胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素在特應性皮炎的作用機制及臨床應用

王思航，左亞剛

特應性皮炎(atopic dermatitis，AD)是一種慢性復發(fā)性炎癥性皮膚病，以濕疹樣皮損、劇烈瘙癢、慢性或復發(fā)性病程為特征，常并發(fā)食物過敏、過敏性鼻炎、哮喘和心理疾病。AD病理生理機制非常復雜，包括遺傳易感性、皮膚屏障損傷、表皮微生態(tài)改變和免疫炎癥等。這些因素相互作用，共同促進AD的發(fā)生發(fā)展。編碼絲聚蛋白(filaggrin)基因缺陷可導致皮膚屏障功能損傷，進而促使炎癥發(fā)生和T細胞浸潤。局部T細胞介導的免疫反應可以進一步損害皮膚屏障并引起瘙癢，促使表皮微生態(tài)失衡和金黃色葡萄球菌定植。該菌定植和感染又可損害皮膚屏障，加重炎癥反應。在AD的皮損區(qū)域有著廣泛的基因表達失調(diào)，主要與角質(zhì)形成細胞活性和T細胞浸潤有關(guān)，尤其是2型免疫反應(包括T helper 2，Th2以及T helper 22，Th22)的相關(guān)基因，白細胞介素(interleukin，IL)- 22可通過下調(diào)表皮絲聚蛋白和兜甲蛋白(loricrin)的水平，上調(diào)S100A7、S100A8和S100A9表達，從而干擾角質(zhì)形成細胞的正常分化，促進表皮增生，降低皮膚屏障功能。除Th2和Th22反應外，Th1免疫反應及其相關(guān)分子如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL- 1、IL- 6和IL- 8，也參與了慢性AD的發(fā)生和發(fā)展。Th2免疫反應是AD免疫病理機制中的主導者。Th2免疫反應及其相關(guān)的細胞因子IL- 4和IL- 13可以促進B細胞抗體類別向IgE轉(zhuǎn)化，并促進B細胞抗原特異性IgE產(chǎn)生以及嗜酸性粒細胞激活，且與AD慢性瘙癢癥狀密切相關(guān)。胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)在多種免疫相關(guān)性皮膚病，如尋常型銀屑病、大皰性類天皰瘡、硬皮病等有著不同的病理生理作用，是聯(lián)系天然免疫和獲得性免疫的橋梁。研究表明TSLP與AD瘙癢、嚴重程度、持續(xù)時間及表皮屏障功能密切相關(guān)。本文綜述TSLP在AD的作用機制及靶向抑制TSLP及其相關(guān)分子治療AD最新的臨床應用。

