Tài liệu Nghiên cứu nồng độ il 6, il 17 và tnf α huyết thanh ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Viêm khớp dạng thấp (VKDT) là một bệnh viêm mạn tính hệ thống đặc trưng bởi tình trạng sưng khớp, đau khớp và phá hủy màng hoạt dịch khớp, dẫn đến tàn phế nặng nề và tử vong sớm [1]. Đây là một bệnh khớp viêm phổ biến nhất, với tỷ lệ hiện mắc trên toàn cầu khoảng 0,5 - 1% dân số [2], do vậy ảnh hưởng nặng nề đến kinh tế và xã hội. VKDT là một bệnh tự miễn dịch, với bằng chứng tìm thấy nhiều tự kháng thể một vài năm trước khi có biểu hiện viêm khớp trên lâm sàng [1], [2]. Quá trình rối loạn đáp ứng miễn dịch tạo ra các tự kháng thể, từ đó hình thành các phức hợp miễn dịch lắng đọng ở màng hoạt dịch, hoạt hóa bổ thể dẫn đến viêm mạn tính ở màng hoạt dịch [2], [3], [4]. Đồng thời, các phức hợp miễn dịch còn hóa ứng động các tế bào viêm đến màng hoạt dịch, bao gồm tế bào lympho T, tế bào lympho B, tế bào plasma, tế bào có tua, tế bào mast, và một vài bạch cầu hạt, trong đó tế bào lympho T chiếm 30 - 50 % số lượng [2], [5]. Từ lâu, tiểu quần thể tế bào lympho T helper típ 1 (Th1) được cho là đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT. Các tế bào Th1 là nguồn gốc chủ yếu sản xuất interferon (IFN)-γ, lymphotoxin-β và tumor necrosis factor (TNF)-α [2]. Gần đây, người ta phát hiện tiểu quần thể tế bào lympho T helper típ 17 (Th17), là những tế bào có vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT chứ không phải là tiểu quần thể tế bào Th2 như quan niệm trước đây. Các tế bào Th17 hoạt hóa là nguồn gốc chế tiết interleukin (IL)-17, IL-21, IL22, TNF-α, IL-26, IL-6, và yếu tố kích thích tạo cụm bạch cầu hạt-đại thực bào (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor - GM-CSF) [2]. Các cytokine tiền viêm, trong đó có IL-6, TNF-α, thúc đẩy các quá trình bệnh lý ở bệnh nhân VKDT, bao gồm các tổn thương tại khớp, như viêm mạn tính ở màng hoạt dịch, phá hủy sụn khớp, bào mòn xương, và các biểu 2 hiện toàn thân, như thiếu máu mạn tính, mệt mỏi, sút cân, rối loạn trầm cảm... [2], [5], [6], [7]. Do vậy, nồng độ IL-6 và TNF-α huyết thanh có thể liên quan với các đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng, cũng như các chỉ số kết hợp đánh giá mức độ hoạt động bệnh của bệnh nhân VKDT. IL-17 là một cytokine kích thích cơ thể sản xuất hàng loạt các trung gian hóa học viêm, đồng thời là nhạc trưởng trong mối quan hệ cộng hưởng với các cytokine tiền viêm của cơ thể. Trong vai trò này, IL-17 vừa hoạt hóa các tế bào lympho B sản xuất các tự kháng thể, đồng thời còn hoạt hóa các tế bào đại thực bào, tế bào màng hoạt dịch và tế bào sụn sản xuất các cytokine, như IL-1, IL-6, TNF-α và các enzyme phá hủy chất nền sụn khớp (metalloproteinases - MMPs) [8], [9]. Do đó, IL-17 dường như liên quan gián tiếp tới các quá trình bệnh tại chỗ và toàn thân của bệnh nhân VKDT, cho nên nồng độ IL-17 huyết thanh cũng có thể liên quan với các đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng, cũng như các chỉ số kết hợp đánh giá mức độ hoạt động bệnh. Bên cạnh đó, mất cân bằng giữa các tiểu quần thể tế bào lympho T CD4+, bao gồm Th1, Th17 và Tregs (regulatory T cells - các tế bào lympho T điều hòa), cũng là một đặc điểm nổi bật trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT [2]. Các liệu pháp điều trị đích tác động lên IL-6 và TNF-α giúp kiểm soát mức độ hoạt động bệnh, quá trình phá hủy khớp, cũng như tái cân bằng giữa các tiểu quần thể tế bào trên [10]. Tuy nhiên, hiện nay chưa có các thuốc tác động lên IL-17 được được khuyến cáo điều trị bệnh VKDT. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu nồng độ IL-6, IL-17 và TNF-α huyết thanh ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp” được tiến hành với hai mục tiêu: 1. Khảo sát nồng độ IL-6, IL-17, TNF-α huyết thanh và đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng của bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. 2. Đánh giá mối liên quan giữa nồng độ IL-6, IL-17, TNF-α huyết thanh với đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Bệnh viêm khớp dạng thấp 1.1.1. Khái niệm bệnh viêm khớp dạng thấp VKDT là một bệnh viêm mạn tính, tự miễn dịch hệ thống, không rõ nguyên nhân, đặc trưng bởi tình trạng viêm nhiều khớp ngoại vi đối xứng. VKDT là một bệnh hệ thống nên có thể có nhiều triệu chứng ngoài khớp, bao gồm mệt mỏi, hạt dưới da, hội chứng Sjögren, tổn thương phổi, viêm màng ngoài tim, bệnh thần kinh ngoại vi, viêm mạch và các bất thường về huyết học [2]. 