溫?zé)釋?duì)免疫系統(tǒng)的影響及其在感染性皮膚病中的應(yīng)用

肖海璐,盧彬,馬蕾,齊瑞群

機(jī)體發(fā)熱反映感染和炎癥存在,表現(xiàn)為核心體溫升高1～4 ℃,起到殺滅腫瘤細(xì)胞、抗炎抗感染作用,在一定程度上對(duì)機(jī)體是一種保護(hù)[1]。于是,人們逐漸探索通過外在方式使體溫升高,以達(dá)到抵抗疾病的作用。目前,溫?zé)岑煼ㄊ茄杆侔l(fā)展的研究領(lǐng)域,已較廣泛地應(yīng)用于腫瘤、病毒、深部真菌、細(xì)菌性疾病的治療。皮膚是人體最大的器官,也是人體免疫系統(tǒng)的第一道防線。近年來,較多研究表明溫?zé)岑煼▽?duì)人乳頭瘤病毒(human papilloma virus, HPV)感染相關(guān)的皮膚病,如跖疣、尖銳濕疣、扁平疣、尋常疣療效顯著,且較傳統(tǒng)激光、冷凍等治療措施具有無創(chuàng)無痛、復(fù)發(fā)少見的優(yōu)勢(shì),臨床廣為接受[2-4]。溫?zé)釋?duì)免疫系統(tǒng)的作用機(jī)制尚未完全闡明,本文旨在對(duì)溫?zé)岑煼▽?duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的影響,以及在感染性皮膚病等中的應(yīng)用進(jìn)展作一闡述。

1 溫?zé)釋?duì)免疫系統(tǒng)的影響

溫?zé)釙r(shí),機(jī)體通過細(xì)胞穩(wěn)態(tài)過程,如熱休克反應(yīng)(heat shock reaction, HSR)和自噬反應(yīng),從而產(chǎn)生耐熱性并降低溫?zé)嶂委煹男Ч鸞5]。熱休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)是一組細(xì)胞保護(hù)蛋白,最初是在熱休克(42～45 ℃)的背景下發(fā)現(xiàn)的,其中HSP 70和HSP 90參與了體溫誘導(dǎo)的先天性免疫和獲得性免疫的調(diào)節(jié),同時(shí)也通過HSP 90-A4整合素途徑促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的運(yùn)輸[6-7]。溫?zé)嵴T導(dǎo)的蛋白質(zhì)變性可增強(qiáng)熱休克因子-1(heat shock factor, HSF-1)的磷酸化和HSPs合成,從而維持機(jī)體有利的生存環(huán)境[5]。Liu等[8]研究表明溫?zé)岑煼ㄍㄟ^提高靶點(diǎn)溫度(溫度范圍為39～45 ℃)以誘導(dǎo)熱應(yīng)激,刺激活性氧(reactive oxygen species,ROS)形成、p38 MAPK和Akt信號(hào)傳導(dǎo)以及增加HSF-1以刺激機(jī)體產(chǎn)生HSPs。HSPs在環(huán)境應(yīng)激下(包括熱休克、氧化應(yīng)激和化學(xué)應(yīng)激)大量表達(dá),可預(yù)防和逆轉(zhuǎn)熱誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊,并通過分子伴侶作用修復(fù)細(xì)胞損傷[9]。一些HSPs暴露于細(xì)胞外,作為信號(hào)分子在鄰近細(xì)胞中誘導(dǎo)HSR。HSR在正常細(xì)胞和應(yīng)激細(xì)胞中都具有緩解應(yīng)激和折疊變性蛋白的重要功能。在非應(yīng)激環(huán)境下,HSF與細(xì)胞質(zhì)中的HSP 70和HSP 90結(jié)合;在熱應(yīng)激時(shí),HSP 70和HSP 90從HSF中分離出來作為伴侶分子,進(jìn)而介導(dǎo)局部的促炎反應(yīng)、免疫激活、細(xì)胞死亡和微環(huán)境的改變,從而發(fā)揮靶向治療作用[10]。此外,溫?zé)?42～43 ℃)可以降低抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的總表達(dá)和線粒體表達(dá),并增加促凋亡蛋白Bax、Bak、Puma和Noxa的表達(dá),通過擾亂這些抗凋亡和促凋亡家族蛋白之間的平衡,以達(dá)到溫?zé)岬拇俚蛲鰲l件[11]。自噬和凋亡依賴于ROS的產(chǎn)生,ROS通過分解錯(cuò)誤折疊和聚集的蛋白質(zhì)來激活自噬過程,從而維持細(xì)胞存活條件[5]。因此抑制自噬過程可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)溫?zé)峤閷?dǎo)的細(xì)胞凋亡的敏感性。

