皮膚屏障與食物過敏

李俊達，尹佳

目前過敏性疾病已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)最常見的慢性病之一[1]，主要包括特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis，AD)、過敏性哮喘、食物過敏及過敏性鼻炎[2-3]。過去20年，食物過敏發(fā)生率急劇增長，已經(jīng)成為比較嚴重的全球性公共衛(wèi)生問題，據(jù)估計目前全球約有2.2億人受到不同程度食物過敏困擾[4]。在西方國家，食物過敏在成人約為5%，而兒童則高達8%[5]；我國缺乏食物過敏發(fā)病率系統(tǒng)研究，目前研究顯示食物過敏發(fā)病率為3.13%～21.13%[6]。

皮膚屏障由表皮角質(zhì)層、顆粒層和緊密連接結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成[7]，可維護體內(nèi)水分和防止外界有害物質(zhì)入侵。目前提出的過敏原雙重暴露假說提示通過皮膚屏障途徑可引起食物過敏，而早期進食可產(chǎn)生口服耐受[8]。已有研究證實皮膚屏障功能紊亂容易導(dǎo)致對過敏原敏感，尤其對于AD患者[9]。本文對皮膚屏障與食物過敏之間關(guān)系的研究進行綜述。

1 過敏的自然進程

AD是大多過敏兒童最早期的臨床表現(xiàn)形式，在一些工業(yè)國家高達到30%[10]，研究表明AD與吸入和食物過敏原致敏之間具有密切聯(lián)系[11]，兒童出現(xiàn)AD而隨后發(fā)展出現(xiàn)食物過敏、過敏性哮喘或過敏鼻炎等過敏性疾病的過程被稱作“過敏的自然進程”[12-14]。Martin等[15]研究發(fā)現(xiàn)3個月以前出現(xiàn)AD且需要局部激素治療的患兒中，口服激發(fā)試驗證實其中50%患兒存在IgE介導(dǎo)的食物過敏。Miyaji等[16]發(fā)現(xiàn)在患兒AD出現(xiàn)后延后使用局部激素治療的時間將增加食物過敏的發(fā)生風險，提示縮短AD的持續(xù)時間從而減少皮膚黏膜對環(huán)境過敏原的暴露可能對食物過敏起到保護作用，并阻斷過敏自然進程。

2 動物模型研究

目前皮膚屏障和食物過敏之間的關(guān)系在小鼠模型研究中已得到證實。Bartnikas等[17]利用BALB/c小鼠通過膠帶將卵清蛋白(OVA)和花生黏附于皮膚表面建模使其成功致敏，建模成功后檢測到小鼠出現(xiàn)血清IL-4、IL-13等升高并可產(chǎn)生特異性IgE，對建模小鼠再次用OVA口服激發(fā)可出現(xiàn)嚴重過敏反應(yīng)；而通過霍亂毒素作為佐劑用變應(yīng)原灌胃造模卻可以耐受口服的變應(yīng)原；相關(guān)研究表明通過鋁佐劑腹腔注射造模也多表現(xiàn)為口服耐受[18-19]，表明過敏原通過皮膚屏障比口腔和腹腔更容易出現(xiàn)食物過敏。

Leyva-Castillo等[20]發(fā)現(xiàn)皮膚屏障破損不僅可以導(dǎo)致食物過敏，皮膚的機械損傷還可以通過釋放IL-33通過ST2受體直接激活肥大細胞。Kawasaki等[21]對皮膚屏障受損OVA致敏BALB/c小鼠口服激發(fā)后，在皮膚屏障持續(xù)存于受損狀態(tài)下將過敏原移除一段時間再次進行口服激發(fā)，發(fā)現(xiàn)小鼠過敏反應(yīng)不僅沒有減輕反而加重，提示即使不持續(xù)接觸過敏原，單一皮膚屏障受損亦可以加重食物過敏癥狀，表明了皮膚屏障在食物過敏發(fā)展中的重要作用。

在一項基于皮膚暴露花生過敏的小鼠模型研究中，發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子超家族成員OX40配體(OX40 ligand，OX40L)通過IL-33上調(diào)導(dǎo)致Th2介導(dǎo)的特應(yīng)性皮炎樣炎癥發(fā)生，IL-33通過肥大細胞脫顆粒而促進嚴重過敏發(fā)應(yīng)，封閉IL-33可以預(yù)防嚴重過敏發(fā)應(yīng)，由于OX40L和IL-33也是引起皮膚屏障敏感的重要下游介質(zhì)，OX40L是參與B細胞、T細胞信號傳導(dǎo)的腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族成員，主要在腸黏膜由胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)活化DCs表達，提示IL-33和OX40L可能是未來治療食物過敏的潛在靶標[22]。

