周鵬軍 王寶璽 林立航 肖學(xué)敏

1福建醫(yī)科大學(xué)研究生院，福州 350001；2中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 整形外科醫(yī)院皮膚科，北京 100144；3福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院皮膚科，福州 350001

反常性痤瘡（acne inversa，AI；OMIN#142690），又稱化膿性汗腺炎、毛囊閉鎖三聯(lián)癥，典型表現(xiàn)為皺褶部位反復(fù)發(fā)作的膿腫、竇道、瘢痕形成。發(fā)病機(jī)制與遺傳、免疫、內(nèi)分泌、環(huán)境因素等有關(guān)。目前尚缺乏早期診斷的指標(biāo)和有效預(yù)防復(fù)發(fā)的方法。目前我國報道的AI 絕大多數(shù)有家族史。遺傳學(xué)證據(jù)表明，家族性AI 屬于單基因病，遺傳方式為常染色體顯性遺傳，致病基因位于染色體1p21.1-1q25.3，發(fā)病基礎(chǔ)為γ 分泌酶基因單倍體不足［1］。現(xiàn)將γ 分泌酶突變的致病機(jī)制和臨床意義綜述如下。

一、γ分泌酶基因突變的致病機(jī)制

1.γ分泌酶基因突變：2010年，Wang等［2］首次在6個AI中國家系中發(fā)現(xiàn) γ 分泌酶 NCSTN、PSEN1、PSENEN 基因存在雜合子突變，這些突變隨后在3 個法國家系、2 個英國家系、1個日本家系和4例散發(fā)病例中得到證實(shí)［3］。至今已報道的突變，18 個位于 NCSTN，3 個位于 PSENEN，1 個位于PSEN1［3-4］。突變的類型包括 4 個無義突變、7 個框移突變、7個剪切體變異和4個錯義突變［4］?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的γ分泌酶基因突變絕大部分是NCSTN突變，因此目前研究的重點(diǎn)在于NCSTN基因突變引起AI的機(jī)制。

2.NCSTN 突變對 γ 分泌酶活性的影響：γ 分泌酶包含4個組分，分別為早老蛋白（presenilin，PS）、納卡斯楚因蛋白（nicastrin，NCT）、前咽缺陷蛋白1（anterior pharynx defective-1，APH1）、早 老蛋白增強(qiáng)子 2（presenilin enhancer-2，PEN2）。人類PS有PS1和PS2兩種亞型，PS1是γ分泌酶的主要功能亞基，可裂解成氨基末端片段（N-terminal fragments，NTF）和羧基末端片段（carboxy-terminal fragments，CTF）兩部分，其中PS1-CTF 被認(rèn)為是γ 分泌酶起催化作用的核心成分［5］。NCT是γ分泌酶最大的亞基，具有大葉和小葉兩個結(jié)構(gòu)，與APH1a 一起穩(wěn)定酶的功能。目前尚未發(fā)現(xiàn)NCT 蛋白成分或特殊區(qū)域變異。有趣的是，NCSTN 基因突變位點(diǎn)均位于胞外域，并且目前尚未發(fā)現(xiàn)突變的高頻熱點(diǎn)，說明NCSTN 胞外域的功能對γ分泌酶的穩(wěn)定性具有重要作用［6］。

NCSTN 基因雜合子突變引起NCSTN 水平下調(diào)已經(jīng)在多個家族性AI 患者和NCSTN siRNA 干擾的細(xì)胞模型中得到驗(yàn)證［7-8］，NCT 蛋白表達(dá)下降也在 3 例家族性 NCSTN c.477C＞A 患者皮損得到證實(shí)［7］，但對 γ 分泌酶蛋白活性的影響目前仍有爭議。Xiao 等［7］發(fā)現(xiàn)，NCSTN 基因敲減的原代成纖維細(xì)胞和HaCaT 細(xì)胞PS1-CTF 表達(dá)均下降，說明在體外原代成纖維細(xì)胞和HaCaT 細(xì)胞中γ 分泌酶的活性下降。然而，Pink 等［8］報道1 例 NCSTN（NCSTN 1125+1 G＞A）突變者原代成纖維細(xì)胞NCT mRNA 表達(dá)下調(diào)，成熟型NCT（mNCT）蛋白表達(dá)亦下降，但成熟γ分泌酶PS1-CTF 總量不變，表明γ分泌酶活性不變。另外，在NCSTN缺陷細(xì)胞中分別共表達(dá)4 種不同的NCSTN 錯義突變cDNA，與野生型相比，只有其中1種PS1-CTF 表達(dá)下降，另外3種并不下降［9］，提示NCSTN 基因突變可不影響γ分泌酶活性。

