特應(yīng)性皮炎細(xì)胞免疫研究進(jìn)展

肖德奇， 袁定芬

(上海交通大學(xué)附屬上海市第六人民醫(yī)院皮膚科， 上海 200233)

特應(yīng)性皮炎(Atopic Dermatitis，AD)，又名異位性皮炎，遺傳過敏性皮炎，是一種慢性復(fù)發(fā)性、炎癥性、瘙癢性皮膚病。本病通常始發(fā)于嬰幼兒期，不同年齡階段有不同特征性表現(xiàn)，常伴有哮喘和或過敏性鼻炎。美國的一項調(diào)查顯示AD的發(fā)病率為6%(Hanifin和Reed，2007)。其發(fā)病率有逐年上升的趨勢。[1]該病病情易反復(fù)，不易治愈，對患者身心健康及生活質(zhì)量造成很大影響。其病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前尚不完全明確，一般認(rèn)為是在一定的遺傳背景和(或)環(huán)境因素作用下，造成機(jī)體皮膚屏障功能異常或直接引起機(jī)體的免疫反應(yīng)失調(diào)，導(dǎo)致變應(yīng)性或非變應(yīng)性炎癥反應(yīng)。特應(yīng)性皮炎的形成涉及免疫和非免疫兩個方面。其中細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)在特應(yīng)性皮炎的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。涉及的細(xì)胞包括樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)、T 細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞(keratinocyte，KC)、肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等。

1 樹突狀細(xì)胞(DCs)

根據(jù)DCs的起源和功能可將DCs分為兩個亞群:髓樣樹突狀細(xì)胞和漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞。髓樣樹突狀細(xì)胞以CD11c+DC前體形式存在于外周血中，在受到病理性刺激時分化為成熟的DC。髓樣樹突狀細(xì)胞根據(jù)其表面攜帶的高親和力IgE受體(FcεRI)不同分為朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cells，LCs)和炎癥性表皮樹突狀細(xì)胞。AD患者皮膚中髓樣樹突狀細(xì)胞被證明在過敏原攝取和抗原刺激中起重要作用[2]。在抗原刺激后，表皮FcεRI和表達(dá) FcεRI的 DCs數(shù)量都明顯增加[3]。成熟的DCs高表達(dá)MHCⅡ類分子和共刺激分子以及CD1a和CD83等，具有很強(qiáng)的T細(xì)胞活化功能。DCs能夠攜帶處理過的抗原從非淋巴組織到引流淋巴結(jié)，在那里刺激初始T細(xì)胞分化為Th1或Th2。LCs進(jìn)行抗原攝取及遞呈，引發(fā)Th2型占優(yōu)勢的炎癥反應(yīng)，釋放募集T細(xì)胞及炎癥性表皮樹突狀細(xì)胞的化學(xué)因子。上皮細(xì)胞如KC可以表達(dá)胸腺間質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)，TSLP 可以提升過敏性皮膚炎癥中DCs向Th2極化的功能[4]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，簡單的機(jī)械刺激能上調(diào)小鼠模型皮膚中的TSLP，TSLP激活的皮膚DCs導(dǎo)致Th2免疫增強(qiáng)[5]。炎癥性表皮樹突狀細(xì)胞加快抗原攝取及遞呈，促進(jìn)細(xì)胞因子及化學(xué)因子的產(chǎn)生，在慢性特應(yīng)性皮炎中釋放IL-12及IL-18，可能導(dǎo)致向Th1型免疫反應(yīng)的轉(zhuǎn)換。漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞以CD123+DC前體形式存在，經(jīng)IL-3誘導(dǎo)后分化為成熟的淋巴樣DC。因為表皮漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生IFN-α和IFN-β，漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞的缺乏可能導(dǎo)致對病毒易感性的增強(qiáng)。體外研究發(fā)現(xiàn)，AD患者皮損沖洗液中的脂膜酸(金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁成分)，可以刺激DCs釋放炎癥因子如 IL-1b，IL-6，和 TNF-α[6]。AD 患者 DCs分泌IL-17E和IL-25。IL-25促進(jìn)Th2免疫反應(yīng)，降低絲聚蛋白合成，造成皮膚屏障功能受損[7]。皮膚屏障功能的損傷使得皮膚對環(huán)境因子如刺激物、變應(yīng)原及微生物高度易感，從而進(jìn)一步加劇皮膚炎癥反應(yīng)。

