王剛
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銀屑病免疫學研究新進展
王剛
銀屑病免疫學是近年研究活躍的領(lǐng)域,進展迅速,不僅加深了對銀屑病發(fā)病機制的認識,還有力地推動了銀屑病靶向治療的快速發(fā)展。在固有免疫方面,角質(zhì)形成細胞(KC)和樹突細胞(DC)是主要的細胞成分,介導銀屑病發(fā)病的起始環(huán)節(jié);而T細胞則仍然代表著適應(yīng)性免疫反應(yīng)中的主要角色,在銀屑病發(fā)病的多個方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[1]。各種細胞成分通過一系列細胞因子等炎癥介質(zhì),介導免疫通路,形成級聯(lián)放大和惡性循環(huán),最終導致銀屑病病理改變的發(fā)生。
1.角質(zhì)形成細胞:KC受到多種危險信號的刺激可以產(chǎn)生抗菌肽LL-37、防御素、S100蛋白等固有免疫效應(yīng)分子,啟動免疫應(yīng)答;而KC分泌多種趨化因子則可促進中性粒細胞、T細胞等向皮膚遷移,是銀屑病發(fā)病機制中的重要環(huán)節(jié)[1-2]。
皮膚損傷可能是激活KC啟動免疫反應(yīng)的重要因素。受到損傷刺激的KC會產(chǎn)生高水平的趨化因子CCL20,趨化招募髓樣樹突細胞(mDC)和Th17細胞到皮損局部[1,3]。皮膚感染也會活化免疫通路,促進局部的KC合成腫瘤壞死因子α(TNF-α)及干擾素α(IFN-α)。不同的細胞因子作用于KC可能造成不同的下游反應(yīng):TNF誘導KC表達CCL20和CXCL8等趨化因子,趨化招募中性粒細胞;IFN-γ誘導KC表達CXCL10和CXCL11,趨化Th1細胞,同時還促進KC表達Mx-1和胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TSLP),促進 Th2 細胞免疫反應(yīng)[4-5];IL-17 主要誘導KC合成抗微生物肽;而IL-22是導致KC過度增殖的主要因素[2,4,6]。
近年發(fā)現(xiàn),角蛋白具有重要的免疫學活性。在銀屑病皮損部位高表達的角蛋白17(K17)分子一方面可以促進KC產(chǎn)生趨化因子等免疫活性分子,另一方面,K17分子還擁有多個T細胞表位,能夠特異性地刺激銀屑病患者的T細胞活化,形成相互促進的環(huán)路,在銀屑病病變的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[7]。
2.T細胞:T細胞可以通過表達淋巴細胞抗原(CLA)與真皮微靜脈內(nèi)皮細胞的E選擇素相互作用向皮膚歸巢。成人外周循環(huán)中約10%的T細胞表達CLA,可分化成為皮膚歸巢T細胞。此外,皮膚局部也存在CLA+皮膚定植的記憶性T細胞,這群細胞在皮膚局部發(fā)揮免疫監(jiān)視作用[1,8-9]。
銀屑病皮損可見大量T細胞浸潤,其主要表型是CD3+CD2+CD45RO+CLA+,這群細胞還高表達CD25(細胞活化標志物)、HLA-DR 和 CD27[10]。這些T細胞依其分泌的主要細胞因子不同(IFN-γ、IL-17或 IL-22),分別被定義為 Th1、Th17 和 Th22 細胞[1]。銀屑病皮損也存在CD8+T細胞,其分泌細胞因子的格局與Th細胞相似,因此相應(yīng)地被分別命名為Tc1、Tc17和Tc22。近期研究發(fā)現(xiàn),γδT細胞和固有淋巴樣細胞(ILC)也會通過產(chǎn)生IL-17參與銀屑病發(fā)?。?1-12]。鑒于多種分泌IL-17的T細胞亞群在銀屑病發(fā)病中都發(fā)揮重要作用,因此有學者將這些細胞統(tǒng)一稱為 T17 細胞[13]。
以往的研究認為,銀屑病皮損局部IL-17的主要來源是αβT細胞,然而,近期研究發(fā)現(xiàn),銀屑病患者和小鼠模型的皮損均存在產(chǎn)生IL-17的γδT細胞[11]。與正常皮膚相比,銀屑病皮損中 CD3+γδTCR+T細胞數(shù)量明顯增多[14]。此外,外周血中的CLA+CCR6+γδT細胞也可以產(chǎn)生IL-17A,同時分泌TNF和 IFN-γ 刺激 KC 活化[15]。因此,αβT 細胞和 γδT細胞都會作為T17效應(yīng)細胞參與銀屑病發(fā)病。
調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)是具有免疫調(diào)節(jié)作用的T細胞亞群,在誘導免疫耐受、維持免疫穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用[1]。銀屑病患者Treg免疫抑制功能低下,推測可能是導致銀屑病免疫炎癥反應(yīng)持續(xù)存在的關(guān)鍵因素[16-17]。
