中性粒細胞在銀屑病發(fā)病機制中的作用

郭武 鐘連生 魏志平

中性粒細胞在銀屑病發(fā)病機制中的作用

郭武 鐘連生 魏志平

銀屑病是一種慢性炎癥性皮膚病，其發(fā)病機制主要涉及遺傳、免疫、炎癥、新血管生成及角質(zhì)形成細胞過度增殖等方面。研究表明，中性粒細胞是銀屑病患者皮損部位白細胞介素8、17等細胞因子的主要來源，中性粒細胞合成和分泌的中性粒細胞彈性蛋白酶、中性粒細胞明膠酶相關脂質(zhì)運載蛋白、中性粒細胞胞外網(wǎng)狀陷阱、抗菌肽LL37等在銀屑病發(fā)病機制中起重要作用。

銀屑??；中性白細胞；白細胞彈性蛋白酶；LL37；細胞因子類

早在 1977 年，Lazarus 等［1］對銀屑病患者中性粒細胞趨化性的研究成果發(fā)表在《Science》上，以后的研究大部分集中在中性粒細胞的趨化活性上，但對于其在銀屑病發(fā)病機制中的確切作用一直沒有實質(zhì)性的突破。20世紀90年代以后，關于銀屑病發(fā)病機制的研究重心轉(zhuǎn)移到T細胞介導的免疫反應方面，關于中性粒細胞的研究逐漸淡出研究人員的視野。近幾年，陸續(xù)有學者開始重新審視中性粒細胞在銀屑病發(fā)病機制中的作用，發(fā)現(xiàn)銀屑病皮損部位的中性粒細胞是白細胞介素8、17等細胞因子的主要來源，且主要來源于中性粒細胞的中性粒細胞彈性蛋白酶（NE）、中性粒細胞明膠酶相關脂質(zhì)運載蛋白（NGAL）、抗菌肽 LL37（LL37）、中性粒細胞胞外網(wǎng)狀陷阱（NET）等在銀屑病發(fā)病機制中起重要作用［2-4］。

作者單位：221002江蘇，徐州醫(yī)學院附屬醫(yī)院皮膚性病科

1 LL37

LL37是人類唯一的cathelicidin家族抗菌肽，由破損皮膚中的角質(zhì)形成細胞及中性粒細胞合成和分泌。其前體是一種稱為hCAP18的18 000多肽，hCAP18被絲氨酸蛋白酶裂解為成熟且有生物活性的含有37個氨基酸的抗菌肽，即LL37、LL37主要存在于中性粒細胞二級顆粒蛋白和巨噬細胞的溶酶體中，也可由角質(zhì)形成細胞等產(chǎn)生［5］。LL37形成α螺旋結(jié)構(gòu)，具有抗細菌、真菌、病毒的能力。LL37不僅具有廣譜抗微生物活性，還具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫活性細胞、介導細胞因子的釋放、促進血管生成及創(chuàng)傷愈合等作用［6］。

LL37在銀屑病患者的真皮和表皮中表達明顯增加，主要是由浸潤的中性粒細胞分泌，其余的LL37由角質(zhì)形成細胞分泌［7-8］。和健康對照組相比，銀屑病患者血清LL37表達也明顯升高［9］。一直以來，LL37的表達增加被認為是炎癥反應誘導所致，但隨著對LL37研究的深入，其在銀屑病發(fā)病機制中的作用日益受到重視。LL37可與自身DNA/RNA結(jié)合形成復合物，并與Toll樣受體7、8、9協(xié)同作用，促使?jié){細胞樣樹突細胞的活化、聚集，誘導干擾素（IFN）的生成，導致髓性樹突細胞成熟，促發(fā)局部T細胞介導的病理性自身免疫反應，導致銀屑病的發(fā)生［10］。已公認LL37是一種表皮細胞生長因子，可促進上皮細胞的增殖和遷移［11］，LL37還可通過激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路等促進血管內(nèi)皮生長因子的表達，誘導血管生成［12］，因此，LL37 可能與銀屑病皮損部位角質(zhì)形成細胞過度增殖及真皮乳頭血管增生有關。皮損部位中性粒細胞等炎癥細胞的浸潤是銀屑病的主要病理特征之一，研究表明，LL37可上調(diào)巨噬細胞內(nèi)趨化性細胞因子IL-8的表達，導致中性粒細胞在皮損部位聚集，而受IL-8刺激的中性粒細胞又釋放出更多的LL37，進一步趨化更多的炎癥細胞［13］。研究表明，LL37 特異性 CD4+和 CD8+T 細胞在銀屑病皮損中過度表達，并和中重度銀屑病的嚴重程度相關，它們可能通過激活先天免疫反應，產(chǎn)生IFN-γ、IL-22、IL-21、IL-17 等，也能夠直接促進趨化炎癥細胞因子IL-8的表達，促進釋放穿孔素、顆粒酶B等參與銀屑病的發(fā)?。?］。

