Collectin在皮膚病炎癥反應(yīng)中的作用①

徐 嬋 曾維惠 夏育民（西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院皮膚科，西安 710004）

Collectin是包含碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域和膠原樣結(jié)構(gòu)域的哺乳動物的可溶性C型凝集素，作為重要的模式識別分子（PRM）與微生物或改變的動物細胞表面的相應(yīng)配體相結(jié)合，在固有免疫系統(tǒng)中發(fā)揮多種重要作用［1］。Collectin的基本功能包括微生物的聚集和中和、調(diào)理作用、補體激活及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，并且參與胚胎發(fā)育、凝血、缺血再灌注損傷等生理過程［2-6］。迄今為止，已經(jīng)鑒定出9種collectin：包括3種經(jīng)典collectin，甘露聚糖結(jié)合凝集素（MBL）、肺表面活性劑蛋白A和D（SP-A和SP-D）；3種牛血清collectin，共凝集素（conglutinin）、CL-43及CL-46，以及新近發(fā)現(xiàn)的3種新型collectin，CL-L1（也稱為CL-10）、CL-K1（也稱為CL-11）和CL-P1（也稱為CL-12）［1-2］。

相關(guān)研究表明，collectin分子在皮膚疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，如銀屑病、特應(yīng)性皮炎及一些與皮膚相關(guān)的自身免疫性疾病等。Collectin與皮膚病炎癥的相關(guān)關(guān)系復(fù)雜，存在促炎及抑炎兩種可能形式，對機體具有有害及有益兩方面影響，參與這些疾病的發(fā)生進展，有望成為這些皮膚病的重要分子，并可能作為相應(yīng)皮膚病診斷的靶標(biāo)。

1 Collectin的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 Collectin的結(jié)構(gòu)Collectin是三聚體亞基的寡聚體。對于大多數(shù)collectin來說，這些亞基是由同三聚體組成（三個相同的多肽）［1］。但SP-A、CL-K1和CL-L1也可能形成異質(zhì)三聚體［1，5，7］。每個collectin的亞基包含四個部分：①富含半胱氨酸的短N端結(jié)構(gòu)（含有7～28個氨基酸殘基），參與多聚體亞基排列；②由Gly-XY三聯(lián)體（X和Y代表任何氨基酸）重復(fù)序列組成的膠原樣結(jié)構(gòu)域；③由α-螺旋組成的頸部結(jié)構(gòu)域；④C端球狀C型凝集素結(jié)構(gòu)域，負責(zé)模式識別，也被稱為CRD，介導(dǎo)病原體的識別［1，8］。MBL、SP-A、CL-K1、CL-L1在三聚體亞基的基礎(chǔ)上形成十八聚體的“花束狀”結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的形成是由于Gly-XY三聯(lián)體重復(fù)結(jié)構(gòu)被打斷，在這個區(qū)域中引入了一個扭結(jié)，使其具有更大的靈活性。SP-D、共凝集素及CL-46在三聚體亞基的基礎(chǔ)上形成十二聚體的“十字狀”結(jié)構(gòu)［1，3，9-12］。CL-43僅包含一個三聚體亞基單元［10-11］。與其他collectin不同的是，CL-P1是一個單通道（Ⅱ型）跨膜蛋白（圖1）［5，12］。

圖1 目前所知9種collectin的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 Molecular structure of nine known collecti n

1.2 Collectin的基本功能Collectin的基本功能與先天防御有關(guān)，可促進微生物清除，調(diào)節(jié)炎癥和過敏反應(yīng)，并可影響凋亡細胞清除并調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫系統(tǒng)［1-3］。近來也發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于collectin的新的生物學(xué)功能，如在胚胎發(fā)育、凝血、妊娠及分娩等中的作用［4-5，13］。