3.樹突細胞:在皮膚的DC主要包括表皮Langerhans細胞(LC)和真皮的DC,后者包括mDC和漿細胞樣DC(pDC)。DC可以分泌產(chǎn)生多種炎癥因子及趨化因子,趨化、活化T細胞等炎細胞,促進銀屑病的發(fā)生發(fā)展[18]。近期研究發(fā)現(xiàn),和正常皮膚及非皮損相比,銀屑病皮損區(qū)的CD11c+髓樣DC數(shù)量增加30倍,主要是以炎癥性的BDCA-1-DC亞群為主,而非皮膚定植的BDCA-1+DC[19]。銀屑病經(jīng)過有效治療后,皮損區(qū)的炎癥性BDCA-1-DC數(shù)量則明顯減少。
LC是定植在表皮的DC亞群,其特征是胞質(zhì)內(nèi)含有大量的Birbeck顆粒,具有較強的吞噬功能。LC的特異性標記物是 CD1a+Langerin(CD207)+,其主要功能是吞噬攝取抗原,并遷移到局部引流淋巴結(jié)將抗原提呈給T細胞[1]。LC在銀屑病發(fā)病中的作用尚不清楚,有些研究結(jié)果甚至相互矛盾。銀屑病早期皮損LC的遷移率降低[20-21],而TNF-α阻斷劑(阿達木單抗或依那西普)和抗p40抗體(優(yōu)特克單抗)治療后能夠明顯促進非皮損區(qū)LC的遷移[22]。盡管LC遷移率降低在銀屑病發(fā)病中的意義尚不清楚,但推測可能會影響皮膚局部免疫微環(huán)境中抗原的敏感性,進而影響皮膚免疫應(yīng)答。
4.中性粒細胞:中性粒細胞是參與機體早期防御反應(yīng)的主要免疫細胞,其胞內(nèi)含有大量的抗微生物肽[1]。中性粒細胞可以分泌產(chǎn)生胞外誘捕網(wǎng)(NET)促進炎癥反應(yīng),其主要成分包括DNA和大量的抗微生物肽。研究證明,NET參與多種疾病自身免疫性損傷[23]。在銀屑病皮損表皮組織可見中性粒細胞浸潤,并可檢測到中性粒細胞趨化因子表達,例如,CXCL1、CXCL2和 CXCL8/IL-8。銀屑病皮損局部存在核酸物質(zhì)及彈力蛋白酶,提示中性粒細胞NET可能參與發(fā)病。此外,中性粒細胞還可能通過表達IL-17參與銀屑病的發(fā)病過程[24]。
5.其他細胞成分:巨噬細胞的主要功能是吞噬清除凋亡細胞及細胞碎片,在組織重塑中發(fā)揮重要作用。在正常皮膚,CD163作為血紅蛋白/珠蛋白清道夫受體,在組織中多數(shù)成熟的巨噬細胞表面表達,是巨噬細胞最重要的標志物[25]。和非皮損區(qū)相比,銀屑病皮損區(qū)的巨噬細胞數(shù)量增加3倍[26]。目前研究認為,巨噬細胞可能通過分泌炎癥因子參與銀屑病發(fā)病,但是其在銀屑病中具體功能尚不清楚。
NK細胞是CD56+CD16+天然殺傷細胞,其主要功能是以非MHC限制性的方式殺傷腫瘤細胞及病毒感染細胞。研究表明,NK細胞可以通過分泌炎癥因子如 IFN-γ、TNF 和 IL-22 等參與銀屑病發(fā)?。?]。NKT細胞是一群異質(zhì)性的固有免疫細胞,其同時表達NK細胞和T細胞的標志物。NKT細胞可能通過分泌IFN-γ等炎癥因子參與銀屑病發(fā)病。CD1d作為NKT細胞刺激配體,在銀屑病皮損表皮大量表達,提示其與銀屑病的相關(guān)性[27]。
肥大細胞可能通過釋放細胞因子等方式參與銀屑病的發(fā)??;成纖維細胞的作用近年也受到一定的關(guān)注,有研究發(fā)現(xiàn),成纖維細胞與γδT細胞的相互作用是后者產(chǎn)生IL-17等細胞因子的重要環(huán)節(jié),可能影響著銀屑病發(fā)生發(fā)展的整個過程[28]。
1.銀屑病發(fā)病啟動階段的免疫通路:銀屑病發(fā)病存在很多誘因,例如創(chuàng)傷、感染和藥物等。因此很難明確銀屑病患者個體發(fā)病的啟動因素。米奎莫特(Toll樣受體7激動劑)主要通過激活DC,進而激活I(lǐng)L-23/T17軸誘導銀屑病模型。因此,Toll樣受體激活可能是啟動銀屑病免疫炎癥通路相關(guān)基因表達的關(guān)鍵因素。
Gilliet和Lande研究表明,銀屑病發(fā)病的啟動與Toll樣受體密切相關(guān)。當外界誘因?qū)е缕つw損傷時,KC可以防御性產(chǎn)生LL-37,與DNA形成復合物,通過Toll樣受體9激活pDC,同時LL-37/RNA復合物還可與Toll樣受體7結(jié)合,激活pDC[29]?;罨腄C分泌I型IFN,例如IFN-α和IFN-β,進一步激活mDC。此外,LL-37/RNA復合物還可以與Toll樣受體8結(jié)合,直接激活mDC。銀屑病皮損的中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)提供的DNA可能在銀屑病啟動階段發(fā)揮重要作用。