1.1.2. Lâm sàng bệnh viêm khớp dạng thấp Triệu chứng tại hệ vận động Các triệu chứng lâm sàng phổ biến của bệnh VKDT là kết quả của quá trình viêm ở các khớp, các gân và các túi thanh dịch. Bệnh nhân thường có triệu chứng cứng khớp buổi sáng kéo dài hơn 1 giờ. Vị trí khớp tổn thương sớm nhất phổ biến là các khớp nhỏ ở bàn tay và bàn chân. Số lượng khớp viêm lúc đầu có thể một khớp, vài khớp (≤ 4 khớp), hoặc nhiều khớp (≥ 5 khớp). Khi quá trình bệnh tiển triển rõ ràng, các khớp cổ tay, khớp bàn ngón tay, khớp liên đốt gần bàn tay là những khớp hay gặp tổn thương nhất [2]. Quá trình viêm mạn tính ở màng hoạt dịch và phần mềm quanh khớp dẫn đến các biến dạng mạn tính không hồi phục ở các khớp. Bàn tay gió thổi (“ulnar deviation”), ngón tay “cổ ngỗng” ("swan-neck deformity"), ngón tay “người thợ thùa khuyết” ("boutonnière deformity"), ngón tay cái “hình chữ Z” ("Z-line deformity") là các biểu hiện hay gặp ở bàn tay. Viêm khớp cổ chân và các khớp tụ cốt cổ chân thường gặp ở giai đoạn muộn, thường dẫn đến biến dạng “bàn chân bẹt” ("flat feet") [2], [11]. 4 Triệu chứng ngoài hệ vận động Các biểu hiện ngoài khớp có thể xuất hiện trong các giai đoạn lâm sàng của VKDT, thậm chí còn có trước khi khởi phát viêm khớp. Thiếu máu mạn tính, hạt dưới da, hội chứng Sjögren thứ phát, hạt ở phổi, là những biểu hiện hay gặp nhất trong các triệu chứng ngoài khớp. Các nghiên cứu gần đây cho thấy giảm tỷ lệ mới mắc và mức độ trầm trọng các triệu chứng ngoài khớp, đặc biệt là hội chứng Felty và viêm mạch [2]. Cận lâm sàng viêm khớp dạng thấp Các xét nghiệm sử dụng phổ biến để chẩn đoán VKDT bao gồm xét nghiệm cơ bản cho thấy tăng các chất phản ứng pha cấp như nồng độ CRP huyết tương và tốc độ lắng hồng cầu trong đợt tiến triển của bệnh. Dịch khớp của bệnh nhân VKDT là dịch khớp viêm. X quang có hình ảnh bào mòn xương và loãng xương cạnh khớp, là những tổn thương điển hình có giá trị chẩn đoán VKDT theo Hội thấp Mỹ (American College of Rheumatology)ACR 1987. Xét nghiệm phát hiện các tự kháng thể RF huyết thanh và gần đây là anti-CCP huyết thanh có giá trị chẩn đoán và chẩn đoán sớm VKDT. Các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh như siêu âm, cộng hưởng từ, gần đây được sử dụng trong chẩn đoán VKDT giúp phát hiện nhiều hơn hình ảnh bào mòn xương so với X quang thường qui, đồng thời phát hiện tổn thương màng hoạt dịch, phần mềm quanh khớp, tủy xương không quan sát được trên X quang thường qui [2], [11]. 1.1.3. Tiến bộ trong chẩn đoán viêm khớp dạng thấp Trên lâm sàng VKDT được chẩn đoán ở những bệnh nhân có các biểu hiện sau: * Viêm ít nhất ba khớp, * Nồng độ CRP huyết thanh (tương) hoặc tốc độ lắng hồng cầu tăng cao, 5 * RF và/hoặc anti-CCP huyết thanh dương tính, * Loại trừ các bệnh lý có biểu hiện lâm sàng tương tự, đặc biệt là viêm khớp vảy nến, viêm nhiều khớp cấp tính do vi rút, bệnh gút hoặc giả gút có viêm nhiều khớp và lupus ban đỏ hệ thống. * Thời gian biểu hiện của các triệu chứng lâm sàng trên 6 tuần [12]. Đối với các nghiên cứu, có thể dựa vào tiêu chuẩn phân loại VKDT của ACR 1987 [13], hoặc tiêu chuẩn phân loại VKDT của Hội Thấp Mỹ và Hội chống Thấp châu Âu - American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism 2010 (ACR/EULAR 2010) [1]. Tiêu chuẩn ACR 1987 có độ nhạy 91 - 94% và độ đặc hiệu 89% ở những bệnh nhân VKDT đã tiến triển. Ở giai đoạn mới khởi phát bệnh, độ nhạy chỉ dao động từ 40 - 90% và độ đặc hiệu từ 50 - 90% [14]. Tiêu chuẩn ACR 1987 cho phép chẩn đoán VKDT ở thời điểm sau sáu tuần, do vậy làm cho bệnh nhân VKDT chậm được điều trị bằng các thuốc điều trị cơ bản, đặc biệt là các DMARDs (disease-modifying antirheumatic drugs) sinh học, có thể bỏ lỡ “cửa sổ cơ hội” điều trị sớm cho bệnh nhân VKDT. Gần đây, tiêu chuẩn ACR/EULAR 2010 cho phép chẩn đoán VKDT ngay từ khi mới khởi phát bệnh, để bệnh nhân được điều trị cơ bản sớm sẽ đem lại nhiều lợi ích cho bệnh nhân trong quá trình điều trị và tiến triển của bệnh VKDT [1]. 