白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究熱點(diǎn)解析

李春英 李舒麗

第四軍醫(yī)大學(xué)西京皮膚醫(yī)院，西安 710032

白癜風(fēng)是一種常見的自身免疫性皮膚病，主要原因?yàn)楸砥ず谒丶?xì)胞破壞。近年對(duì)白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制研究，仍聚焦于黑素細(xì)胞內(nèi)在的損傷以及T細(xì)胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答。過去30年的研究常將二者作為獨(dú)立的事件，如今越來越多的體內(nèi)外證據(jù)表明，氧化應(yīng)激作為重要始動(dòng)因素可通過激活固有免疫反應(yīng)，參與啟動(dòng)針對(duì)黑素細(xì)胞的特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答，造成黑素細(xì)胞損傷。此外，角質(zhì)形成細(xì)胞在啟動(dòng)白癜風(fēng)自身免疫反應(yīng)中的作用，也日益引起重視。隨著對(duì)這些新理論的深入研究，一系列關(guān)鍵分子及其調(diào)控機(jī)制陸續(xù)被揭示，一些新的治療理念及策略也取得了創(chuàng)新性突破。

一、黑素細(xì)胞內(nèi)在缺陷仍是白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究的焦點(diǎn)

黑素細(xì)胞位于表皮基底層，具有合成黑素抵御紫外線損傷的功能，而紫外線照射是細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）、過氧化氫（H2O2）及超氧陰離子的重要來源，因此較表皮其他細(xì)胞更易遭受外源性氧化應(yīng)激損傷。在黑素合成過程中，一系列酶如酪氨酸羥化酶、苯丙氨酸羥化酶將酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑素，需要催化大量新蛋白產(chǎn)生，更多的能量需求引起細(xì)胞內(nèi)線粒體能量代謝超負(fù)荷，容易導(dǎo)致線粒體ROS 蓄積，也增加了內(nèi)源性氧化應(yīng)激的風(fēng)險(xiǎn)［1］。既往有研究嘗試在皮損局部外用過氧化氫酶抵抗氧化應(yīng)激損傷，但治療效果并不理想［2］。因此，更多的學(xué)者開始關(guān)注白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞的內(nèi)在缺陷。

我們課題組發(fā)現(xiàn)［3-4］，白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞內(nèi)抗氧化基因（Nrf2）、抗氧化酶如過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶（GST）等均存在基因缺陷及功能障礙，因此較正常人黑素細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激更敏感。在同等氧化應(yīng)激水平下，正常黑素細(xì)胞可激活自身Nrf2-HO-1信號(hào)，誘導(dǎo)下游多個(gè)抗氧化分子如NQO1、GCLM 的表達(dá)，同時(shí)激活細(xì)胞自噬，對(duì)抗氧化應(yīng)激損傷；而白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞Nrf2激活障礙，不僅引起下游HO-1 等抗氧化分子表達(dá)減少，且p62 介導(dǎo)的細(xì)胞自噬也存在缺陷，因此更易損傷?；谝陨习l(fā)現(xiàn)，我們嘗試尋找可激動(dòng)Nrf2信號(hào)的藥物糾正黑素細(xì)胞抗氧化缺陷，發(fā)現(xiàn)阿司匹林［5］、辛伐他?。?］均可激活白癜風(fēng)黑素細(xì)胞的Nrf2信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞抗氧化，協(xié)助抵抗氧化應(yīng)激損傷。然而，目前體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的用藥濃度遠(yuǎn)高于患者系統(tǒng)用藥的安全劑量，期待后續(xù)有相應(yīng)藥物作為局部外用制劑進(jìn)入臨床研究。

隨著近年對(duì)黑素細(xì)胞抗氧化機(jī)制的深入研究，越來越多的抗氧化藥物被發(fā)現(xiàn)。盡管目前抗氧化藥物在白癜風(fēng)中的治療作用還缺乏循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，但在2013年的歐洲白癜風(fēng)治療指南中［7］，已明確提出局部或全身應(yīng)用抗氧化劑的合理性，無論是單用還是聯(lián)合光療，都值得在臨床推廣應(yīng)用。

