人β防御素2與口腔扁平苔蘚相關性的研究進展

黃辛兆，鐘良軍

1 人β防御素2(human β defensin-2，hBD-2)的簡介

防御素是一類廣泛存在于昆蟲、植物及哺乳動物的內源性抗菌肽，根據結構的不同可分為α-防御素、β-防御素及富含特定氨基酸的多肽[1]。1997年，Harder等[2]推測在銀屑病這種非感染性疾病中可能存在抗菌肽，并從銀屑病患者的皮膚鱗屑中分離純化得到一種約4.3 ku的多肽，氨基酸序列分析表明其屬于人β防御素成員，被命名為hBD-2。

hBD-2是天然免疫的第一道防線皮膚和黏膜中的一種重要介質，是一種有41個氨基酸的陽離子小分子內源性抗菌肽，其相對分子量為4 328.3 u，電離常數為9 130，含有6個半胱氨酸殘基及3個穩(wěn)定其構型的二硫鍵。hBD-2的基因包含兩個外顯子(第1個外顯子編碼信號肽，第2個外顯子編碼很短的前導肽和成熟的hBD-2基因)和一個1 610 bp的內含子，含有TATA盒(CTTTAATAAGGTGGAA)和多個核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)元件[1]。

2 hBD-2的生物學活性

hBD-2基因及蛋白的表達主要通過激活基因轉錄因子NF-κB實現，有絲分裂激活蛋白激酶通路以及Src-依賴的Raf-MEK1/2ERK信號通路也參與其中。其主要的生物學活性如下。

2.1 抗菌作用

hBD-2能殺滅多種病原微生物，主要包括大多數帶負電荷的G+菌、G-菌、真菌、支原體及螺旋體。大部分研究認為其抗菌作用主要與破壞質膜雙分子層有關，帶正電荷的hBD-2通過靜電吸引與帶負電荷細菌的細菌膜脂層結合，在膜脂上聚集形成穩(wěn)定的孔隙或通道，使胞外的離子、多肽等流入胞內，并使胞內重要的鹽類、大分子等泄漏到胞外，從而導致不可逆性的菌體死亡[3]。hBD-2的殺菌作用有劑量依賴性，且由于帶正電荷的離子可與其競爭結合位點，故其活性與鹽濃度、離子種類也有一定的關系[4]。目前越來越多的證據表明，除了破壞膜結構，防御素還可通過其他途徑起到抗菌作用[5]。

hBD-2呈可誘導表達，在健康的皮膚中可檢測到hBD-2的mRNA，但不能分離出具有抗菌活性的hBD-2。當皮膚和黏膜被細菌感染時，hBD-2的mRNA和蛋白表達水平明顯增高[1]。

2.2 免疫活性

hBD-2在對病原體的免疫防御、自身抗原或腫瘤抗原的免疫監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用。

hBD-2與趨化因子受體6(chemokine c-c motif receptor 6，CCR6)的配體巨噬細胞炎性蛋白3α的三級結構相似，能競爭結合樹突狀細胞和T淋巴細胞表面特異性的CCR6，從而激活細胞免疫和體液免疫[6]，使其聚集于局部皮膚或黏膜，發(fā)揮獲得性免疫反應作用，提高機體抵抗感染的獲得性免疫水平。

hBD-2可作為Toll樣受體4(toll like receptor 4，TLR4)的內源性配體與之結合，在白細胞介素-1相關蛋白激酶和腫瘤壞死因子受體相關因子6等信號傳導分子的協(xié)同作用下，與TLR4結合后觸發(fā)級聯反應信號，導致NF-κB激活并遷移至細胞核內，激活細胞因子基因轉錄，介導協(xié)同刺激分子的表達上調和樹突狀細胞的成熟，進而活化T細胞，觸發(fā)特異性免疫應答[7]。

2.3 其他作用

hBD-2在腫瘤組織中的表達水平與腫瘤類型相關[8]，口腔鱗狀細胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)的過度甲基化可導致hBD-2表達降低，hBD-2可能是OSCC的抑癌基因[9-10]。hBD-2對腫瘤細胞有細胞毒性，能抑制腫瘤新生血管的形成，可通過調控細胞周期來抑制腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，并且hBD-2可能與OSCC的分化和淋巴結轉移相關[11]。

此外，hBD-2擁有廣泛的抗病毒譜[12]，在細胞的激活與分化，細胞因子/趨化因子的產生，激素的調節(jié)，血管的新生，炎癥、創(chuàng)傷及神經損傷的修復等方面均起作用[9]。

3 hBD-2與口腔扁平苔蘚(oral lichen planus，OLP)的關系

3.1 hBD-2在口腔中的表達

hBD-2廣泛表達于口腔組織，健康口腔黏膜組織有少量hBD-2的表達，OLP患者病損組織中hBD-2表達較健康口腔黏膜組織明顯增強。在過角化的OLP中，角化層及顆粒層均有明顯的hBD-2表達，且在棘細胞層中有強陽性表達[13-14]。

有研究表明白細胞介素-1、腫瘤壞死因子-α、白念珠菌感染等刺激因素可誘導hBD-2基因表達上調[13-14]，但hBD-2在OLP中的高表達現象在其他有炎癥浸潤的上皮病變(如嚴重炎癥所致的牙齦增生或根尖囊腫)中并未發(fā)現，可能與OLP相關的特異性炎癥或免疫發(fā)病機理相關[13]。

OLP組織中朗格漢斯細胞(Langerhans cell，LC)的數量較正常上皮多，hBD-2在OLP的LC中高表達可能是誘導性表達增強的結果，與LC的分布無相關性，但其在OLP中的定位可能與LC的分布有關[13]。

