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结晶只是起点,免疫代谢决定炎症走向
导读
单钠尿酸盐(MSU)晶体‑NLRP3 炎症小体‑IL‑1β 轴是痛风急性发作经典机制,但同样存在尿酸盐晶体沉积的患者,一部分长期无症状,一部分反复急性发作;急性痛风即便不干预,炎症也可自行消退,这些临床现象无法单纯用晶体负荷解释。近期广州中医药大学第二附属医院团队发表于Frontiers in Immunology的综述,从免疫代谢角度解读痛风炎症启动、放大、消退与复发易感的内在机制,为理解痛风异质性、拓展治疗思路提供重要基础证据。
一、临床困惑:晶体存在≠痛风发作
痛风是高尿酸血症基础上发生的全身性尿酸盐晶体沉积疾病,痛风性关节炎特指MSU晶体诱发的关节炎症。经典通路明确:MSU晶体被固有免疫细胞吞噬后,引发溶酶体损伤、钾离子外流、线粒体应激,激活NLRP3炎症小体,活化caspase‑1,成熟释放IL‑1β;IL‑1β进一步作用滑膜成纤维细胞、血管内皮细胞,趋化大量中性粒细胞浸润,造成关节红、肿、热、痛急性发作。
但临床现实提出关键疑问:
1. 部分患者影像学证实大量MSU晶体沉积,却长期无关节炎发作;
2. 晶体负荷无明显改变情况下,同一患者可反复出现急性发作;
3. 急性痛风炎症具备自限性,无抗炎药物干预下数天内炎症自行缓解。
这提示:MSU晶体是痛风炎症发生的必要条件,但非充分条件。炎症是否爆发、持续多久、是否反复发作,很大程度取决于宿主免疫细胞应答状态、组织微环境,而免疫代谢是调控免疫细胞应答强度与转归的核心内在机制。
免疫代谢并非替代原有痛风发病模型,而是补充解释疾病异质性:巨噬细胞、中性粒细胞的代谢重编程,调控炎症因子表达、炎症小体活化、中性粒细胞效应功能、炎症消退效率,最终决定MSU晶体刺激后的临床表型。
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图1:痛风性关节炎免疫代谢调控一览
二、巨噬细胞免疫代谢:调控炎症启动与炎症小体激活
巨噬细胞是MSU晶体识别的始动细胞,既启动NLRP3‑IL‑1β炎症反应,也在炎症后期参与凋亡细胞清除与组织修复,其功能随炎症阶段、代谢环境动态变化。
▌①糖酵解:为炎症反应提供物质基础
MSU晶体刺激可诱导巨噬细胞GLUT1介导葡萄糖摄取增加,有氧糖酵解上调。
糖酵解主要作用于IL‑1β产生的第一信号阶段:促进NF‑κB通路介导 NLRP3、pro‑IL‑1β 转录,提供ATP以及核苷酸、氨基酸生物合成前体。
部分糖酵解酶具备非经典功能:M2型丙酮酸激酶(PKM2)入核稳定 HIF‑1α,促进炎症基因转录;GAPDH糖酵解活化后解除对炎症mRNA翻译抑制,放大炎症介质合成。
重要提醒:糖酵解上调更多是支持炎症放大,不是痛风发作独立始动因素。多数研究显示代谢重编程发生于晶体/炎症刺激之后,NLRP3‑IL‑1β通路反过来也可调控糖酵解,属于双向调控关系。
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图2:单钠尿酸盐晶体诱导炎 症小体激 活过程中巨噬细胞的免疫代谢机制
▌②三羧酸循环重塑、线粒体应激驱动NLRP3炎症小体激活
MSU晶体吞噬后造成溶酶体破裂、组织蛋白酶释放,同时诱导线粒体功能紊乱、线粒体ROS(mtROS)升高、线粒体DNA释放,多重应激信号共同组装NLRP3炎症小体。
三羧酸循环代谢产物扮演信号分子:
琥珀酸:堆积后稳定HIF‑1α,促进IL‑1β转录;经琥珀酸脱氢酶可进一步升高 mtROS,助推炎症小体激活;