1.1.4. Điều trị viêm khớp dạng thấp 1.1.4.1. Nguyên tắc cơ bản trong điều trị viêm khớp dạng thấp VKDT dẫn đến phá hủy không phục hồi các khớp nếu tình trạng viêm không được kiểm soát. Do vậy các nguyên tắc cơ bản trong điều trị VKDT, gần đây được cập nhật là: 6 * Chẩn đoán sớm VKDT và sử dụng sớm nhóm thuốc cải thiện tiến triển bệnh (disease-modifying antirheumatic drugs - DMARDs) cho tất cả các bệnh nhân được chẩn đoán VKDT ngay tại thời điểm chẩn đoán. * Các chuyên gia, như các bác sỹ chuyên khoa khớp, là những người đầu tiên chăm sóc, điều trị cho bệnh nhân VKDT. * Kiểm soát chặt chẽ mức độ hoạt động bệnh, thông qua việc sử dụng tối ưu chiến lược điều trị bệnh nhân VKDT đạt mục tiêu, với mục tiêu điều trị là lui bệnh hoặc hoạt động bệnh mức độ thấp. * Sử dụng các thuốc chống viêm, bao gồm các NSAIDs và glucocorticoid, trong thời gian ngắn chỉ với vai trò kết hợp với các thuốc điều trị cơ bản. * Điều trị tích cực các bệnh đồng mắc với bệnh VKDT, đặc biệt là các bệnh tim mạch [15], [16], [17]. 1.1.4.2. Điều trị nội khoa viêm khớp dạng thấp Điều trị nội khoa VKDT bao gồm các biện pháp điều trị không dùng thuốc và dùng thuốc. Trong đó, các biện pháp điều trị bằng thuốc có nhiều bước tiến nổi bật trong thời gian gần đây, bắt đầu từ cuối những năm 90 của thế kỷ trước, khi các thử nghiệm lâm sàng FINRACO [18], ATTRACT [19] cho thấy vai trò quan trọng của methotrexate (MTX), sulfasalazine (SSZ), hydroxychloroquine (HCQ) và infliximab trong điều trị VKDT. Cho tới nay, các thuốc điều trị VKDT bao gồm hai nhóm, các thuốc chống viêm, gồm các thuốc NSAIDs và các glucocorticoid, và các thuốc điều trị cơ bản cải thiện tiến triển bệnh (DMARDs). Các thuốc NSAIDs và glucocorticoid kiểm soát nhanh tình trạng viêm khớp, đặc biệt là glucorticoid, tuy nhiên do có nhiều tác dụng ngoại ý, vì vậy chỉ sử dụng tạm thời với vai trò ‘cầu nối’ cho tới khi các DMARDs phát huy hiệu quả. 7 Các thuốc DMARDs bao gồm hai nhóm, các DMARDs tổng hợp (các DMARDs không sinh học) và các DMARDs sinh học. Các DMARDs tổng hợp bao gồm, các DMARDs cổ điển và các thuốc phân tử nhỏ. Các DMARDs cổ điển hay được sử dụng điều trị VKDT bao gồm bốn thuốc: MTX, SSZ, HCQ và leflunomide (LEF). Thuốc phân tử nhỏ là thuốc ức chế enzyme kinase nội bào, do vậy ức chế con đường dẫn truyền tín hiệu tăng trưởng nội bào, hiện tại có dẫn chất tofacitinib (ức chế Janus kinase) được sử dụng ở Mỹ và một vài nước khác. Các DMARDs sinh học bao gồm các thuốc điều trị đích cytokine, thụ cảm thể cytokine hoặc tác động trực tiếp lên các phân tử khác trên bề mặt tế bào. Các thuốc điều trị đích cytokine bao gồm thuốc ức chế TNF-α (etanercept, infliximab, adalimumab, golimumab, certolizumab pegol), thuốc đối vận thụ cảm thể IL-1 (anakinra) và thuốc đối vận thụ cảm thể IL-6 (tocilizumab). Người ta cũng sử dụng các thuốc điều trị đích tế bào, như thuốc ức chế quá trình đồng kích thích tế bào T (abatacept) và thuốc tiêu diệt tế bào B trình diện thụ cảm thể CD20 (rituximab). Trong các DMARDs thì MTX là lựa chọn hàng đầu, là nền tảng của điều trị cơ bản. Các DMARDs sinh học có hiệu quả cao trong điều trị VKDT và càng hiệu quả hơn khi kết hợp với MTX [16], [17]. 1.1.5. Đánh giá mức độ hoạt động bệnh viêm khớp dạng thấp Điều trị bệnh VKDT đã và đang đạt được những kết quả hết sức tích cực trong vài chục năm gần đây. Kết quả này có được là do nhận thức được tầm quan trọng của việc chẩn đoán sớm và bắt đầu sử dụng các thuốc DMARDs ngay tại thời điểm chẩn đoán để đạt mục tiêu kiểm soát mức độ hoạt động bệnh (HĐB) [17]. Trong đó, mục tiêu kiểm soát mức độ HĐB của bệnh nhân VKDT là lui bệnh ở bệnh nhân mới mắc bệnh, hoặc HĐB mức độ thấp ở những bệnh nhân VKDT bị bệnh lâu ngày (long-standing disease) [20]. 