細(xì)胞因子在白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

黃新綠 丁曉嵐

北京大學(xué)人民醫(yī)院皮膚科，北京，100044

白癜風(fēng)是后天獲得性色素脫失性皮膚病，以表皮黑素細(xì)胞缺失而出現(xiàn)皮膚和黏膜色素脫失斑為特征。黑素細(xì)胞特異性免疫損傷是白癜風(fēng)的重要機(jī)制。細(xì)胞因子是由多種組織細(xì)胞(主要為免疫細(xì)胞)合成和分泌的小分子多肽或糖蛋白，主要參與調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、免疫細(xì)胞分化及介導(dǎo)炎癥反應(yīng)等，在自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用。近年來，白癜風(fēng)的免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制有很多進(jìn)展，一些細(xì)胞因子被證實(shí)參與了黑素細(xì)胞免疫損傷的過程，新的靶向免疫治療也隨之產(chǎn)生。本文將綜述干擾素-γ、腫瘤壞死因子-α、白介素-17、白介素-15及CCL22 等多種細(xì)胞因子在白癜風(fēng)發(fā)病過程中的復(fù)雜作用及隨之產(chǎn)生的新的治療靶點(diǎn)。

1 干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)

干擾素是機(jī)體或細(xì)胞受到病毒感染時(shí)分泌的一種具有生物活性的糖蛋白，具有抗病毒、抗細(xì)菌、免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤等作用，主要由免疫細(xì)胞分泌產(chǎn)生。IFN-γ是一個(gè)多效能細(xì)胞因子，能促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化、介導(dǎo)抗病毒和抗細(xì)菌的免疫反應(yīng)、增強(qiáng)抗原遞呈作用、激活先天性免疫系統(tǒng)，調(diào)節(jié)Th1和Th2細(xì)胞之間的平衡及調(diào)控細(xì)胞增殖和凋亡。白癜風(fēng)發(fā)生時(shí)，CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞對(duì)表皮黑素細(xì)胞的殺傷作用是導(dǎo)致黑素細(xì)胞破壞的直接原因。2012年，Harris等[1]利用CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)白癜風(fēng)皮損，該研究發(fā)現(xiàn)與人類白癜風(fēng)相似，白癜風(fēng)鼠的皮損區(qū)有大量CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞的浸潤(rùn)，同時(shí)伴有酪氨酸酶的缺失和局部IFN-γ的顯著升高。注射后每7天取小鼠耳部白斑區(qū)皮膚組織，RT-qPCR結(jié)果顯示IFN-γ表達(dá)從注射后第14天開始升高，此后維持在較高水平。使用IFN-γ中和性抗體不僅能避免白癜風(fēng)的發(fā)生，還能在毛囊周圍產(chǎn)生色素而逆轉(zhuǎn)白癜風(fēng)。由此可見，白癜風(fēng)鼠皮損的出現(xiàn)依賴IFN-γ。白癜風(fēng)患者的皮損和血清中IFN-γ水平也明顯升高。 Gholijani團(tuán)隊(duì)[2]比較了白癜風(fēng)患者與健康人群血清中輔助性T細(xì)胞(helper T lymphocyte, Th)產(chǎn)生的多種細(xì)胞因子的水平， IFN-γ作為Th1產(chǎn)生的細(xì)胞因子在兩組中具有顯著性差異。Karam等[3]從基因?qū)用孀C實(shí)了IFN-γ在白癜風(fēng)中的重要作用，白癜風(fēng)患者IFN-γ的基因表達(dá)以及mRNA水平更高且與疾病活動(dòng)度相關(guān)。

目前，IFN-γ及其下游通路在白癜風(fēng)發(fā)病中的作用已被闡明：IFN-γ通過與角質(zhì)形成細(xì)胞(keratinocyte, KC)上的受體結(jié)合，激活KC上的JAK,JAK二聚體化后被激活，使其下游的STAT磷酸化，磷酸化的STAT進(jìn)入細(xì)胞核引起CXCL9、10基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步產(chǎn)生趨化因子CXCL9和CXCL10，血管中的CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞受到CXCL9、CXCL10的趨化，遷移至表真皮交界處，對(duì)黑素細(xì)胞產(chǎn)生特異性殺傷作用，從而導(dǎo)致白癜風(fēng)的發(fā)生。