柠檬酸:经ATP‑柠檬酸裂解酶生成乙酰辅酶A,参与脂质合成以及组蛋白乙酰化,调控炎症基因转录;
衣康酸:抑制琥珀酸脱氢酶、激活NRF2通路,发挥抗炎作用。
TCA循环重塑不是单向促炎,最终效应取决于代谢物种类、细胞所处炎症阶段。
▌③氧化磷酸化(OXPHOS)功能具有阶段依赖性
不能简单将氧化磷酸化定义为促炎或者抗炎:
稳态/炎症消退期:氧化磷酸化支持组织驻留巨噬细胞存活、胞葬作用、组织修复,维持关节局部稳态;
急性炎症阶段:线粒体呼吸过载、电子链压力升高、mtROS释放,参与NLRP3炎症小体激活。
同一套线粒体代谢通路,在疾病不同时期发挥完全相反生物学效应,这也是靶向代谢治疗需要警惕的关键点。
三、中性粒细胞代谢:炎症放大、NETs双向作用
巨噬细胞释放IL‑1β诱导趋化因子与黏附分子,循环中性粒细胞大量募集至关节腔,是急性痛风剧烈炎症放大的关键细胞。成熟中性粒细胞线粒体数量少,ATP几乎依赖糖酵解供给,适配炎症局部缺氧微环境下快速发挥效应。
▌1. 糖酵解支撑全套中性粒细胞效应:
趋化、脱颗粒、ROS生成、中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成。葡萄糖经磷酸戊糖旁路产生NADPH,为NADPH氧化酶介导氧化爆发提供还原当量。
▌2.NETs作用具有明显时相依赖性
炎症早期:NETs释放组蛋白、蛋白酶、DNA,放大局部炎症、加重组织损伤;
炎症后期形成聚集型NETs(aggNETs):可以包裹MSU晶体,通过蛋白酶降解趋化因子、细胞因子,限制炎症进一步扩散,参与急性痛风自限过程。
NETs保护作用前提是及时清除;若NETs产生过多或者清除障碍,NETs组分持续刺激滑膜,会造成炎症迁延、组织持续损伤。
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图3:痛风炎症中的中性粒细胞代谢、活性氧生成及中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成
四、炎症消退与复发易感的免疫代谢机制
急性痛风自限并非刺激物被动耗竭,是主动消退程序激活;而痛风反复发作,除持续晶体负荷,间歇期固有免疫细胞应答状态同样至关重要。
▌(1)炎症消退两大关键过程:胞葬作用+脂质介质转换
1.巨噬细胞胞葬作用(efferocytosis):清除凋亡中性粒细胞。凋亡中性粒细胞得不到及时清除发生继发性坏死,释放大量损伤相关分子模式,延长关节炎症。
胞葬过程对代谢提出特殊需求:需要线粒体氧化代谢、脂质代谢、胆固醇外流,处理大量凋亡细胞来源脂质与细胞膜组分,介导由促炎向修复表型转换。
2.脂质介质类别转换:急性早期产生前列腺素、白三烯,介导疼痛、血管扩张、中性粒细胞招募;炎症后期转向脂氧素、消退素、保护素、maresin 等促消退脂质介质,抑制中性粒细胞继续募集、协助凋亡细胞清除,启动组织修复。
目前相关人体滑膜组织直接临床证据仍然有限,多来自动物及体外实验,有待痛风患者样本进一步验证。
▌(2)全身代谢异常、训练样免疫重编程:解释复发易感性
痛风常合并肥胖、代谢综合征、胰岛素抵抗、慢性肾病、心血管疾病。全身代谢紊乱、低度慢性炎症、氧化应激可重塑单核‑巨噬细胞基础应答状态,即代谢预致敏(类似训练免疫):
高尿酸、MSU晶体刺激可以驱动髓系细胞代谢重编程(糖酵解上调、TCA中间产物改变)连同表观遗传修饰。细胞本身不足以直接诱发关节炎,但遭遇诱因(饮酒、高嘌呤饮食、降尿酸治疗早期尿酸波动、感染、创伤)时,对MSU晶体产生更强炎症应答,更容易触发急性发作。
临床提示:外周血单核细胞的表观、代谢改变,不能完全等同于关节原位巨噬细胞状态;训练免疫在痛风中的临床价值,仍需要纵向队列、关节来源样本验证,不能直接照搬其他疾病结论。