8 Đánh giá mức độ HĐB của bệnh nhân VKDT là một vấn đề hết sức quan trọng trong tiên lượng diễn biến của bệnh VKDT, là cơ sở để quyết định lựa chọn điều trị cơ bản, đặc biệt là lựa chọn điều trị sinh học phù hợp với từng bệnh nhân VKDT [21]. Bên cạnh các chỉ tiêu đơn lẻ, như số lượng khớp sưng trong 28 khớp ngoại vi (SLKS28), số lượng khớp đau trong 28 khớp ngoại vi (SLKĐ28), thời gian cứng khớp buổi sáng, nồng độ CRP huyết thanh (tương), tốc độ lắng hồng cầu (TĐLHC), việc phát triển các chỉ số kết hợp để đánh giá mức độ HĐB là hết sức cần thiết [22]. Lịch sử đánh giá mức độ HĐB bằng các chỉ số kết hợp bắt đầu từ những năm 1950 [23], từ đó cho tới nay đã có 63 công cụ đánh giá mức độ HĐB được phát triển [24]. ACR và EULAR khuyến cáo sử dụng các chỉ số kết hợp, vừa sử dụng các chỉ tiêu lâm sàng vừa sử dụng các xét nghiệm thường qui, để đánh giá mức độ hoạt động bệnh VKDT [22], [24], bao gồm DAS [25], DAS28 [26], CDAI [27], SDAI [28]. Các chỉ số này có ưu điểm là phân biệt được các mức độ HĐB thấp, trung bình, cao và lui bệnh, có thể áp dụng dễ dàng trên lâm sàng. Vì vậy, khi áp dụng các công cụ này trong thực hành lâm sàng, thầy thuốc có thể điều trị VKDT đạt mục tiêu và bắt đầu sử dụng hiệu quả các khuyến cáo của ACR trong điều trị VKDT [24]. Các chỉ số kết hợp không chỉ có tương quan có ý nghĩa thống kê với sự tiến triển của quá trình phá hủy khớp [27], mà còn là một yếu tố để tiên lượng bệnh VKDT [17]. Quá trình đánh giá mức độ HĐB được tiến hành thường xuyên ở bệnh nhân VKDT, hàng tháng với bệnh nhân có mức độ HĐB cao/trung bình, không quá 6 tháng một lần ở bệnh nhân có mức độ HĐB thấp/lui bệnh [20]. Hiện nay, để theo dõi và đánh giá kết quả điều trị VKDT người ta sử dụng các công cụ đánh giá mức độ HĐB, đáng giá chức năng và mức độ HĐB, các công cụ bệnh nhân tự đánh giá (Patient-reported instruments), các công cụ đánh giá đáp ứng điều trị, các công cụ đánh giá lui bệnh và các biomarker (multi-biomarker disease activity-MBDA) [22]. 9 Các công cụ đánh giá mức độ HĐB ở bệnh nhân VKDT bao gồm: các chỉ tiêu thường qui và các chỉ số kết hợp [22]. * Các chỉ tiêu thường qui sử dụng trong đánh giá mức độ HĐB của bệnh nhân VKDT bao gồm: + Số lượng khớp sưng và số lượng khớp đau trong 28 khớp ngoại vi, + Mức độ đau khớp, + Đánh giá của bệnh nhân và thầy thuốc về tình trạng bệnh hiện tại, + Nồng độ CRP huyết thanh và tốc độ lắng hồng cầu, + Thời gian cứng khớp buổi sáng, + Tình trạng mệt mỏi, * Các chỉ số kết hợp thường sử dụng trong đánh giá mức độ HĐB của bệnh nhân VKDT bao gồm DAS [25], DAS28 [26], SDAI [28], CDAI [27]. * Các công cụ khác, một phần phản ánh mức độ HĐB và một phần tiên lượng bệnh, bao gồm: + Các công cụ đánh giá chức năng (ví dụ như Health Assessment Questionnaire), + Các công cụ đánh giá tình trạng sức khỏe (ví dụ như Short Form 36) [22]. 1.2. Cơ chế bệnh sinh bệnh viêm khớp dạng thấp 1.2.1. Bệnh sinh viêm khớp dạng thấp Viêm khớp dạng thấp (VKDT) là một bệnh viêm mạn tính tự miễn dịch hệ thống do phá vỡ cơ chế tự dung nạp miễn dịch, dẫn đến các đáp ứng miễn dịch bất thường với các kháng nguyên tự thân [29]. Đây là một bệnh lý phức tạp có liên quan đến nhiều loại tế bào, như đại thực bào, tế bào lympho T, tế bào lympho B, và tế bào có tua [5]. Mặt khác, sự hình thành các tự kháng thể dẫn đến hình thành phức hợp kháng nguyên kháng thể cũng là một rối loạn nổi bật trong bệnh VKDT [2], [30]. 10 Cơ chế bệnh sinh của quá trình viêm mạn tính ở màng hoạt dịch dường như là kết quả sự tương tác phức tạp giữa yếu tố gen, môi trường và hệ miễn dịch, dẫn đến rối loạn hệ thống miễn dịch và phá vỡ cơ chế tự dung nạp miễn dịch [2]. Vai trò của các tự kháng thể Quá trình phá vỡ cơ chế tự dung nạp miễn dịch là giai đoạn tiền lâm sàng sớm nhất được phát hiện trong VKDT. Việc tìm thấy các tự kháng thể, như RF (rhematoid factor) và anti-CCP (anti-cyclic citrullinated peptide) trong huyết thanh bệnh nhân VKDT, một giai đoạn dài trước khi có các biểu hiện trên lâm Tỷ lệ bệnh nhân dương tính sàng chứng minh cho ý tưởng này (hình 1.1) [30]. Thời gian trước khi xuất hiện triệu chứng lâm sàng Hình 1.1. Quá trình sản xuất các tự kháng thể ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp *Nguồn: theo Nielen M.M. và cs (2004) [30] Sự xuất hiện của các tự kháng thể dẫn tới hình thành các phức hợp miễn dịch lắng đọng ở màng hoạt dịch, tham gia vào cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT thông qua cố định bổ thể, kích thích sản xuất các chemokine tiền viêm và các chất hóa ứng động. Do vậy, các phức hợp miễn dịch cộng hưởng vai trò với các cơ chế khác khuếch đại đáp ứng viêm ở màng hoạt dịch [2]. Vai trò của các tế bào lympho T Bên cạnh vai trò của các tự kháng thể, người ta còn nhấn mạnh đến vai trò của các tế bào lympho T tự