2 T細(xì)胞

2.1 Th1/Th2失衡:Th0細(xì)胞在局部細(xì)胞因子環(huán)境、遺傳背景、病理因素以及參與T細(xì)胞激活的共刺激信號等因素的影響下既能分化為Th1細(xì)胞，也能分化為Th2細(xì)胞。Th1細(xì)胞主要分泌 IL-2、IFN-γ、TNF-α，以介導(dǎo)細(xì)胞免疫為主。Th2細(xì)胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10，以介導(dǎo)體液免疫為主。IL-12和IFN-γ誘導(dǎo)Th0細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化，IL-4可以抑制Th0細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化，促進(jìn)其向Th2細(xì)胞分化。在AD急性期早期，Th2細(xì)胞占優(yōu)勢，合成IL-4和IL-13，使B細(xì)胞產(chǎn)生IgE;在粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GMCSF)的幫助下合成IL-5，使嗜酸性粒細(xì)胞增加;在慢性期，Th1細(xì)胞活躍地參加反應(yīng)并產(chǎn)生IFN-γ。Th2細(xì)胞因子可以影響皮膚的屏障功能，這是通過對絲聚蛋白、其他結(jié)構(gòu)蛋白及肽類這些對微生物有重要屏障功能物質(zhì)的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。在體外實驗中，IL-4和IL-13可以下調(diào)初級角質(zhì)形成細(xì)胞的絲聚蛋白表達(dá)[8]。IL-4和IL-13還可以下調(diào)另外兩種皮膚屏障的組份外皮蛋白和總苞蛋白[9]。相反，γ干擾素可以上調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞絲聚蛋白的表達(dá)[8]。Th2細(xì)胞因子能降低皮膚抗菌肽的表達(dá)，使得抗菌屏障容易被破壞，上皮進(jìn)一步受損。Th2細(xì)胞因子還能降低超抗原誘導(dǎo)的活性T細(xì)胞的死亡。[10]除了Th2細(xì)胞因子，T細(xì)胞也可以不依賴Th2細(xì)胞因子而影響皮膚屏障功能[11]。例如，表達(dá)人白血球抗原(HLA)的KC也能成為T細(xì)胞降解的標(biāo)靶。在大鼠模型中，表皮暴露于卵清蛋白或塵螨提取物時可以誘導(dǎo)出濕疹樣表型，這也被認(rèn)為依賴于T細(xì)胞[12]。

2.2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的作用:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，保持自身耐受，在皮膚的炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵性的作用[13]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可以是起源于胸腺的天然型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(natural occurring regulatory T-cells，nTreg)，也可以是起源于外周的誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(adaptive regulatory T-cells，aTreg)。后者是被各種不同刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生，包括病原體、IL-10和β腫瘤生長因子(TGF-β)。超抗原能抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活性[14]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞缺陷或功能失調(diào)和特應(yīng)性皮炎、銀屑病、關(guān)節(jié)炎、腸易激綜合癥等好幾種自身免疫性疾病和炎癥性疾病相關(guān)。皮膚中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的缺失導(dǎo)致皮膚的炎癥和細(xì)胞因子表達(dá)的改變，這些改變影響對病毒的獲得性免疫功能，如牛痘病毒，使患者易于感染種痘后濕疹[15]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在維持免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其功能失調(diào)可以導(dǎo)致自身免疫性疾病和變態(tài)反應(yīng)性疾病。FOXP3是nTreg重要的核轉(zhuǎn)錄因子[16]，F(xiàn)OXP3基因突變導(dǎo)致的X染色體異常造成的免疫功能不全-內(nèi)分泌-腸病綜合癥(immune dysregulation，polyendocrinopathy，enterpathy X-linked syndrome，IPEX)患者經(jīng)常發(fā)生免疫混亂和AD。Verhagen等[17]通過皮膚組織的免疫組化研究發(fā)現(xiàn)，盡管AD患者皮損區(qū)、特應(yīng)性斑貼實驗皮損區(qū)Th1細(xì)胞及其抑制性細(xì)胞因子IL-10表達(dá)明顯增加，但沒有nT-reg，提示調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的缺陷參與了AD的發(fā)病機(jī)制。nTreg細(xì)胞必須遷移到炎癥局部才能發(fā)揮作用，這一過程是由趨化因子/趨化因子受體以及整合素調(diào)控的。