由于IFN-γ通路在白癜風(fēng)發(fā)病中的重要作用，阻斷這一通路也成了白癜風(fēng)治療的新靶點(diǎn)。首先用于白癜風(fēng)治療的IFN-γ通路阻斷劑是JAK抑制劑(JAK inhibitor)，JAK抑制劑選擇性抑制JAK激酶，阻斷JAK-STAT通路活化及趨化因子產(chǎn)生，從而阻斷CTL對(duì)黑素細(xì)胞的特異性殺傷作用。2015年美國(guó)Craiglow等[4]報(bào)道了首例口服JAK抑制劑托法替尼有效治療白癜風(fēng)的病例。此后陸續(xù)報(bào)道JAK抑制劑治療有效的病例[5-8]。Kim等[6]報(bào)道了2例白癜風(fēng)患者，采用口服托法替尼聯(lián)合小劑量UVB光療，治療3個(gè)月后白斑明顯復(fù)色。除了系統(tǒng)應(yīng)用JAK抑制劑，外用JAK抑制劑魯索替尼也被證實(shí)有效[9,10]。除了JAK抑制劑，針對(duì)IFN-γ通路其他靶點(diǎn)的藥物也被證實(shí)在動(dòng)物模型上有效。目前，已有多個(gè)阻斷IFN-γ通路不同位點(diǎn)的藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

2 腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α, TNF-α)

TNF-α是一種促炎癥性細(xì)胞因子，具有促進(jìn)組織修復(fù)、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的活性等生物學(xué)作用，與許多自身免疫性疾病的炎癥過程密切相關(guān)。在白癜風(fēng)患者的外周血及皮損處，TNF-α的表達(dá)增加[11]，且與白癜風(fēng)疾病活動(dòng)度密切相關(guān)。研究表明TNF-α可以從多個(gè)途徑參與白癜風(fēng)黑素細(xì)胞的破壞[12]。首先，TNF-α可以抑制酪氨酸酶的釋放，抑制黑素細(xì)胞增殖，進(jìn)而影響黑素的合成[13]。TNF-α處理后的黑素細(xì)胞發(fā)生明顯的皺縮，黑素合成上游的調(diào)節(jié)蛋白小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(microphthalmia-associated transcription factor, MITF)表達(dá)也顯著下降，直接導(dǎo)致黑素合成的減少[14]。同時(shí)TNF-α呈濃度依賴性的抑制黑素細(xì)胞的增殖，這種抑制作用部分通過上調(diào)CXC-趨化因子受體II來發(fā)揮作用。其次，白癜風(fēng)皮損區(qū)細(xì)胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)表達(dá)升高，TNF-α可以誘導(dǎo)培養(yǎng)的正常和白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞表達(dá)ICAM-1[15]。這一過程會(huì)影響T細(xì)胞對(duì)黑素細(xì)胞的識(shí)別和免疫殺傷作用。TNF-α還可以誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的產(chǎn)生，后者在白癜風(fēng)的發(fā)病中具有關(guān)鍵作用[16]。基于以上研究，有學(xué)者開始嘗試用TNF-α抑制劑治療白癜風(fēng)，然而結(jié)果并不一致。Webb等[17]研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)展期白癜風(fēng)患者使用TNF-α抑制劑可以阻止病情的進(jìn)展。但是也有研究報(bào)道[18-21]，對(duì)于原本未患白癜風(fēng)的人群，TNF-α抑制劑可能會(huì)誘導(dǎo)白癜風(fēng)的發(fā)生。Camara等[12]認(rèn)為，TNF-α對(duì)于黑色素形成過程具有雙向作用，TNF-α一方面可以誘導(dǎo)黑素細(xì)胞的損傷、抑制黑素生成，另一方面又可以增強(qiáng)黑素細(xì)胞的功能，維持黑素細(xì)胞的存活。因此目前研究結(jié)果不支持TNF-α抑制劑用于白癜風(fēng)的治療。

3 白介素(interleukin, IL)

