黃辛兆，鐘良軍

1 人β防御素2(human β defensin-2，hBD-2)的簡(jiǎn)介

防御素是一類廣泛存在于昆蟲、植物及哺乳動(dòng)物的內(nèi)源性抗菌肽，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為α-防御素、β-防御素及富含特定氨基酸的多肽[1]。1997年，Harder等[2]推測(cè)在銀屑病這種非感染性疾病中可能存在抗菌肽，并從銀屑病患者的皮膚鱗屑中分離純化得到一種約4.3 ku的多肽，氨基酸序列分析表明其屬于人β防御素成員，被命名為hBD-2。

hBD-2是天然免疫的第一道防線皮膚和黏膜中的一種重要介質(zhì)，是一種有41個(gè)氨基酸的陽(yáng)離子小分子內(nèi)源性抗菌肽，其相對(duì)分子量為4 328.3 u，電離常數(shù)為9 130，含有6個(gè)半胱氨酸殘基及3個(gè)穩(wěn)定其構(gòu)型的二硫鍵。hBD-2的基因包含兩個(gè)外顯子(第1個(gè)外顯子編碼信號(hào)肽，第2個(gè)外顯子編碼很短的前導(dǎo)肽和成熟的hBD-2基因)和一個(gè)1 610 bp的內(nèi)含子，含有TATA盒(CTTTAATAAGGTGGAA)和多個(gè)核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)元件[1]。

2 hBD-2的生物學(xué)活性

hBD-2基因及蛋白的表達(dá)主要通過激活基因轉(zhuǎn)錄因子NF-κB實(shí)現(xiàn)，有絲分裂激活蛋白激酶通路以及Src-依賴的Raf-MEK1/2ERK信號(hào)通路也參與其中。其主要的生物學(xué)活性如下。

2.1 抗菌作用

hBD-2能殺滅多種病原微生物，主要包括大多數(shù)帶負(fù)電荷的G+菌、G-菌、真菌、支原體及螺旋體。大部分研究認(rèn)為其抗菌作用主要與破壞質(zhì)膜雙分子層有關(guān)，帶正電荷的hBD-2通過靜電吸引與帶負(fù)電荷細(xì)菌的細(xì)菌膜脂層結(jié)合，在膜脂上聚集形成穩(wěn)定的孔隙或通道，使胞外的離子、多肽等流入胞內(nèi)，并使胞內(nèi)重要的鹽類、大分子等泄漏到胞外，從而導(dǎo)致不可逆性的菌體死亡[3]。hBD-2的殺菌作用有劑量依賴性，且由于帶正電荷的離子可與其競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，故其活性與鹽濃度、離子種類也有一定的關(guān)系[4]。目前越來越多的證據(jù)表明，除了破壞膜結(jié)構(gòu)，防御素還可通過其他途徑起到抗菌作用[5]。

hBD-2呈可誘導(dǎo)表達(dá)，在健康的皮膚中可檢測(cè)到hBD-2的mRNA，但不能分離出具有抗菌活性的hBD-2。當(dāng)皮膚和黏膜被細(xì)菌感染時(shí)，hBD-2的mRNA和蛋白表達(dá)水平明顯增高[1]。

2.2 免疫活性

hBD-2在對(duì)病原體的免疫防御、自身抗原或腫瘤抗原的免疫監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用。

hBD-2與趨化因子受體6(chemokine c-c motif receptor 6，CCR6)的配體巨噬細(xì)胞炎性蛋白3α的三級(jí)結(jié)構(gòu)相似，能競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合樹突狀細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞表面特異性的CCR6，從而激活細(xì)胞免疫和體液免疫[6]，使其聚集于局部皮膚或黏膜，發(fā)揮獲得性免疫反應(yīng)作用，提高機(jī)體抵抗感染的獲得性免疫水平。

hBD-2可作為Toll樣受體4(toll like receptor 4，TLR4)的內(nèi)源性配體與之結(jié)合，在白細(xì)胞介素-1相關(guān)蛋白激酶和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6等信號(hào)傳導(dǎo)分子的協(xié)同作用下，與TLR4結(jié)合后觸發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)信號(hào)，導(dǎo)致NF-κB激活并遷移至細(xì)胞核內(nèi)，激活細(xì)胞因子基因轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)協(xié)同刺激分子的表達(dá)上調(diào)和樹突狀細(xì)胞的成熟，進(jìn)而活化T細(xì)胞，觸發(fā)特異性免疫應(yīng)答[7]。