2 NGAL

NGAL是在中性粒細胞的特殊顆粒中，首先發(fā)現(xiàn)的25 000糖蛋白，主要在中性粒細胞中表達，在腎臟、肝臟、前列腺、腸道黏膜、呼吸道黏膜等也有不同程度的表達［14］。作為載脂蛋白家族成員之一，NGAL是一種功能強大的小分子蛋白質(zhì)，可促進多種細胞增殖和分化，促進組織內(nèi)蛋白水解和膠原降解，當炎癥或腫瘤發(fā)生時組織內(nèi)的NGAL可迅速升高。有學者指出，NGAL是評價因炎癥或腫瘤導致內(nèi)皮損傷嚴重程度的重要標志物。近年來，大量研究證實，NGAL是檢測早期腎功能衰竭和急性炎癥的重要指標，且具有高度的敏感性和特異性［15］。

銀屑病一方面是由Th1/Th17紊亂介導的慢性炎癥性疾病；另一方面和腫瘤類似，表皮角質(zhì)形成細胞的過度增殖和分化異常是銀屑病最具特征的生物學行為。有研究表明，NGAL在銀屑病皮損中的表達明顯增加［16］。和健康對照組相比，銀屑病患者血清NGAL水平也明顯增高，且其血清NGAL水平和IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）α 水平呈正相關［17］。

3 NE

NE是中性粒細胞分泌的重要蛋白酶，屬于絲氨酸蛋白酶的糜蛋白酶超家族成員，能夠分解幾乎所有細胞外基質(zhì)和許多重要的血漿蛋白，被認為是最具破壞力的酶類之一。NE主要由中性粒細胞合成、儲存和釋放，反過來又可調(diào)控中性粒細胞的生成、游走和浸潤。NE與人類許多疾病的發(fā)生發(fā)展相關，如急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合征、慢性腸道疾病、關節(jié)炎、腫瘤等，NE在機體免疫防御、炎癥反應及其調(diào)控過程中也發(fā)揮作用［18］。

Wiedow等［19］檢測了尋常性銀屑病患者皮損部位的NE活性，發(fā)現(xiàn)皮損區(qū)NE活性是無皮損區(qū)的31倍，且通過檢測皮損區(qū)NE水平可以判斷疾病的預后，高NE水平患者對治療敏感，而低NE水平患者對治療抵抗。尋常性銀屑病患者外周血NE的表達水平也顯著高于對照組，是對照組的6倍，且可以作為尋常性銀屑病患者病情活動性的敏感指標［20］。Rogalski等［21］研究表明，NE通過表皮生長因子受體信號通路在體內(nèi)外均可刺激角質(zhì)形成細胞增殖。

4 NET

NET是由激活的中性粒細胞釋放的DNA和抗微生物蛋白構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠在胞外結(jié)合、捕獲并殺滅病原體。DNA和彈性蛋白酶是NET主要框架，其他成分主要包括組蛋白H1、H2A、H2B、H3、H4以及各種酶，如組織蛋白酶G、蛋白酶3，髓過氧化物酶等。2004 年，Brinkmann 等［22］首先發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞還可以通過形成一種被稱為NET的胞外方式，通過氧化及非氧化的機制捕獲并殺滅病原體。另一方面，還發(fā)現(xiàn)在NET形成過程中，釋放入血的染色質(zhì)和蛋白酶能通過調(diào)節(jié)凝血和血栓形成的相關因素參與血管內(nèi)血栓的形成；如NET能夠激活凝血因子Ⅻ，從而刺激纖維蛋白的形成，捕獲并活化血小板導致血栓形成。敗血癥時，NET可黏附血管內(nèi)皮細胞，引起小血管壁的急性損傷，并導致血栓形成。除病原微生物之外，TNF-α、IFN-γ、IL-17 和 IL-8 等促炎癥因子也能誘導中性粒細胞形成NET，許多腫瘤和癌癥患者血液中的粒細胞集落刺激因子不僅能夠影響中性粒細胞的動員和激活，同樣能夠激發(fā)NET 的形成［23-24］。近年來，研究表明，NET 與眾多感染性疾病及非感染性疾病，如自身免疫性疾病密切相關，目前這種新的機制正成為研究熱點。