3.1 白介素-17(interleukin-17, IL-17) IL-17屬于IL-17細(xì)胞因子家族，IL-17家族的細(xì)胞因子被分別命名為IL-17A到IL-17F，由Th17細(xì)胞分泌，在多種炎癥反應(yīng)及自身免疫疾病過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。但I(xiàn)L-17在白癜風(fēng)發(fā)病中的作用仍有爭(zhēng)議。研究發(fā)現(xiàn)白癜風(fēng)患者的循環(huán)Th17細(xì)胞數(shù)量及血清中IL-17含量明顯高于正常人，兩者在白癜風(fēng)皮損處的表達(dá)也明顯增高。而且有研究發(fā)現(xiàn)，IL-17的數(shù)量與白癜風(fēng)患者的VIDA評(píng)分和病情進(jìn)展具有正相關(guān)性[22-24]，進(jìn)展期白癜風(fēng)患者皮損處IL-17受體(IL-17R)的表達(dá)也增加[24]。Kotobuki等[25]發(fā)現(xiàn)，角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞暴露于IL-17后，可以釋放促炎性細(xì)胞因子IL-1β,IL-6以及TNF-α，IL-17 可加強(qiáng)這些炎癥因子的活動(dòng)而抑制黑素細(xì)胞增殖，或通過細(xì)胞因子間相互作用而誘發(fā)黑素細(xì)胞凋亡。但也有研究發(fā)現(xiàn)，銀屑病患者皮損處可以體外分離出大量 IL-17A，而白癜風(fēng)患者皮損處并無IL-17A[26,27]。

使用IL-17抑制劑治療白癜風(fēng)也沒有取得良好效果。Speeckaert等[28]使用靶向IL-17A抑制劑司庫(kù)奇尤單抗(secukinumab)治療10例進(jìn)展期非節(jié)段型白癜風(fēng)患者，發(fā)現(xiàn)司庫(kù)奇尤單抗300 mg皮下注射(第0，1，2，3，4周每周皮下注射一次，隨后每4周皮下注射一次，用藥7個(gè)月，隨訪9個(gè)月)治療7個(gè)月并不能有效治療白癜風(fēng)，反而大部分患者出現(xiàn)了病情的進(jìn)展。Reinhart等認(rèn)為，這可能是因?yàn)榉枪?jié)段型白癜風(fēng)患者體內(nèi)Th1/Th17.1/Th17微妙的平衡關(guān)系。Th17.1細(xì)胞是介于Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞之間的一種表型，在不同的免疫環(huán)境中，Th17.1細(xì)胞可以向Th1細(xì)胞或Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)化，Th17細(xì)胞和IL-7對(duì)于白癜風(fēng)的重要作用可能不是直接的，而是因?yàn)檫@一平衡的改變。這與上述不同研究得到的矛盾結(jié)論相符，也提示了靶向Th17.1細(xì)胞向Th1/Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)化可能成為未來白癜風(fēng)治療的方向。

3.2 白介素15(interleukin-15, IL-15) IL-15屬于I型細(xì)胞因子家族，CD122，CD215和CD132是IL-15的三個(gè)受體亞單位，已有研究發(fā)現(xiàn)IL-15在病毒感染和皮膚淋巴瘤的疾病過程中可以誘導(dǎo)組織定居記憶性T細(xì)胞(tissue resident memory T cells, TRM)，并在自身免疫性疾病中具有重要作用[29]。Richmond等[30]證實(shí)人類和小鼠白癜風(fēng)皮損處存在TRM細(xì)胞并且可以表達(dá)IL-15的受體成分，黑素細(xì)胞特異性T細(xì)胞可以表達(dá)CD122亞單位，角質(zhì)形成細(xì)胞可以表達(dá)CD215。他們發(fā)現(xiàn)短期阻斷CD122可以抑制TRM細(xì)胞的功能，而長(zhǎng)期阻斷CD122可以清除皮膚中的TRM細(xì)胞，推測(cè)CD122可能作為白癜風(fēng)治療的靶點(diǎn)。另外，Chen等[31]發(fā)現(xiàn)白癜風(fēng)皮損的表皮內(nèi)IL-15表達(dá)增加，并與表皮的過氧化氫水平相關(guān)，氧化應(yīng)激反應(yīng)可以促進(jìn)IL-15及其受體表達(dá)增加。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，IL-15可以促進(jìn)CD8+效應(yīng)記憶T細(xì)胞(effector memory CD8+ T cells, TEMs)的產(chǎn)生，其機(jī)制可能與IL-15-JAK-STAT通路有關(guān)。

4 趨化因子(chemokine)

趨化因子是一類小分子蛋白家族，與免疫細(xì)胞循環(huán)歸巢密切相關(guān)，可定向趨化免疫細(xì)胞到靶器官發(fā)揮免疫效應(yīng)。根據(jù)其氨基末端半胱氨酸的排列方式，可分為CXC、CC、C和CX3C四個(gè)亞家族。