2.3 其他作用

hBD-2在腫瘤組織中的表達(dá)水平與腫瘤類型相關(guān)[8]，口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)的過度甲基化可導(dǎo)致hBD-2表達(dá)降低，hBD-2可能是OSCC的抑癌基因[9-10]。hBD-2對(duì)腫瘤細(xì)胞有細(xì)胞毒性，能抑制腫瘤新生血管的形成，可通過調(diào)控細(xì)胞周期來抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并且hBD-2可能與OSCC的分化和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)[11]。

此外，hBD-2擁有廣泛的抗病毒譜[12]，在細(xì)胞的激活與分化，細(xì)胞因子/趨化因子的產(chǎn)生，激素的調(diào)節(jié)，血管的新生，炎癥、創(chuàng)傷及神經(jīng)損傷的修復(fù)等方面均起作用[9]。

3 hBD-2與口腔扁平苔蘚(oral lichen planus，OLP)的關(guān)系

3.1 hBD-2在口腔中的表達(dá)

hBD-2廣泛表達(dá)于口腔組織，健康口腔黏膜組織有少量hBD-2的表達(dá)，OLP患者病損組織中hBD-2表達(dá)較健康口腔黏膜組織明顯增強(qiáng)。在過角化的OLP中，角化層及顆粒層均有明顯的hBD-2表達(dá)，且在棘細(xì)胞層中有強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)[13-14]。

有研究表明白細(xì)胞介素-1、腫瘤壞死因子-α、白念珠菌感染等刺激因素可誘導(dǎo)hBD-2基因表達(dá)上調(diào)[13-14]，但hBD-2在OLP中的高表達(dá)現(xiàn)象在其他有炎癥浸潤(rùn)的上皮病變(如嚴(yán)重炎癥所致的牙齦增生或根尖囊腫)中并未發(fā)現(xiàn)，可能與OLP相關(guān)的特異性炎癥或免疫發(fā)病機(jī)理相關(guān)[13]。

OLP組織中朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cell，LC)的數(shù)量較正常上皮多，hBD-2在OLP的LC中高表達(dá)可能是誘導(dǎo)性表達(dá)增強(qiáng)的結(jié)果，與LC的分布無相關(guān)性，但其在OLP中的定位可能與LC的分布有關(guān)[13]。

3.2 hBD-2與OLP感染

OLP可能與細(xì)菌、念珠菌和病毒感染相關(guān)[15]，有研究顯示瑪氏普雷沃氏菌、艾肯菌屬、直腸彎曲菌、二氧化碳嗜纖維菌等多種菌屬在OLP的唾液和組織中富集[16-18]。在人體其他組織中的研究表明hBD-2對(duì)與OLP密切相關(guān)的HPV有抑制作用[19]。OLP相關(guān)炎癥因子可能特異性地誘導(dǎo)hBD-2在病變區(qū)域的高表達(dá)。

白念珠菌感染與OLP關(guān)系密切，OLP患者較健康人群更易伴發(fā)白念珠菌的感染[13-14]。有研究表明白念珠菌在不同類型的OLP中均有陽(yáng)性表達(dá)，且隨著病情加重其陽(yáng)性率增加，而hBD-2的表達(dá)隨著白念珠菌感染及炎癥程度增加而增強(qiáng)[20]。糖皮質(zhì)激素是治療OLP的一線用藥[20]，而糖皮質(zhì)激素是公認(rèn)的口腔念珠菌病誘發(fā)因素之一[21]。有研究顯示，30%的白念珠菌檢測(cè)為陽(yáng)性的OLP患者，在開始局部類固醇治療后會(huì)發(fā)展為口腔念珠菌病[22]。hBD-2有抗真菌活性，當(dāng)白念珠菌接觸口腔黏膜上皮的角質(zhì)形成細(xì)胞后，細(xì)胞壁中的甘露聚糖可被TLR2識(shí)別，介導(dǎo)hBD-2的產(chǎn)生，并激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，調(diào)控hBD-2的基因轉(zhuǎn)錄，從而增強(qiáng)hBD-2 mRNA的表達(dá)[23]。

角化作用有助于上皮中hBD-2的保留，但在OLP的角化層表層常檢測(cè)到hBD-2染色暗淡或呈陰性[13]，可能是由于臨床上OLP患者的白念珠菌感染多表現(xiàn)為淺表感染或僅為帶菌者[17]。

3.3 hBD-2與OLP免疫

OLP是一種T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫性疾病，免疫失衡在其發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。OLP患者同時(shí)存在細(xì)胞免疫和體液免疫功能的異常，以細(xì)胞免疫功能降低、體液免疫功能亢進(jìn)為主[24-25]。

