肉芽腫性皮膚病發(fā)病機(jī)制和組織發(fā)生研究進(jìn)展

周可人, 栗玉珍

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 皮膚科, 黑龍江 哈爾濱, 150081)

肉芽腫是一種炎癥形式，主要由被稱為組織細(xì)胞的組織巨噬細(xì)胞組成。肉芽腫形成是對分離不溶性物質(zhì)并防止其擴(kuò)散到其他身體區(qū)域的先天免疫反應(yīng)。根據(jù)物質(zhì)來源，肉芽腫性疾病分為感染性和非感染性肉芽腫性疾病。細(xì)菌和真菌可以是感染性肉芽腫的來源，而角蛋白，縫合和退化的組織可以是非感染性肉芽腫疾病的來源。非感染性肉芽腫性疾病具有各種不同的反應(yīng)性炎性病癥，其具有組織學(xué)相似性。例如，顯示出上皮樣肉芽腫或朗格漢斯巨細(xì)胞的疾病被認(rèn)為與輔助性T細(xì)胞(Th)-1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有關(guān)。一些柵欄狀肉芽腫被認(rèn)為與細(xì)胞外基質(zhì)重塑具有再生反應(yīng)。此外，通過運(yùn)用感染性肉芽腫的體內(nèi)和體外模型，巨噬細(xì)胞極化被認(rèn)為是肉芽腫性疾病的重要致病因素，研究[1]指出經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞(M1巨噬細(xì)胞)促進(jìn)肉芽腫形成并提升巨噬細(xì)胞殺菌活性，而替代性活化的巨噬細(xì)胞(M2巨噬細(xì)胞)抑制這些作用。這種巨噬細(xì)胞極化也可適用于非感染性肉芽腫中可能的組織發(fā)病機(jī)制之一[2]。本研究回顧研究了皮膚肉芽腫性疾病當(dāng)前的研究，重點(diǎn)是這些肉芽腫性皮膚病的發(fā)病機(jī)制和組織發(fā)生機(jī)制。

1 典型肉芽腫的組織發(fā)生

分枝桿菌是一種眾所周知的微生物，可誘導(dǎo)肉芽腫的浸潤，被廣泛應(yīng)用于肉芽腫的研究。麻風(fēng)分枝桿菌引起麻風(fēng)病，也稱為Hansen病，主要表現(xiàn)為皮膚和周圍神經(jīng)的慢性肉芽腫[3]。麻風(fēng)病是了解肉芽腫形成的組織發(fā)生的指導(dǎo)性模型，由于麻風(fēng)病中肉芽腫的臨床病理學(xué)表現(xiàn)因宿主-分枝桿菌免疫相互作用而異。麻風(fēng)病結(jié)合臨床、微生物學(xué)、組織病理學(xué)和免疫學(xué)指標(biāo)分為5組，即結(jié)核樣型麻風(fēng)(TT)、界限偏結(jié)合樣型麻風(fēng)(BT)、中間界限類麻風(fēng)(BB)、界限類偏瘤型麻風(fēng)(BL)和瘤型麻風(fēng)(LL)[4]。TT的主要表現(xiàn)為上皮樣肉芽腫變化，血管和神經(jīng)周圍有較多的淋巴細(xì)胞浸潤，反映了患者對麻風(fēng)桿菌的有力的Th1細(xì)胞免疫應(yīng)答; LL顯示沒有激活的巨噬細(xì)胞形成的上皮樣肉芽腫，反映了患者沒有針對麻風(fēng)桿菌特異性細(xì)胞免疫。淋巴細(xì)胞浸潤不明顯，但可見許多漿細(xì)胞，表明Th2型免疫應(yīng)答是主要的。大多數(shù)患者具有BT、BB和BL麻風(fēng)病的中間形式，這些形式的特征是從BT到BL的細(xì)胞反應(yīng)逐漸減少，并且與增加的細(xì)菌負(fù)荷，更頻繁的皮膚和神經(jīng)受累以及更高的抗體滴度相關(guān)[3]。有研究[5-6]評估了細(xì)胞因子表達(dá)模式與麻風(fēng)病組之間的相關(guān)性。在TT型麻風(fēng)病中，浸潤細(xì)胞產(chǎn)生大量的Th1型細(xì)胞因子，如干擾素(IFN)-γ, 腫瘤壞死因子(TNF)-α和白細(xì)胞介素(IL)-2和IL-15[5-8]。相反，來自LL的病變顯示了Th2型細(xì)胞因子，例如IL-4和IL-10[9]。因此，免疫應(yīng)答類型的不同帶來了肉芽腫的組織病理學(xué)差異。例如，表現(xiàn)為上皮樣肉芽腫的疾病(如TT或BT), 被認(rèn)為是在Th1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)下，而當(dāng)Th2介導(dǎo)的免疫反應(yīng)占優(yōu)勢時(shí)，可以看到非上皮樣肉芽腫，如LL或BL。