2.銀屑病免疫機制中的惡性環(huán)路:mDC通過分泌IL-23和IL-12刺激T細胞活化,而免疫反應(yīng)被啟動后,銀屑病發(fā)病機制的中心環(huán)節(jié)就是IL-23刺激T17細胞增殖、分化、存活,并分泌產(chǎn)生IL-17。IL-23由兩條鏈組成,包括p19和p40,其中p40也是組成IL-12的重要單位。在銀屑病皮損IL-23主要來源于BDCA-1-炎癥性DC、BDCA-1+皮膚定植DC 和巨噬細胞[30]。
KC和mDC參與免疫環(huán)路的放大。T細胞活化后產(chǎn)生多種炎癥因子,刺激KC表達炎癥相關(guān)分子,刺激T細胞進一步活化,最終形成惡性免疫環(huán)路,導致T細胞持續(xù)活化,銀屑病遷延不愈。已有證據(jù)顯示,Th1細胞活化后產(chǎn)生IFN-γ等炎癥因子,刺激KC和mDC表達分泌CXCL9、CXCL10和 CXCL11等T細胞趨化因子[1],進一步招募趨化Th1細胞到皮損局部,通過這樣的循環(huán)不斷放大免疫炎癥反應(yīng)。
3.參與銀屑病發(fā)病的關(guān)鍵細胞因子:IL-17是導致銀屑病發(fā)生的重要炎癥因子之一。研究發(fā)現(xiàn),利用抗CD3/CD28抗體或者PMA/離子霉素可刺激銀屑病皮損T細胞產(chǎn)生大量IL-17,但是健康人皮膚的T細胞受到相同刺激后則不產(chǎn)生IL-17?;虮磉_譜芯片分析結(jié)果也表明,IL-17的下游基因在銀屑病KC明顯高表達[31]。利用藥物阻斷或中和IL-17A或者IL-17受體亞單位能夠使80%銀屑病患者的病情及病理表型得到明顯緩解。這項研究提示,Th17/IL-17可能是導致銀屑病發(fā)病最重要的T細胞亞群[1-2]。
Chiricozzi等[32]利用三維皮膚培養(yǎng)模型發(fā)現(xiàn),IL-17可以刺激表皮上調(diào)表達419個基因和下調(diào)表達216個基因。IL-17可以穩(wěn)定趨化因子mRNA,例如CXCL1;IL-17與TNF在一系列免疫炎癥反應(yīng)中具有協(xié)同作用。IL-17還可誘導銀屑病皮損IL-19和IL-36γ的表達,進而導致角質(zhì)形成細胞過度增殖[1]。
TNF-α在銀屑病發(fā)病中的作用是多方面的。多種細胞都可以產(chǎn)生TNF-α,包括KC、T細胞和BDCA-1-炎性 DC[2,18]。研究發(fā)現(xiàn),接受依那西普(TNF-α拮抗劑)治療的銀屑病患者,皮損處的DC表達共刺激分子水平降低。體外實驗也證明,依那西普可以下調(diào)DC表達成熟相關(guān)分子及共刺激分子,包括CD86、HLA-DR和 CD11c,進而導致其刺激活化T細胞能力降低。因此,TNF-α的關(guān)鍵作用是促進抗原提呈細胞功能,而阻斷TNF-α能夠明顯抑制DC和T細胞相互作用[13]。此外,TNF-α還可以促進DC合成IL-23,而阻斷TNF-α能夠明顯抑制IL-23/T17 細胞軸[1,26]。
IFN-γ在銀屑病皮損及外周血中均可見大量表達,而治療后則明顯下降。研究發(fā)現(xiàn),IFN-γ可能調(diào)控銀屑病皮損近400個基因的表達。然而,IFN-γ參與銀屑病發(fā)病的具體機制尚不清楚。利用中和抗體直接阻斷IFN-γ并不能明顯改善銀屑病患者病情,表明IFN-γ可能不能直接影響銀屑病慢性皮損形成。最新的觀點認為,IFN-γ的主要功能可能是在銀屑病皮損發(fā)生的早期活化抗原提呈細胞[2]。
銀屑病的免疫學研究非?;钴S,也越來越深入?;谝呀?jīng)發(fā)現(xiàn)的重要細胞或分子機制,產(chǎn)生了一系列靶向治療策略,在臨床實踐中取得了很大的成功。今后一個時期,免疫學研究仍將是探索銀屑病的熱點領(lǐng)域。免疫紊亂是如何啟動的?是否存在致病相關(guān)的自身抗原?不同免疫細胞或細胞亞群各自扮演什么角色?免疫炎癥反應(yīng)為何持續(xù)存在?對這些問題的回答將把我們對銀屑病的認識推上新的高度。
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國家自然科學基金(81430073、81171494)
710032西安,第四軍醫(yī)大學西京皮膚醫(yī)院
王剛,Email:xjwgang@fmmu.edu.cn
2015-02-02)
(本文編輯:顏艷)