OLP的主要病理改變是基底細(xì)胞液化變性及上皮下淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)[26]。其發(fā)病機(jī)理可能是：外來抗原或與外來抗原結(jié)合的自身抗原使口腔黏膜上皮細(xì)胞發(fā)生改變，引起T淋巴細(xì)胞對(duì)上皮的自身免疫性攻擊并激活固有層淋巴細(xì)胞增殖[27]，造成基底層細(xì)胞和基底膜損傷，破壞的上皮細(xì)胞可產(chǎn)生白細(xì)胞介素等活性因子，募集淋巴細(xì)胞到病變部位，形成惡性循環(huán)[28]。

hBD-2在OLP中更強(qiáng)、更廣泛的表達(dá)可能是由特異性T細(xì)胞主導(dǎo)的炎癥所致，與OLP有關(guān)的炎癥可強(qiáng)烈誘導(dǎo)hBD-2的表達(dá)以增強(qiáng)局部皮膚的免疫防御功能。hBD-2可通過與CCR6結(jié)合，趨化樹突狀細(xì)胞和記憶T細(xì)胞，活化T、B細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫和體液免疫，參與機(jī)體的獲得性免疫反應(yīng)，使OLP長(zhǎng)期處于宿主防御和微生物入侵的動(dòng)態(tài)平衡之中。hBD-2的表達(dá)水平可能會(huì)影響OLP患者抵抗微生物入侵的能力及OLP的預(yù)后。

3.4 hBD-2與OLP惡變

目前認(rèn)為OLP是一種潛在惡性病變，是否可能癌變尚無確切說法，大多數(shù)流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示OLP癌變率在1%左右[29-30]。OLP的癌變可能是由于長(zhǎng)期的炎癥刺激導(dǎo)致上皮細(xì)胞的增殖和凋亡失衡，使某些基因或信號(hào)通路出現(xiàn)異常，最終誘使疾病向OSCC發(fā)展[31]。hBD-2的抗炎、抗菌及免疫激活作用在防止OLP惡變的過程中可能發(fā)揮著重要作用。

白念珠菌在OLP向OSCC轉(zhuǎn)變過程中具有促進(jìn)作用，白念珠菌可在乙醇氧化和葡萄糖酵解過程中產(chǎn)生乙醛，乙醛能促進(jìn)上皮異常增生和口腔癌發(fā)生[32]，導(dǎo)致OLP惡變。體外研究發(fā)現(xiàn)的hBD-2可能通過抑制粘附上皮細(xì)胞、上調(diào)對(duì)菌絲生長(zhǎng)的反應(yīng)等滅活白念珠菌[33]，可能在抑制白念珠菌促OLP的癌變過程中發(fā)揮著重要作用。

4 hBD-2與OLP的治療展望

hBD-2的生物學(xué)特性體現(xiàn)了其在調(diào)動(dòng)機(jī)體的固有免疫和適應(yīng)性免疫中的作用，通過破壞病原微生物的生物膜結(jié)構(gòu)或病毒外殼蛋白產(chǎn)生抗菌、抗病毒作用且不產(chǎn)生抗性，同時(shí)還具有抗腫瘤、激素調(diào)節(jié)等作用。這些特性使其在物種生存、抵御侵害以及提高生存質(zhì)量等方面具有應(yīng)用前景。

hBD-2與OLP關(guān)系復(fù)雜，其作用機(jī)制的研究尚不完善。作為內(nèi)源性抗菌肽，hBD-2在機(jī)體正常組織中表達(dá)水平很低，能夠通過分離、提純獲取天然的具有生物學(xué)活性hBD-2的量極其有限。hBD-2含有3對(duì)二硫鍵，化學(xué)合成的hBD-2較難保證正確的配對(duì)，且前酶易快速降解，合成的hBD-2具有一定細(xì)胞毒性[34]。而通過基因工程技術(shù)獲得hBD-2時(shí)，會(huì)由于其抗菌活性引起工程菌“自殺”。如何建立持續(xù)、穩(wěn)定且高效表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)具有生物學(xué)活性的hBD-2尚處于研究階段。雖然有基礎(chǔ)研究通過氨基酸殘基替換改良hBD-2，可降低其細(xì)胞毒性，增強(qiáng)其抗菌作用及耐鹽性[35]，但鮮有其在臨床中的應(yīng)用方式、效應(yīng)劑量或不良反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道。

盡管如此，研制安全無毒的免疫制劑以誘導(dǎo)hBD-2在局部黏膜高表達(dá)，或直接在口腔黏膜中應(yīng)用具有較高生物學(xué)活性的hBD-2可能會(huì)給OLP的防治提供新思路。