大量動物研究也探討了食物過敏是否需要皮膚屏障損傷，在大多數(shù)小鼠模型中，小鼠需要通過破損皮膚接觸過敏原而導(dǎo)致食物過敏，而完整皮膚并不會引起過敏反應(yīng)[23-24]。Walker等[25]利用基因缺陷小鼠研究發(fā)現(xiàn)，通過皮膚屏障致敏不僅需要皮膚屏障受損，還需要霉菌或塵螨的參與，其共同作用才能導(dǎo)致食物過敏。值得注意的是，最近有研究報了即使非損傷皮膚在過敏原暴露條件下也可以誘發(fā)食物過敏。Kumar等[26]通過木豆蛋白對BALB/c小鼠進行致敏，發(fā)現(xiàn)非損傷皮膚在木豆蛋白暴露后，進行口服激發(fā)試驗也會發(fā)生IgE介導(dǎo)的嚴重過敏發(fā)應(yīng)和Th2型免疫應(yīng)答，引起腸道肥大細胞改變，同時免疫反應(yīng)產(chǎn)生的IL-4和IL-13進一步引起絲聚蛋白表達減少，提示食物過敏原皮膚暴露是導(dǎo)致食物過敏的重要危險因素。

3 基因水平研究

皮膚相關(guān)基因突變是導(dǎo)致皮膚滲透性改變及皮膚屏障損傷的重要因素[27]，而其中最為常見的是絲聚蛋白(filaggrin，F(xiàn)LG)基因功能缺失突變。FLG是一種在角質(zhì)形成細胞中交叉連接角蛋白纖維的絲狀相關(guān)蛋白[28]，通過中間纖絲形成表皮屏障，同時還可以影響細胞分化及促進天然保濕因子形成，達到皮膚保濕效果。因此其基因功能缺失突變一定程度上可以用來解釋特應(yīng)性皮炎患者發(fā)病原因[29]，目前中重度特應(yīng)性皮炎患者中，大約有45.7%～56.6%攜帶1個以上FLG無義突變，而輕中度患者也有15%存在FLG無義突變[30]。多項研究對西歐人群、日本種族、中國漢族種群的AD患者的FLG基因分析，證實FLG基因突變位點較多，其最常見的突變位點是R501X和2282del4，且突變存在明顯的地域差異或種族差異[31-33]。

Venkataraman等[34]發(fā)現(xiàn)FLG功能缺失突變患者更加容易對食物敏感并且大多數(shù)會在10歲左右發(fā)展成為食物過敏?；诖隧椦芯?，Brough等[35]評價了家庭環(huán)境中花生過敏原暴露情況與兒童花生過敏的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)FLG功能缺失突變患兒，在8～9歲時發(fā)生花生過敏發(fā)生風險是正常兒童的3倍。Kono等[36]基于日本小學生食物過敏的研究發(fā)現(xiàn)FLG基因突變對于10歲左右兒童發(fā)生食物過敏風險很大，但對于1歲、2歲和4歲的兒童沒有影響。有趣的是，Henneman等[37]研究了丹麥兒童牛奶過敏與基因易感性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)牛奶過敏者出現(xiàn)FLG突變較多，但在統(tǒng)計學上沒有差異。通過對兩歲兒童雞蛋過敏的研究也發(fā)現(xiàn)FLG功能缺失突變與雞蛋過敏風險沒有關(guān)系[38]，提示還需要擴大樣本量驗證食物過敏與皮膚屏障相關(guān)基因突變的關(guān)系。此外，在一項關(guān)于小麥依賴運動誘發(fā)嚴重過敏反應(yīng)(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis，WDEIA)的家系病例報告研究中，Mizuno等[39]發(fā)現(xiàn)該家系中多人存在FLG基因功能缺失突變，而且兩位WDEIA患者正好存在FLG基因功能缺失突變，提示皮膚屏障功能損傷可能參與WDEIA發(fā)病機制。

除了FLG基因以外，還有多種其他皮膚相關(guān)基因在引起AD和食物過敏中發(fā)揮作用。角膜鎖鏈蛋白基因突變可引起皮膚表皮剝離癥，同時多數(shù)患者合并嚴重皮膚屏障損傷，瘙癢及食物過敏[40]。絲氨酸肽酶抑制劑Kazal型5(SPINK5)基因突變可導(dǎo)致Netherton綜合征，這是一種嚴重常染色體陰性遺傳皮膚疾病，同時合并IgE升高和毛干結(jié)構(gòu)異常[41]，近年來研究發(fā)現(xiàn)SPINK5 rs9325071變異型患兒更容易發(fā)生食物過敏反應(yīng)[42]。此外，研究發(fā)現(xiàn)2型免疫激活將誘導(dǎo)編碼皮膚屏障相關(guān)蛋白(FLG、兜甲蛋白、內(nèi)皮蛋白)的基因表達整體水平下降，從而導(dǎo)致食物過敏原更容易滲透通過皮膚。