2 肉芽腫疾病中的巨噬極化

最近，巨噬細(xì)胞極化被認(rèn)為是肉芽腫形成的重要炎癥介質(zhì)。兩種分化模式導(dǎo)致兩種不同激活類型的巨噬細(xì)胞，即M1巨噬細(xì)胞和M2巨噬細(xì)胞。由Toll樣受體配體和IFN- γ刺激的M1巨噬細(xì)胞，其表現(xiàn)特征在于高水平的促炎細(xì)胞因子，高產(chǎn)量的活性氮和氧中間體, Th1型應(yīng)答的提升和強(qiáng)烈的殺微生物活性[10]。 由IL-4、IL-10和IL-13刺激的M2巨噬細(xì)胞，其特征在于抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)，促進(jìn)組織重塑和免疫調(diào)節(jié)功能[10]。Huang等[1]研究了結(jié)核性肉芽腫形成和發(fā)展過程中巨噬細(xì)胞極化的作用。研究發(fā)現(xiàn)從健康供體收集的外周血單核細(xì)胞，經(jīng)結(jié)核分枝桿菌感染后，可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化。在體外結(jié)核性肉芽腫模型中，在結(jié)核分枝桿菌感染后，隨著時(shí)間的推移，觀察到從M1到M2的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化。在早期階段，巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)主要是M1。 M1標(biāo)志物的表達(dá)水平隨時(shí)間逐漸降低，M2標(biāo)志物的表達(dá)水平逐漸升高。在后期，巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)主要是M2。根據(jù)從結(jié)核病患者收集的體內(nèi)樣本，在壞死性和非壞死性肉芽腫中均觀察到M2巨噬細(xì)胞，而M1和M2極化巨噬細(xì)胞均存在于非肉芽腫性肺組織中[1]。因此，臨床認(rèn)為M1巨噬細(xì)胞促進(jìn)肉芽腫形成和巨噬細(xì)胞殺菌活性，而M2巨噬細(xì)胞抑制這些作用。巨噬細(xì)胞極化在非感染性肉芽腫性疾病中的作用是最近的研究熱點(diǎn)課題。

3 結(jié)節(jié)病

結(jié)節(jié)病是一種病因未明可累及多系統(tǒng)的無干酪樣壞死的上皮樣細(xì)胞肉芽腫性疾病[11]。這種疾病在女性中更常見，發(fā)病高峰出現(xiàn)在20～40歲，隨后是第2個(gè)高峰，在50歲以上，在所有病例中，皮膚受累率為9%～37%[12]。在日本, 35.4%的病例出現(xiàn)皮膚病變，包括皮膚結(jié)節(jié)(20.0%)、皮下結(jié)節(jié)(12.1%)、皮膚斑塊(8.9%)、結(jié)節(jié)性紅斑(6.2%)、紅斑狼瘡凍瘡(2.6%)和其他(4.3%)[13]。

