Stevens-Johnson綜合征/中毒性表皮壞死松解癥角質(zhì)形成細(xì)胞死亡機(jī)制的研究進(jìn)展

楊永生 徐金華

Stevens-Johnson綜合征/中毒性表皮壞死松解癥角質(zhì)形成細(xì)胞死亡機(jī)制的研究進(jìn)展

楊永生 徐金華

角質(zhì)形成細(xì)胞的凋亡涉及代謝及免疫機(jī)制，前者可能是親電子的藥物活性代謝產(chǎn)物經(jīng)線粒體途徑誘導(dǎo)凋亡。Stevens-Johnson綜合征免疫機(jī)制則較復(fù)雜，CD8+細(xì)胞毒T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、單核細(xì)胞及調(diào)節(jié)T細(xì)胞等免疫細(xì)胞參與發(fā)病。腫瘤壞死因子α、可溶性FasL、顆粒溶素、腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體和腫瘤壞死因子樣弱凋亡因子等細(xì)胞因子參與了凋亡作用的放大。在角質(zhì)形成細(xì)胞的壞死中，警報(bào)素家族成員S100A、α防御素、高遷移率族蛋白B1均參與。

Stevens-Johnson綜合征；表皮壞死松解癥，中毒性；角蛋白細(xì)胞；細(xì)胞凋亡

Stevens-Johnson綜合征（SJS）及中毒性表皮壞死松解癥（TEN）是一組主要與藥物相關(guān)的皮膚黏膜嚴(yán)重受累的疾病。本病雖然少見，但病情嚴(yán)重，死亡率高（SJS約為5%，TEN高達(dá)20% ～30%），確切的發(fā)病機(jī)制尚不明，臨床治療棘手。角質(zhì)形成細(xì)胞（KC）的死亡機(jī)制是發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵，本病早期即出現(xiàn)角質(zhì)形成細(xì)胞的凋亡，并很快形成廣泛的累及表皮全層的壞死［1］。

凋亡和壞死既有區(qū)別又有聯(lián)系。凋亡是一種可調(diào)控的程序性細(xì)胞死亡，凋亡細(xì)胞被清除不引起炎癥反應(yīng)，在很大程度上表現(xiàn)為一種生理過(guò)程。壞死是一種由劇烈損傷導(dǎo)致的細(xì)胞被動(dòng)死亡，壞死細(xì)胞釋放內(nèi)容物，引起嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。凋亡和壞死也有聯(lián)系，部分信號(hào)通路上存在重疊，在超過(guò)一定閾值的強(qiáng)信號(hào)或機(jī)體凋亡機(jī)制障礙情況下，細(xì)胞出現(xiàn)壞死。大多數(shù)急危重癥中細(xì)胞死亡的主要方式是壞死，導(dǎo)致?lián)p傷級(jí)聯(lián)放大，且發(fā)生較凋亡更為迅速。盡管臨床表現(xiàn)與燒傷相似，TEN發(fā)生的壞死有別于燒傷，后者是一個(gè)在外界壓倒性的物理、化學(xué)損傷下發(fā)生的被動(dòng)的無(wú)序性的過(guò)程。近來(lái)發(fā)現(xiàn)壞死也并非都是無(wú)序的，壞死性凋亡是2005年提出的不依賴caspase可調(diào)控的細(xì)胞死亡方式［2］，但在TEN的KC中是否發(fā)生壞死性凋亡尚無(wú)研究。

1 KC的凋亡

凋亡有兩條信號(hào)通路，由細(xì)胞膜上的死亡受體介導(dǎo)的線粒體非依賴性途徑和由線粒體釋放的細(xì)胞色素C啟動(dòng)的線粒體依賴性途徑，兩條途徑均需caspase的活化及其誘發(fā)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。藥物代謝產(chǎn)物、免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子均可通過(guò)此途徑導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡。