phản ứng (self-reactive T cells) trong điều 11 khiển đáp ứng viêm mạn tính [2]. Các tế bào lympho T tự phản ứng là quần thể tế bào vượt qua quá trình chọn lọc âm tính tại tuyến ức và đáp ứng với các kháng nguyên tự thân [2], [31]. Có bằng chứng rõ ràng ủng hộ vai trò của các tế bào lympho T CD4+ trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT. Thông qua cơ chế tương tác tế bào với tế bào, và giải phóng các chất trung gian hóa học hòa tan tại các khớp của bệnh nhân VKDT, các tế bào lympho T hoạt hóa sẽ kích thích các tế bào đại thực bào, tế bào màng hoạt dịch giống nguyên bào sợi, sản xuất các chất trung gian hóa học tiền viêm và các proteinase, dẫn đến viêm màng hoạt dịch, phá hủy sụn khớp và bào mòn xương. Các tế bào lympho T CD4+ cũng hoạt hóa tế bào lympho B thành các tương bào sản xuất tự kháng thể, khuyết đại hơn nữa quá trình viêm khớp [2]. IFNɣ hoạt hóa đại thực bào tiêu diệt các mầm bệnh trong tế bào IL-4 hoạt hóa đại thực bào tiêu diệt các mầm bệnh ngoài tế bào IL4, IL-21 hoạt hóa tế bào B trong chuyển lớp kháng thể IL-17 hóa ứng động các bạch cầu IL-22 sản xuất các peptide tiêu diệt vi sinh vật Treg ức chế các đáp ứng tự miễn Hình 1.2. Quá trình biệt hóa của tế bào lympho T CD4+ *Nguồn: theo McKee A.S. và cs (2010) [32] Chú thích: TGFβ: Transforming growth factor beta : yếu tố tăng trưởng chuyển dạng bê ta; Th: tế bào lympho T CD4+ helper; Tfh: tế bào lympho T CD4+ follicular helper; Treg - Regulatory T cell: tế bào lympho T điều hòa. Các tế bào lympho T CD4+ hỗ trợ (T helper - Th) có thể biệt hóa thành 5 tiểu quần thể tế bào, tùy theo sự có mặt của các cytokine (Hình 1.2), bao 12 gồm Th1, Th2, Tfh (T follicular helper), Th17 và tế bào Tregs (Regulatory T cells) [32]. Các nghiên cứu trước đây, người ta nhấn mạnh vai trò của hai tiểu quần thể Th1 và Th2 trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT [2]. Tuy nhiên, các cytokine của tế bào Th1 như là IL-2, interferon-gama, là hai lymphokine đặc trưng cho các tế bào lympho T hoạt hóa sản xuất, có số lượng nhỏ trong VKDT. Các cytokine này có mặt với nồng độ cao hơn trong các bệnh có đáp ứng qua trung gian tế bào Th1 như lao màng phổi [33]. Mặt khác, hai cytokine nổi bật của Th2 là IL-4 và IL-13 có vai trò quan trọng trong chuyển lớp kháng thể và các bệnh dị ứng, cả hai cytokine này đều không có mặt, hoặc có với nồng độ rất thấp ở màng hoạt dịch [33]. Thay vào đó, gần đây người ta phát hiện ra các cytokine liên quan đến tế bào Th17, và tế bào Th17 dường như đóng vai trò nổi bật hơn trong các bệnh tự miễn, trong đó có bệnh VKDT [33], [34]. Việc phát hiện ra vai trò của tế bào Th17 là bước tiến cách mạng trong nhận thức về cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT. Th17 tiết ra các cytokine tiền viêm, bao gồm IL-17, IL-21, IL-22, TNF-α, IL-26, IL-6 và yếu tố kích thích tạo cụm bạch cầu hạt-đại thực bào (granulocyte-macrophage colonystimulating factor- GM-CSF) [2]. Các tế bào lympho T điều hòa (Regulatory T cell - Treg) đóng vai trò trung tâm trong duy trì sự cân bằng miễn dịch và quá trình dung nạp miễn dịch, bởi vì chúng là các tế bào ức chế đáp ứng tự miễn dịch và bảo vệ cơ thể tránh các tổn thương mô [34]. Có nhiều loại tế bào lympho T CD4+ điều hòa được mô tả, bao gồm các tế bào lympho T điều hòa thích nghi (Tr1 và Th3), hình thành ở ngoại vi, và các tế bào lympho T điều hòa xuất hiện tự nhiên (Tregs), một quần thể có nguồn gốc ở tuyến ức, với đặc điểm đặc trưng là sự trình diện có tổ chức cao của thụ cảm thể IL-2 chuỗi α (CD25) và yếu tố chuyển dạng Foxp3. Trong số đó, các tế bào lympho T điều hòa CD4+ CD25+ high Foxp3+ là quần thể được nghiên cứu nhiều nhất, người ta thấy 13 rằng sự giảm số lượng và chức năng của tiểu quần thể này, dẫn đến không bất hoạt được các tế bào lympho T đáp ứng với các kháng nguyên tự thân (selfreactive T cells), làm phá vỡ cơ chế tự dung nạp miễn dịch, có thể gây ra các bệnh lý tự miễn dịch, dị ứng, và thải ghép [35], [36], [37]. Vai trò của các đại thực bào và các cytokine VKDT còn được coi là bệnh lý được điều tiết bởi các tế bào đại thực bào, bởi vì các đại thực bào là nguồn gốc chính sản xuất các cytokine tiền viêm trong khớp. Các cytokine tiền viêm quan trọng do đại thực bào ở màng hoạt dịch sản