3.γ分泌酶-Notch通路：γ分泌酶是一種大分子量膜整合蛋白酶復(fù)合體，能水解和切割50多種1型膜蛋白，包括淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein）、Notch 受體、血管內(nèi)皮生長因子受體、表皮生長因子受體4［10］。PSEN1-PSEN2-、PSEN1-和NCSTN-敲減小鼠均出現(xiàn)毛囊濾泡角質(zhì)化、萎縮和上皮囊腫的形成［11-13］，而 Notch 蛋白（Notch 1、2、3）敲減小鼠亦表現(xiàn)出相似的皮損［11］。由此推測AI 患者可能通過γ分泌酶-Notch信號通路導(dǎo)致AI的發(fā)生。Xiao等［7］發(fā)現(xiàn) NCSTN 低表達(dá)的 HaCaT 細(xì)胞 Notch1 和 Notch3 表達(dá)下調(diào)，但PI3K-AKT 升高，并且用免疫組化在3 例NCSTN c.477C＞A家族患者中證實(shí)Noth1和Notch3下調(diào)以及靶基因HES-1（hairy enhancer of Split-1）正相關(guān)性下調(diào)［14］。這些結(jié)果說明家族性AI 通過Notch 和PI3K-AKT 通路促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。而 Zhang 和 Sisodia［9］發(fā)現(xiàn)在 NCSTN 基因 4 個錯義突變（V75I、D185N、P211R 和Q216P 變異）的細(xì)胞模型中，僅有Q216P變異影響Notch的剪切。

上述結(jié)果表明，NCSTN 基因突變不一定影響γ 分泌酶活性，也不一定影響Notch的剪切，說明NCSTN錯義突變不完全通過Notch 信號傳導(dǎo)參與AI 的發(fā)生?；蛲蛔兣cγ 分泌酶-Notch軸之間可能存在“量-效關(guān)系”，當(dāng)γ分泌酶含量減少至某一閾值時才會引起下游分子效應(yīng)的改變。

Notch 信號通路在AI 中的致病機(jī)制是目前關(guān)注的焦點(diǎn)。Notch通路缺陷的致病機(jī)制主要體現(xiàn)在以下3個方面：第一，毛囊角化是AI 早期共同的病理表現(xiàn)，與角質(zhì)形成細(xì)胞異常增殖分化有關(guān)。家族性AI 患者，在γ 分泌酶基因單倍體不足的遺傳背景下，部分通過γ 分泌酶-Notch 軸影響角質(zhì)形成細(xì)胞的增生分化［7］。適當(dāng)?shù)腘otch 信號對維持毛囊和皮膚附屬器的內(nèi)外根鞘至關(guān)重要，Notch信號受損可轉(zhuǎn)變外根鞘細(xì)胞的命運(yùn)，導(dǎo)致毛囊轉(zhuǎn)化為富含角蛋白的表皮囊腫［15］。第二，固有免疫中，角質(zhì)形成細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是重要的促炎分子來源。角質(zhì)形成細(xì)胞組成性表達(dá)或者在模式識別受體刺激下分泌更多的炎癥細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素1β（IL-1β）；巨噬細(xì)胞高表達(dá)Toll 樣受體2 激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK），介導(dǎo)腫瘤壞死因子α、IL-12等促炎因子分泌增加；角質(zhì)形成細(xì)胞和中性粒細(xì)胞分泌的載脂蛋白2與腫瘤壞死因子α 形成炎癥放大環(huán)路，趨化更多的中性粒細(xì)胞浸潤。適應(yīng)性免疫應(yīng)答中，Th1 細(xì)胞分泌大量干擾素γ，Th17/Treg 失衡導(dǎo)致IL-17、IL-23等促炎因子大量分泌，干擾毛囊干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和毛囊漏斗狀結(jié)構(gòu)的完整，并導(dǎo)致毛囊周圍炎［15］。生理狀態(tài)下，絲裂原激活蛋白激酶磷酸酶1（mitogen-activated protein kinase phosphatase-1，MKP-1）可以抑制巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞MAPK 活化，從而抑制炎癥因子產(chǎn)生。當(dāng)Notch 信號減少，不足以通過MKP-1抑制巨噬細(xì)胞MAPK信號激活的固有免疫時，可導(dǎo)致Th17 為主的炎癥反應(yīng)和IL-17 介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞浸潤［15］。第三，細(xì)菌感染、吸煙、摩擦、溫度、pH值等因素可能通過抑制Notch信號通路加劇炎癥反應(yīng)的發(fā)生［16］。