3 角質(zhì)形成細(xì)胞

研究提示KC異?？赡苁茿D始發(fā)的關(guān)鍵因素，KC通過產(chǎn)出大量炎癥信號參與AD的發(fā)病機(jī)制。在包括表皮屏障功能混亂等刺激的情況下，為維持皮膚屏障穩(wěn)態(tài)，KC作為自分泌調(diào)節(jié)器，可以被誘導(dǎo)分泌促炎癥介質(zhì)，如細(xì)胞因子(TNF-α，TSLP)、趨化因子(CCL5/RANTES)、生長因子(GM-CSF)。這些炎癥信號促發(fā)、加強(qiáng)、維持皮膚的炎癥反應(yīng)。在微生物成分和抗原的刺激下，KC可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)[18]。如在屋塵螨抗原的激活下，KC釋放IL-1β和IL-18，促進(jìn)炎癥反應(yīng)[19]。AD患者 KC合成大量介質(zhì)，如 GM-CSF、RANTES/CCL5，這對T細(xì)胞和DCs的聚集、激活及保持活性具有重要作用，使得皮膚的炎癥反應(yīng)產(chǎn)生、增強(qiáng)、維持[20]。在上皮細(xì)胞自分泌的IL-1α和TNF-α及T細(xì)胞起源的細(xì)胞因子如IFN-γ、IL-4和IL-17的誘導(dǎo)下，上皮細(xì)胞很容易產(chǎn)生 GM-CSF[21]。GM-CSF促進(jìn)KC、T細(xì)胞、嗜酸性細(xì)胞、單核細(xì)胞和DCs前體的增殖和存活。而且GM-CSF使單核細(xì)胞、嗜堿性細(xì)胞、嗜酸性細(xì)胞和DCs容易募集和激活。促炎細(xì)胞因子和Th2細(xì)胞因子可以協(xié)同刺激人類KC表達(dá)TSLP[22]。AD患者KC高表達(dá)TSLP，TSLP是一種IL-17樣的細(xì)胞因子，TSLP激活mDC提高CCR4+Th2活性細(xì)胞因子的表達(dá)，在DC細(xì)胞活化和Th0向Th2分化中起十分重要作用[23]。表皮KC通過釋放趨化因子，吸引T細(xì)胞從真皮接近并進(jìn)入表皮，進(jìn)而放大表皮KC的凋亡效應(yīng)，增強(qiáng)T細(xì)胞在真皮浸潤，在慢性皮損形成中發(fā)揮作用。免疫組化染色顯示，AD患者皮損KC強(qiáng)烈表達(dá)CCL27/CTACK，趨化CCR10+T細(xì)胞;與健康對照組相比，AD患者血清CTACK水平明顯升高，而且CCL27/CTACK水平與AD評分密切相關(guān)。IFN-γ是KC最特征性的炎癥細(xì)胞因子。在IFN-γ誘導(dǎo)下，KC表達(dá)能使T細(xì)胞保留在表皮的細(xì)胞間粘附分子(ICAM)Ⅰ。此外，KC還可作為免疫佐劑參與AD血清IgE的升高，在缺乏佐劑的情況下，即使暴露于外源性抗原也不能使血清IgE升高。以分泌Th2細(xì)胞因子IL-4和IL-13為主的外源性AD，能通過分泌這些細(xì)胞因子下調(diào)KC抗微生物肽表達(dá)。在外源性和內(nèi)源性AD，IL-10均能通過抑制促炎癥因子的產(chǎn)生從而間接抑制KC抗微生物肽的表達(dá)[24]。這使得AD患者皮膚易于感染。研究還表明人類KC具有抗原遞呈能力[25]。表達(dá)HLAⅠ和HLAⅡ的KC可以分別遞呈抗原給CD8+和CD4+T細(xì)胞，不管哪種情況都會導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞的死亡[26]。大量研究已經(jīng)證明，AD患者外周血和皮損處存在抗原特異性的CD4+和CD8+T細(xì)胞。由于KC的數(shù)量遠(yuǎn)大于DC等抗原遞呈細(xì)胞，所以提抗原遞呈作用及效率是不容忽視的。