1 TSLP的基本特征和功能

TSLP是四螺旋束細胞因子家族中的一員，也是細胞因子IL- 7的遠親。TSLP最初是在小鼠胸腺基質(zhì)細胞系的上清液中被發(fā)現(xiàn)，能夠支持未成熟B細胞和胸腺細胞的增殖和發(fā)育，這也是其全名的由來。人類TSLP基因位于染色體5q22.1上，緊鄰其他特應性細胞因子基因簇。人類TSLP分兩種亞型，即長形TSLP(long-form TSLP，lfTSLP)和短型TSLP(short-form TSLP，sfTSLP)。lfTSLP由159個氨基酸組成，sfTSLP缺少lfTSLP氨基端的一部分肽鏈但保留了羧基端69個氨基酸。盡管sfTSLP mRNA在皮膚組織中組成性表達，但在蛋白質(zhì)水平的表達和生理功能目前尚未完全闡明。實驗證明sfTSLP和lfTSLP有著不同的調(diào)控機制和生理作用，sfTSLP可能存在抗微生物和抗炎作用，但其在炎癥反應中下調(diào)。lfTSLP則在炎癥反應中上調(diào)，作為警報素之一主要與Th2型免疫反應相關(guān)，是聯(lián)系天然免疫和獲得性免疫的橋梁。本文提到的TSLP均指lfTSLP。鑒于TSLP的兩個亞型有著不同的表達方式和生理功能，分別研究sfTSLP和lfTSLP十分必要。小鼠TSLP無分型，由140個氨基酸組成，其基因位于18號染色體。雖然鼠源性TSLP和人型TSLP同源性并不高，但其與人類的lfTSLP具有相似的生物學特性和功能。單獨的TSLP受體(TSLP receptor，TSLPR)與TSLP的親和力很低，但其與IL- 7受體α形成異二聚體復合物后可與TSLP高親和力結(jié)合，進而啟動下游信號轉(zhuǎn)導通路，促進細胞增殖分化和細胞因子的產(chǎn)生。在炎癥反應中，微生物、變應原及理化損傷等刺激表皮產(chǎn)生TSLP、IL- 33、IL- 25等警報素，進而啟動下游Th2免疫反應。TSLP主要由腸上皮細胞、肺上皮細胞、角質(zhì)形成細胞、肥大細胞、成纖維細胞等產(chǎn)生。功能性TSLPR則在樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)、固有淋巴樣細胞(innate lymphoid cell，ILC)、肥大細胞、巨噬細胞、嗜酸性粒細胞、B細胞、T細胞及感覺神經(jīng)纖維末梢等上調(diào)表達。過去研究一致認為表皮來源的TSLP主要通過與DCs相互作用，通過上調(diào)CD80、CD86及OX40L進而引起T細胞向Th2方向極化，并分泌IL- 4，IL- 5和IL- 13。TSLP在AD、食物過敏和哮喘等過敏性疾病中的作用得到了廣泛關(guān)注。

2 TSLP在AD免疫病理中的作用

2.1 觸發(fā)TSLP釋放的因素

TSLP的過度表達是AD重要的免疫學特征。遺傳因素、表皮屏障功能缺陷、Th2/Th22相關(guān)細胞因子環(huán)境、“瘙癢-搔抓循環(huán)”、Notch信號通路、表皮微生態(tài)及Toll樣識別受體(Toll-like receptor，TLR)和蛋白酶激活受體(protease activated receptor，PAR)的激活等均參與了AD的發(fā)生發(fā)展(圖1)。

圖 1 TSLP在特應性皮炎中的作用機制

2.1.1 TSLP及相關(guān)分子基因多態(tài)性與AD發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)：目前已經(jīng)確定幾個與AD相關(guān)的TSLP基因變異，如rs2289278、rs1898671和rs1837253會增加患特應性疾病的風險。最近一項大規(guī)模的縱向隊列研究發(fā)現(xiàn)，IL- 7R唯一變異體rs11567725可調(diào)節(jié)多種TSLP變異體的功能，進而影響慢性AD的病程，Berna等提出TSLP可作為AD慢性遺傳風險模型評估指標。

2.1.2 表皮屏障功能缺陷和蛋白酶激活引起TSLP釋放：多種內(nèi)源性或外源性因素都可能參與表皮角質(zhì)形成細胞TSLP的產(chǎn)生和釋放。編碼絲聚蛋白基因突變引起皮膚屏障破壞是AD的主要易感因素之一。絲聚蛋白參與表皮角蛋白形成致密的屏障結(jié)構(gòu)。絲聚蛋白基因缺陷通過增強蛋白酶活性并激活角質(zhì)形成細胞中的PAR- 2觸發(fā)TSLP的產(chǎn)生。另一項研究使用相同小鼠模型進一步闡明了角質(zhì)層 pH維持缺陷早于蛋白酶的激活。表皮pH可能是調(diào)節(jié)蛋白酶活性的關(guān)鍵因素，皮膚堿化通過PAR- 2依賴和潛在的PAR- 2非依賴途徑參與激肽釋放酶5介導的TSLP的產(chǎn)生和皮膚屏障的損傷。Nax是一種非典型電壓門控鈉通道，可感受細胞外鈉離子濃度并調(diào)控炎癥反應。一項最新的研究發(fā)現(xiàn)，在兔耳皮炎模型中，使用RNAi技術(shù)敲除Nax顯著減少了表皮PAR- 2和TSLP的表達，同時減少了Th2相關(guān)細胞因子如IL- 4的產(chǎn)生，說明Nax啟動并維持了由皮膚屏障破壞導致的皮膚過度炎癥反應，進而加速皮炎的發(fā)生，并可能與AD中PAR- 2-TSLP信號通路的激活相關(guān)。