在NET形成過程中，中性粒細胞失去了原有的形態(tài)并出現(xiàn)了常染色質(zhì)和異染色質(zhì)均化現(xiàn)象。NET形成一種既非細胞壞死又非細胞凋亡的一種細胞死亡新方式，被稱作NETosis，中性粒細胞這種自殺式的死亡能夠誘捕和消滅胞外細菌、真菌、寄生蟲并中和病毒。NET不僅能夠發(fā)揮抗菌的作用，在SLE和小血管炎等自身免疫性疾病中能夠激發(fā)自身免疫反應：如在SLE中，可以檢測到NET組分的自身抗體如抗雙鏈DNA、抗組蛋白抗體以及抗中性粒細胞胞質(zhì)抗體等，且SLE患者血清NET的降解能力下降與抗雙鏈DNA抗體滴度相關［25］。小血管炎包括Wegener肉芽腫、顯微鏡下多血管炎、變應性肉芽腫性血管炎等，抗中性粒細胞胞質(zhì)抗體在小血管炎的診斷中起重要作用，抗中性粒細胞胞質(zhì)抗體可誘導中性粒細胞的活化，從而產(chǎn)生NET，NET作為自身抗原又加劇了自身免疫反應，形成惡性循環(huán)［26］，而DNA酶的治療不僅能夠抑制NET的形成，還能阻止小血管的炎癥反應［27］，因此，NET參與了小血管炎的發(fā)病機制。Lin等［2］研究表明，在肥大細胞和中性粒細胞中形成的NET是銀屑病皮損部位IL-17的重要來源，IL-23，作為Th17細胞分化的激活劑，同樣能夠刺激肥大細胞釋放含有IL-17的NET。組成NET的分泌型中性粒細胞蛋白酶抑制劑和NE結(jié)合自身DNA，在銀屑病皮損處轉(zhuǎn)化為漿細胞樣樹突細胞活化的強力觸發(fā)器，進而誘導IFN的表達，促發(fā)局部T細胞介導的病理性自身免疫反應，導致銀屑病發(fā)生［28］。

5 細胞因子

拮抗Th1細胞因子的生物制劑，尤其是TNF-α拮抗劑對銀屑病具有肯定的療效，目前已成為重癥銀屑病的主要治療藥物之一。近年來的研究表明，Th17細胞及相關細胞因子，如IL-17、IL-23、IL-22等在銀屑病的發(fā)病機制中也起作用。因此，目前銀屑病被界定為Th1/Th17共同介導的免疫紊亂，TNF-α和IL-17等細胞因子在銀屑病發(fā)病機制中起作用。

Lin等［2］的研究表明，人類皮膚IL-17的主要來源是中性粒細胞和肥大細胞，而非T淋巴細胞，且銀屑病患者皮損部位IL-17+肥大細胞和中性粒細胞的密度顯著高于IL-17+T淋巴細胞的密度。Duan等［29］發(fā)現(xiàn)，銀屑病皮損部位IL-8等細胞因子主要由中性粒細胞分泌，TNF-α、IFN-γ等細胞因子同樣被中性粒細胞分泌。Piskin等［30］發(fā)現(xiàn)，中波紫外線照射后IL-4、IL-10的分泌主要由中性粒細胞完成，而非T細胞。

6 結(jié)語

中性粒細胞是銀屑病患者皮損部位的主要浸潤細胞，IL-17、IL-8等細胞因子主要來源于中性粒細胞，而主要由中性粒細胞合成和分泌的NE、NGAL、LL37、NET等在銀屑病發(fā)病機制可能起了作用。

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Roles of neutrophils in the pathogenesis of psoriasis

Guo Wu,Zhong Liansheng,Wei Zhiping.
Department of Dermatovenereology,Affilitated Hospital of Xuzhou Medical College,Xuzhou 221002,Jiangsu,China

Psoriasis is a kind of chronic inflammatory skin disease,and its pathogenesis is mainly related to heredity,immunity,inflammation,neoangiogenesis,keratinocyte hyperproliferation,and so on.Recent studies have indicated that neutrophils are the main source of interleukin （IL）-8,IL-17 and other cytokines in skin lesions of patients with psoriasis.Neutrophil elastase （NE）,neutrophil gelatinase-associated lipocalin（NGAL）,neutrophil extracellular traps （NETs） and antibacterial peptide LL37 （LL37）,which are synthesized and secreted by neutrophils,all play important roles in the pathogenesis of psoriasis.

Psoriasis;Neutrophils;Leukocyte elastase;LL37;Cytokines

Zhong Liansheng,Email:zhongliansheng73@sina.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.06.012

鐘連生，Email:zhongliansheng73@sina.com

本文主要縮寫：NE：中性粒細胞彈性蛋白酶，NGAL：中性粒細胞明膠酶相關脂質(zhì)運載蛋白，LL37：抗菌肽LL37，NET：中性粒細胞胞外網(wǎng)狀陷阱

2015-01-15）