4.1 CCL22(C-C motif chemokine ligand 22) 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells, Tregs)是負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)的淋巴細(xì)胞，作為維持免疫穩(wěn)態(tài)的調(diào)控者，其數(shù)目和(或)功能異常均可打亂機(jī)體免疫平衡，導(dǎo)致自身免疫病的發(fā)生。Tregs的功能喪失與白癜風(fēng)的發(fā)生相關(guān)。白癜風(fēng)發(fā)病早期和進(jìn)展期患者外周血中Tregs數(shù)量明顯低于健康人，皮損周邊的Tregs也明顯降低。CCL22是與Tregs對(duì)應(yīng)的趨化因子，在皮膚中通常由巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生。在白癜風(fēng)皮損中CCL22表達(dá)明顯降低，反之，過表達(dá)CCL22可以恢復(fù)表皮中Tregs的數(shù)量并抑制白癜風(fēng)的發(fā)生。Eby等[32]使用基因槍技術(shù)上調(diào)H3TA2小鼠CCL22的表達(dá)，小鼠皮膚中Tregs數(shù)量明顯增加，色素減退明顯好轉(zhuǎn)。因此注射Tregs、CCL22外用制劑可能是白癜風(fēng)治療的新方法。Le Poole等[33]在H3TA2小鼠中也印證了上述結(jié)論，但他們提出，雖然CCL22和Tregs與白癜風(fēng)密切相關(guān)，但是再將其用于治療時(shí)要考慮到體內(nèi)復(fù)雜的免疫環(huán)境。

4.2 其他趨化因子 Yang等[34]觀察到白癜風(fēng)患者血清和白癜風(fēng)皮損區(qū)負(fù)壓吸皰皰液中CCL5和CXCL10水平升高，且在進(jìn)展期白癜風(fēng)明顯高于穩(wěn)定期白癜風(fēng)患者和健康對(duì)照組，而CXCL8的水平在進(jìn)展期患者、穩(wěn)定期患者以及健康對(duì)照的血清和皰液中沒有觀察到顯著差異。

Rezk等[35]發(fā)現(xiàn)，CXCL12和CCL5在新發(fā)白癜風(fēng)(≤2個(gè)月)患者血清中較長(zhǎng)期患者(≥6個(gè)月)升高。進(jìn)一步在小鼠試驗(yàn)中證實(shí)在白癜風(fēng)早期皮損中黑素細(xì)胞會(huì)釋放CXCL12和CCL5，二者可以招募抗原呈遞細(xì)胞和T細(xì)胞，推測(cè)它們可能參與了白癜風(fēng)的啟動(dòng)過程，但尚未發(fā)現(xiàn)二者與疾病活動(dòng)存在相關(guān)性。

Zhang等[36]發(fā)現(xiàn)白癜風(fēng)患者CCL20的水平顯著升高，進(jìn)展期患者較穩(wěn)定期患者升高。CCL20還與歐洲白癜風(fēng)特別小組評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(vitiligo european task force assessment, VETFa)評(píng)分和白癜風(fēng)面積評(píng)分指數(shù)(vitiligo area scoring index, VASI)評(píng)分呈正相關(guān)性。另外，在有效治療后，CCL20在血清和皰液中的水平顯著下降。從而推測(cè)CCL20可以作為評(píng)估白癜風(fēng)疾病活動(dòng)度的重要指標(biāo)。

Li等[37]發(fā)現(xiàn)氧化損傷的KC產(chǎn)生趨化因子CXCL16，后者趨化CXCR6+CD8+T細(xì)胞到達(dá)皮損處發(fā)揮免疫殺傷作用，這一過程與非折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response, UPR)通路、PERK-eIF2α通路及IRE1α-XBP1通路相關(guān)，阻斷CXCL16-CXCR6的相互作用可以減少CD8+T細(xì)胞的遷移，提示活性氧(reactive oxygen species, ROS)-CXCL16-CXCR6軸可以作為白癜風(fēng)治療的靶點(diǎn)。

5 結(jié)語

自身免疫機(jī)制是白癜風(fēng)發(fā)病的重要機(jī)制，多種細(xì)胞因子表達(dá)水平的變化及相互作用促進(jìn)了免疫反應(yīng)的進(jìn)展，進(jìn)而誘導(dǎo)或加重了白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展過程。本文探討了多種細(xì)胞因子與白癜風(fēng)發(fā)病的關(guān)系，為白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制研究和治療提供了新的方向。