此前研究[14-18]表明，在一定的遺傳背景下，外源性抗原和免疫反應(yīng)可能引發(fā)結(jié)節(jié)病的發(fā)展。一些研究已經(jīng)確定了結(jié)節(jié)病的遺傳易感性。不同種族和種族的個(gè)體變異患病率與發(fā)病率表明遺傳背景與疾病有關(guān)。在日本患者的案例中, Ina等[15]報(bào)道，與對照組相比，結(jié)節(jié)病患者的人類白細(xì)胞抗原(HLA)-A1, Bw46, Cx46, DRw8, DRw9和DRw52等位基因的頻率顯著增加。在這些等位基因中, HLA-DRw52是最常見的。 Ishihara等[19]在日本結(jié)節(jié)病患者中進(jìn)行HLA Ⅱ類基因分型，并報(bào)告DR52組抗原相關(guān)等位基因(HLA-DRB1*11, DRB1*1和DRB1*14)和DRB1*08等位基因的頻率在患者組中較高，表明這些等位基因的DRB1分子上的共同特異性氨基酸殘基可能對結(jié)節(jié)病具有易感性。

除遺傳背景外，免疫反應(yīng)在結(jié)節(jié)病的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。在最初的步驟中，抗原呈遞細(xì)胞通過主要組織相容性復(fù)合物將某種抗原呈遞給CD4+T淋巴細(xì)胞。這些激活的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，如IL-2、IL-12和IL-18, 其促進(jìn)巨噬細(xì)胞的積聚[12]。免疫活化的巨噬細(xì)胞形成上皮樣肉芽腫。超過60%的結(jié)節(jié)病在2～5年內(nèi)消退[12]。在這些病例中, Th2細(xì)胞因子如IL-10的表達(dá)被認(rèn)為是誘導(dǎo)并有助于抑制免疫反應(yīng)以介導(dǎo)解決肉芽腫形成。其余患者患有慢性疾病，因?yàn)門h1細(xì)胞因子的上調(diào)持續(xù)存在，如TNF-α和IL-8。在結(jié)節(jié)病中，除了Th1和Th2免疫應(yīng)答外, Th17免疫的作用也正在被研究[19]。在患有結(jié)節(jié)病的患者的肉芽腫內(nèi)部及周圍和血液中發(fā)現(xiàn)了到Th17細(xì)胞。此外，作為Th17途徑的主要細(xì)胞因子的IL-23和促進(jìn)幼稚T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)化生長因子-β在結(jié)節(jié)病肉芽腫的皮損中上調(diào)，在結(jié)節(jié)病中也檢測到在Th17途徑中起重要作用的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3[19]。

結(jié)節(jié)病的獨(dú)特組織病理學(xué)特征是“裸結(jié)節(jié)”，其由具有少量淋巴細(xì)胞浸潤的上皮樣肉芽腫組成。在早期病變處，肉芽腫的外周區(qū)域可見中度淋巴浸潤。然而，當(dāng)肉芽腫達(dá)到成熟時(shí)，這些淋巴細(xì)胞消失。一種可能的解釋是，在早期病變中, Th1型免疫應(yīng)答導(dǎo)致M1巨噬細(xì)胞積聚和淋巴細(xì)胞浸潤，而在成熟病灶中, M1巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2巨噬細(xì)胞并因此減少淋巴細(xì)胞浸潤。結(jié)節(jié)病患者有時(shí)會(huì)在創(chuàng)傷性瘢痕區(qū)域出現(xiàn)病變。在這些病例中，玻璃、沙子或土壤等外來物質(zhì)經(jīng)常污染皮膚，導(dǎo)致Th1細(xì)胞因子的持續(xù)上調(diào)，這可能導(dǎo)致對外來物質(zhì)的過度免疫反應(yīng)并形成上皮樣肉芽腫。

一些環(huán)境因素及感染因子作為結(jié)節(jié)病的潛在觸發(fā)因素被提出。Barnard等[20]對結(jié)節(jié)病進(jìn)行病例對照病原學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)工人患結(jié)節(jié)病風(fēng)險(xiǎn)升高。就感染因子而言，分枝桿菌和丙酸桿菌屬是導(dǎo)致疾病的的主要因素[20-24]。這些研究表明，多種因子可以是抗原性的并且可以激活免疫應(yīng)答，在一定的遺傳背景下導(dǎo)致結(jié)節(jié)病的發(fā)生。特別是在日本，通過厭氧細(xì)菌培養(yǎng)和聚合酶鏈反應(yīng)，在結(jié)節(jié)病患者的組織樣本中檢測到高度的痤瘡丙酸桿菌，因此被認(rèn)為是日本患者中最合理的致病因素[25-27]。

