IFN-γ-CXCL9/10-CXCR3信號(hào)軸與白癜風(fēng)的研究進(jìn)展

曹凱娜，陳 寧，朱 威

白癜風(fēng)是一種較常見(jiàn)的由黑素細(xì)胞破壞引起的自身免疫性疾病。目前白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，主流說(shuō)法包括自身免疫、氧化應(yīng)激、遺傳易感和神經(jīng)體液等，現(xiàn)普遍認(rèn)為自身免疫是其重要的致病因素之一。越來(lái)越多的研究揭示了IFN-γ-CXCL-9/10-CXCR3 通路相關(guān)蛋白在表皮募集并介導(dǎo)CD8+T 淋巴細(xì)胞殺傷黑素細(xì)胞在白癜風(fēng)病程進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用。本文將闡述這條通路發(fā)揮效應(yīng)的具體機(jī)制及其重要性，并介紹干擾素（IFN）-γ 信號(hào)通路在未來(lái)具有監(jiān)測(cè)病情、早期預(yù)防和治療的臨床發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 IFN-γ-CXCL-9/10-CXCR3信號(hào)軸及其在白癜風(fēng)病程中的作用

IFN-γ 屬于Ⅱ型干擾素，主要由自然殺傷細(xì)胞和自然殺傷T 淋巴細(xì)胞分泌，在抗原特異性免疫過(guò)程中則由CD4+Th1 和CD8+細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）產(chǎn)生，其異常表達(dá)與自身炎癥和自身免疫性疾病相關(guān)[1]。研究發(fā)現(xiàn)與健康皮膚相比，白癜風(fēng)皮損處的T 淋巴細(xì)胞顯著富集，并識(shí)別酪氨酸酶、GP100（premelanosome protein，PMEL，也稱GP100）、T 淋巴細(xì)胞識(shí)別的黑素抗原-1（melanoma antigen recognised by T-cells 1，MART-1）等黑素細(xì)胞特異性抗原，并誘導(dǎo)黑素細(xì)胞的凋亡[2]。IFN-γ 可與細(xì)胞表面受體結(jié)合，并通過(guò)Janus 激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活轉(zhuǎn)錄因子（Janus kinases signal transducer and activator of transcription proteins，JAK-STAT）途徑啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)免疫功能，促使表皮細(xì)胞分泌CXCL-9/10[3]，CXCL-9/10 進(jìn)一步通過(guò)其同源受體CXCR3 促進(jìn)自身反應(yīng)性CD8+T 淋巴細(xì)胞在表皮募集（圖1），進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)[4]。

1.1 IFN-γ

越來(lái)越多的研究顯示IFN-γ 的皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路在白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展中有重要作用。在表皮及體外試驗(yàn)中均已證實(shí)白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制與自身反應(yīng)性黑素細(xì)胞特異性CD8+T 淋巴細(xì)胞在表皮浸潤(rùn)并介導(dǎo)細(xì)胞毒性作用有關(guān)[2,5]。Harris 等[6]以具有黑色皮膚和毛發(fā)的小鼠為宿主，通過(guò)向小鼠過(guò)繼轉(zhuǎn)移黑素細(xì)胞特異性CD8+T 淋巴細(xì)胞建立了白癜風(fēng)疾病模型。該模型研究了IFN-γ 對(duì)于色素脫失過(guò)程的特異性作用，實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄PCR 可檢測(cè)到表皮浸潤(rùn)的黑素細(xì)胞特異性T 淋巴細(xì)胞在脫色素介導(dǎo)的第2 周直至整個(gè)病程較健康對(duì)照組IFN-γ 表達(dá)水平高，這些細(xì)胞來(lái)自皮膚引流淋巴結(jié)，而非表皮原位T 淋巴細(xì)胞；試驗(yàn)進(jìn)一步向發(fā)生色素缺失的小鼠腹膜內(nèi)注射IFN-γ中和性抗體，發(fā)現(xiàn)其脫色過(guò)程明顯受到抑制，且表皮浸潤(rùn)的特異性T 淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著下降。其研究結(jié)果提示IFN-γ 及其下游細(xì)胞因子通過(guò)誘導(dǎo)外周循環(huán)T 淋巴細(xì)胞和表皮極化分布，對(duì)靶細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性效應(yīng)，從而參與白癜風(fēng)的發(fā)病過(guò)程。