1.1 藥物代謝產(chǎn)物：Paquet和 Piérard［3］提出親電子的藥物活性代謝產(chǎn)物可通過(guò)線粒體的損害導(dǎo)致凋亡。其機(jī)制可能是活性氧簇產(chǎn)生如腫瘤壞死因子（TNF）α等前炎癥因子，損傷細(xì)胞器。谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶Pi是一種氧化應(yīng)激標(biāo)記，在TEN受累和非受累的區(qū)域，均可見其表達(dá)于基底層以上的KC中。該觀點(diǎn)有助于解釋TEN中的一個(gè)特殊現(xiàn)象：嚴(yán)重的表皮損傷和稀疏的真皮浸潤(rùn)炎癥細(xì)胞，即所謂的“真皮沉默”，但目前尚無(wú)藥物活性代謝產(chǎn)物直接造成KC凋亡的證據(jù)。

1.2 免疫細(xì)胞：

1.2.1 CD8+細(xì)胞毒 T 細(xì)胞：藥物引起的 CD8+T 細(xì)胞克隆增殖，通過(guò)其細(xì)胞毒作用引起組織損傷被認(rèn)為是TEN的特征性免疫機(jī)制。CD8+T細(xì)胞通過(guò)穿孔素-顆粒酶和Fas-FasL兩條途徑引起KC凋亡。兩者均有賴于細(xì)胞接觸，CD8+T細(xì)胞免疫識(shí)別靶細(xì)胞后激發(fā)脫顆粒，穿孔素在靶細(xì)胞膜上打孔，顆粒酶進(jìn)入靶細(xì)胞使其發(fā)生凋亡。已發(fā)現(xiàn)，TEN皰液中的淋巴細(xì)胞高表達(dá)此兩種顆粒蛋白。CD8+T細(xì)胞可表達(dá)FasL，通過(guò)與靶細(xì)胞上的Fas結(jié)合啟動(dòng)凋亡程序。Fas-FasL通路在本病KC凋亡中的作用存在爭(zhēng)議，皰液淋巴細(xì)胞并不高表達(dá)FasL，而Fas在TEN的KC中是否高表達(dá)結(jié)論不一［4］。

1.2.2 自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）：皰液中的NK細(xì)胞有些還同時(shí)表達(dá)T細(xì)胞受體（TCR），即NKT細(xì)胞。已有研究發(fā)現(xiàn)，CD94/NKG2C表達(dá)于皰液中的NK細(xì)胞上，通過(guò)識(shí)別KC表達(dá)的人白細(xì)胞抗原（HLA）E受體介導(dǎo)天然免疫，與CD8+T細(xì)胞一樣，通過(guò)脫顆粒作用殺傷 KC［5］。

1.2.3 單核細(xì)胞：TEN皮損處浸潤(rùn)的單核細(xì)胞表達(dá)共刺激分子如CD80/86、CD137L，后者與T細(xì)胞表面的受體CD28、CD137結(jié)合，傳遞除TCR-抗原肽-主要組織相容性復(fù)合物之外的輔助信號(hào)。而CD137L-CD137信號(hào)特異性地?cái)U(kuò)增CD8+T細(xì)胞，并免除后者可能發(fā)生的活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，維持其增殖，還直接增強(qiáng)其細(xì)胞毒作用［6］。

1.2.4 調(diào)節(jié) T 細(xì)胞（Treg細(xì)胞）：Treg細(xì)胞的數(shù)量減少及功能下降可導(dǎo)致T細(xì)胞的活化增殖。Takahashi等［7］發(fā)現(xiàn)，在11例TEN患者中，外周血中的CD4+CD25+FoxP3+Treg盡管頻數(shù)上與健康對(duì)照無(wú)差異，但功能明顯受損。由急性期患者獲得的Treg細(xì)胞，在調(diào)節(jié)經(jīng)致敏藥物處理活化的T細(xì)胞時(shí)，不能抑制后者產(chǎn)生促炎癥細(xì)胞因子及增殖。Treg細(xì)胞的失活可能導(dǎo)致了CD8+細(xì)胞毒T細(xì)胞為主的免疫模式，進(jìn)而發(fā)生KC的死亡。

