介导作用。
OA病人血液和关节滑膜中的S100A8/A9基线水平均较高，有症状的OA病人的基线血清水平可预测关节损伤2年后的发展。在2年后关节破坏进展明显的病人中，S100A8/A9血清蛋白水平在基线时显著升高(19%)。OA进展的病人中的S100A8血清水平明显高于没有进展的病人，这表明DAMP可能是疾病进展的有用标记。滑膜活化后可快速驱动脂肪来源干细胞的激活，并通过S100A8/A9的血清水平反映。
在OA第7天，膝关节内注射脂肪来源干细胞后，发现血清及滑膜中的S100A8/A9水平均显著降低，两者具有同步性。研究发现KOA病人血液及关节外组织中分泌的S100A12进入血液循环后，到达病人的关节周围组织（如滑膜），促进滑膜炎的产生。因此，这也有理由相信DAMP可发挥OA病人膝关节内部及外部持续性慢性炎症反应的驱动作用
2） 血清中的DAMP可同样介导OA的发生和发展
血清淀粉样蛋白-A (serumamyloid A,SAA)是一个用于反映炎症水平的球蛋白，作为一种DAMP，可以触发后续炎症反应。有研究显示，SAA可同时反应在OA的血浆和滑膜液中，它的升高可伴随有促炎因子的同期释放反应，两者共同反应了OA的炎症损伤程度，在OA的急性炎症期，SAA的反应效果优于CRP，在炎症后期及慢性反应期可迅速降低。
IL-1β、IL-8、IL-6、TNF-α均属于促炎因子，可在OA的关节腔内产生并激活SAA在肝脏的生成及释放入血，表明此类促炎介质可与SAA同时存在并参与构成炎症反应。有研究表明，IL-6等炎症因子可在OA病人的血清及滑膜液中同时存在，病人血清中IL-6水平与Lequesne指数呈正相关，可作为OA早期诊断及评估依据。
3.DAMP触发的关节内部炎症反应的治疗靶点
DAMP作为关节内部多种损伤模式下的释放产物和继发慢性炎症的维持因素，其对于关节内部炎症微环境的维持发挥了至关重要的作用，本文对DAMP的相关治疗靶点总结如下。
纤维连接蛋白可作为关节内部DAMP参与炎症反应，体外研究表明，促
HMGB1的特异性拮抗剂重组A-Box可通过HMGB1/TLR4/NF-κB信号通路特异性抑制IL-1β诱导的MMP和ADAMTS在人软骨细胞中的表达，从而发挥软骨保护作用。
OA中HMGB1、TLRs和RAGE表达上调。高压氧(hyperbaric oxygen,HBO)诱导了mi R-107的表达，通过下调HMGB1的m RNA和蛋白表达减少HMGB1的分泌，引起RAGE、TLR2、TLR-4、i NOS以及MMPs的分泌明显减少，发挥软骨保护作用。
miR-142-3p通过抑制HMGB1介导的NF-κB信号通路，抑制OA中软骨细胞的凋亡和炎症。miR-142-3p的过量表达阻碍了小鼠体内OA的进展，可作为OA的潜在分子靶点。
4.DAMP参与慢性OA进程的机制要点
1）DAMP的关节外部参与模式
DAMP来源主要有三类：细胞外基质衍生的损伤相关分子模式、血浆蛋白损伤相关分子模式、细胞内警报素。本文综合多项研究结果主要分析了SAA及促炎因子对于关节外部慢性炎症状态的指示作用，其他关节外部DAMP与慢性炎症的相互作用机制尚未提及，需日后进一步探究与关节慢性炎症相关的血清学改变。
2）DAMP炎症损伤部位的正反馈调节
有研究表明即使是高能关节撞击也能杀死相对较少的软骨细胞，但死亡细胞的比例在损伤后48小时内稳步增加，这表明受损软骨释放的介质会导致进行性细胞死亡。由机械性软骨损伤引起的软骨细胞损伤和死亡释放DAMP，激活软骨祖细胞群，其增殖和迁移到软骨细胞死亡部位。这说明，DAMP在OA损伤早期不甚明显，但其引起的后续慢性炎症级联反应较强，应重点关注。
3）DAMP与OA慢性炎症的关系
DAMP在关节内及关节外均可存在，影响因素较多，可作炎症反应的触发条件。DAMP参与慢性炎症性关节炎是由于它们在炎症性滑膜和滑膜液中的表达，以及在血清中的长期存在。
DAMP是OA病人关节内细胞应激最先释放的因素之一，它们可由衰老、性别（女性）、损伤、肥胖和
5.总结与展望
结合现阶段研究，发现DAMP作为一种炎症调节的中介分子，在OA的发生和进展中起到了至关重要的作用。首先，它作为炎症细胞和炎症因子的激活要素之一，参与了关节内部炎症的正反馈调节，其应被作为核心靶点之一在治疗中予以重点干预；其次，DAMP相关的炎症调节不仅存在于关节内部，在关节外部同样发挥着关键性的调控作用，并可在滑膜及血清中长期存在，参与慢性炎症的激活和维持。
OA的治疗是一个全方位、多靶点干预的过程，日后我们可对DAMP在OA中扮演的角色进行更加深入的探索，在分子机制和信号通路等方面做更加细化的研究，在分子细胞学领域去进一步了解DAMP在OA的慢性炎症化进程和炎症介质正反馈调节等病理表现中发挥着怎样的干预作用。
来源：孔舒祎,钱轩韬,王靖,等.损伤相关分子模式作为内在驱动力参与骨关节炎进程的研究进展[J].中国疼痛医学杂志,2024,30(05):325-330.
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