Toll樣受體與特應(yīng)性皮炎的研究進(jìn)展

王曉菲，劉軍連，司少艷*

(解放軍第306 醫(yī)院1.中心實驗室;2.皮膚科，北京100101)

Toll 樣受體(Toll like receptors，TLRs)是目前研究較為深入的模式識別受體(pattern recognition receptor，PRR)，主要表達(dá)于免疫細(xì)胞及一些上皮細(xì)胞，它可以通過識別、結(jié)合外界病原體的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)和機(jī)體組織損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)，激活下游信號通路，誘導(dǎo)固有免疫細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和趨化因子，引發(fā)固有免疫反應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)獲得性免疫反應(yīng)，在抗微生物感染，以及在機(jī)體的過敏、慢性炎性反應(yīng)發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis，AD)是一種與遺傳及免疫相關(guān)的復(fù)發(fā)性炎性皮膚病，以劇烈瘙癢、皮膚屏障異常、以及多種致病微生物如金葡萄球菌、真菌及某些病毒的定植與感染為特征，其發(fā)病機(jī)制尚不明確。近期研究表明，TLRs 作為連接固有免疫和獲得性免疫的橋梁，參與AD 發(fā)生發(fā)展的過程。

1 TLRs 對固有免疫的激發(fā)和對獲得性免疫的調(diào)節(jié)

TLRs 識別配體后，可以誘導(dǎo)信號通路的激活，引發(fā)大量促炎性因子基因的表達(dá)，從而激發(fā)固有免疫細(xì)胞釋放炎性因子和趨化因子，促進(jìn)樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)的成熟，增加血管通透性，募集白細(xì)胞至感染和損傷部位。在感染或損傷部位活化的固有免疫細(xì)胞包括DCs、巨噬細(xì)胞(macrophages，Mφ)和中性粒細(xì)胞通過吞噬，清除外來顆粒和宿主碎片。

DCs 作為重要的抗原提呈細(xì)胞，是連接固有免疫和獲得性免疫反應(yīng)的橋梁。DCs 攝取處理抗原后，移行到外周淋巴組織，將處理后的肽段提呈給初始T 細(xì)胞，誘導(dǎo)T 細(xì)胞分化，引發(fā)獲得性免疫應(yīng)答。TLRs 在DCs 分化和功能成熟過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。表達(dá)于未成熟DCs 的TLRs 與配體識別結(jié)合后，未成熟DCs 被快速激活，細(xì)胞表面黏附分子和趨化因子受體表達(dá)發(fā)生顯著的改變。成熟DCs失去內(nèi)吞病原體活性，上調(diào)細(xì)胞表面MHC 分子及共刺激分子CD40、CD54、CD80、CD86 的表達(dá)，分泌細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、IL-6、IL-10、IL-12、IL-18、IL-23、干擾素-α(interferon-α，IFN-α)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factorβ，TGF-β)［1］。

DCs 和其他固有免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和其他因子的類型決定CD4+T 分化為Th1 細(xì)胞、Th2 細(xì)胞、Th17 效應(yīng)細(xì)胞或者調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cells，Treg)。普遍認(rèn)為，TLRs 引發(fā)的信號傳導(dǎo)激發(fā)DCs 分泌大量IL-12，可以促進(jìn)IFN-γ 誘導(dǎo)Th1 效應(yīng)細(xì)胞的產(chǎn)生;DCs 分泌IL-10，可以促進(jìn)Th2 效應(yīng)細(xì)胞的產(chǎn)生;DCs 分泌TNF-α、IL-6、IL-23 可以促進(jìn)Th17 效應(yīng)細(xì)胞的產(chǎn)生;DCs 分泌TGF-β，可以促進(jìn)Treg 效應(yīng)細(xì)胞的產(chǎn)生。綜上，表達(dá)于DCs 和其他固有免疫細(xì)胞的TLRs 與配體識別結(jié)合，激發(fā)細(xì)胞分泌不同細(xì)胞因子和趨化因子，誘導(dǎo)Th0/Th1/Th2/Treg 之間比例失衡。

近來研究表明，T 細(xì)胞自身也可能表達(dá)TLRs，表達(dá)于CD4+T 細(xì)胞表面的TLR2 與TLR4 與配體識別結(jié)合，直接在細(xì)胞的激活、分化過程中起作用。小鼠的CD8+T 細(xì)胞表面表達(dá)的TLR2 和TLR2 配體識別結(jié)合，可以提高CD8+T 細(xì)胞的增殖、生存和效應(yīng)功能，減少其對DCs 的共刺激信號的需要［2］。