2.1.3 機械損傷誘導TSLP的產(chǎn)生：瘙癢是AD的標志性癥狀之一，會導致患者反復搔抓。既往一項研究用膠帶剝離實驗模擬由慢性搔抓造成的機械損傷，發(fā)現(xiàn)機械損傷可顯著增加皮膚中TSLP的水平，從野生型小鼠皮膚中分離出的DCs能顯著提高輔助性T細胞向Th2免疫極化的過程，產(chǎn)生更多的IL- 4和IL- 13，而TSLP受體缺陷小鼠則不能。

2.1.4 Notch信號通路參與表皮TSLP的產(chǎn)生：Notch信號通路抑制皮膚角質(zhì)形成細胞中TSLP的產(chǎn)生，AD患者皮膚中Notch受體的表達顯著降低。在小鼠模型中，通過抑制Notch信號通路可誘發(fā)嚴重的AD，以黑棘皮病、海綿水腫、角化過度以及真皮中嗜酸性粒細胞和肥大細胞浸潤為特征。角質(zhì)形成細胞中Notch信號通路的缺失也可導致AD的臨床癥狀和血清TSLP濃度顯著增加。此外，在Notch信號通路缺陷的小鼠模型中，無菌突變小鼠表達更高水平的TSLP，這表明表皮微生物群落(表皮微生態(tài))可能在角質(zhì)形成細胞相關(guān)的應激信號(如TSLP)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮潛在作用。然而，角質(zhì)形成細胞中Notch信號通路激活的機制尚未完全闡明。

2.1.5 TLR及組胺受體激活誘導TSLP產(chǎn)生：通過TLR途徑產(chǎn)生TSLP在啟動Th2免疫中也是必不可少的，Poly(I-C)、雙?；腇SL- 1和鞭毛蛋白以及促炎細胞因子(IL- 1、IL- 4、IL- 13和TNF-α)等可以通過TLR途徑誘導上皮TSLP的產(chǎn)生。定植在AD皮損處的金黃色葡萄球菌可觸發(fā)角質(zhì)形成細胞釋放TSLP。人角質(zhì)形成細胞暴露于雙鏈RNA(TLR- 3配體)、鞭毛蛋白(TLR- 5配體)和雙?；?TLR- 2-TLR- 6配體)，可誘導TSLP的表達。然而在半抗原2，4-二硝基氯苯(DNCB)誘導的AD小鼠模型中，TLR- 4缺陷小鼠展現(xiàn)出更強的Th2免疫反應，并表達更高水平的TSLP，這可能與TLR的配體種類及細胞因子微環(huán)境相關(guān)。最新研究表明，組織胺可通過組胺受體4上調(diào)角質(zhì)形成細胞TSLP的表達，并增強poly(I-C)誘導的TSLP產(chǎn)生，因此阻斷組胺受體4可能通過減少TSLP產(chǎn)生，而減輕Th2免疫炎癥及瘙癢癥狀，但仍需進一步臨床研究證實。

2.1.6 角質(zhì)形成細胞中調(diào)節(jié)TSLP釋放的因素：特應性細胞因子的環(huán)境也促進了TLR介導的TSLP產(chǎn)生。在其他特應性模型(如正常人支氣管上皮細胞)中，Th2細胞因子IL- 4和IL- 13協(xié)同誘導上皮細胞TSLP的釋放，提示產(chǎn)生這種細胞因子的細胞募集以及Th2免疫微環(huán)境可能通過正反饋放大Th2反應。也有報道稱在AD患者中存在潛在的TSLP自分泌環(huán)路。DeltaNp63是一種p53相關(guān)分子，可調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細胞中TSLPR表達。此外，另一種p53相關(guān)分子DeltaNp73也在AD表皮中顯著表達，并促進TLR- 3介導的TSLP釋放。