二、T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫仍是黑素細(xì)胞破壞機(jī)制研究的重點(diǎn)

1990年代中期，臨床觀察到進(jìn)展期白癜風(fēng)皮損邊緣真表皮交界黑素細(xì)胞定植處有CD8+T 細(xì)胞浸潤(rùn)，其介導(dǎo)的自身免疫一直為白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究的重點(diǎn)。之后的研究發(fā)現(xiàn)，這些CD8+T 細(xì)胞可特異識(shí)別黑素細(xì)胞自身抗原，是導(dǎo)致白癜風(fēng)黑素細(xì)胞破壞的主要原因［8］。最近研究發(fā)現(xiàn)［9］，CD49α 表達(dá)于白癜風(fēng)皮膚常駐型記憶CD8+T 細(xì)胞，角質(zhì)形成細(xì)胞來源的白細(xì)胞介素（IL）15 可促進(jìn)CD49α+CD8+T 細(xì)胞表達(dá)穿孔素（perforin）、顆粒酶 B（granzyme B）等毒性標(biāo)志，促進(jìn)黑素細(xì)胞損傷。利用抗體干涉IL-15 受體CD122，可顯著緩解白癜風(fēng)小鼠模型的疾病表型［10］，有望成為治療白癜風(fēng)的新方法。

近年來，隨著靶向趨化因子的治療策略在腫瘤及自身免疫性疾病中的研究進(jìn)展，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注白癜風(fēng)患者外周CD8+T 細(xì)胞向皮膚局部遷移的機(jī)制。通過白癜風(fēng)患者皮損組織樣本和小鼠模型，發(fā)現(xiàn)干擾素γ（IFN-γ）誘導(dǎo)的趨化因子CXCL9、CXCL10 對(duì)白癜風(fēng) CD8+T 細(xì)胞皮膚遷移發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用，并且在白癜風(fēng)患者皮損及外周血中均檢測(cè)到黑素細(xì)胞特異的CD8+T 細(xì)胞表達(dá)CXCR3［11］。進(jìn)一步小鼠模型實(shí)驗(yàn)證實(shí)，IFN-γ 誘導(dǎo)的 JAK-STAT 信號(hào)是 CXCL9、CXCL10 表達(dá)的關(guān)鍵，采用中和抗體抑制CXCL10 可以顯著抑制疾病進(jìn)展，甚至促進(jìn)白斑復(fù)色［11］。臨床研究也證實(shí)白癜風(fēng)患者外周CXCL9、CXCL10 與疾病活動(dòng)性正相關(guān)［12］。此外，我們團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)［13］，CXCL16-CXCR6 也是誘導(dǎo)白癜風(fēng)CD8+T 細(xì)胞向皮膚遷移的關(guān)鍵趨化信號(hào)，該趨化信號(hào)也受IFN-γ 調(diào)控。以上研究提示，干預(yù)IFN-γ 誘導(dǎo)的趨化因子CXCL10、CXCL16阻斷白癜風(fēng)CD8+T 細(xì)胞向皮膚遷移，可能是白癜風(fēng)的有效治療策略［14］。由于IFN-γ 信號(hào)活化依賴非受體型酪氨酸激酶JAK，因而靶向抑制JAK信號(hào)通路的藥物具有治療白癜風(fēng)的潛在作用。目前應(yīng)用于白癜風(fēng)的JAK 抑制劑主要有托法替尼（tofacitinib）和魯索利替尼（ruxolitinib）?；诂F(xiàn)有的臨床報(bào)道［15-16］，口服托法替尼5 mg/d 或魯索利替尼40 mg/d治療白癜風(fēng)取得了一定的療效。還有魯索利替尼外用劑型應(yīng)用于白癜風(fēng)的研究［17］。需注意的是，不同部位的皮膚敏感性差異較大，以面部療效最為顯著，聯(lián)合窄譜中波紫外線（NB-UVB）或日光照射能促進(jìn)黑素細(xì)胞遷移，可有更好的療效［18-19］。