1.3 細(xì)胞因子：局部浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞還可釋放許多細(xì)胞因子參加免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)KC凋亡。同時(shí)，作為“受害者”的KC也釋放一些細(xì)胞因子，如IL-10等可能抑制細(xì)胞毒反應(yīng)，被認(rèn)為是一種防御機(jī)制，TNF-α等擴(kuò)大了炎癥反應(yīng)。有鑒于此，有學(xué)者提出，KC的凋亡存在以CD8+細(xì)胞毒細(xì)胞為主的初始反應(yīng)和多種因子參與的“放大”機(jī)制［4］。

1.3.1 TNF-α：已有發(fā)現(xiàn)，TEN 中單核細(xì)胞及 KC 高表達(dá)TNF-α。但作為TNF-α抑制劑使用的沙利度胺在治療TEN的對(duì)照試驗(yàn)中，導(dǎo)致更高的死亡率而被緊急叫停，也使學(xué)者認(rèn)識(shí)到作為多功能的細(xì)胞因子 TNF-α，在本病中的作用非常復(fù)雜［8］，如 TNF-α可通過(guò)結(jié)合TNF-R1，通過(guò)其死亡結(jié)構(gòu)域招募TRADD等分子，最終激活caspase誘導(dǎo)凋亡；還可通過(guò)激活核因子κB通路抑制凋亡。但近來(lái)TNF-α單克隆抗體如英夫利西、益賽普在TEN的治療中顯示了較好的療效［9］，提示深入研究TNF-α作用機(jī)制的必要性。

1.3.2 可溶性FasL：免疫細(xì)胞釋放的可溶性FasL可不依賴細(xì)胞接觸作用于靶細(xì)胞。但如同此前的Fas-FasL一樣，研究結(jié)論不一。在TEN的早期可在外周血檢測(cè)升高的可溶性FasL，其他發(fā)疹型藥疹中，同樣也檢測(cè)到可溶性FasL升高，可溶性FasL升高與肝功能受損相關(guān)，與藥疹的類別無(wú)關(guān)［10］，這些結(jié)論均不支持可溶性FasL在KC凋亡中起關(guān)鍵作用。

1.3.3 顆粒溶素：是一種細(xì)胞毒顆粒蛋白，與穿孔素和顆粒酶共同定位于細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的溶細(xì)胞顆粒中，也釋放至外周血中，殺傷遠(yuǎn)處的靶細(xì)胞，通過(guò)電荷與靶細(xì)胞膜結(jié)合無(wú)需特異性受體，進(jìn)而引起靶細(xì)胞膜破裂及線粒體損傷。近來(lái)的一些研究認(rèn)為，顆粒溶素在“放大”機(jī)制起到至關(guān)重要的作用。Chung等［11］在TEN皰液中發(fā)現(xiàn)，高濃度的顆粒溶素，在細(xì)胞模型中清除顆粒溶素可減輕細(xì)胞毒反應(yīng)，在鼠模型中注射顆粒溶素可誘發(fā)TEN樣表現(xiàn)。Fujita等［12］發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)黏膜受累前的 2～4 d，外周血顆粒溶素濃度最高，認(rèn)為可作為監(jiān)測(cè)病情的標(biāo)記。Schlapbach等［13］研究認(rèn)為，表達(dá)顆粒溶素的細(xì)胞毒細(xì)胞并不僅見于TEN，在斑丘疹型藥疹中也可發(fā)現(xiàn)，且在TEN中顆粒酶B水平與顆粒溶素相當(dāng)，因此，作者認(rèn)為，顆粒溶素只是多種細(xì)胞毒機(jī)制之一。