Collectin通過聚集、調(diào)理作用、吞噬作用、抑制微生物生長、補體激活及調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫多種機制限制感染，清除微生物［1-3］。Collectin清除微生物最初是通過CRD結(jié)構(gòu)識別細菌和真菌表面的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）。Collectin還可結(jié)合損傷相關(guān)分子模式（DAMP），即在凋亡、壞死、低氧和低溫應(yīng)激以及惡性細胞表面顯示出的碳水化合物結(jié)構(gòu)。

Collectin可以調(diào)節(jié)過敏反應(yīng)，相關(guān)研究顯示，SP-A和SP-D顯示出抗過敏作用，包括在變應(yīng)原激發(fā)的早期階段抑制IgE結(jié)合過敏原，并抑制嗜堿性細胞釋放組胺，在氣道炎癥的晚期抑制淋巴細胞增殖［1，3］。

Collectin還可通過調(diào)節(jié)細胞因子和趨化因子，通過抗原呈遞細胞增強適應(yīng)性免疫應(yīng)答，因此可以充當(dāng)先天性免疫和適應(yīng)性免疫之間的紐帶［1-3］。

缺血再灌注損傷的模型研究顯示，collectin是缺血再灌注損傷的關(guān)鍵介質(zhì)之一［6］。在MBL基因敲除小鼠中構(gòu)建腎臟、腸道及心臟的缺血再灌注模型，顯示MBL調(diào)節(jié)再灌注損傷，阻斷MBL途徑可能有益于對缺血再灌注的保護［14-16］。

Collectin在維持妊娠（植入、血管重建、胎盤形成）和分娩中具有重要意義，在妊娠期間的女性生殖組織中表達，且隨著孕齡的增加，其在妊娠組織中的作用逐漸增強，但其在妊娠維持和分娩中的整體作用尚不明確［13，17-18］。

CL-L1、CL-K1及CL-P1被稱作“新型collectin”，目前研究發(fā)現(xiàn)，這些“新型collectin”具有一些特殊的生物學(xué)功能。CL-K1在胚胎發(fā)育中具有重要作用。Mingarelli-Malpuech-Michels-Carneval綜合征（3MC綜合征）是一種常染色體隱性遺傳疾病，患者具有高弓形的眉毛、上瞼下垂、腭裂、唇裂等特點的獨特面容，并伴有認知障礙、發(fā)育遲緩和頭骨異常融合等異常。CL-K1或MASP-3基因突變可引起3MC綜合征的發(fā)生［4，19］。目前也在3MC綜合征患者中發(fā)現(xiàn)了CL-L1基因的突變［20］。CL-K1可引導(dǎo)神經(jīng)C細胞的遷移和發(fā)育［4-5］。CL-P1可能在發(fā)育及血管動態(tài)平衡中起重要作用［3］。

MBL、CL-L1及CL-K1與凝血、緩激肽釋放及內(nèi)皮和血小板活化有關(guān)的過程有關(guān)［4］。TAKAHASHI等［21］發(fā)現(xiàn)彌散性血管內(nèi)凝血（DIC）患者血漿CL-K1水平升高的發(fā)生率明顯高于非DIC患者。血漿中CL-K1的高水平與凝血功能障礙有關(guān)，提示CL-K1可能是DIC發(fā)展的生物標(biāo)志物。

2 Collectin參與皮膚病炎癥反應(yīng)

2.1 自身免疫性皮膚病近年關(guān)于自身免疫性疾病發(fā)病機制的研究發(fā)現(xiàn)，先天免疫系統(tǒng)異?？赡軐?dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)生。目前自身免疫性疾病與collectin研究較多的疾病是系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE），除此之外，還有關(guān)于皮肌炎、天皰瘡、白塞病及系統(tǒng)性硬化癥（systemic sclerosis，SSc）的相關(guān)報道［22-25］。