4 細胞相關(guān)研究

一些細胞相關(guān)研究也證實了皮膚屏障功能與食物過敏的關(guān)系。Chan等[43]在對花生耐受和過敏患者Th細胞分型分析中發(fā)現(xiàn)一種T細胞亞群與花生過敏有關(guān)，實驗顯示花生過敏患兒中花生特異性Th細胞表達黏膜歸巢受體分子——黏膜淋巴抗原(CLA)，傾向于Th2型細胞分泌IL-4和IL-13，而對于花生耐受兒童中花生特異性Th細胞表達腸道歸巢分子——整合素α4β7，傾向于Th1型細胞分泌IFNγ和TGFβ，提示花生致敏可能來自于皮膚途徑而腸道途徑可能誘導(dǎo)食物耐受。

最近研究提示嗜堿性粒細胞參與皮膚致敏，發(fā)現(xiàn)TSLP可以引起嗜堿性粒細胞依賴Th2細胞因子應(yīng)答[44-45]，IgE表達增加和腸內(nèi)肥大細胞聚集并促進食物過敏[46]。利用OVA通過皮膚途徑致敏嗜堿性粒細胞缺陷和TSLP受體缺陷小鼠均無法誘導(dǎo)食物過敏和特異性IgE生成，進一步強調(diào)了嗜堿性粒細胞和TSLP在皮膚致敏中的關(guān)鍵作用[47]。嗜堿性粒細胞可以通過非專職抗原提呈細胞或與DCs細胞聯(lián)合產(chǎn)生IL-4介導(dǎo)Th2效應(yīng)[48-49]，并導(dǎo)致嚴重過敏發(fā)應(yīng)。

5 潤膚劑與食物過敏

潤膚劑通過減少皮膚水分流失和皮膚水合作用等起到保護皮膚屏障的功能，因此潤膚劑作為AD治療的主要手段可以明顯減輕AD癥狀甚至可以延長AD發(fā)生的間隔時間[50]。然而，由于不同公司產(chǎn)品成分及配方上的差異而使?jié)櫮w劑使用效果不同，不是所有潤膚劑都可以起到保護作用。pH較高的潤膚劑可以導(dǎo)致皮膚表面pH升高，皮膚表面蛋白受損，油脂丟失，從而出現(xiàn)皮膚干燥、敏感、瘙癢甚至促進表面水分丟失[51]。研究表明含神經(jīng)酰胺的潤膚劑在表面水分丟失方面略優(yōu)于以凡士林為主要成份的潤膚劑[52]。

既然大量研究表明通過皮膚屏障可以導(dǎo)致食物過敏，筆者推測減輕AD的癥狀或持續(xù)時間就有可能減少食物過敏的發(fā)生。Lowe等[53]發(fā)現(xiàn)在接受每周大于5天潤膚劑處理的幼兒期其食物過敏發(fā)生率低于對照組。然而多數(shù)研究中均為發(fā)現(xiàn)潤膚劑對食物過敏具有預(yù)防作用，兩項RCT研究——兒童特應(yīng)性皮炎和過敏預(yù)防研究[54]和增強屏障預(yù)防濕疹研究[55]評價了潤膚劑對AD和食物過敏的保護作用。兩項研究均為發(fā)現(xiàn)潤膚劑AD發(fā)生率明顯減少，而在增強屏障預(yù)防濕疹研究中反而發(fā)現(xiàn)潤膚劑干預(yù)患兒存在皮膚感染率和食物過敏發(fā)生率增加的情況。Dissanayake等[56]利用合生元和潤膚劑對幼兒出生第一年進行干預(yù)評價，同樣發(fā)現(xiàn)AD和食物過敏發(fā)生率并無明顯降低。相關(guān)研究也討論了與實驗及機制不同結(jié)果的原因，可能由于開始接觸潤膚劑的時間，患兒的依從性，所用潤膚劑的特性等。

6 結(jié)語

過敏原雙重暴露假說及多項研究表明，皮膚屏障損傷可能是導(dǎo)致食物過敏的重要因素，尤其是在幼年時期通過對皮膚屏障的保護可能降低食物過敏的發(fā)生風險。因此，明確皮膚屏障功能在食物過敏中的作用及過敏原如何通過皮膚屏障引起致敏，將為食物過敏的預(yù)防治療提供更多的理論支撐和藥物靶標。