圖1 IFN-γ-CXCL-9/10-CXCR3信號(hào)軸

1.2 CXCL-9、CXCL-10

CXCL-9、CXCL-10 同為IFN-γ 介導(dǎo)產(chǎn)生的趨化因子，兩者共同的配體是廣泛分布于免疫細(xì)胞、上皮細(xì)胞的CXCR3，CXCL-9、CXCL-10 通過(guò)與CXCR3結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)病損處T 淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞的免疫募集過(guò)程[7]。已有較多研究檢測(cè)到白癜風(fēng)進(jìn)展期患者血清及組織中CXC-9、CXCL-10 水平較健康對(duì)照者及穩(wěn)定期患者升高[8-13]，其中CXCL-10的升高水平更顯著，這一結(jié)果與其他文獻(xiàn)報(bào)道的白癜風(fēng)患者CXCR3+免疫細(xì)胞表達(dá)增強(qiáng)的結(jié)果是匹配的[9,11]。CXCL-9、CXCL-10 共同對(duì)黑素細(xì)胞特異性CD8+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生趨化作用，引起病損處免疫損傷，表明這兩種細(xì)胞因子在白癜風(fēng)病情變化中的關(guān)鍵作用[9,10]。外周血中高水平的CXCL-9/10 也是宿主Th1免疫應(yīng)答的標(biāo)志，IFN-γ 刺激多種細(xì)胞產(chǎn)生CXCL10募集Th1 淋巴細(xì)胞，同時(shí)Th1 淋巴細(xì)胞可繼續(xù)增強(qiáng)IFN-γ的產(chǎn)生，從而對(duì)IFN-γ通路產(chǎn)生正向調(diào)節(jié)作用[8]。

還有研究發(fā)現(xiàn)CXCL-9、CXCL-10 在皮損病變處的時(shí)間、空間分布均有所不同，提示可調(diào)節(jié)T 淋巴細(xì)胞在白癜風(fēng)的各個(gè)病程階段發(fā)揮不同的效應(yīng)。Richmond 等[14]培育了具有人黑素細(xì)胞的Krt14-Kitl 小鼠模型模擬并揭示了白癜風(fēng)的初始效應(yīng)階段及發(fā)展過(guò)程。試驗(yàn)結(jié)果可觀察到小鼠皮損邊緣僅有CXCL-9 的表達(dá)，提示其可能與疾病始動(dòng)階段相關(guān)；而CXCL-10 更多地在表皮淺層聚集。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，CXCL-9 在皮損出現(xiàn)前即高度表達(dá)，而CXCL-10水平隨病變發(fā)展達(dá)到高峰并穩(wěn)定維持10 周。且這兩種趨化因子大部分由表皮角質(zhì)形成細(xì)胞及朗格漢斯細(xì)胞產(chǎn)生，表明角質(zhì)形成細(xì)胞通過(guò)募集自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞來(lái)促進(jìn)白癜風(fēng)發(fā)展，CXCL-10-STAT1 信號(hào)傳導(dǎo)通路是小鼠表皮GP100 特異性T 淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和脫色素所必需的。另有使用CXCL-9 和CXCL-10缺陷動(dòng)物為模型的研究證明，CXCL-9 在白癜風(fēng)初始階段向皮膚募集大量T 淋巴細(xì)胞，而CXCL-10 對(duì)特異性T 淋巴細(xì)胞在表皮浸潤(rùn)并殺傷黑素細(xì)胞具有重要作用[10]，CXCL-9/10 在時(shí)空上不同的分布有望成為監(jiān)測(cè)病情、預(yù)測(cè)發(fā)展和治療的重要指標(biāo)。

