特應性皮炎細胞免疫研究進展

肖德奇， 袁定芬

(上海交通大學附屬上海市第六人民醫院皮膚科， 上海 200233)

特應性皮炎(Atopic Dermatitis，AD)，又名異位性皮炎，遺傳過敏性皮炎，是一種慢性復發性、炎癥性、瘙癢性皮膚病。本病通常始發于嬰幼兒期，不同年齡階段有不同特征性表現，常伴有哮喘和或過敏性鼻炎。美國的一項調查顯示AD的發病率為6%(Hanifin和Reed，2007)。其發病率有逐年上升的趨勢。[1]該病病情易反復，不易治愈，對患者身心健康及生活質量造成很大影響。其病因及發病機制復雜，目前尚不完全明確，一般認為是在一定的遺傳背景和(或)環境因素作用下，造成機體皮膚屏障功能異?；蛑苯右饳C體的免疫反應失調，導致變應性或非變應性炎癥反應。特應性皮炎的形成涉及免疫和非免疫兩個方面。其中細胞介導的免疫調節在特應性皮炎的發病機制中起重要作用。涉及的細胞包括樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)、T 細胞、角質形成細胞(keratinocyte，KC)、肥大細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、單核細胞/巨噬細胞、內皮細胞等。

1 樹突狀細胞(DCs)

根據DCs的起源和功能可將DCs分為兩個亞群:髓樣樹突狀細胞和漿細胞樣樹突狀細胞。髓樣樹突狀細胞以CD11c+DC前體形式存在于外周血中，在受到病理性刺激時分化為成熟的DC。髓樣樹突狀細胞根據其表面攜帶的高親和力IgE受體(FcεRI)不同分為朗格漢斯細胞(Langerhans cells，LCs)和炎癥性表皮樹突狀細胞。AD患者皮膚中髓樣樹突狀細胞被證明在過敏原攝取和抗原刺激中起重要作用[2]。在抗原刺激后，表皮FcεRI和表達 FcεRI的 DCs數量都明顯增加[3]。成熟的DCs高表達MHCⅡ類分子和共刺激分子以及CD1a和CD83等，具有很強的T細胞活化功能。DCs能夠攜帶處理過的抗原從非淋巴組織到引流淋巴結，在那里刺激初始T細胞分化為Th1或Th2。LCs進行抗原攝取及遞呈，引發Th2型占優勢的炎癥反應，釋放募集T細胞及炎癥性表皮樹突狀細胞的化學因子。上皮細胞如KC可以表達胸腺間質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)，TSLP 可以提升過敏性皮膚炎癥中DCs向Th2極化的功能[4]。最近的研究發現，簡單的機械刺激能上調小鼠模型皮膚中的TSLP，TSLP激活的皮膚DCs導致Th2免疫增強[5]。炎癥性表皮樹突狀細胞加快抗原攝取及遞呈，促進細胞因子及化學因子的產生，在慢性特應性皮炎中釋放IL-12及IL-18，可能導致向Th1型免疫反應的轉換。漿細胞樣樹突狀細胞以CD123+DC前體形式存在，經IL-3誘導后分化為成熟的淋巴樣DC。因為表皮漿細胞樣樹突狀細胞產生IFN-α和IFN-β，漿細胞樣樹突狀細胞的缺乏可能導致對病毒易感性的增強。體外研究發現，AD患者皮損沖洗液中的脂膜酸(金黃色葡萄球菌細胞壁成分)，可以刺激DCs釋放炎癥因子如 IL-1b，IL-6，和 TNF-α[6]。AD 患者 DCs分泌IL-17E和IL-25。IL-25促進Th2免疫反應，降低絲聚蛋白合成，造成皮膚屏障功能受損[7]。皮膚屏障功能的損傷使得皮膚對環境因子如刺激物、變應原及微生物高度易感，從而進一步加劇皮膚炎癥反應。

