壞疽性膿皮病發(fā)病機制的研究進展

黎曉麗， 林乃余， 唐旭華， 韓建德

中山大學附屬第一醫(yī)院皮膚科，廣東 廣州 510080

壞疽性膿皮病(pyoderma gangrenosum，PG)是嗜中性皮膚病(neutrophilic dermatoses, NDs)最具代表性的疾病之一，通常表現(xiàn)為下肢和軀干繞以紅暈的疼痛性丘疹、膿皰，逐漸擴大形成境界清楚的、潛行性痛性潰瘍，邊緣多為藍紫色，臨床上病程表現(xiàn)為慢性或復發(fā)性經(jīng)過，病情從輕度到重度不等[1]。壞疽性膿皮病在世界范圍內(nèi)發(fā)病率不同，流行病學研究表明，PG的平均發(fā)病年齡在40歲左右，美國發(fā)病率約為58例/每百萬人年，英國則為6例/每百萬人年[2]，我國目前尚無確切統(tǒng)計數(shù)據(jù)。既往PG的診斷缺乏統(tǒng)一的診斷標準，主要依靠“排他性診斷”。2018年國際專家德爾菲共識提出了潰瘍性壞疽膿皮病的診斷標準，其中包括1個主要標準和8個次要標準。滿足4個次要標準時診斷敏感度和特異度分別可達86%和90%，即滿足1個主要標準和4個次要標準可最大限度地提高診斷區(qū)分度[3]。主要標準包括潰瘍邊緣皮膚病理活檢提示中性粒細胞浸潤，8個次要標準分別是：①排除感染；②潰瘍發(fā)生于創(chuàng)傷部位；③有炎癥性腸病或炎癥性關(guān)節(jié)炎病史；④近4 d內(nèi)出現(xiàn)丘疹、膿皰或水皰并破潰；⑤皮疹周圍繞以紅斑、潛行性邊緣、潰瘍部位壓痛；⑥多發(fā)潰瘍，且至少一處位于小腿伸側(cè)；⑦潰瘍愈合后留下篩狀或褶紙樣疤痕；⑧服用免疫抑制藥物后1個月內(nèi)潰瘍面積減小。另外，Jockenh?fer等[4]制定了Paracelsus評分用以PG的診斷。

PG的病因尚不明確，通常被認為是一種自體炎癥性疾病。PG患者常合并潛在的全身性疾病，如炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)、風濕性疾病、血液系統(tǒng)疾病和惡性腫瘤等[1]。目前發(fā)現(xiàn)多個與PG相關(guān)的自身炎癥性綜合征，如PAPA綜合征、PASH綜合征、PAPASH綜合征等[2]。PAPA綜合征是一種常染色體顯性遺傳的以化膿性無菌性關(guān)節(jié)炎(pyogenic sterile arthritis)、PG、痤瘡(acne)為特征的自身炎性綜合征，PASH綜合征以化膿性汗腺炎(hidradenitis suppurativa)、PG、痤瘡為特征，PAPASH綜合征則以化膿性關(guān)節(jié)炎(pyogenic arthritis)、PG、化膿性汗腺炎、痤瘡為特征。目前對PG及與其相關(guān)的多種合并基因突變的自身炎癥性綜合征的研究顯示，PG發(fā)病具有一定的遺傳易感性。臨床上PG患者遷延不愈的疾病進程及傳統(tǒng)治療方案的局限性可能源于對該病發(fā)病機制的認識不足，近年來以細胞因子為治療靶點的精準治療為PG的治療提供了新方向，而據(jù)此出現(xiàn)的治療反應亦可能為進一步闡明各個治療靶點在該病發(fā)生發(fā)展過程中的作用及影響提供線索?，F(xiàn)本文就PG發(fā)病機制中可能存在的遺傳易感因素、免疫異常作一綜述。

1 遺傳易感性

既往曾有數(shù)例家族聚集性PG病例[5]，表明遺傳因素與PG的病因存在一定關(guān)聯(lián)。盡管在PG患者中未檢測出某一特征性的基因突變，但近年數(shù)個研究報道了與PG相關(guān)的自身炎癥性綜合征存在不同程度的基因突變[6]。