2 CXCL-9/10可作為白癜風(fēng)病情監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物

白癜風(fēng)穩(wěn)定期與進(jìn)展期的治療策略有很大不同，因此動(dòng)態(tài)檢測(cè)患者的皮損發(fā)展?fàn)顟B(tài)尤為關(guān)鍵，目前已有較多種類的組織及循環(huán)標(biāo)志物被報(bào)道可用作病情監(jiān)測(cè)[15]。由于IFN-γ 水平在白癜風(fēng)發(fā)病階段短期內(nèi)爆發(fā)性升高，因此不適宜做為病情檢測(cè)的指標(biāo)[16]，近期有研究顯示CXCL-9/10 作為IFN-γ 通路的下游信號(hào)擴(kuò)增器，有望成為可靠的臨床生物標(biāo)志物。

Abdallah 等[13]比較了活動(dòng)性、穩(wěn)定性白癜風(fēng)患者及健康對(duì)照受試者血清中包括IFN-γ、CXCL-10、IL-6在內(nèi)的細(xì)胞因子水平，結(jié)果顯示活動(dòng)性患者體內(nèi)所有被檢測(cè)的細(xì)胞因子水平較健康對(duì)照組和病情穩(wěn)定組均有升高，與CD8+細(xì)胞水平的升高具有一致性。進(jìn)一步測(cè)量血清標(biāo)志物特征曲線可發(fā)現(xiàn)CXCL-10 較其他細(xì)胞因子特異性最高，而IL-6 敏感性最高，IFN-γ 血清水平僅在活動(dòng)性白癜風(fēng)患者中顯著提高（CXCL-10 ＞100 ng/L，靈敏度83.3%，特異性96.0%；IL-6 ＞0.025 ng/ml，靈敏度96.7%，特異性80.0%）。Wang 等[11]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)了血清CXCL-10 水平與患者白癜風(fēng)面積評(píng)分指數(shù)（vitiligo area scoring index，VASI）評(píng)分具有正相關(guān)性，同時(shí)CXCL-10 水平的降低與經(jīng)治療的活動(dòng)性白癜風(fēng)病情恢復(fù)具有一致性，以上結(jié)果均提示CXCL-10 可作為衡量白癜風(fēng)病情活動(dòng)性的非侵入性檢測(cè)指標(biāo)。Richmond 等[17]進(jìn)一步比較了進(jìn)展期與穩(wěn)定期皮損CXCL-9 和CXCL-10 水平，發(fā)現(xiàn)兩者均可作為疾病活動(dòng)水平標(biāo)志物，CXCL-10 較CXCL-9 更能反應(yīng)疾病嚴(yán)重程度，這可能與兩種細(xì)胞因子在白癜風(fēng)病程中的不同時(shí)空作用相關(guān)：CXCL-9 在發(fā)病初期導(dǎo)致大量淋巴細(xì)胞募集，CXCL-10 高峰水平持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，承擔(dān)后期調(diào)控作用。

在大型隊(duì)列研究中，研究者檢測(cè)到白癜風(fēng)患者的血清趨化因子水平具有一定的趨勢(shì)，但具體到個(gè)體水平可能有較大的變化而不能真實(shí)反應(yīng)患者的病情活動(dòng)[18]，同時(shí)血清學(xué)水平可能受到其他炎癥性疾病的影響，增加了測(cè)試結(jié)果的不穩(wěn)定性。因而有研究者采用了損傷較小的皮膚吸皰技術(shù)尋找合適的標(biāo)志物。Strassner 等[12]使用的改良皮膚吸皰技術(shù)通過(guò)負(fù)壓誘導(dǎo)人工水皰，抽取的皰液可用來(lái)檢測(cè)浸潤(rùn)細(xì)胞表型及細(xì)胞因子，這種方式損傷小且不易造成瘢痕。作者檢測(cè)了患者皮損處與正常皮膚的皰液，發(fā)現(xiàn)CXCL-9升高水平較CXCL-10 顯著，提示其可作為組織檢測(cè)的病情標(biāo)志物。CXCL-10 水平在部分健康對(duì)照受試者中也有升高，可能與吸皰造成的損傷有關(guān)，同時(shí)這可能是導(dǎo)致CXCL-10 的皰液水平與疾病活動(dòng)度相關(guān)性不大的原因，而CXCL-11（其與CXCL-9/10 具有相同的配體CXCR3）及IFN-γ 水平未有明顯提高，因此對(duì)于應(yīng)用皮膚吸皰技術(shù)檢測(cè)和監(jiān)控白癜風(fēng)，CXCL-9 是更合適的生物標(biāo)志物。