除了針對(duì)性干涉CD8+T 細(xì)胞向皮膚遷移外，還有研究在小鼠模型中證實(shí)，抑制趨化因子CXCL12 和CCL5 介導(dǎo)的抗原提呈細(xì)胞及T 細(xì)胞向皮膚遷移，也可顯著抑制白癜風(fēng)疾病表型［20］，但目前尚無相關(guān)藥物應(yīng)用于白癜風(fēng)治療。此外，白癜風(fēng)患者外周及皮損調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Treg）細(xì)胞數(shù)量減少，且其免疫抑制功能減弱，是白癜風(fēng)自身免疫反應(yīng)持續(xù)發(fā)展的另一關(guān)鍵。Treg 細(xì)胞皮膚遷移研究中［21-22］，白癜風(fēng)患者皮膚中趨化因子CCL22 減少，利用白癜風(fēng)小鼠模型證實(shí)，以雷帕霉素誘導(dǎo)Treg細(xì)胞擴(kuò)增，或者增加局部皮膚CCL22 表達(dá)，誘導(dǎo)Treg細(xì)胞向皮膚遷移，均可抑制CD8+T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，減少IFN-γ 的產(chǎn)生，對(duì)白癜風(fēng)起到顯著的治療作用。因此，抑制CD8+T 細(xì)胞皮膚遷移及免疫反應(yīng)，增強(qiáng)Treg 細(xì)胞皮膚浸潤(rùn)及功能，維持皮膚局部免疫穩(wěn)態(tài)，是白癜風(fēng)的理想治療策略。

三、黑素細(xì)胞損傷激活固有免疫是白癜風(fēng)研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)

進(jìn)展期白癜風(fēng)皮損邊緣除了有CD8+T 細(xì)胞浸潤(rùn)外，還可觀察到自然殺傷細(xì)胞（NK）、巨噬細(xì)胞及炎癥性樹突細(xì)胞（DC）等固有免疫細(xì)胞，表明固有免疫應(yīng)答參與白癜風(fēng)疾病的發(fā)生和進(jìn)展。損傷相關(guān)分子模式分子（DAMP）是固有免疫的重要組成部分，也是近年來白癜風(fēng)研究熱點(diǎn)。熱休克蛋白HSP70是白癜風(fēng)眾多DAMP分子中的明星分子，研究發(fā)現(xiàn)，黑素細(xì)胞在受到酚劑4-TBP 的應(yīng)激下，HSP70 通過與 DC 表面 CD91 受體結(jié)合，促進(jìn) DC 活化及遷移［23］。在小鼠模型中證實(shí)［24］，通過突變HSP70 羧基末端的肽段（HSP70iQ435A）可抑制HSP70對(duì)DC的活化能力，降低DC表面共刺激分子和主要組織相容性復(fù)合體表達(dá)，抑制黑素細(xì)胞特異的CD8+T 細(xì)胞活化，最終抑制白癜風(fēng)小鼠模型疾病進(jìn)展，甚至促進(jìn)復(fù)色。最近的一項(xiàng)研究選用與人皮膚類似的辛克萊豬模型，進(jìn)一步證實(shí)了HSP70iQ435A對(duì)白癜風(fēng)的治療作用，并且該治療方式不干擾黑素瘤免疫監(jiān)視［25］。這些研究極大地鼓舞科學(xué)家們?cè)诎遵帮L(fēng)患者人群中開展HSP70iQ435A的臨床研究。

除了HSP70，其他類型熱休克蛋白還可激活TLR2、TLR4以及其他經(jīng)典的模式識(shí)別受體（PRR），誘發(fā)炎癥反應(yīng)。我們前期發(fā)現(xiàn)，白癜風(fēng)的新DAMP分子內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣調(diào)蛋白CRT，在氧化應(yīng)激下，分子轉(zhuǎn)位至細(xì)胞膜，增強(qiáng)黑素細(xì)胞免疫原性，誘導(dǎo)凋亡［26］。此外，DAMP分子還可由應(yīng)激損傷的黑素細(xì)胞以外泌體形式分泌釋放，如莫諾苯宗可誘導(dǎo)黑素細(xì)胞釋放含有特異抗原的外泌體，誘導(dǎo)DC 活化和T細(xì)胞自身免疫反應(yīng)，靶向殺傷黑素細(xì)胞。除了抗原外，攜帶微小RNA、熱休克蛋白及其他形式DAMP的外泌體也陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，如氧化應(yīng)激誘導(dǎo)外泌體分泌微小RNA-27b，可促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化；腫瘤中提取的含HSP70 的外泌體還可促進(jìn)NK 細(xì)胞活化及遷移。未來的研究將進(jìn)一步明確白癜風(fēng)黑素細(xì)胞損傷相關(guān)的DAMP分子，闡明其激活固有免疫反應(yīng)的作用和機(jī)制。