3.2 hBD-2與OLP感染

OLP可能與細菌、念珠菌和病毒感染相關[15]，有研究顯示瑪氏普雷沃氏菌、艾肯菌屬、直腸彎曲菌、二氧化碳嗜纖維菌等多種菌屬在OLP的唾液和組織中富集[16-18]。在人體其他組織中的研究表明hBD-2對與OLP密切相關的HPV有抑制作用[19]。OLP相關炎癥因子可能特異性地誘導hBD-2在病變區(qū)域的高表達。

白念珠菌感染與OLP關系密切，OLP患者較健康人群更易伴發(fā)白念珠菌的感染[13-14]。有研究表明白念珠菌在不同類型的OLP中均有陽性表達，且隨著病情加重其陽性率增加，而hBD-2的表達隨著白念珠菌感染及炎癥程度增加而增強[20]。糖皮質激素是治療OLP的一線用藥[20]，而糖皮質激素是公認的口腔念珠菌病誘發(fā)因素之一[21]。有研究顯示，30%的白念珠菌檢測為陽性的OLP患者，在開始局部類固醇治療后會發(fā)展為口腔念珠菌病[22]。hBD-2有抗真菌活性，當白念珠菌接觸口腔黏膜上皮的角質形成細胞后，細胞壁中的甘露聚糖可被TLR2識別，介導hBD-2的產生，并激活核轉錄因子NF-κB，調控hBD-2的基因轉錄，從而增強hBD-2 mRNA的表達[23]。

角化作用有助于上皮中hBD-2的保留，但在OLP的角化層表層常檢測到hBD-2染色暗淡或呈陰性[13]，可能是由于臨床上OLP患者的白念珠菌感染多表現為淺表感染或僅為帶菌者[17]。

3.3 hBD-2與OLP免疫

OLP是一種T淋巴細胞介導的免疫性疾病，免疫失衡在其發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。OLP患者同時存在細胞免疫和體液免疫功能的異常，以細胞免疫功能降低、體液免疫功能亢進為主[24-25]。

OLP的主要病理改變是基底細胞液化變性及上皮下淋巴細胞浸潤[26]。其發(fā)病機理可能是：外來抗原或與外來抗原結合的自身抗原使口腔黏膜上皮細胞發(fā)生改變，引起T淋巴細胞對上皮的自身免疫性攻擊并激活固有層淋巴細胞增殖[27]，造成基底層細胞和基底膜損傷，破壞的上皮細胞可產生白細胞介素等活性因子，募集淋巴細胞到病變部位，形成惡性循環(huán)[28]。

hBD-2在OLP中更強、更廣泛的表達可能是由特異性T細胞主導的炎癥所致，與OLP有關的炎癥可強烈誘導hBD-2的表達以增強局部皮膚的免疫防御功能。hBD-2可通過與CCR6結合，趨化樹突狀細胞和記憶T細胞，活化T、B細胞，調節(jié)細胞免疫和體液免疫，參與機體的獲得性免疫反應，使OLP長期處于宿主防御和微生物入侵的動態(tài)平衡之中。hBD-2的表達水平可能會影響OLP患者抵抗微生物入侵的能力及OLP的預后。

3.4 hBD-2與OLP惡變

目前認為OLP是一種潛在惡性病變，是否可能癌變尚無確切說法，大多數流行病學調查結果顯示OLP癌變率在1%左右[29-30]。OLP的癌變可能是由于長期的炎癥刺激導致上皮細胞的增殖和凋亡失衡，使某些基因或信號通路出現異常，最終誘使疾病向OSCC發(fā)展[31]。hBD-2的抗炎、抗菌及免疫激活作用在防止OLP惡變的過程中可能發(fā)揮著重要作用。

白念珠菌在OLP向OSCC轉變過程中具有促進作用，白念珠菌可在乙醇氧化和葡萄糖酵解過程中產生乙醛，乙醛能促進上皮異常增生和口腔癌發(fā)生[32]，導致OLP惡變。體外研究發(fā)現的hBD-2可能通過抑制粘附上皮細胞、上調對菌絲生長的反應等滅活白念珠菌[33]，可能在抑制白念珠菌促OLP的癌變過程中發(fā)揮著重要作用。

4 hBD-2與OLP的治療展望

hBD-2的生物學特性體現了其在調動機體的固有免疫和適應性免疫中的作用，通過破壞病原微生物的生物膜結構或病毒外殼蛋白產生抗菌、抗病毒作用且不產生抗性，同時還具有抗腫瘤、激素調節(jié)等作用。這些特性使其在物種生存、抵御侵害以及提高生存質量等方面具有應用前景。

hBD-2與OLP關系復雜，其作用機制的研究尚不完善。作為內源性抗菌肽，hBD-2在機體正常組織中表達水平很低，能夠通過分離、提純獲取天然的具有生物學活性hBD-2的量極其有限。hBD-2含有3對二硫鍵，化學合成的hBD-2較難保證正確的配對，且前酶易快速降解，合成的hBD-2具有一定細胞毒性[34]。而通過基因工程技術獲得hBD-2時，會由于其抗菌活性引起工程菌“自殺”。如何建立持續(xù)、穩(wěn)定且高效表達系統(tǒng)生產具有生物學活性的hBD-2尚處于研究階段。雖然有基礎研究通過氨基酸殘基替換改良hBD-2，可降低其細胞毒性，增強其抗菌作用及耐鹽性[35]，但鮮有其在臨床中的應用方式、效應劑量或不良反應的相關報道。

盡管如此，研制安全無毒的免疫制劑以誘導hBD-2在局部黏膜高表達，或直接在口腔黏膜中應用具有較高生物學活性的hBD-2可能會給OLP的防治提供新思路。