xuất bao gồm TNF-α, IL-1, IL-6, IL-12, IL-15, IL-18, và IL-23. Nguyên bào sợi màng hoạt dịch là một típ tế bào quan trọng khác ở màng hoạt dịch tiết ra các cytokine tiền viêm như IL-1, IL-6 và TNF-α. Trong đó, TNF-α là cytokine tối quan trọng trong sinh bệnh học của viêm màng hoạt dịch. Nguyên bào sợi màng hoạt dịch còn tiết các enzyme tiêu chất nền sụn khớp (matrix metalloproteinases - MMPs) cũng như các protease khác có chức năng phá hủy sụn khớp [2]. Quá trình trình bào mòn xương tại chỗ nơi pannus, là lớp màng hoạt dịch viêm chứa nhiều tân mạch, mô liên kết dạng sợi và tổ chức u hạt, xâm lấm vào đầu xương trong bệnh VKDT là một hiện tượng không mới, tuy nhiên gần đây đã có những giả thuyết phù hợp cho vấn đề này. Mất cân bằng trong chu chuyển xương với đặc điểm tăng hủy xương vượt trội so với tạo xương, trong đó vai trò của các cytokine tiền viêm, như IL-1, IL-6, IL-17 và TNF-α hết sức quan trọng [2]. Hệ thống RANK/RANKL/OPG (receptor activator of nuclear factor kappa B/RANK ligand/osteoprotegerin) đóng vai trò tối quan trọng trong điều tiết quá trình biệt hóa từ nguyên hủy cốt bào thành hủy cốt bào hoạt động, là các tế bào tiết ra cathepsin phá hủy chất nền căn bản xương bằng quá trình phân giải mô liên kết. Ngược lại, con đường tín hiệu Wnt 14 (wingless/integrated-signaling) và các protein Dickkopf (DKK) có vai trò trong điều tiết quá trình biệt hóa từ tiền tạo cốt bào thành tạo cốt bào [2]. Các cytokine IL-1, IL-6, IL-17 và TNF-α tăng cường trình diện RANKL ở khớp do vậy thúc đẩy quá trình biệt hóa từ tiền hủy cốt bào thành hủy cốt bào hoạt động, do vậy tăng cường quá trình hủy xương. Mặt khác, TNF-α tăng cường trình diện DKK trong khớp nên ức chế quá trình biệt hóa từ tiền tạo cốt bào thành tạo cốt bào, do đó ức chế quá trình tạo xương [2], [33]. Điều trị bằng kháng thể đơn dòng denosumab kháng RANKL ức chế được quá trình bào mòn xương, cho thấy vai trò điều hòa quan trọng của hệ thống RANK/RANKL/OPG và hủy cốt bào trong quá trình bào mòn xương ở bệnh nhân VKDT [38]. Tóm lại, quan điểm hiện nay về cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT là bệnh do cơ chế tự miễn dịch, dưới sự điều tiết và tương tác của các tế bào, như lympho T CD4+ Th1 và tế bào Th17, tế bào lympho B, và các cytokine tiền viêm quan trọng, như IL-1, IL6, TNF-α và IL-17, dẫn đến các tổn thương cơ bản là viêm mạn tính màng hoạt dịch và phá hủy khớp. Trong đó quá trình bào mòn xương tại chỗ do viêm dưới sự điều tiết của hệ thống RANK/RANKL/OPG, con đường tín hiệu Wnt và protein Dickkopt. 1.2.2. Tổn thương giải phẫu bệnh VKDT gây tổn thương màng hoạt dịch, sụn và xương dưới sụn. Màng hoạt dịch bình thường là một lớp mỏng mô liên kết, che phủ phần lớn bề mặt khớp, bao gân, túi hoạt dịch. Ở trong khớp, màng hoạt dịch nối hai đầu xương, bám chặt vào màng xương gần sụn khớp. Màng hoạt dịch chứa chủ yếu 2 loại tế bào, tế bào màng hoạt dịch típ A (có nguồn gốc từ tế bào đại thực bào) và tế bào màng hoạt dịch típ B (có nguồn gốc từ nguyên bào sợi), tạo thành lớp tổ chức lót ngoài cùng của màng hoạt dịch. Nguyên bào sợi màng hoạt dịch là thành phần tế bào có số lượng lớn nhất và sản xuất các 15 thành phấn cấu trúc của sụn khớp, như là collagen, fibronectin, và laminin, cũng như các thành phần ngoại bào của chất nền màng hoạt dịch.Tổ chức phía dưới các tế bào màng hoạt dịch bao gồm các mạch máu, thưa thớt các tế bào đơn nhân, nằm trong mạng lưới lỏng lẻo của mô liên kết. Dịch khớp là chất siêu lọc của máu, thẩm thấu từ lớp dưới các tế bào màng hoạt dịch, đi qua lớp tế bào màng hoạt dịch vào trong khe khớp, có thành phần chủ yếu là hyaluronan và lubricin. Hyaluronan là glycosaminoglycan tạo nên tính nhớt của dịch khớp, cùng với lubricin bôi trơn bề mặt sụn khớp [2], [11]. Bao khớp Màng hoạt dịch Bạch cầu trung tính Sụn khớp Màng hoạt dịch Xương Tăng sinh mạch máu Tế bào Mast Phì đại lớp lót màng hoạt dịch Hình 1.3. Hình ảnh mô phỏng khớp bình thường (a) và khớp viêm trong bệnh viêm khớp dạng thấp (b). *Nguồn: theo Smolen J. S. và Steiner G. (2003) [39]. Chú thích: Osteoclast: Tế bào hủy xương; Fibroblast: Nguyên bào sợi; Macrophage: Đại thực bào; Dendritic cell: Tế bào có tua; T cell: Tế bào lympho T; Plasma cell: Tương bào; B cell: Tế bào