3 IFN-γ-CXCL9/10-CXCR3信號(hào)軸可作為未來(lái)治療的靶點(diǎn)

Harris 等[6]已通過(guò)小鼠模型初步肯定了特異性阻斷IFN-γ 可抑制皮損發(fā)展，但I(xiàn)FN-γ 具有誘導(dǎo)清除病毒、細(xì)菌等病原體適應(yīng)性免疫功能對(duì)于人體免疫防御功能具有重要意義，因此IFN-γ-CXCL9/10-CXCR3 信號(hào)軸的下游因子作為潛在治療靶點(diǎn)更具有臨床意義。

辛伐他汀是一種經(jīng)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)使用的HMG-CoA 還原酶抑制劑類降脂藥，已有研究和病例報(bào)道證實(shí)辛伐他汀在體外可抑制IFN-γ誘導(dǎo)的STAT1 活化過(guò)程[19,20]。Agarwal 等[20]發(fā)現(xiàn)使用辛伐他汀治療小鼠可減輕色素脫失，減少表皮黑素細(xì)胞特異性T 淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)，其效應(yīng)與劑量正相關(guān)而對(duì)表皮CXCL-10 表達(dá)無(wú)影響，提示辛伐他汀通過(guò)直接影響T 淋巴細(xì)胞的增殖來(lái)發(fā)揮效應(yīng)。

還有試驗(yàn)探究了CXCR3作為治療靶點(diǎn)的可能性。Richmond 等[17]在誘導(dǎo)脫色后的第2 周～第7 周向3組模型小鼠體內(nèi)分別注射CXCR3 中和性抗體、消耗性抗體和強(qiáng)勢(shì)消耗性抗體，且3 種抗體對(duì)于CXCR3均具有相似的親和力，結(jié)果顯示這些抗體均可預(yù)防白癜風(fēng)的發(fā)生，同時(shí)伴隨小鼠表皮黑素細(xì)胞特異性抗體GP100 表達(dá)減少，其中強(qiáng)勢(shì)消耗性抗體作用最強(qiáng)。研究進(jìn)一步觀察并肯定了CXCR3 消耗性抗體對(duì)于穩(wěn)定期小鼠色素脫失具有良好的逆轉(zhuǎn)作用。但試驗(yàn)過(guò)程中可觀察到消耗性抗體可導(dǎo)致CD8+細(xì)胞在外周血和脾臟的數(shù)量輕度減少，對(duì)粒細(xì)胞和CD4+細(xì)胞無(wú)不良影響，因此需要進(jìn)一步探究CXCR3 對(duì)外周免疫系統(tǒng)功能有無(wú)不良影響。同時(shí)已有研究顯示免疫抑制劑的使用會(huì)增加黑素瘤和非黑素瘤皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)，因而需要謹(jǐn)慎對(duì)待此類靶向藥物，全面權(quán)衡患者可能的受益和風(fēng)險(xiǎn)，以此來(lái)確定其對(duì)白癜風(fēng)治療的臨床實(shí)用價(jià)值[21-23]。

4 結(jié)語(yǔ)

盡管目前白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制研究不盡完善，但自身免疫在其中的主導(dǎo)作用是毋庸置疑的。目前已有很多研究證實(shí)了IFN-γ-CXCL9/10-CXCR3 信號(hào)軸在白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展起到關(guān)鍵的作用：IFN-γ 通過(guò)激活STAT1 促使靶細(xì)胞產(chǎn)生CXCL-9/10 等細(xì)胞因子來(lái)達(dá)到后續(xù)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，CXCR3 作為CXCL-9/10 的共同配體，可誘導(dǎo)CXCR3+黑素細(xì)胞特異性T 淋巴細(xì)胞向表皮遷移，并發(fā)揮細(xì)胞毒性效應(yīng)。因此觀測(cè)此信號(hào)軸并對(duì)其關(guān)鍵作用環(huán)節(jié)進(jìn)行特異性阻斷，對(duì)白癜風(fēng)的病情評(píng)估與治療具有重要意義，為今后的研究提供了新的發(fā)展方向。