4 環(huán)狀肉芽腫

環(huán)狀肉芽腫是最常見的非感染性肉芽腫疾病，其表現(xiàn)為環(huán)狀紅斑，最初由Colcott和Fox于1895年描述，后來由Radcliffe-Crocker于1902年正式命名[28]。通常，擴(kuò)大的離心皮損以環(huán)形或弓形排列。該疾病有許多臨床類型，包括局限型、泛發(fā)環(huán)型、播散丘疹型、非典型泛發(fā)型、皮下型和穿通型[29-31]。環(huán)狀肉芽腫的常見類型，如泛發(fā)型、播散性丘疹和非典型泛發(fā)型環(huán)狀肉芽腫，據(jù)研究[32-37]報(bào)道與糖尿病、惡性腫瘤、甲狀腺疾病、脂質(zhì)異常、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和病毒感染等全身性疾病相關(guān)。研究[38-39]顯示，在已痊愈的帶狀皰疹部位也會(huì)發(fā)生環(huán)狀肉芽腫。除這些疾病外，此前研究[40-47]還報(bào)道過別嘌呤醇、聚乙二醇、干擾素-α、托吡酯和TNF-α抑制劑(英夫利昔單抗、阿達(dá)木單抗和依那西普)等藥物誘發(fā)的環(huán)狀肉芽腫。

組織學(xué)上，環(huán)狀肉芽腫表現(xiàn)為膠原蛋白降解，黏蛋白沉積，中央為漸進(jìn)性壞死區(qū)，周圍可見多量的組織細(xì)胞和不等量的淋巴細(xì)胞呈柵狀排列[48]。是否膠原蛋白降解首先發(fā)生，然后巨噬細(xì)胞浸潤進(jìn)行細(xì)胞外重塑，或者是否炎癥反應(yīng)直接誘導(dǎo)膠原蛋白變性正在討論中。盡管環(huán)狀肉芽腫的確切病因和發(fā)病機(jī)制仍然知之甚少，但最近的研究表明，細(xì)胞介導(dǎo)的超敏反應(yīng)可能在環(huán)狀肉芽腫的發(fā)展中起重要作用。Fayyazi等[49]研究了環(huán)狀肉芽腫中T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子，如IFN-γ和TNF-α以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP), 如MMP2和MMP9的表達(dá)。原位雜交結(jié)合免疫熒光顯示大量浸潤的CD3+淋巴細(xì)胞表達(dá)IFN-γ。巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、MMP2和MMP9。此外，在壞死性區(qū)域內(nèi)觀察到許多凋亡的巨噬細(xì)胞。這些結(jié)果表明，產(chǎn)生IFN-γ的Th1淋巴細(xì)胞有助于共表達(dá)TNF-α的巨噬細(xì)胞的活化，這些經(jīng)典激活的M1巨噬細(xì)胞可以作為效應(yīng)細(xì)胞起作用，通過MMP引發(fā)基質(zhì)降解。TNF-α拮抗劑已用于治療環(huán)狀肉芽腫并顯示有效，表明Th1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在環(huán)狀肉芽腫的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[49-51]。觀測黏蛋白沉積對于診斷環(huán)狀肉芽腫是必不可少的，并且其可能在肉芽腫形成中起關(guān)鍵作用。Mocan等[52]證實(shí)，黏蛋白-1肽激活巨噬細(xì)胞并使M1極化發(fā)生轉(zhuǎn)變。此外，細(xì)胞外基質(zhì)糖胺聚糖透明質(zhì)酸，是皮膚中黏蛋白沉積的主要成分之一，可以通過Toll樣受體或CD44強(qiáng)烈激活巨噬細(xì)胞[53]。因此，黏蛋白沉積可能通過激活巨噬細(xì)胞參與環(huán)狀肉芽腫的組織發(fā)生。作為免疫調(diào)節(jié)的其他證據(jù)，在環(huán)狀肉芽腫中的柵欄狀組織細(xì)胞中觀察到彌漫性的CD123+漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞[54]。這些漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞的浸潤在環(huán)狀肉芽腫中比在類脂質(zhì)漸進(jìn)性壞死(NL)和類風(fēng)濕結(jié)節(jié)中更密集。除免疫反應(yīng)外，細(xì)胞外基質(zhì)重塑是環(huán)狀肉芽腫的關(guān)鍵特征。研究[55]證實(shí)，浸潤性巨噬細(xì)胞顯示M2巨噬細(xì)胞可被因子XⅢ-A+激活。M2巨噬細(xì)胞通常由Th2主導(dǎo)的反應(yīng)誘導(dǎo)，例如IL-4刺激。與經(jīng)典激活的M1巨噬細(xì)胞不同, M2巨噬細(xì)胞在組織修復(fù)和再生過程中起著至關(guān)重要的作用[56]。該報(bào)告與先前報(bào)道的研究[50, 57]存在一些爭議，因?yàn)橹皥?bào)道中的浸潤性巨噬細(xì)胞顯示出M1表型。這種差異可以通過環(huán)狀肉芽腫病程中M1/M2極化的變化來解釋。在早期階段, Th1主導(dǎo)的免疫反應(yīng)誘導(dǎo)M1巨噬細(xì)胞的浸潤，并且在引發(fā)基質(zhì)降解后，連續(xù)地誘導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞促進(jìn)組織再生。實(shí)施進(jìn)一步的研究對于闡明環(huán)狀肉芽腫的確切組織發(fā)生是必不可少的。