炎癥小體是一類可識(shí)別病原相關(guān)分子模式（PAMP）和DAMP 的多蛋白復(fù)合物，也是固有免疫的重要組成部分。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域NOD樣受體蛋白1（NLRP1）是白癜風(fēng)發(fā)病易感基因，攜帶純合子NLRP1風(fēng)險(xiǎn)單體型的白癜風(fēng)患者NLRP1炎癥小體激活且效應(yīng)分子IL-1β 的產(chǎn)生增加，并且兩者都與白癜風(fēng)進(jìn)展相關(guān)［27］。另外，NLRP3炎癥小體也被認(rèn)為在白癜風(fēng)的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。但目前NLRP1、NLRP3 炎癥小體激活的具體機(jī)制及其對(duì)白癜風(fēng)免疫應(yīng)答的調(diào)控作用，尚待進(jìn)一步研究。

四、角質(zhì)形成細(xì)胞在白癜風(fēng)自身免疫中的作用日益受到重視

以往白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制研究多關(guān)注黑素細(xì)胞本身及浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞。但由于表皮中角質(zhì)形成細(xì)胞在數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)，及其與黑素細(xì)胞密切的解剖關(guān)系，其分泌的多種細(xì)胞因子對(duì)皮膚局部免疫微環(huán)境可起到比其他細(xì)胞更為主導(dǎo)的作用。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，白癜風(fēng)患者角質(zhì)形成細(xì)胞在氧化應(yīng)激下，分泌堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、干細(xì)胞因子均減少，可致黑素細(xì)胞損傷［28］。

近年來，隨著趨化因子介導(dǎo)CD8+T 細(xì)胞遷移的明確，研究者們更關(guān)注這些高表達(dá)的趨化因子的細(xì)胞來源。利用白癜風(fēng)小鼠模型及患者組織證實(shí)，角質(zhì)形成細(xì)胞是趨化因子CXCL9、CXCL10 的主要來源，敲除角質(zhì)形成細(xì)胞中STAT1信號(hào)能顯著抑制IFN-γ 誘導(dǎo)的趨化因子及其介導(dǎo)的CD8+T 細(xì)胞皮膚遷移，并證實(shí)表皮其他細(xì)胞如朗格漢斯細(xì)胞、γδT細(xì)胞及常駐T細(xì)胞來源的趨化因子并非白癜風(fēng)疾病進(jìn)展所必須［29］。我們課題組也發(fā)現(xiàn)趨化因子CXCL16主要來源于表皮角質(zhì)形成細(xì)胞。在氧化應(yīng)激條件下，角質(zhì)形成細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，激活未折疊蛋白反應(yīng)（unfolded protein response，UPR），通過 PERK-eIF2α 和 IRE1α-XBP1 信號(hào)通路，促進(jìn)CXCL16 的表達(dá)及分泌［13，30］。角質(zhì)形成細(xì)胞是CXCL10、CXCL16 主要細(xì)胞來源的明確，具有重要臨床意義，未來或許可以研發(fā)出靶向抑制角質(zhì)形成細(xì)胞中IFN-γ信號(hào)、UPR反應(yīng)或直接靶向趨化因子的局部外用制劑，安全、高效地治療白癜風(fēng)。

最近發(fā)現(xiàn)，角質(zhì)形成細(xì)胞除在介導(dǎo)免疫細(xì)胞皮膚遷移中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用外，氧化應(yīng)激下白癜風(fēng)患者角質(zhì)形成細(xì)胞Wnt活性降低，由此導(dǎo)致Wnt介導(dǎo)的黑素細(xì)胞再生被顯著抑制，臨床白斑不易復(fù)色［31］。因此，未來還需要開發(fā)促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞Wnt活性的藥物，從而促進(jìn)黑素細(xì)胞再生。