SLE是一種多因素慢性自身免疫性疾病，目前關(guān)于MBL與SLE的研究結(jié)果有相互矛盾的地方。首先，關(guān)于MBL多態(tài)性與SLE關(guān)系的研究具有矛盾性。部分研究顯示，在MBL-2基因的啟動子區(qū)和編碼區(qū)存在的一些多態(tài)性變異與MBL缺陷有關(guān)。MBL基因的遺傳多態(tài)性導(dǎo)致MBL濃度或功能的降低。目前已經(jīng)觀察到SLE患者中這些低產(chǎn)型基因多態(tài)變異的高發(fā)生率［26］。但TSAI等［27］的研究結(jié)果顯示，不能將MBL-2基因多態(tài)性與SLE易感性聯(lián)系起來。目前看來，MBL多態(tài)性與SLE的關(guān)系仍需進一步研究支持。其次，關(guān)于SLE患者血清MBL水平的相關(guān)性研究顯示，SLE患者血清MBL呈低水平，可能與抗MBL抗體存在于SLE患者的血清中，并影響MBL的功能活性及濃度有關(guān)［28］。也有SLE患者出現(xiàn)高水平MBL的報道，SLE中MBL高水平的原因尚不明確，猜測其可能歸因于持續(xù)炎癥引起的急性期反應(yīng)。再次，關(guān)于MBL在SLE患者皮膚的局部沉積，有研究發(fā)現(xiàn)SLE患者的病灶皮膚中存在MBL沉積，但在SLE非病灶皮膚中未發(fā)現(xiàn)MBL沉積［29］。關(guān)于MBL復(fù)雜的觀察結(jié)果目前尚未得到令人滿意的解釋，這進一步突出了MBL與SLE發(fā)病機制相關(guān)的復(fù)雜性。在關(guān)于SLE的橫斷面隊列研究中發(fā)現(xiàn)，血清中CL-L1水平的降低與SLE有關(guān)［5］。

白塞病是一種病因不明的自身免疫性疾病。有研究發(fā)現(xiàn)，白塞病患者血液循環(huán)中低水平的MBL與白塞病的嚴重程度相關(guān)［30］。MBL-2的野生型單倍型（HYPA單倍型）增加了白塞病的易感性［31］。在一項關(guān)于皮膚組織局部的研究中，白塞病患者的皮膚活檢樣本中檢出較正常皮膚樣本更高的SP-A和SP-D水平，且真皮炎癥細胞浸潤明顯［32］。

皮肌炎是一種光敏性自身免疫性皮膚病。皮肌炎患者皮膚組織凋亡細胞的產(chǎn)生增加、對易位抗原的過度免疫反應(yīng)及凋亡細胞清除不良可能與皮肌炎發(fā)生有關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)與低血清MBL水平相關(guān)的MBL多態(tài)性在皮肌炎中明顯過高［23］。低水平的MBL影響了凋亡細胞的清除；低MBL水平可能會增加單核細胞對血管系統(tǒng)的黏附，且與單核細胞促炎細胞因子的產(chǎn)生增加有關(guān)（IL-6和IL-1β）［33］。凋亡增加與細胞因子分泌異常及凋亡細胞的清除延遲可能導(dǎo)致了皮肌炎患者的自身免疫。

天皰瘡作為一種自身免疫性大皰性皮膚病，其特征是產(chǎn)生針對橋粒抗原的自身抗體，一旦與靶標(biāo)抗原結(jié)合，就會誘導(dǎo)表皮和黏膜上皮細胞間黏附的破壞，導(dǎo)致水皰形成。一項關(guān)于尋常型天皰瘡皮膚活檢研究中，所有標(biāo)本的細胞間隙（ICS）和基底膜區(qū)（BMZ）中都發(fā)現(xiàn)了MBL沉積，MBL可能與皮膚中改變的細胞間結(jié)構(gòu)結(jié)合，并導(dǎo)致補體的原位活化，從而導(dǎo)致天皰瘡的組織損傷［24］。