1.3.4 TNF 相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）和 TNF 相關(guān)弱凋亡誘導(dǎo)分子（TWEAK）：兩者均為死亡受體的配體，通過(guò)激活死亡結(jié)構(gòu)域，誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。de Araujo等［14］發(fā)現(xiàn)，皰液中 TRAIL 和 TWEAK 濃度均有升高，二者表達(dá)均見于CD1a+CD14+細(xì)胞，TRAIL還可表達(dá)于CD8+細(xì)胞。正常細(xì)胞可表達(dá)誘騙受體阻止TRAIL與其受體DR4/DR5結(jié)合，在核因子κB通路被抑制或某些細(xì)胞因子存在時(shí)，TRAIL可誘導(dǎo)KC的凋亡。如IFN-γ可刺激KC表達(dá)TRAIL及其受體DR4/DR5，促進(jìn)TRAIL相關(guān)的凋亡，并且已知IFN-γ在TEN皰液和外周血濃度升高。這些都支持TRAIL在KC的凋亡中發(fā)揮作用，但確切機(jī)制及重要性尚不明。TWEAK誘導(dǎo)凋亡作用弱，但已有發(fā)現(xiàn)其可協(xié)同TNF-α誘導(dǎo)KC凋亡。

2 角質(zhì)形成細(xì)胞壞死

較之于凋亡，本病KC壞死的研究較少。警報(bào)素（alarmins）是一種內(nèi)源性危險(xiǎn)因子家族，通常在病原體入侵或各種理化及機(jī)械外力等作用下，導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷和發(fā)生非程序性死亡時(shí)迅速釋放，但在細(xì)胞凋亡時(shí)不會(huì)產(chǎn)生；也可在病原相關(guān)分子模式和促炎細(xì)胞因子等炎癥介質(zhì)刺激下，誘導(dǎo)固有免疫細(xì)胞合成分泌。在加劇了局部炎癥反應(yīng)的同時(shí)，還放大了全身的免疫反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)警報(bào)素家族S100A和α防御素在SJS/TEN的急性期外周血單個(gè)核細(xì)胞中表達(dá)［15］。Nakajima 等［16］發(fā)現(xiàn)，另一成員高遷移率族蛋白B1在SJS/TEN中血清中濃度升高，且來(lái)源于損傷的KC。該研究提示，壞死的KC可通過(guò)釋放警報(bào)素?cái)U(kuò)大炎癥，導(dǎo)致更多的KC死亡。

3 結(jié)語(yǔ)

發(fā)生在SJS/TEN中KC從凋亡到壞死的機(jī)制復(fù)雜，必須指出的是，這些機(jī)制是在特定的遺傳背景下發(fā)生的。此外，缺乏可靠的動(dòng)物模型、臨床病例的異質(zhì)性也使得本病研究更為困難。但本病是目前較為嚴(yán)重的皮膚科疾病之一，且一直缺乏有效治療手段，加強(qiáng)其重視程度和加強(qiáng)研究是非常有必要的。

［1］Tohyama M,Hashimoto K.Immunological mechanisms of epidermal damage in toxic epidermal necrolysis ［J］.Curr Opin Allergy Clin Immunol,2012,12（4）:376-382.

［2］Vandenabeele P,Galluzzi L,Vanden Berghe T,et al.Molecular mechanisms of necroptosis:an ordered cellular explosion［J］.Nat Rev Mol Cell Biol,2010,11（10）:700-714.

［3］Paquet P,Piérard GE.Glutathione-S-transferase pi expression in toxic epidermal necrolysis:a marker of putative oxidative stress in keratinocytes ［J］.Skin Pharmacol Physiol,2007,20 （2）:66-70.

［4］Lee HY,Chung WH.Toxic epidermal necrolysis:the year in review［J］.Curr Opin Allergy Clin Immunol,2013,13（4）:330-336.

［5］Morel E,Escamochero S,Caba?as R,et al.CD94/NKG2C is a killer effector molecule in patients with Stevens-Johnson syndrome and toxic epidermal necrolysis ［J］.J Allergy Clin Immunol,2010,125（3）:703-710.

［6］Tohyama M,Watanabe H,Murakami S,et al.Possible involvement of CD14+CD16+monocyte lineage cells in the epidermaldamage ofStevens-Johnson p title= pag numbe epidermal necrolysis［J］.Br J Dermatol,2012,166（2）:322-330.