溫?zé)釋?duì)免疫系統(tǒng)的影響是多因素的,主要通過HSPs的產(chǎn)生與釋放增強(qiáng)免疫應(yīng)答,HSPs釋放到細(xì)胞外環(huán)境的增加刺激下游免疫活性并增加抗原呈遞,一旦抗原攝取發(fā)生,熱應(yīng)激促進(jìn)抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell, APC)向淋巴結(jié)的遷移,部分是通過上調(diào)APC中MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ和共刺激分子(如CD80、CD86、CD40),隨后激活T細(xì)胞[12]。此外,溫?zé)徇€被證明可以通過上調(diào)APC如樹突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)中Toll樣受體4 (TLR4)的表達(dá),誘導(dǎo)相關(guān)細(xì)胞因子的釋放,從而增強(qiáng)T細(xì)胞的免疫監(jiān)視[12]。

溫?zé)岽碳ねㄟ^熱休克蛋白介導(dǎo)的機(jī)制激活巨噬細(xì)胞,熱休克蛋白一方面可增加誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、趨化因子(C-C motif)配體(CXCLs)的表達(dá)以及白細(xì)胞介素(interleukin, IL)和一氧化氮的釋放,從而激活巨噬細(xì)胞的功能[13]。另一方面可通過誘導(dǎo)IκBα降解增強(qiáng)核因子κb(NF-κb)信號(hào)通路,以增加巨噬細(xì)胞的吞噬活性[14]。巨噬細(xì)胞具有促炎和抗炎兩種特性,M1型巨噬細(xì)胞主要通過產(chǎn)生TNF-α以產(chǎn)生促炎作用,而M2型巨噬細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-10等細(xì)胞因子以產(chǎn)生抗炎作用。研究證實(shí)溫?zé)嶙饔镁哂姓T導(dǎo)巨噬細(xì)胞特性從促炎轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡?M1型到 M2型)的能力[15]。Krenacs等[16]研究發(fā)現(xiàn)在38.5 ℃溫?zé)岽碳は驴烧T導(dǎo)共培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生較多的IL-10,同時(shí)抑制TNF-α的產(chǎn)生,也支持這一觀點(diǎn)。局部溫?zé)岽碳ねㄟ^對(duì)免疫系統(tǒng)的作用,從而擴(kuò)展到全身產(chǎn)生“遠(yuǎn)隔”效應(yīng)。

2 溫?zé)嵩诟腥拘云つw病的應(yīng)用

2.1病毒性皮膚病 溫?zé)岑煼ㄔ诓《拘云つw病的研究方面已取得長足進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn),簇集蛋白(Clusterin, CLU)和磷酸化ERK(p-ERK)是人角質(zhì)形成細(xì)胞高溫?fù)p傷的重要保護(hù)因子,溫?zé)峥烧T導(dǎo)CLU和p-ERK的表達(dá),降低人永生化表皮細(xì)胞(HaCaT細(xì)胞)的增殖,并通過NF-κB依賴途徑促進(jìn)與抗病毒活性有關(guān)的細(xì)胞因子的表達(dá)[17-18]。Liu 等[19]研究表明DNAJA4通過調(diào)節(jié)HaCaT細(xì)胞中F-肌動(dòng)蛋白的表達(dá)參與溫?zé)岱磻?yīng),而DNAJA4的缺乏可增強(qiáng)溫?zé)釋?duì)表皮的抗病毒效應(yīng),提示DNAJA4是溫?zé)岑煼ㄖ委熎つwHPV感染的可能靶點(diǎn)[18]。此外,局部溫?zé)岑煼梢栽黾英裥秃廷蛐虸FN和IFN依賴性信號(hào)通路的能力,在病毒性疾病的治療中發(fā)揮重要作用[20]。通過溫?zé)嵋饳C(jī)體抗感染免疫研究中,Khan等[21]通過體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)得出,溫?zé)峥纱龠M(jìn)cGAS-STING途徑,導(dǎo)致干擾素-β表達(dá)增加,并介導(dǎo)其抗病毒作用。