2 TLR 與AD 的關(guān)系

2.1 TLR 在AD 患者外周血與皮膚損傷處的表達(dá)

TLRs 在外周血單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，以及皮膚的細(xì)胞群，例如角化細(xì)胞、纖維母細(xì)胞、黑色素細(xì)胞中都有表達(dá)，TLRs 在皮膚的免疫防御系統(tǒng)中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)AD 患者上述細(xì)胞表達(dá)的TLR 與健康對照者相比有所改變，其中研究最多的TLR2和TLR4。

AD 患者在急性發(fā)作期，皮損角化細(xì)胞存在TLR2 和TLR4 過度表達(dá)，并與炎性反應(yīng)密切相關(guān)［3］。而慢性期皮損組織的TLR-1 蛋白高表達(dá)，TLR-2 蛋白低表達(dá)，經(jīng)過3 周他克莫司治療后，患者皮損處水腫消除，炎性細(xì)胞浸潤減少，TLR-1 表達(dá)降低，TLR-2 表達(dá)增高［4］。

AD 患者存在上皮緊密連接(tight junction，TJ)的破壞和皮膚對金黃色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus，S．a(chǎn)ureus)易感性增加。AD 患者上皮TJ 破壞可能與其表皮TLR2 蛋白表達(dá)降低有關(guān)，TJ 功能的缺失造成皮膚愈合延遲與不完全修復(fù)［5］。AD 患者體外培養(yǎng)的人類原代角化細(xì)胞(human primary keratinocyte，HPKs)表面表達(dá)的TLR-2 識別結(jié)合體配體后，引發(fā)細(xì)胞因子和趨化因子分泌的能力下降［6］。表達(dá)于表皮細(xì)胞表面的TLR2 與配體識別結(jié)合，可以通過上調(diào)TJ 蛋白表達(dá)，促進(jìn)皮膚損傷修復(fù)，Tlr2－/－小鼠具有皮膚膠帶剝離傷愈合延遲的特點［5］。

AD 患者外周血單個核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)表面TLR2 與TLR4 蛋白表達(dá)低于正常組，TLR2 和TLR4 信號的缺失可能誘導(dǎo)Th2 型免疫應(yīng)答產(chǎn)生，從而導(dǎo)致AD 患者病情的發(fā)展［7］。

2.2 TLR 基因遺傳多態(tài)性與AD 的關(guān)系

遺傳因素在AD 發(fā)病與進(jìn)展過程發(fā)揮重要的作用。TLRs 是環(huán)境和免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)媒介，TLRs的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)與AD 發(fā)病與病情發(fā)展相關(guān)。

AD 患者的發(fā)病與TLR4 位點D299G SNP 相關(guān)。S．Aureus 在AD 患者皮膚的高定植率，PBMC表面TLR2 蛋白表達(dá)減弱，二者TLR2 位點R753Q SNP 相關(guān)。AD 患者病情的嚴(yán)重性與TLR2 啟動子區(qū)的A-16934T 相關(guān)。與正常兒童相比，AD 兒童患者TLR4 D299G SNP 發(fā)生率明顯升高，具有TLR-2 R753Q SNP 的AD 兒童患者有更嚴(yán)重的臨床癥狀［8］。但是，用熒光探針分析AD 兒童患者與健康兒童外周血中提取的DNA 序列，發(fā)現(xiàn)TLR-2 R753Q/TLR-4 D299G 與AD 的發(fā)病及病情嚴(yán)重程度沒有相關(guān)性［9］。

在Toll 樣受體信號通路中，MyD88 接頭樣蛋白(MyD88 adaptor protein，Mal)在下游信號傳導(dǎo)中起著重要作用，Mal 位點連鎖不平衡c.394 G ＞A(E132K)、c.428 G ＞A (R143Q)、c.570 G ＞C(E190D)會導(dǎo)致Mal 功能的缺損，－103 A ＞G 會抑制Mal 的轉(zhuǎn)錄，從而影響AD 病情的發(fā)展［10］。