［7］Takahashi R,Kano Y,Yamazaki Y,et al.Defective regulatory T cells in patients with severe drug eruptions:timing of the dysfunction is associated with the pathological phenotype and outcome［J］.J Immunol,2009,182（12）:8071-8079.

［8］Nomura Y,Aihara M,Matsukura S,et al.Evaluation of serum cytokine levels in toxic epidermal necrolysis and Stevens-Johnson syndrome compared with otherdelayed-type adverse drug reactions［J］.J Dermatol,2011,38（11）:1076-1079.

［9］Gaitanis G,Spyridonos P,Patmanidis K,et al.Treatment of toxic epidermal necrolysis with the combination of infliximab and high-dose intravenous immunoglobulin ［J］.Dermatology,2012,224（2）:134-139.

［10］Tohyama M,Shirakata Y,Sayama K,et al.The influence of hepatic damage on serum soluble Fas ligand levels of patients with drug rashes ［J］.J Allergy Clin Immunol,2009,123 （4）:971-972.

［11］Chung WH,Hung SI,Yang JY,et al.Granulysin is a key mediator for disseminated keratinocyte death in Stevens-Johnson syndrome and toxic epidermal necrolysis ［J］.Nat Med,2008,14（12）:1343-1350.

［12］Fujita Y, Yoshioka N, Abe R, et al. Rapid immunochromatographic test for serum granulysin is useful for the prediction of Stevens-Johnson syndrome and toxic epidermal necrolysis［J］.J Am Acad Dermatol,2011,65（1）:65-68.

［13］Schlapbach C,Zawodniak A,Irla N,et al.NKp46+cells express granulysin in multiple cutaneous adverse drug reactions ［J］.Allergy,2011,66（11）:1469-1476.

［14］de Araujo E,Dessirier V,Laprée G,et al.Death ligand TRAIL,secreted by CD1a+and CD14+cells in blister fluids,is involved in killing keratinocytes in toxic epidermal necrolysis ［J］.Exp Dermatol,2011,20（2）:107-112.

［15］Morel E,Alvarez L,Caba?as R,et al.Expression of α-defensin 1-3 in T cells from severe cutaneous drug-induced hypersensitivity reactions［J］.Allergy,2011,66（3）:360-367.

［16］Nakajima S,Watanabe H,Tohyama M,et al.High-mobility group box 1 protein （HMGB1） as a novel diagnostic tool for toxic epidermal necrolysis and Stevens-Johnson syndrome ［J］.Arch Dermatol,2011,147（9）:1110-1112.

Mechanisms of keratinocyte death in Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis

Yang Yongsheng,Xu Jinhua.Department of Dermatology,Huashan Hospital,Fudan University,Shanghai 200040,China

Xu Jinhua,Email:hsyyxjh@163.com

The apoptosis of keratinocytes involves drug metabolism and immune mechanism.The former mainly refers to the induction of apoptosis by active electrophilic drug metabolites through the mitochondrial pathway.Comparatively,the immune mechanism is more complex with the involvement of many immune cells including CD8+cytotoxic T cells,natural killer cells,monocytes and regulatory T cells.Some cytokines,such as tumor necrosis factor α （TNF-α）,soluble FasL,granulysin,TNF-related apoptosis-inducing ligand （TRAIL） and TNF-like weak inducer of apoptosis （TWEAK）,contribute to the amplification of apoptosis.The necrosis of keratinocytes is considered to be associated with the alarm family members S100A,α-defensins and high mobility group protein B1.

Stevens-Johnson syndrome;Epidermal necrolysis,toxic;Keratinocytes;Apoptosis

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.01.016

衛(wèi)生公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（201002016）

200040上海，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院皮膚科

徐金華，Email:hsyyxjh@163.com

本文主要縮寫：SJS：Stevens-Johnson綜合征，TEN：中毒性表皮壞死松解癥，KC：角質(zhì)形成細(xì)胞，TCR：T細(xì)胞受體，HLA：人白細(xì)胞抗原，TRAIL：TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體，TWEAK：TNF相關(guān)弱凋亡誘導(dǎo)分子

2014-03-03）