五、結(jié)語

圖1 白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制模式圖 氧化應(yīng)激作用于黑素細(xì)胞，抑制抗氧化信號(hào)抗氧化基因（Nrf2）通路導(dǎo)致黑素細(xì)胞抗氧化缺陷及自噬障礙，引起黑素細(xì)胞直接損傷; 同時(shí)激活NLRP1、NLRP3炎癥小體及未折疊蛋白反應(yīng)（UPR），誘導(dǎo)炎癥因子IL-1β、IL-18、趨化因子CXCL12、CCL5，損傷相關(guān)分子模式損傷相關(guān)分子模式分子（DAMPs）、外泌體、miRNA 等分泌，促進(jìn)樹突細(xì)胞活化，啟動(dòng)白癜風(fēng)異常免疫反應(yīng)。氧化應(yīng)激作用于角質(zhì)形成細(xì)胞，激活UPR，促進(jìn)趨化因子CXCL10、CXCL16分泌，介導(dǎo)CD8+T細(xì)胞向皮膚組織遷移；同時(shí)表達(dá)IL-15，促進(jìn)組織定植記憶性CD8+T細(xì)胞活化，促進(jìn)白癜風(fēng)皮膚局部免疫反應(yīng)。CD8+T細(xì)胞通過分泌效應(yīng)分子IFN-γ及毒性殺傷介質(zhì)顆粒酶B（granzyme B）、穿孔素（perforin），靶向殺傷白癜風(fēng)黑素細(xì)胞；同時(shí)，IFN-γ激活角質(zhì)形成細(xì)胞中JAK-STAT信號(hào)通路，可進(jìn)一步加強(qiáng)角質(zhì)形成細(xì)胞介導(dǎo)的局部免疫反應(yīng)。皮膚組織細(xì)胞中CCL22表達(dá)減少，導(dǎo)致Treg細(xì)胞皮膚遷移減少，且Treg細(xì)胞免疫抑制功能降低，進(jìn)一步加重CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答，導(dǎo)致白癜風(fēng)黑素細(xì)胞被特異殺傷

白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜，目前主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，氧化應(yīng)激作為重要始動(dòng)因素，介導(dǎo)黑素細(xì)胞內(nèi)在損傷，激活皮膚局部固有免疫反應(yīng)，同時(shí)誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞趨化因子、細(xì)胞因子釋放，進(jìn)而啟動(dòng)針對(duì)黑素細(xì)胞的特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答，是導(dǎo)致白癜風(fēng)發(fā)病的關(guān)鍵機(jī)制（圖1）。未來需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確氧化應(yīng)激下，相關(guān)DAMP 分子如HSP70、CRT，以及外泌體、炎癥小體對(duì)黑素細(xì)胞特異抗原、CD8+T 細(xì)胞免疫功能的影響，以及角質(zhì)形成細(xì)胞與皮膚局部T 細(xì)胞如何互作交流進(jìn)而促進(jìn)局部免疫應(yīng)答，從而更好地闡釋固有免疫作為橋梁連接氧化應(yīng)激與T細(xì)胞自身免疫的機(jī)制。其次，細(xì)胞氧化應(yīng)激與適應(yīng)性免疫之間的關(guān)聯(lián)證據(jù)還很少，進(jìn)一步解釋氧化應(yīng)激對(duì)T 細(xì)胞免疫應(yīng)答的直接作用及調(diào)控機(jī)制，將是未來研究的重要領(lǐng)域。隨著白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究的不斷深入，與白癜風(fēng)發(fā)病密切相關(guān)的細(xì)胞亞群、關(guān)鍵分子以及精細(xì)的調(diào)控機(jī)制逐漸被揭示，也由此發(fā)現(xiàn)了一系列針對(duì)疾病關(guān)鍵環(huán)節(jié)的靶向治療策略。尋找合適的藥物阻斷白癜風(fēng)黑素細(xì)胞損傷及T 細(xì)胞免疫應(yīng)答，發(fā)現(xiàn)更為特異、高效、安全的靶向治療策略，將是白癜風(fēng)研究領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突