一項(xiàng)雙中心、評(píng)估者單盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)[2]通過對(duì)多發(fā)性皮膚病毒疣患者(診斷包括尋常疣、跖疣和尖銳濕疣)的靶病變應(yīng)用局部熱療或冷凍療法來評(píng)估總體清除效果,研究發(fā)現(xiàn)溫?zé)峤M對(duì)靶區(qū)以外的皮損有“遠(yuǎn)位”治療效應(yīng),對(duì)多發(fā)性病毒疣感染具有治療優(yōu)勢(shì)。另一項(xiàng)前瞻性、多中心、非隨機(jī)、平行對(duì)照臨床試驗(yàn)[3]納入1 027例接受冷凍治療或溫?zé)岑煼ǖ孽硼嗷颊?結(jié)果顯示兩組病毒疣清除率相當(dāng),但溫?zé)峤M疼痛評(píng)分明顯較冷凍組低,且復(fù)發(fā)率低。Yang 等[22]發(fā)現(xiàn),44 ℃的局部熱療可安全有效地清除宮頸高危型HPV感染,進(jìn)而防止病毒播散以及持續(xù)HPV感染引起宮頸癌的潛在風(fēng)險(xiǎn)。一項(xiàng)多中心臨床觀察[4]發(fā)現(xiàn),43 ℃局部熱療與冷凍治療扁平疣療效相當(dāng),且治療副作用小,安全性高。此外,對(duì)于一些特殊病例,如兒童、巨大疣體、甲下疣/甲周疣、反復(fù)復(fù)發(fā)病例或合并基礎(chǔ)疾病(如庫欣綜合征等)的病毒疣患者,冷凍或激光難以達(dá)到理想的效果,應(yīng)用溫?zé)岑煼蛇_(dá)到完全治愈,且少見復(fù)發(fā)。

高雅迪[23]通過蛋白質(zhì)譜檢測(cè)差異表達(dá)蛋白的分析發(fā)現(xiàn),44 ℃溫?zé)嶂委熆梢酝ㄟ^調(diào)控傳染性軟疣病毒(molluscum contagiosum virus,MCV)基因表達(dá)、增強(qiáng)細(xì)胞防御能力及抗病毒能力、促進(jìn)細(xì)胞免疫等機(jī)制,以產(chǎn)生對(duì)傳染性軟疣的治療效果。一項(xiàng)隊(duì)列研究[24]發(fā)現(xiàn)溫?zé)岑煼ㄖ委焸魅拘攒涴?1例,57.14%(12/21)的患者在12周內(nèi)痊愈,療效與其他方法相當(dāng),無明顯副作用,且未見復(fù)發(fā)病例。溫?zé)嶙鳛槊庖忒煼?通過對(duì)機(jī)體局部免疫的調(diào)節(jié)達(dá)到清除病毒的目的,目前已被寫入病毒疣診療指南[25]。

2.2真菌性皮膚病 溫?zé)岑煼▽?duì)于真菌性皮膚病中的應(yīng)用以病例報(bào)道為主。Wang 等[26]通過體外小鼠模型證實(shí)41 ℃局部溫?zé)岑煼捎行е委熸咦咏z菌病。Ikezaki 等[27]發(fā)現(xiàn)溫?zé)釕?yīng)激下,白念珠菌菌絲相延長,從而增加其對(duì)抗真菌藥物米卡芬凈的敏感性。Saito等[28]報(bào)道1例右下肢皮膚暗色絲孢霉病患者,既往合并房顫和大皰性類天皰瘡,采用局部溫?zé)岑煼ㄖ委?周,皮損逐漸變平縮小,后聯(lián)合口服特比萘芬口服,5個(gè)月后成功治愈。Huang等[29]報(bào)道1例局部溫?zé)釂我化煼ǔ晒χ委熤可〉牟±?該患者利用一次性溫?zé)豳N,每天局部外敷8 h,持續(xù)8周痊愈。真菌的生長具有溫度敏感性,且局部熱療無全身副作用,因此對(duì)于皮膚真菌感染,溫?zé)岑煼ㄊ且环N合理的治療選擇。