5 類脂質(zhì)漸進(jìn)性壞死

NL是一罕見的真皮結(jié)締組織變性疾病[58], 其組織病理學(xué)特征為皮膚硬化，膠原變性和水平排列的柵欄樣肉芽腫。臨床上, NL顯示出明顯但不規(guī)則的紅斑或斑塊，伴有中央萎縮和突出的毛細(xì)血管擴(kuò)張，通常在雙側(cè)脛骨上，也可發(fā)生于雙足部[59]、上肢[60]、軀干[61]和頭面部[62]、會(huì)陰部[63]。肉芽腫病變和膠原退化的水平定向機(jī)制尚不清楚。受影響皮膚的區(qū)域變化可能會(huì)影響這種獨(dú)特的水平呈現(xiàn)方式。脛骨的組織學(xué)特征，特別是在成人中，由于重力和淤積，可能在真皮中顯示出明顯的橫向硬化。因此，巨噬細(xì)胞和其他炎癥細(xì)胞只能橫向擴(kuò)散，從而產(chǎn)生這種獨(dú)特的特征。NL的病因尚不清楚，由于NL被認(rèn)為與糖尿病有關(guān)，糖尿病微血管病變可能是主要的合理病因之一[64-65]。自20世紀(jì)60年代, NL和糖尿病之間的關(guān)系一直存在爭議。研究[66-69]報(bào)道，超過60%的NL患者患有糖尿病或葡萄糖代謝異常。然而，最近的回顧性研究無法重現(xiàn)這種明確的相關(guān)性。O'Toole等[70]報(bào)道，只有11%的NL患者患有糖尿病, 18%有糖尿病家族史, 11%有葡萄糖耐量異常。盡管發(fā)病率低于原始研究，NL在糖尿病患者中肯定比健康對照者中更常見。

就巨噬細(xì)胞極化而言，在壞死膠原周圍的肉芽腫浸潤中觀察到M2巨噬細(xì)胞[55]。退化的膠原可以觸發(fā)巨噬細(xì)胞的M2極化以促進(jìn)組織重塑。然而，類似于環(huán)狀肉芽腫，是否首先發(fā)生膠原蛋白降解，然后是細(xì)胞外重塑的巨噬細(xì)胞浸潤，或者炎癥反應(yīng)是否直接誘導(dǎo)膠原蛋白變性，仍在探討中。NL早期至晚期巨噬細(xì)胞表型的系列分析可能是有用的。

6 小 結(jié)

由于已經(jīng)提出了巨噬細(xì)胞極化的概念，臨床對肉芽腫類疾病的認(rèn)識(shí)已經(jīng)極大發(fā)展，然而，由于研究設(shè)計(jì)的限制，組織學(xué)機(jī)制研究的進(jìn)展非常緩慢?；趯?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪M(jìn)一步基礎(chǔ)研究對于闡明肉芽腫病的組織病理學(xué)和發(fā)病機(jī)制是必不可少的。