4 肥大細(xì)胞

在AD病變組織中，肥大細(xì)胞數(shù)目增多和脫顆粒是一個常見病理現(xiàn)象。AD患者體內(nèi)有一系列肥大細(xì)胞激活，參與AD發(fā)病的證據(jù)，如外周血總IgE、特異性IgE升高并且與疾病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，肥大細(xì)胞特異性介質(zhì)類胰蛋白酶、9α-11β前列腺素F2在AD患兒尿中顯著升高。IgE與FcεRI交聯(lián)引起肥大細(xì)胞釋放組胺;合成IL-4和IL-13引起B(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生IgE;釋放TNF-α引起KC產(chǎn)生化學(xué)因子，內(nèi)皮粘附分子表達(dá)。Fischer等[27]實驗表明，表皮內(nèi)豐富的肥大細(xì)胞還是潛在血管生成刺激因子，通過新生的血管，炎癥細(xì)胞以及補體抗體成分被輸送到表皮，在AD中則起到維持慢性炎癥的作用。嗜酸性粒細(xì)胞釋放的干細(xì)胞因子、神經(jīng)生長因子有助于肥大細(xì)胞存活和活化;其主要堿性蛋白通過IgE方式誘導(dǎo)肥大細(xì)胞釋放組胺和前列腺素D2。而活化的肥大細(xì)胞又釋放介質(zhì)加速嗜酸性粒細(xì)胞聚集、活化和存活，從而形成惡性循環(huán)。來源于肥大細(xì)胞的 IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-8、IL-13、TNF-α、GM-CSF、RANTES、嗜酸性粒細(xì)胞活化因子、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1等具有調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞功能的作用，通過促分裂原活化蛋白激酶和核因子-kB信號途徑，引起嗜酸性粒細(xì)胞以自分泌粒-單核細(xì)胞克隆刺激因子的方式增強(qiáng)其存活。肥大細(xì)胞通過自身分泌的IL-1β、IL-4以及TNF-α與內(nèi)皮表皮細(xì)胞發(fā)生相互作用，使后者表達(dá)嗜酸性粒細(xì)胞活化趨化因子吸引嗜酸性粒細(xì)胞浸潤到局部。因此，肥大細(xì)胞被認(rèn)為是IgE介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)以及嗜酸性粒細(xì)胞浸潤的放大器。Shakoory等[28]提出T細(xì)胞-肥大細(xì)胞-嗜酸性粒細(xì)胞軸概念。肥大細(xì)胞能遞呈抗原給T細(xì)胞，來源于肥大細(xì)胞的一些細(xì)胞因子能夠增強(qiáng)Th2亞型發(fā)育。Th2細(xì)胞活化后釋放IL-4、IL-5能夠調(diào)節(jié)肥大細(xì)胞表達(dá)更多組胺、白三烯及 IL-5、IL-13、GM-CSF、TNF-α及巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α，這些細(xì)胞因子又能夠大量活化嗜酸性粒細(xì)胞。

特應(yīng)性皮炎的發(fā)病機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，既有遺傳因素又有環(huán)境因素、皮膚的屏障功能破壞的因素，又有免疫因素。對特應(yīng)性皮炎發(fā)病機(jī)制的研究，對于特應(yīng)性皮炎患者的管理，找到重要的藥物靶標(biāo)有著重要的指導(dǎo)意義。

[1]Sebk B，Schneider I，Harangi F.Familiar and environmental factors influencing atopic dermatitis in the childhood[J].Eur Acad Dermatol Venereol，2006，20(4):418-422.

[2]Novak N，Koch S，Allam JP，et al.Dendritic cells:Bridging innate and adaptive immunity in atopic dermatitis[J].Allergy Clin Immunol，2010，125(1):50-59.

[3]Steinbrink K，Mahnke K，Grabbe S，et al.Myeloid dendritic cell:From sentinel of immunity to key player of peripheral tolerance[J].Hum Immunol，2009，70(5):289-293.

[4]Ziegler SF，Artis D.Sensing the outside world:TSLP regulates barrier immunity[J].Nat Immunol，2010，11(4):289-293.

[5]Oyoshi MK，Larson RP，Ziegler SF，Geha RS.Mechanical injury polarizes skin dendritic cells to elicit a Th2 response by inducing cutaneous thymic stromal lymphopoietin expression[J].Allergy Clin Immunol，2010，126(5):976-984.

[6]Voorhees T，Chang J，Yao Y，et al.Dendritic cells produce inflammatory cytokines in response to bacterial products from staphylococcus aureus-infected atopic dermatitis lesions[J].Cell Immunol，2011，267(1):17-22.

[7]Hvid M，Vestergaard C，Kemp K，et al.IL-25 in atopic dermatitis:a possible link between inflammation and skin barrier dysfunction[J].Invest Dermatol，2011，131(1):150-157.

[8]Howell MD，Kim BE，Gao P，et al.Cytokine modulation of atopic dermatitis fiaggrin skin expression[J].Allergy Clin Immunol，2007，120(1):150-155.