除了Notch 信號通路下調(diào)，表達(dá)譜芯片分析提示，NCSTN敲減的HaCaT細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)的信號通路包括經(jīng)典與非經(jīng)典的Wnt、p53以及核因子kappa B，上調(diào)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路包括 FoxO、PI3K-Akt、Ras-MAPK-ERK 及 Insulin-IGF［7］。生物學(xué)功能富集分析提示這些信號通路絕大部分與角質(zhì)形成細(xì)胞增生分化有關(guān)。因此，這些通路有望揭示角質(zhì)形成細(xì)胞異常增殖分化的機(jī)制。

二、γ分泌酶基因突變的臨床意義

目前證據(jù)表明，遺傳和環(huán)境因素對AI 發(fā)病都有作用，但遺傳對發(fā)病的作用大小仍不清楚。

1.γ分泌酶基因突變與AI的發(fā)生：γ分泌酶基因突變不等于AI的發(fā)生，一方面，多種疾病檢測出γ分泌酶亞基的基因突變，除了AI，還包括家族性阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease）、擴(kuò)張性心肌病、乳腺癌、白血病、家族性粉刺（familial comedones）、皺褶部網(wǎng)狀色素異常（Dowling-Degos disease，DDD）［3，17］。另一方面，AI患者中除了發(fā)現(xiàn)γ分泌酶組成成分基因突變，還發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)域PSTP1P1變異、TNF基因多態(tài)性［11，18］。另外，英國12例報告有家族史的AI患者中，并未發(fā)現(xiàn)γ 分泌酶基因突變［12］。家族性AI 患者中γ 分泌酶基因突變的低檢出率說明可能存在其他突變基因未被發(fā)現(xiàn)。

2.再現(xiàn)風(fēng)險及阿爾茨海默病風(fēng)險：γ分泌酶基因突變雖然在多個國家和多個家系得到證實(shí)，但突變者僅占AI人群的一小部分。AI 為常染色體顯性遺傳，理論上受影響的一級親屬應(yīng)為50%。然而，在Fitzsimmons 等［13］的研究中，只有34%受到影響。一級親屬中γ分泌酶基因突變的不完全外顯率可能與尚未發(fā)病的年輕隱性患者有關(guān)，或者受吸煙、肥胖等其他危險因素的影響。

家族性AI 和阿爾茨海默病均存在γ 分泌酶基因突變，因此AI 與阿爾茨海默病的相關(guān)性引起了人們的關(guān)注。在美國對28 755例AI患者的一項回顧性研究中，與健康人相比，AI患者患阿爾茨海默病的風(fēng)險并未增加［19］，遺憾的是，作者并未指出家族性AI 患者的阿爾茨海默病風(fēng)險是否增加。隨著更多家族性AI 患者的發(fā)現(xiàn)，有望闡明二者的關(guān)系。