2.3 維生素D 通過調(diào)控TLRs 影響AD 發(fā)病

維生素D(vitamin D，Vit．D)通過改變免疫細(xì)胞的TLRs 表達(dá)，在機(jī)體免疫調(diào)控中發(fā)揮作用。例如1，25 二羥基維生素D3［1，25-dihydroxy vitamin D3，1，25(OH)2D3］通過下調(diào)TLR7 表達(dá)，抑制DCs 分化及成熟，使DCs 具有耐受性，抑制DCs 激活T 細(xì)胞產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，在免疫耐受調(diào)控中發(fā)揮重要作用［11］。

AD 患者血清中25 羥維生素D3(25-hydroxyvitamin D3，25OHD3)水平與病情的嚴(yán)重程度成反比。母體懷孕期間維生素D 的補(bǔ)充，使孩子在兒童時期罹患AD 的風(fēng)險降低［12］。37 名意大利兒童中血清25OHD3水平與AD 臨床癥狀嚴(yán)重程度成反比，對于外界過敏原誘發(fā)的過敏反應(yīng)程度，血清維生素D 水平低的雄鼠高于對照組雄鼠［13］。維生素D 的補(bǔ)充會使AD 患者臨床癥狀改善，健康人罹患AD 的風(fēng)險降低。目前，維生素D 通過調(diào)控TLRs 影響AD 發(fā)病的機(jī)制仍有待研究。

2.4 TLRs 在AD 發(fā)病機(jī)制中的作用

AD 患者以劇烈瘙癢、皮膚屏障結(jié)構(gòu)破壞、對病原體的易感性增加、皮膚損傷處S．Aureus 定植率增高為特點，AD 患者血清IgE 高于正常、Th1/Th2 比例失衡，DCs 表面分子的信號通路發(fā)生改變［14］。

劇烈瘙癢是AD 患者的主要癥狀。TLR3 配體與背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion，DRGs)神經(jīng)元表達(dá)的TLR3 分子識別結(jié)合，誘導(dǎo)DRGs 神經(jīng)元產(chǎn)生內(nèi)向電流和動作電位，引發(fā)野生型小鼠產(chǎn)生搔抓行為，TLR3－/－小鼠的皮膚瘙癢和干燥癥狀改善，通過TLR3 信號通路引發(fā)皮膚瘙癢，可以作為治療AD 瘙癢癥狀的新思路［15］。

人胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生產(chǎn)素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)是一種由上皮細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，可以促進(jìn)Th2 型免疫反應(yīng)的發(fā)生。TSLP 在AD 患者皮損的角質(zhì)細(xì)胞中高度表達(dá)，是機(jī)體和環(huán)境相互作用引發(fā)炎性反應(yīng)的關(guān)鍵因素。體外培養(yǎng)的AD 患者HPKs 表面TLR2/TLR6 異質(zhì)二聚體，識別S．Aureus 胞膜中的二酰脂蛋白/脂肽成分，誘導(dǎo)HPKs 分泌的TSLP，隨后引發(fā)Th2 型免疫反應(yīng)極化和病情惡化，引起S．Aureus 聚集和AD 病情的惡性循環(huán)［16］。Th2 型免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用的IL-4和IL-13，抑制表皮屏障結(jié)構(gòu)中重要成分中間絲聚合蛋白(filaggrin，F(xiàn)LG)的表達(dá)，造成表皮屏障缺陷持續(xù)存在的狀態(tài)［17］。

IgE 高親和力受體(FcεRI)以三聚體α2γ 形式表達(dá)于AD 患者外周血單核細(xì)胞、皮膚表皮朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cells，LCs)、漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(plasmacytoid dendritic cells，pDCs)和髓樣樹突狀細(xì)胞(myloid dentritic cells，mDCs)表面。單核細(xì)胞表面的FcεRI 與IgE 結(jié)合后，抑制TLR2 與配體識別結(jié)合和刺激單核細(xì)胞分泌細(xì)胞因子［18］，表皮LCs 表面的TLR2 與S．Aureus 的成分識別結(jié)合后，下調(diào)FcεRI 的表達(dá)［19］。TLR9 配體通過抑制pDCs 表面FcεRI 表達(dá)，抑制IgE 與FcεRI 結(jié)合，刺激pDCs 分泌大量IFN-α 與IFN-β。AD 患者皮損處幾乎檢測不到pDCs，病原體誘導(dǎo)pDCs 分泌IFN-α/β 的能力下降。二者可能是引發(fā)AD 患者皮膚對病原體易感性增加的原因［20］。