2.2 TSLP參與AD免疫炎癥和皮膚屏障功能損害

2.2.1 TSLP促進Th0向Th2/22極化作用：表皮來源的TSLP主要通過與DCs相互作用，上調(diào)CD80、CD86及OX40L進而引起T細胞向Th2方向極化，并分泌IL- 4，IL- 5和IL- 13。此外TSLP還可激活I(lǐng)LCs、肥大細胞、巨噬細胞、原始T細胞等引起Th2免疫反應。此外，TSLP還可引起T細胞向Th22方向極化產(chǎn)生IL- 22，這些細胞因子均參與AD皮膚屏障功能的損害(圖1)。

2.2.2 TSLP與AD的嚴重程度、表皮屏障功能和持續(xù)時間相關(guān)：早在2002年，Soumelis等首次報道了TSLP在變態(tài)反應性疾病中的作用。通過免疫組織化學分析，鑒別出TSLP在急、慢性AD患者皮損中高表達，而在非皮損中不表達。TSLP在AD患者角質(zhì)層中的表達較正常人更為顯著，與皮膚干燥評分呈正相關(guān)，與角質(zhì)層水合程度呈負相關(guān)，這表明其過度表達與AD嚴重程度和表皮屏障功能緊密聯(lián)系。最近一項隊列研究發(fā)現(xiàn) TSLPrs1898671純合子患兒AD病情持續(xù)時間較短，而有兩個絲聚蛋白功能缺失突變的患者皮損清除的可能性較小，使用糖皮質(zhì)激素的風險較高，表明絲聚蛋白和TSLP的多態(tài)性可能與AD的維持和持續(xù)時間密切相關(guān)。TSLP激活的DCs引起下游Th2和Th22型細胞因子的釋放均可降低表皮微絲蛋白的表達，共同參與皮膚屏障功能的損害。

2.2.3 TSLP誘發(fā)AD瘙癢癥狀及“瘙癢-搔抓循環(huán)”：瘙癢嚴重影響了AD患者的生活質(zhì)量。TSLP可能通過誘導Th2免疫和相關(guān)的Th2細胞因子(如IL- 4、IL- 13和IL- 31)激活感覺神經(jīng)元而間接引起瘙癢。TSLP還會直接作用于表達TSLP受體復合物的脊髓背根節(jié)神經(jīng)元，通過瞬時受體電位陽離子通道A1的激活引起瘙癢癥狀。最近一項研究表明，TSLP可誘導角質(zhì)形成細胞中的骨膜蛋白分泌，從而通過在感覺神經(jīng)元亞群上表達的骨膜蛋白受體引起瘙癢。這些研究說明TSLP參與了AD患者的“瘙癢-搔抓”循環(huán)，進一步破壞皮膚屏障，引起慢性損害。皮膚免疫炎癥和皮膚屏障功能破壞息息相關(guān)，并相互作用，通過正反饋機制共同促進AD的發(fā)生發(fā)展及慢性化。打破這一惡性循環(huán)對于慢性AD患者尤為重要。