lympho B. Trong hình (b) cho thấy tình trạng viêm và tăng sinh hoạt tính của các tế bào, dẫn đến tăng sản của các tế bào lót trong màng hoạt dịch (Synovial Intimal Lining Cells), viêm mạn tính màng hoạt dịch và bào mòn xương rìa khớp [39]. Tổn thương giải phẫu bệnh của VKDT là quá trình viêm và tăng sinh màng hoạt dịch, bào mòn xương tại chỗ và phá hủy sụn khớp. Trong đó tổn thương xuất hiện sớm nhất, cơ bản nhất và là nguyên nhân dẫn đến mọi tổn thương khác trong bệnh VKDT là tình trạng viêm mạn tính không đặc hiệu 16 của màng hoạt dịch khớp. Quá trình viêm mạn tính dẫn đến tăng sản thành lớp ở màng hoạt dịch và hình thành pannus (màng máu) - là lớp màng hoạt dịch viêm chứa nhiều tân mạch, mô liên kết dạng sợi và tổ chức u hạt, xâm nhập vào lớp sụn và xương dưới sụn, dẫn đến phá hủy sụn khớp và bào mòn xương. Trên hình ảnh đại thể quan sát được tăng sinh hình lông, hình ngón tay ở màng hoạt dịch khớp. Cadherin-11, phân tử tổ chức chủ yếu của màng hoạt dịch, thúc đẩy quá trình xâm nhập tự nhiên của các tế bào màng hoạt dịch giống nguyên bào sợi, một loại tế bào phổ biến của pannus (màng máu). Quá trình thâm nhiễm tế bào viêm có sự tham gia của không dưới 6 loại tế bào đó là: tế bào lympho T, tế bào lympho B, tế bào plasma, tế bào có tua, tế bào mast, và một vài bạch cầu hạt, trong đó tế bào lympho T chiếm 30 - 50 % số lượng. Nguyên bào sợi ở màng hoạt dịch tiết ra yếu tố tăng trưởng kích thích sự phát triển của các tân mạch trong màng hoạt dịch, cung cấp nhu cầu oxy và dinh dưỡng cho các tế bào bạch cầu và mô màng hoạt dịch (hình 1.3, 1.4) [2], [11], [39]. Hình 1.4. Hình ảnh mô bệnh học của viêm mạn tính màng hoạt dịch trong bệnh viêm khớp dạng thấp *Nguồn:theo Firestein G.S. (2013) [5] Có ba tổn thương: Tăng sản lớp tế bào lót trong màng hoạt dịch, bản chất là các tế bào màng hoạt dịch, tăng sinh mạch máu và thâm nhiễm các tế bào đơn nhân. Ảnh bên trái cho thấy hình ảnh mô bệnh học tiêu chuẩn của màng hoạt dịch, hình giữa nhuộm hóa mô miễn dịch cho thấy thâm nhiễm các tế bào đại thực bào (các tế bào lót trong màng hoạt dịch có 17 màu nâu sáng), ảnh bên phải là hình ảnh thâm nhiễm các tế bào lympho T xung quanh các mạch máu [5]. Sự phá hủy lớp sụn và xương dưới sụn thông qua trung gian hủy cốt bào. Đây là các tế bào khổng lồ nhiều nhân được nhận diện thông qua sự hiện diện của CD68, phosphatase acid kháng tartrate, cathepsin K, và receptor calcitonin. Chúng có mặt ở khu vực giữa xương dưới sụn và màng máu (pannus) nơi hình thành các ổ khuyết xương. Các tổn thương này thường khu trú ở vị trí màng hoạt dịch bám vào bề mặt xương gần đường viền sụn khớp, vị trí bám của các dây chằng và bao gân. Điều này giải thích tại sao quá trình hủy xương thường xuất hiện ở các phía mặt quay của các khớp bàn ngón tay cạnh nơi bám của gân, dây chằng, và màng hoạt dịch. Một dạng khác của quá trình mất xương là giảm mật độ xương quanh khớp xuất hiện ở các khớp có quá trình viêm hoạt động. Quá trình mất xương này là do hậu quả của quá trình viêm trong hốc tủy làm mỏng các bè xương dọc phần hành xương. Các tổn thương này có thể quan sát thấy trên phim chụp cộng hưởng từ, xuất hiện thay đổi tín hiệu trong tủy xương gần khớp viêm [2], [11]. Sụn khớp, một mô vô mạch, có chất nền đặc biệt chứa các thành phần collagen, proteoglycan và các protein khác. Nó chia thành 4 khu vực rõ ràng: khu vực bề mặt, khu vực giữa, khu vực sâu, và khu vực sụn bị can xi hóa. Tế bào sụn là loại tế bào duy nhất có trong sụn. Ở bệnh nhân VKDT, khu vực đầu tiên của sụn bị thoái biến là các vị trí ở gần màng hoạt dịch có màng máu. Chất nền sụn khớp bị mất proteoglycan ở phần sụn bề mặt nơi tiếp xúc với dịch khớp. Quá trình thoái biến sụn cũng xảy ra ở khu vực xung quanh các tế bào sụn và khu vực sụn tiếp giáp với lớp xương dưới sụn [2], [11]. Tóm lại, tổn thương mô bệnh học trong bệnh VKDT là viêm mạn tính màng hoạt dịch, phá hủy sụn khớp và bào mòn xương. 