3 結(jié)束語

綜上所述，AD 患者外周血和皮膚損傷處均發(fā)生TLRs 的表達(dá)異常，TLRs 基因多態(tài)性與AD 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，維生素D 可能通過通過TLR 在AD 的發(fā)生發(fā)展中起作用，TLRs 在AD 的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用，但尚未完全清楚。阻斷某種TLR 信號通路或給予某種TLR 配體的刺激可以改善AD 臨床癥狀。隨著TLRs 在AD 發(fā)病中的免疫機(jī)制逐漸深入研究，可以為AD 的治療提供新的思路和視角。

［1］Manicassamy S，Pulendran B．Modulation of adaptive immunity with toll-like receptors［J］．Semin Immunol，2009，21:185-193．

［2］Jin B，Sun T，Yu XH，et al．The effects of TLR activation on T-cell development and differentiation［J］．Clin Dev Immunol，2012，7:1-32．

［3］謝志強(qiáng)，劉玲玲，竇霞，等．特應(yīng)性皮炎皮損角質(zhì)形成細(xì)胞TLR2 和TLR4 的表達(dá)［J］．中國麻風(fēng)皮膚病雜志，2006，22:23-25．

［4］Antiga E，Volpi W，Torchia D，et al．Effects of tacrolimus ointment on toll-like receptors in atopic dermatitis［J］．Clin Exp Dermatol，2011，36:235-241．

［5］Kuo IH，Carpenter-Mendini A，Yoshida T，et al．Activation of epidermal toll-like receptor 2 enhances tight junction function:implications foratopic dermatitis and skin barrier repair［J］．J Iinvestig Dermatol，2013，133:988-998．

［6］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，2011，20:468-472．

［7］Lesiak A，Smolewski P，Sobolewska-Sztychny D，et al．The role of T-regulatory cells and Toll-like receptors 2 and 4 in atopic dermatitis［J］．Scand J Immunol，2012，76:405-410．

［8］Salpietro C，Rigoli L，Miraglia Del Giudice M，et al．TLR2 and TLR4 gene polymorphisms and atopic dermatitis in Italian children［J］．Int J Immunopathol Pharmacol，2011，24:33-40．

［9］Galli E，Ciucci A，Cersosimo S，et al．Eczema and food allergy in an Italian pediatric cohort:no association with TLR-2 and TLR-4 polymorphisms［J］．Int J Immunopathol Pharmacol，2010，23:671-675．

［10］An Y，Ohnishi H，Matsui E，et al．Genetic variations in MyD88 adaptor-like are associated with atopic dermatitis［J］．Int J Mol Med，2011，27:795-801．

［11］劉飛，楊明珍．1，25-二羥維生素D3下調(diào)Toll 樣受體7在樹突狀細(xì)胞中的表達(dá)［J］．安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2012，47:924-927．

［12］Lee SA，Hong S，Kim HJ，et al．Correlation between serum vitamin d level and the severity of atopic dermatitis associatedwith food sensitization［J］．Allergy Asthma Immunol Res，2013，5:207-210．

［13］Benson AA，Toh JA，Vernon N，et al．The role of vitamin D in the immunopathogenesis of allergic skin diseases［J］．Allergy，2012，67:296-301．

［14］Elias PM．Lipid abnormalities and lipid-based repair strategies in atopic dermatitis［J］．Biochim Biophys Acta，2013，13:1388-1981．

［15］Liu T，Berta T，Xu ZZ，et al．TLR3 deficiency impairs spinal cord synaptic transmission，central sensitization，and pruritus in mice［J］．J Clin Invest，2012，122:2195-2207．

［16］Vu AT，Baba T，Chen X，et al．Staphylococcus aureus membrane and diacylated lipopeptide induce thymic stromal lymphopoietin in keratinocytes through the toll-like receptor 2-toll-like receptor 6 pathway［J］．J Allergy Clin Immunol，2010，126:985-993．

［17］Ong PY．Editorial update on emerging treatments of atopic dermatitis［J］．Expert Opin Emerg Drugs，2012，17:129-133．

［18］Novak N，Bieber T．FcεRI-toll-like receptor interaction in atopic dermatitis［J］．Curr Probl Dermatol，2011，41:47-53．

［19］Koch S，Leib N，Bedorf J，et al．TLR2 down-regulates FcεRI and its transcription factor PU．1 in human Langerhans cells［J］．Allergy，2013，5:621-628．

［20］Novak N，Bieber T．FcεRI-toll-like receptor interaction in atopic dermatitis［J］．Curr Probl Dermatol，2011，41:47-53．