3 靶向TSLP及其相關(guān)分子藥物可以緩解AD臨床癥狀

AD的傳統(tǒng)治療藥物包括保濕劑、局部糖皮質(zhì)激素和鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑，對于中重度AD患者，也可應用光療和免疫抑制劑。一種局部磷酸二酯酶4抑制劑克立硼羅乳膏已經(jīng)被美國食品和藥物管理局批準用于AD治療，并已在中國上市。度普利尤單抗(一種針對IL- 4受體α亞單位，同時阻斷IL- 4和IL- 13通路的單克隆抗體)已進入中國市場，并進入醫(yī)保目錄。OX40是TNF受體超家族的成員，TSLP激活DCs表達其配體(OX40 ligand，OX40L)，與CD4T細胞上的OX40相互作用，使其向Th2型細胞極化，并進一步增強Th2型炎癥細胞因子的產(chǎn)生。針對TSLP-OX40L-OX40軸治療AD的藥物也已進入臨床試驗階段。GBR830是一種人源化OX40單克隆抗體，可阻斷OX40-OX40L相互作用。一項IIa期臨床試驗測試了GBR830在64例中重度AD患者中的安全性和有效性。在這項試驗中，試驗組患者接受了兩劑GBR830靜脈注射，間隔四周，并在注射前、第4周、第10周收集皮膚組織活檢標本?；颊弑憩F(xiàn)出良好的耐受性，GBR830顯著降低了患者濕疹面積嚴重程度指數(shù)(eczema area and severity index，EASI評分)，表皮增生明顯減少，并降低了病變皮膚中Th1、Th2、Th17/22相關(guān)細胞因子和趨化因子mRNA的表達。這項研究首次證明了OX40在AD中的致病作用，并為拮抗AD患者中OX40L-OX40信號通路提供了有力證據(jù)。日本一項小型的I期臨床試驗測試了另一種OX40單克隆抗體KHK4083在22例中重度AD患者中的安全性和有效性。這些患者接受了靜脈注射3劑KHK4083，每次間隔兩周，11例患者出現(xiàn)輕中度發(fā)熱，8例患者出現(xiàn)輕度感冒癥狀，未見嚴重不良反應發(fā)生，患者有良好的耐受性。EASI評分持續(xù)減少，Th2相關(guān)趨化因子也持續(xù)降低直到第22周。Tezepelumab是一種人源化TSLP的單克隆抗體，可阻斷TSLP與其受體復合物的結(jié)合。近期一項隨機、雙盲、安慰劑對照Ⅱa期臨床研究評估了Tezepelumab在113例輕中度成人AD患者的有效性和安全性。在該試驗中，試驗組接受Tezepelumab 280 mg皮下注射，每兩周1次，并聯(lián)合局部外用中效糖皮質(zhì)激素。在第12周時，試驗組64.7%的患者達到ESAI- 50，而安慰劑組僅為48.2%，但差異無統(tǒng)計學意義(=0.091)，局部外用糖皮質(zhì)激素可能是該試驗的混雜因素之一。單藥Tezepelumab治療AD的IIb期臨床試驗(NCT03809663)已終結(jié)，但其結(jié)果尚未發(fā)表。

綜上，TSLP作為警報素之一在AD免疫病理中發(fā)揮重要作用，是促使固有和獲得性Th2免疫反應的天然免疫分子，并且與AD瘙癢和表皮屏障功能障礙及AD嚴重程度、持續(xù)時間密切相關(guān)。雖然TSLP表達由環(huán)境和感染因素誘導，并在AD發(fā)生中發(fā)揮著多方面作用，但尚需要更多研究闡明這些誘發(fā)因素的相互作用，包括TSLP及其相關(guān)分子的基因多態(tài)性、Notch信號通路的改變、免疫微環(huán)境、皮膚屏障功能損傷以及物理化學損傷和表皮微生態(tài)的改變等。TSLP可能通過引起“瘙癢-搔抓循環(huán)”和皮膚屏障功能降低而更早地參與AD的發(fā)展。此外，TSLP還推動了特應性進程(從AD到食物過敏及哮喘)的發(fā)生和進展。抑制TSLP及其相關(guān)細胞因子的藥物對AD患者的瘙癢及皮損改善均具有一定的的療效。綜上所述，靶向AD患者Th2免疫反應除IL- 4和IL- 13以外的重要細胞因子，如TSLP-OX40軸，剖析TSLP-OX40通路的每個組成部分的致病作用及其治療潛力，可為今后治療中重度AD患者提供更多較為安全的治療選擇。