3.基因型和表型的聯(lián)系：家族性粉刺和AI 患者均有PSENEN 基因突變，病理上均有毛囊角栓的形成。家族性粉刺好發(fā)于面部、頸部、軀干和前臂，少數(shù)皮損可發(fā)展為膿皰和痤瘡樣皮損［20］；AI好發(fā)于皺褶部位，易形成膿腫、竇道和瘢痕。PSENEN 基因突變患者不同的皮膚表現(xiàn)，可能與皺褶部位的摩擦、細(xì)菌感染等環(huán)境因素有關(guān)。家族性阿爾茨海默病和AI患者均有PSEN1基因突變，分別表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚的病理表現(xiàn)，不同組織的基因修飾和環(huán)境因素可能在其中扮演著重要作用。

AI的平均發(fā)病年齡為20～24歲，13歲前發(fā)病的稱為早發(fā)型AI 患者。與普通AI 患者相比，早發(fā)型AI 患者家族史的比例更高（55.6%/34.2%），且有多個部位皮損［21］。目前報道的有家族史的患者絕大部分有γ分泌酶基因突變。由此推測，基因突變患者更趨向于早發(fā)且病情更重。

2013年，Canoui-Poitrine 等［22］使用潛在分類（latent class analysis，LC）法對 618 例 AI 患者進(jìn)行統(tǒng)計分析，將 AI 分為“經(jīng)典型”和“非經(jīng)典型”。經(jīng)典型（LC1亞型，腋窩-乳房型）AI 主要累及腋窩、腹股溝和女性乳房下區(qū)域。非經(jīng)典型分為LC2（毛囊型）和LC3亞型（臀部型），可能與γ分泌酶基因突變相關(guān)。隨后，Ingram 和 Piguet 等［23］對 13 個家系和 10 例散發(fā)的γ 分泌酶基因突變患者的臨床特征進(jìn)行總結(jié)，將上述患者均歸類于LC2亞型（毛囊型）。

最近，Xu 等［24］和 Li 等［3］分別對 NCSTN 突變和 PSENEN突變患者的臨床特征進(jìn)行概括。Xu 等［24］證實(shí)53 例家族性NCSTN 突變患者臨床特征符合LC2 型（毛囊型），但突變患者未發(fā)現(xiàn)AI 的典型表現(xiàn)——藏毛竇，且與Canoui-Poitrine等［22］的研究相比，AI 患者中吸煙患者的比例由88%下降為34%，這種差異的原因可能與種族、樣本例數(shù)少有關(guān)。值得注意的是，所有NCSTN 突變患者均有不同程度的瘢痕，瘢痕呈圓形或橢圓形，深度1～3 mm，比痤瘡的瘢痕大且深。Li 等［3］將 13 個家系 PSENEN 基因突變患者分為 AI 型、DDD型、AI 合并 DDD 三型，其中 AI 型臨床特征符合 L2 型，DDD型僅表現(xiàn)為類似于DDD的網(wǎng)狀色素沉著，AI合并DDD型兼有AI 和DDD 的臨床特征。作者認(rèn)為PSENEN 基因突變患者網(wǎng)狀色素沉著是AI 的特殊亞型。有趣的是，NCSTN 或PSEN1 突變患者中尚未報告有色素沉著亞型，提示網(wǎng)狀色素沉著很有可能是PSENEN突變患者特殊的臨床表現(xiàn)。

總之，雖然潛在分類法分型在一定程度上能聯(lián)系基因型和表型，但目前仍然沒有一個表型分類系統(tǒng)可以預(yù)測疾病的嚴(yán)重程度和治療的有效性。

三、結(jié)語

家族性AI發(fā)病機(jī)制仍知之甚少，目前研究的熱點(diǎn)主要集中于遺傳和免疫兩方面?，F(xiàn)已明確，在γ 分泌酶基因突變的遺傳背景下，毛囊角栓形成是關(guān)鍵，免疫反應(yīng)失調(diào)是核心，感染、內(nèi)分泌、吸煙、肥胖則加重AI 的發(fā)生。進(jìn)一步認(rèn)識γ分泌酶的結(jié)構(gòu)功能和毛囊病理生理，檢測γ分泌酶下游信號傳導(dǎo)通路分子，深入研究表觀遺傳學(xué)和非編碼RNA參與炎癥的機(jī)制以及炎癥網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等均將有利于系統(tǒng)闡述AI的完整機(jī)制，為臨床診斷和治療提供依據(jù)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突