SSc是一種復(fù)雜的自身免疫性疾病，血管損傷、廣泛的纖維化和自身抗體是其主要病理特征［34］。缺血和再灌注（I/R）的反復(fù)發(fā)作是SSc發(fā)病的基本特征。補體系統(tǒng)是I/R后組織損傷的關(guān)鍵介質(zhì)［35］。MBL可在較小程度上調(diào)節(jié)SSc的疾病表現(xiàn)，特別是在彌漫性皮膚亞型中［34］。

基于現(xiàn)有的研究，課題組猜測collectin在自身免疫性疾病的發(fā)生中可能具有雙重作用。其相關(guān)機制其一可能是collectin缺陷導(dǎo)致凋亡細胞的清除減少。在炎癥性環(huán)境中，由于凋亡細胞的積累，高水平的自身抗原可能會不適當(dāng)?shù)爻蔬f給免疫系統(tǒng)，從而導(dǎo)致免疫耐受機制的缺陷，以及免疫系統(tǒng)激活和自身抗體產(chǎn)生的機制失衡。其二，較高水平的collectin可能與增強補體激活和組織損傷有關(guān)。對宿主細胞補體的過度激活或控制不足會導(dǎo)致免疫失衡，可能加劇補體、炎癥細胞和組織損傷間的惡性循環(huán)，從而加劇臨床并發(fā)癥。

2.2 銀屑病銀屑病是一種慢性皮膚炎癥性疾病。角化細胞的過度激活、免疫細胞的募集以及免疫細胞釋放的炎癥細胞因子均可導(dǎo)致皮膚炎癥的產(chǎn)生和發(fā)展。先天免疫應(yīng)答對銀屑病的發(fā)病和發(fā)展起關(guān)鍵作用［36］。

研究表明，銀屑病患者皮膚活檢樣本較正常組織具有更高的SP-A和SP-D水平，且真皮中浸潤的炎癥細胞也有明顯的染色［32］。但銀屑病患者與正常人相比，血清SP-A和SP-D水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義［37］。利用MBL的基因敲除小鼠構(gòu)建銀屑病模型，MBL加重了咪喹莫特誘導(dǎo)的小鼠銀屑病樣皮膚炎癥，與皮損中更嚴重的紅斑及中性粒細胞浸潤有關(guān)?；蚯贸∈笃つw損傷減弱的同時，促炎細胞因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α）顯著減少。MBL的缺乏限制了皮膚角質(zhì)形成細胞產(chǎn)生趨化因子CXCL1的產(chǎn)生，這可能是中性粒細胞皮膚募集功能受損的原因。MBL可能是角質(zhì)形成細胞與免疫細胞相互作用的關(guān)鍵［38］。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，MBL可與凋亡的角質(zhì)形成細胞相互作用，課題組猜測MBL可能通過與角質(zhì)形成細胞相互作用影響角質(zhì)形成細胞活化?；罨慕琴|(zhì)形成細胞分泌促炎細胞因子和趨化因子。中性粒細胞募集到受損的皮膚可分泌促炎細胞因子，形成中性粒細胞胞外陷阱（NETs），從而加重銀屑病病情進展。對宿主細胞補體激活的過度激活導(dǎo)致免疫失衡，可能加劇補體、炎癥細胞和組織損傷間的惡性循環(huán)，從而加劇臨床癥狀。

2.3 特應(yīng)性皮炎特應(yīng)性皮炎是一種常見的慢性炎癥性皮膚病，其特征是皮膚屏障結(jié)構(gòu)（角質(zhì)層和緊密連接）的異常、對環(huán)境抗原的強烈Th2反應(yīng)、微生物群落的改變和先天免疫缺陷［39］。