由MEFV(mediterranean fever)基因突變所致的家族性地中海熱(familial mediterranean fever，F(xiàn)MF)是最先被認識及最常見的遺傳性自身炎癥性綜合征[7]。Honda等[8]報道2例伴發(fā)化膿性無菌性關(guān)節(jié)炎的PG患者存在MEFV基因外顯子雜合突變，MEFV基因編碼的熱蛋白(pyrin)可調(diào)節(jié)炎癥小體的功能使IL-1β(interleukin-1β)分泌增加，這是由于炎癥小體是由胞漿內(nèi)模式識別受體參與組裝的多蛋白復合物,可招募和激活促炎癥蛋白酶Caspase-1，活化的Caspase-1切割I(lǐng)L-1β和IL-18的前體,產(chǎn)生相應的成熟細胞因子。IL-1β分泌增加可誘導細胞在炎癥和應激條件下死亡，參與了針對多種病原體的宿主防御反應，進一步誘導角質(zhì)形成細胞產(chǎn)生中性粒細胞趨化因子[9]。目前秋水仙堿是治療FMF的主要藥物[10]，而這2例患者對秋水仙堿和小劑量皮質(zhì)類固醇的聯(lián)合治療反應良好。這表明MEFV基因突變可能與PG的發(fā)病有關(guān)，但仍需大樣本的研究支持。

Marzano等[11]在7例PG和13例PASH綜合征患者中不僅發(fā)現(xiàn)MEFV基因出現(xiàn)突變，還發(fā)現(xiàn)PSTPIP-1、NOD2、NLRP3、NLRP12、LPIN2等多種自體致炎基因發(fā)生多重突變。其中，位于15號染色體的PSTPIP-1基因還與PAPA綜合征的發(fā)生密切相關(guān)，PSTPIP-1基因編碼脯氨酸-絲氨酸-蘇氨酸磷酸酶相互作用蛋白(PSTPIP-1)，突變的蛋白質(zhì)對吡啶具有更高的親和力，并導致炎癥小體過度組裝，最終激活I(lǐng)L-1β、TNF-α和IL-8[12]。而NOD2基因編碼的NOD2蛋白(nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 2)在協(xié)調(diào)自噬相關(guān)蛋白的正確組裝過程中起著關(guān)鍵作用，其突變會導致自噬功能受損，與炎癥性腸病的發(fā)生密切相關(guān)。另外，一項基因表達差異研究提示Ptpn6基因缺陷導致小鼠出現(xiàn)了NDs樣皮損，且在部分PG患者中檢測出Ptpn6基因雜合突變[13]。

這些研究結(jié)果為PG的遺傳學機制提供了新的研究依據(jù)，提示PG及其相關(guān)綜合征可能具有共同的遺傳基礎(chǔ)，并有助于建立NDs在自體炎癥性疾病中的分類。雖然目前仍未在PG中發(fā)現(xiàn)明確致病基因，但關(guān)于PG遺傳易感性的研究對疾病的預防及診斷有著重要意義，并可能為新的治療策略提供幫助。

2 免疫系統(tǒng)異常

2.1 中性粒細胞功能障礙

中性粒細胞抗感染主要通過直接吞噬病原體或利用中性粒細胞壞死或者凋亡后釋放縮合染色質(zhì)、組蛋白和抗菌肽形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以捕殺病原體，即中性粒細胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)[14]。中性粒細胞功能障礙與PG的發(fā)病機理密切相關(guān)，中性粒細胞活化失調(diào)、凋亡延遲、吞噬功能異常被認為在PG的發(fā)病機理中起重要作用[15]。NETs 與包括PG在內(nèi)的多種炎癥性皮膚病的發(fā)病機制有關(guān)[16]，示例性熒光圖像顯示PG患者皮損中存在密集的中性粒細胞浸潤，且觀察到大量的NETs聚集[17]，這提示NETs參與了PG的發(fā)病過程。Mistry等[18]亦強調(diào)這一觀點，認為在PAPA綜合征中NETs凈形成增強和凈降解減少是導致炎癥的重要原因。

粒細胞集落刺激因子(granucyte-clone stimulate factor, G-CSF)是中性粒細胞最重要的調(diào)節(jié)劑之一，可延長中性粒細胞的存活時間，同時增強其趨化性、吞噬作用、產(chǎn)生超氧化物和其他代謝功能[19]。高G-CSF水平還會導致內(nèi)皮細胞遷移和增殖，并誘導細胞因子IL-1β和腫瘤壞死因子-α(tumournecrosis factor-α，TNF-α)的產(chǎn)生，進一步導致中性粒細胞的異常聚集[20]。血清或組織中G-CSF水平的升高可能會顯著影響中性粒細胞募集和釋放，因此G-CSF現(xiàn)被廣泛用于治療惡性腫瘤化療后的中性粒細胞減少癥。有研究者發(fā)現(xiàn)PG患者在治療前血清G-CSF顯著升高，治療后急劇下降至正常水平，且有部分中性粒細胞減少癥患者在使用G-CSF 后發(fā)生了包括 PG 在內(nèi)的多種NDs[19]。