2.3細(xì)菌性皮膚病 目前主要通過體外實(shí)驗(yàn)探索溫?zé)嵩诩?xì)菌性皮膚病中的應(yīng)用。Hop等[30]研究證明了熱應(yīng)激誘導(dǎo)的先天免疫反應(yīng)可顯著降低體外和體內(nèi)流產(chǎn)布魯氏菌的細(xì)胞內(nèi)存活率,其中,轉(zhuǎn)錄因子NF-κB是關(guān)鍵激活與調(diào)控因子。Keitelman等[31]在體外實(shí)驗(yàn)研究溫?zé)釋?duì)中性粒細(xì)胞攻擊銅綠假單胞菌的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),溫?zé)岑煼赏ㄟ^促進(jìn)一種新的細(xì)胞死亡方式,即中性粒細(xì)胞的炎性細(xì)胞死亡方式(NETosis),并通過減少促炎細(xì)胞因子趨化因子(C-X-C Motif)、配體8/白介素8(CXCL8/IL-8)和IL-1β等炎性細(xì)胞因子的分泌,以調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞對(duì)細(xì)菌接觸的反應(yīng)。細(xì)菌感染期間的溫?zé)嵝?yīng)可能會(huì)導(dǎo)致中性粒細(xì)胞觸發(fā)緊急反應(yīng),促進(jìn)NET的形成,從而困住細(xì)菌,以隔離感染并減少其促炎細(xì)胞因子的釋放,以限制炎癥反應(yīng)[31]。

皮膚海洋分枝桿菌感染是一種難治性的非結(jié)核分枝桿菌(non-tuberculous mycobacteria, NTM)感染,其最佳生長溫度為28～32 ℃,超過37 ℃時(shí)生長受到抑制。1963年,Philpott等[32]首次提出通過局部熱療治療海洋分枝桿菌感染,證明溫?zé)釋?duì)皮膚海洋分枝桿菌感染、潰瘍分枝桿菌和龜分枝桿菌感染有效。當(dāng)引起NTM感染的分枝桿菌對(duì)熱敏感時(shí),可考慮聯(lián)合溫?zé)嶂委煛?/p>

3 溫?zé)崤R床應(yīng)用方法

人們最初通過簡(jiǎn)易的一次性局部化學(xué)敷貼以實(shí)現(xiàn)溫?zé)嵝Ч鸞29]。盡管一次性溫?zé)豳N的治療溫度難以恒定,但病例的成功治愈給臨床醫(yī)生以啟示。目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的紅外特定波光能溫?zé)嶂委焹x溫度可控,治療一處靶向皮損得到全身皮損消失的臨床療效,且治愈后極少復(fù)發(fā),其治療過程中無明顯不適及不良反應(yīng),已在感染性皮膚病中廣泛應(yīng)用[2,4,24]。研究發(fā)現(xiàn),溫?zé)岑煼ㄅc磁等離子體納米平臺(tái)介導(dǎo)的磁熱療法相結(jié)合,可以提高溫?zé)岑熜33]。

4 小結(jié)

溫?zé)岑煼ㄊ桥R床醫(yī)生最基本的工具之一,在現(xiàn)代醫(yī)療中的實(shí)用價(jià)值值得重新審視。溫?zé)峥赏ㄟ^直接抗菌活性和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫進(jìn)而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)兩方面來發(fā)揮作用[34],由于微生物耐藥性或抗菌藥不良反應(yīng)時(shí)有發(fā)生,溫?zé)岑煼梢哉f是一種相對(duì)簡(jiǎn)單且安全的替代方案。目前溫?zé)岑煼ㄔ谄つw科領(lǐng)域主要用于HPV等病毒疣的治療,在難治性分枝桿菌、孢子絲菌病等細(xì)菌真菌感染中的應(yīng)用也取得一些進(jìn)展,目前的研究熱點(diǎn)在于進(jìn)一步闡明溫?zé)岑煼ǖ淖饔脵C(jī)制,拓展溫?zé)岑煼ㄔ谄つw科領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,并尋找新的安全高效的治療方式。