特應(yīng)性皮炎患者的皮膚活檢樣本較正常人具有更高的SP-A和SP-D水平及明顯的真皮中的炎癥細胞浸潤［33］。HOHWY等［37］研究則顯示，特應(yīng)性皮炎患者與正常人相比，血清SP-A和SP-D無明顯差別。關(guān)于MBL多態(tài)性與特應(yīng)性皮炎的研究結(jié)果具有爭議，文獻顯示，一個家庭中出現(xiàn)反復(fù)發(fā)生特應(yīng)性皮炎的孩子，其的MBL水平未檢出，表明MBL可能在特應(yīng)性皮炎的發(fā)展或易感性中發(fā)揮作用［40］。CARRéRA等［41］研究顯示，MBL-2基因變異相關(guān)的MBL血清水平低或不足可能是特應(yīng)性皮炎的誘因，但對疾病的嚴重程度沒有影響。一項針對患有特應(yīng)性皮炎的兒童及健康人的研究顯示，MBL-2基因變異與巴西兒童對特應(yīng)性皮炎的敏感性增加有關(guān)［42］。然而，矛盾的是，一項日本人群的研究則顯示，MBL單核苷酸多態(tài)性與特應(yīng)性皮炎在日本患者中不相關(guān)［43］。

Collectin異常引起的先天免疫缺陷可引起細菌感染的發(fā)生及微生物在皮膚表面的定植，局部collectin濃度的升高可能引起補體激活、炎癥介質(zhì)的釋放，造成局部炎癥及損傷。這些因素都可能與特應(yīng)性皮炎的發(fā)生有關(guān)。

3 基于collectin衍生的診療策略

依據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，collectin具有雙重作用。對于感染的控制方面，高水平collectin于機體有利。然而，高水平的collectin可能引起強烈的補體激活，導(dǎo)致廣泛的組織損傷和炎癥反應(yīng)。在這種情形下，低collectin水平可能是有利的。但低水平的collectin可能在先天免疫完整性對預(yù)防感染至關(guān)重要的情況下不利。

在collectin與皮膚病的研究中，關(guān)于自身免疫性疾病的研究較多。Collectin可能作為SLE診斷及治療的關(guān)鍵分子之一。目前發(fā)現(xiàn)，血清MBL水平在SLE疾病活動過程中會發(fā)生波動，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)MBL基因型可用于評估大多數(shù)SLE患者接受免疫抑制治療期間的感染風(fēng)險。血漿MBL水平可作為SLE疾病活動的潛在生物標(biāo)志物［28］。目前可用于SLE疾病活動的生物標(biāo)志物，如抗dsDNA、C3和C4，被廣泛應(yīng)用于臨床實踐，但MBL及MBL抗體尚未得到充分驗證及應(yīng)用。有報道稱，血漿MBL水平與SLE疾病活動評分（SLEDAI）顯著相關(guān)。此外，其與抗dsDNA呈正相關(guān)，與補體因子（C3和C4）呈負相關(guān)［44］。MBL似乎是評估SLE疾病活動性的有前景的生物標(biāo)志物。

Collectin可能是參與銀屑病和特應(yīng)性皮炎發(fā)生及發(fā)展的重要分子，對于銀屑病和特應(yīng)性皮炎的診療有可能發(fā)揮重要作用。銀屑病患者病變皮膚中SP-A免疫組化染色強度增加，而NB-UVB治療后SP-A強度降低。經(jīng)過NB-UVB治療后，在基底層以上缺乏SP-A與更好的反應(yīng)及更短的治療時間相關(guān)［45］。

4 總結(jié)與展望

Collectin作為重要的先天免疫相關(guān)分子，對機體而言是一把雙刃劍，過高或過低的表達對于機體而言都具有危害。Collectin和皮膚病間的聯(lián)系復(fù)雜，可影響皮膚炎癥、凋亡細胞清除等各個方面。

Collectin和皮膚病炎癥反應(yīng)的關(guān)系復(fù)雜，其在促炎及抑炎兩個維度上均有作用。相對含量的高低及結(jié)合靶點的不同可能產(chǎn)生不同的結(jié)局。目前仍需對于collectin進行進一步研究，更加深入地認識collectin在皮膚病及相關(guān)炎癥反應(yīng)中的作用，闡明相關(guān)機制。為皮膚病的診斷及治療提供更多幫助。