2.2 補體系統(tǒng)

PG與補體C2、C4、C7的先天性缺陷有關(guān)[21]，其中，C7的缺乏可導致中性粒細胞趨化性、調(diào)理作用和吞噬作用的降低，提示該途徑的失調(diào)可能參與PG的發(fā)生與發(fā)展。此外，補體過敏毒素(例如C3a和C5a)在中性粒細胞的募集和激活中被上調(diào)，Rafail等[22]發(fā)現(xiàn)在C5a受體缺陷小鼠中皮膚傷口早期愈合率更高，阻斷C5a受體激活可加速早期愈合，推測加速愈合的機制與缺乏 C5a受體信號傳導和炎癥細胞向傷口的募集減少有關(guān)。IFX-1(vilobelimab)是一種IgG4單克隆嵌合抗體,它是補體 C5a 抑制劑，可抑制中性粒細胞活化、趨化，并減少炎癥信號傳導,目前正在進行的一項關(guān)于IFX-1 對 PG 患者的療效和安全性Ⅱa期開放性試驗(NCT03971643)中，5例PG患者中有 2例可達到臨床完全緩解，且沒有報告嚴重的不良事件[21]。

2.3 多種細胞因子異常

中性粒細胞與淋巴細胞之間的關(guān)聯(lián)在固有免疫和適應性免疫中互有交叉，有學者認為中性粒細胞趨化性的改變僅是炎癥級聯(lián)反應的終點之一。既往大量研究集中于中性粒細胞趨化性缺陷在PG發(fā)病機理中的作用[5-6]，但最新的研究試圖將PG中異常的中性粒細胞凝集追溯到引發(fā)炎性級聯(lián)反應并最終招募中性粒細胞的來源，潛在的炎癥異常來源包括T淋巴細胞及其分泌的細胞因子，角質(zhì)形成細胞等。

通過蛋白質(zhì)抗體矩陣方法發(fā)現(xiàn)PG患者皮膚中細胞因子和趨化因子的過度表達，其中包括IL-1α、IL-1β、IL-8、IL-17、CXCL1/2/3、CXCL16、TNF-α、CD40/CD40L和FAS/FASL等[23]。其中，IL-1β可誘導TNF-α和趨化因子IL-8的產(chǎn)生，IL-1β和IL-1α是參與自身炎癥的重要多效細胞因子[24]，并導致中性粒細胞炎癥浸潤，IL-1β及其受體在 PG 中過度表達可能與炎癥小體功能失調(diào)有關(guān)[11]。在Ptpn6小鼠模型中發(fā)現(xiàn),中性粒細胞介導的皮膚自炎關(guān)鍵調(diào)節(jié)成分是IL-1α而不是IL-1β，該研究闡述了IL-1α通路的復雜調(diào)控，并確定了一些在Ptpn6小鼠皮膚炎癥發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用的信號成分，如IL-1受體(IL-1R)、髓系分化初級反應基因88(MyD88)、受體相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting protein kinase 1，RIPK1)、轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶1(transforming growth factor beta-activated kinase 1，TAK1)和凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signal-regulating kinase 1，ASK1)等[25]。另外，IL-17是中性粒細胞激活和誘導產(chǎn)生IL-8的關(guān)鍵細胞因子，而IL-8是中性粒細胞的主要趨化因子，在PG中與TNF-α協(xié)同增強和維持促炎狀態(tài)[26-27]。PG患者中亦出現(xiàn)IL-25表達上調(diào)[28]。

這些炎癥介質(zhì)為靶向免疫療法提供了多種機會，例如臨床上部分PG患者使用TNF-α拮抗劑、IL-1 受體拮抗劑[29]、IL-17受體拮抗劑[30]治療取得良好的療效，但由于目前PG發(fā)病率低，診療相對困難，這些療法均缺乏較高質(zhì)量的循證醫(yī)學證據(jù)，僅能為部分難治性患者提供新的診療思路。

3 結(jié)語

PG是一種系統(tǒng)性免疫炎癥性疾病?，F(xiàn)有研究表明，包括MEFV、PSTPIP-1、NOD2、Ptpn6等多種自身炎癥性基因的突變、中性粒細胞功能障礙、補體系統(tǒng)功能缺陷以及細胞因子級聯(lián)反應均可能在其發(fā)病中起重要作用。深入探討PG遺傳因素基礎(chǔ)及免疫系統(tǒng)紊亂的發(fā)病機制將有助于進一步闡明這些因素間的相互作用，為PG的準確診斷及個體化治療提供更清晰明朗的思路。