18 1.3. Vai trò của IL-6, IL-17 và TNF-α trong cơ chế bệnh sinh viêm khớp dạng thấp VKDT là một bệnh viêm mạn tính do cơ chế tự miễn dịch, các tế bào lympho B, tế bào lympho T và sự tương tác hài hòa của các cytokine tiền viêm, đóng vai trò chìa khóa trong cơ chế bệnh sinh của VKDT. Các cytokine có vai trò thúc đẩy quá trình bệnh lý của VKDT bao gồm TNF-α, IL-1, IL-6, và IL-17. Các cytokine này tương tác chặt chẽ, cộng hưởng tác dụng, không chỉ dẫn đến các tổn thương tại chỗ như viêm mạn tính ở màng hoạt dịch, phá hủy khớp (hình 1.5), mà còn có những ảnh hưởng toàn thân, như thúc đẩy sản xuất các chất phản ứng pha cấp, thiếu máu mạn tính, bệnh tim thiếu máu cục bộ, loãng xương và tác động lên trục dưới đồi-tuyên yến-tuyến thượng thận, dẫn đến cảm giác mệt mỏi và rối loạn trầm cảm [40]. 1.3.1. Vai trò của IL-6, IL-17 và TNF-α trong quá trình viêm mạn tính ở màng hoạt dịch Tổn thương giải phẫu bệnh của quá trình viêm mạn tính ở màng hoạt dịch của bệnh nhân VKDT bao gồm quá trình hình thành tân mạch, thâm nhiễm tế bào viêm và tăng sản các tế bào màng hoạt dịch, cả ba quá trình này cùng dẫn đến hình thành pannus. Người ta cho rằng quá trình hình thành các tân mạch liên quan trực tiếp với sự hình thành và duy trì tình trạng viêm màng hoạt dịch, vì tân mạch cung cấp các yếu tố tăng trưởng, nuôi dưỡng các tế bào ở màng hoạt dịch và hỗ trợ hiệu quả quá trình thâm nhiễm các tế bào viêm ở màng hoạt dịch [42]. Mặc dù cơ thể có số lượng lớn các yếu tố tăng trưởng và các cytokine tiền viêm có hoạt tính kích thích quá trình hình thành tân mạch, nhưng chỉ có yếu tố tăng trưởng nội mạc mạch máu (vascular endothelial growth factor - VEGF) là yếu tố kích thích hình thành tân mạch có vai trò quan trọng nhất trong cơ chế bệnh sinh của bệnh VKDT [43]. 19 Tế bào trình diện kháng nguyên : Tế bào B Tế bào có tua Tế bào đại thực bào Phức hợp miễn dịch Cố định bổ thể Hóa ứng động các tế bào viêm Sản xuất các metalloproteinase, hóa ứng động các tế bào bạch cầu đa nhân, bào mòn xương và sụn khớp Hình 1.5. Vai trò của các tế bào miễn dịch và các cytokine trong bệnh viêm khớp dạng thấp *Nguồn: theo Markenson J.A. (2008) [41] Chú thích: APC: Antigen-Presenting Cell: tế bào trình diện kháng nguyên; T cell; tế bào lympho T; B cell: tế bào lympho B; Plasma cell: tương bào; Osteoclast: hủy cốt bào; Synovicytes: các tế bào màng hoạt dịch; Chondrocytes: các tế bào sụn; Pannus: màng hoạt dịch viêm có nhiều tân mạch, mô liên kết dạng sợi và tổ chức u hạt, gây bào mòn xương và sụn trong bệnh VKDT; Articular cartilage: sụn khớp. TNF-α, IL-1, IL-6 và IL-17 là các cytokine chìa khóa trong quá trình viêm màng hoạt dịch, thông qua việc chúng kích thích quá trình hóa ứng động các tế bào viêm vào màng hoạt dịch, hình thành các tân mạch và tăng sinh các tế bào màng hoạt dịch, cũng như phá hủy sụn khớp và bào mòn xương [2], [44]. 20 Vai trò của TNF-α TNF-α lúc đầu được sản xuất ở dạng xuyên màng (transmembrane TNF- α), là một polypeptide típ II có 233 amino acid (26kD). Sau khi được phân cắt bởi enzyme metalloproteinases, TNF-α-converting enzyme (TACE), tạo thành dạng hòa tan có 157 amino acid (17kD) [45]. Các tế bào bài tiết TNF-α gồm đại thực bào hoạt hóa, các tế bào lympho, và một số loại tế bào khác [45]. Cả dạng hòa tan và xuyên màng đều có hoạt tính sinh lý. Dạng hòa tan có hoạt tính sinh lý thông qua tác động trên hai receptor, TNF receptor típ 1 và 2 (TNF-R1 còn gọi là TNFRSF1A, CD120a và TNF-R2 còn gọi TNFRSF1B, CD120b). Dạng xuyên màng gắn với TNF-R1 và TNF-R2, nhưng hoạt tính sinh lý chủ yếu thông qua TNF-R2 [45]. Nồng độ TNF-α tăng cao trong các bệnh lý viêm mạn tính như viêm khớp dạng thấp [46], viêm cột sống dính khớp [47], cũng như trong bệnh ung thư vú [48]. Ngược lại, glucocorticoid ức chế sản xuất TNF-α từ các tế bào lympho Th1 [49]. TNF-α là một cytokine có các chức năng sinh lý như thúc đẩy sự hiện diện của các phân tử bám dính trên bề mặt các tế bào nội mạc, hóa ứng động tế bào bạch cầu vào màng hoạt dịch, hoạt hóa nguyên bào sợi, kích thích hình thành tân mạch và điều khiển các con đường nhạy cảm đau, nên nó đóng vai trò chủ chốt trong cơ chế bệnh sinh của quá trình viêm màng hoạt dịch ở bệnh nhân VKDT [2]. Kết quả nghiên cứu của Lee G.H. và cs (2013) cho thấy quá trình hình thành tân mạch, thông qua các yếu tố VEGF trong bệnh VKDT, được kiểm soát bởi yếu tố hoạt hóa tế bào B (BAFF - B-cell activating factor), dưới kích thích của TNF-α thông qua vai trò của c-Fos. Số liệu nghiên cứu cho thấy sự trình diện của BAFF dưới kích thích của TNF-α (TNF-α-induced BAFF