[9]Kim BE，Leung DY，Boguniewicz M，et al.Loricrin and involucrin expression is down-regulated by Th2 cytokines through STAT-6[J].Clin Immunol，2008，126(3):332-337.

[10]Lin YT，Wang CT，Hsu CT，et al.Differential susceptibility to staphylococcal superantigen(SsAg)-induced apoptosis of CD4+T cells from atopic dermatitis patients and healthy subjects:the inhibitory effect of IL-4 on SsAg-induced apoptosis[J].Immunol，2003，171(2):1102-1108.

[11]Ogg G.Roles of T cells in the pathogenesis of atopic dermatitis[J].Clin Exp Allergy，2009，39(3):310-316.

[12]Hennino A，Vocanson M，Toussaint Y，et al.Skin-infiltrating CD8+T cells initiate atopic dermatitis lesions[J].Immunol，2007，178(9):5571-5577.

[13]Lucas JL，Mirshahpanah P，Haas-Stapleton E，et al.Induction of Foxp3+regulatory T cells with histone deacetylase inhibitors[J].Cell Immunol，2009，257(1-2):97-104.

[14]Cardona ID，Goleva E，Ou LS，et al.Staphylococcal enterotoxin B inhibits regulatory T cells by inducing glucocorticoid-induced TNF receptor-related protein ligand on monocytes[J].Allergy Clin Immunol，2006，117(3):688-695.

[15]Freyschmidt EJ，Mathias CB，Diaz N，et al.Skin inflammation arising from cutaneous regulatory T cell deficiency leads to impaired viral immune responses[J].Immunol，2010，185(2):1295-1302.

[16]Yagi H，Nomura T，Nakamura K，et al.Crucial role of FOXP3 in the development and function of human CD25+CD4+regulatory T cells[J].Int Immunol，2004，16(11):1643-1656.

[17]Verhagen J，Akdis M，Traidl-Hoffmann C，et al.Absence of T-regulatory cell expression and function in atopic dermatitis skin[J].Allergy Clin Immunol，2006，117(1):176-183.

[18]Niebuhr M，Heratizadeh A，Wichmann K，et al.Intrinsic alterations of pro-inflammatory mediators in unstimulated and TLR-2 stimulated keratinocytes from atopic dermatitis patients[J].Exp Dermatol，2011，20(6):468-472.

[19]Dai X，Sayama K，Tohyama M，et al.Mite allergen is a danger signal for the skin via activation of inflammasome in keratinocytes[J].Allergy Clin Immunol，2011，127(3):806-814.

[20]Pastore S，Mascia F，Girolomoni G.The contribution of keratinocytes to the pathogenesis of atopic dermatitis[J].Eur Dermatol，2006，16(2):125-131.

[21]Albanesi C，Scarponi C，Giustizieri ML，et al.Keratinocytes in inflammatory skin diseases[J].Curr Drug Targets Inflamm Allergy，2005，4(3):329-334.

[22]Bogiatzi SI，F(xiàn)ernandez I，Bichet JC，et al.Cutting edge:proinflammatory and Th2 cytokines synergize to induce thymic stromal lymphopoietin production by human skin keratinocytes[J].Immunol，2007，178(6):3373-3377.

[23]Liu YJ.Thymic stromal lymphopoietin and OX40 ligand pathway in the initiation of dendritic cell-mediated allergic inflammation[J].Allergy Clin Immunol，2007，120(2):238-244.

[24]Howell MD，Novak N，Bieber T，et al.Interleukin-10 downregulates antimicrobial peptide expression in atopic dermatitis[J].Invest Dermatol，2005，125(4):738-745.

[25]Black AP，Ardern-Jones MR，Kasprowicz V，et al.Human keratinocyte induction of rapid effector function in antigen-specific memory CD4+and CD8+T cells[J].Eur Immunol，2007，37(6):1485-93.

[26]Black A，Ardern-Jones M，Kasprowicz V，et al.Human keratinocyte presentation of antigen to CD4+and CD8+T cells[J].Eur Immunol，2007，37:1485-1493.

[27]Groneberg DA，Bester C，Grützkau A，et al.Mast cells and vasculature in atopic dermatitis–potential stimulus of neoangiogenesis[J].Allergy，2005，60(1):90-97.

[28]Shakoory B，F(xiàn)itzgerald SM，Lee SA，et al.The role of human mast cell-derived cytokines in eosinophil biology[J].Interferon Cytokines Res，2004，24(5):271-281.