五、对临床诊疗的启示与待解决挑战
▌1. 不改变现有痛风基石治疗方案
血尿酸长期控制、急性期抗炎仍是标准方案。免疫代谢研究更多用来解释临床异质性:为何部分患者发作频繁、炎症轻重不一、消退能力个体差异巨大。
▌2.靶向免疫代谢治疗的现实难点
糖酵解、线粒体代谢、脂质通路广泛参与正常免疫防御、组织修复;同一通路在不同细胞、不同疾病阶段作用截然相反。直接抑制/激活代谢通路存在安全性隐患,细胞特异性、干预时机是未来转化必须攻克的难题。
▌3. 重视促消退通路,开辟新思路
急性痛风天然自限提示体内存在内源终止炎症机制。促消退脂质介质、Annexin A1、aggNETs等促消退靶点动物实验显示潜力,但尚缺少充分临床证据,给药时机、目标人群、安全性有待评估。
▌4.共病综合管理不可忽视
减重、限酒、饮食调整、糖脂及肾脏心血管风险管控,不仅调控尿酸生成排泄,同时改善全身低度炎症,调节固有免疫细胞预致敏状态,有助于降低发作频次。
该领域亟待解决的关键科学问题
①时序问题:代谢改变是炎症的驱动始动因素,抑或是炎症下游伴随改变;
②细胞与组织特异性:外周单核、滑液巨噬细胞、组织驻留巨噬细胞、中性粒细胞代谢表型不能相互替代;
③区分急性发作期、消退期、间歇期同一代谢通路的不同功能;
④基于患者滑膜、滑液纵向样本,验证免疫代谢标志物用于风险分层、复发预测、辅助治疗的临床价值。
结语
痛风不能简单理解为“尿酸盐晶体机械刺激关节”的单一疾病。免疫代谢调控决定了MSU晶体刺激后炎症的强弱、持续时间、能否顺利消退,以及间歇期复发风险。该综述整合巨噬细胞、中性粒细胞代谢重编程贯穿痛风全病程,很好解释临床上“有结晶却不发病、急性发作自行缓解、同等尿酸负荷发作频率差异巨大”这些经典临床难题。
当前证据多数来自基础与动物实验,距离临床靶向药物还有距离;但提示我们临床管理痛风,除降尿酸、急性期抗炎之外,需要更加关注代谢共病、全身低度炎症状态,为未来痛风个体化防治提供全新思考角度。
参考内容:
[1]Liu X,et al. Immunometabolic regulation in gouty arthritis: current evidence, mechanistic insights, and remaining challenges. Front Immunol. 2026;17:1795337. doi: 10.3389/fimmu.2026.1795337.
[2] Cao D, Pu H, Yuan X, Li Z, Yu X, Shi X. The interplay between NLRP3 inflammasome and metabolic signals in gouty arthritis. Front Immunol. (2026) 17:1761121. doi: 10.3389/fimmu.2026.1761121.
[3] Xiao F, Zhou X, Liu J, Huang K, Qin Q, Li C, et al. Rewiring macrophage immunometabolism in gouty arthritis: from metabolic checkpoints to intelligent nano- delivery. Front Pharmacol. (2026) 17:1794487. doi: 10.3389/fphar.2026.1794487.
本文来源:中华风湿
责任编辑:蔡璇
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