2 T細胞

2.1 Th1/Th2失衡:Th0細胞在局部細胞因子環境、遺傳背景、病理因素以及參與T細胞激活的共刺激信號等因素的影響下既能分化為Th1細胞，也能分化為Th2細胞。Th1細胞主要分泌 IL-2、IFN-γ、TNF-α，以介導細胞免疫為主。Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10，以介導體液免疫為主。IL-12和IFN-γ誘導Th0細胞向Th1細胞分化，IL-4可以抑制Th0細胞向Th1細胞分化，促進其向Th2細胞分化。在AD急性期早期，Th2細胞占優勢，合成IL-4和IL-13，使B細胞產生IgE;在粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GMCSF)的幫助下合成IL-5，使嗜酸性粒細胞增加;在慢性期，Th1細胞活躍地參加反應并產生IFN-γ。Th2細胞因子可以影響皮膚的屏障功能，這是通過對絲聚蛋白、其他結構蛋白及肽類這些對微生物有重要屏障功能物質的調節而實現的。在體外實驗中，IL-4和IL-13可以下調初級角質形成細胞的絲聚蛋白表達[8]。IL-4和IL-13還可以下調另外兩種皮膚屏障的組份外皮蛋白和總苞蛋白[9]。相反，γ干擾素可以上調角質形成細胞絲聚蛋白的表達[8]。Th2細胞因子能降低皮膚抗菌肽的表達，使得抗菌屏障容易被破壞，上皮進一步受損。Th2細胞因子還能降低超抗原誘導的活性T細胞的死亡。[10]除了Th2細胞因子，T細胞也可以不依賴Th2細胞因子而影響皮膚屏障功能[11]。例如，表達人白血球抗原(HLA)的KC也能成為T細胞降解的標靶。在大鼠模型中，表皮暴露于卵清蛋白或塵螨提取物時可以誘導出濕疹樣表型，這也被認為依賴于T細胞[12]。

2.2 調節性T細胞的作用:調節性T細胞調節免疫反應，保持自身耐受，在皮膚的炎癥反應的調節中起關鍵性的作用[13]。調節性T細胞可以是起源于胸腺的天然型調節性T細胞(natural occurring regulatory T-cells，nTreg)，也可以是起源于外周的誘導型調節性T細胞(adaptive regulatory T-cells，aTreg)。后者是被各種不同刺激誘導產生，包括病原體、IL-10和β腫瘤生長因子(TGF-β)。超抗原能抑制調節性T細胞活性[14]。調節性T細胞缺陷或功能失調和特應性皮炎、銀屑病、關節炎、腸易激綜合癥等好幾種自身免疫性疾病和炎癥性疾病相關。皮膚中調節性T細胞的缺失導致皮膚的炎癥和細胞因子表達的改變，這些改變影響對病毒的獲得性免疫功能，如牛痘病毒，使患者易于感染種痘后濕疹[15]。調節性T細胞在維持免疫穩態中發揮關鍵作用，其功能失調可以導致自身免疫性疾病和變態反應性疾病。FOXP3是nTreg重要的核轉錄因子[16]，FOXP3基因突變導致的X染色體異常造成的免疫功能不全-內分泌-腸病綜合癥(immune dysregulation，polyendocrinopathy，enterpathy X-linked syndrome，IPEX)患者經常發生免疫混亂和AD。Verhagen等[17]通過皮膚組織的免疫組化研究發現，盡管AD患者皮損區、特應性斑貼實驗皮損區Th1細胞及其抑制性細胞因子IL-10表達明顯增加，但沒有nT-reg，提示調節性T細胞的缺陷參與了AD的發病機制。nTreg細胞必須遷移到炎癥局部才能發揮作用，這一過程是由趨化因子/趨化因子受體以及整合素調控的。

3 角質形成細胞

研究提示KC異?？赡苁茿D始發的關鍵因素，KC通過產出大量炎癥信號參與AD的發病機制。在包括表皮屏障功能混亂等刺激的情況下，為維持皮膚屏障穩態，KC作為自分泌調節器，可以被誘導分泌促炎癥介質，如細胞因子(TNF-α，TSLP)、趨化因子(CCL5/RANTES)、生長因子(GM-CSF)。這些炎癥信號促發、加強、維持皮膚的炎癥反應。在微生物成分和抗原的刺激下，KC可以促進炎癥反應[18]。如在屋塵螨抗原的激活下，KC釋放IL-1β和IL-18，促進炎癥反應[19]。AD患者 KC合成大量介質，如 GM-CSF、RANTES/CCL5，這對T細胞和DCs的聚集、激活及保持活性具有重要作用，使得皮膚的炎癥反應產生、增強、維持[20]。在上皮細胞自分泌的IL-1α和TNF-α及T細胞起源的細胞因子如IFN-γ、IL-4和IL-17的誘導下，上皮細胞很容易產生 GM-CSF[21]。GM-CSF促進KC、T細胞、嗜酸性細胞、單核細胞和DCs前體的增殖和存活。而且GM-CSF使單核細胞、嗜堿性細胞、嗜酸性細胞和DCs容易募集和激活。促炎細胞因子和Th2細胞因子可以協同刺激人類KC表達TSLP[22]。AD患者KC高表達TSLP，TSLP是一種IL-17樣的細胞因子，TSLP激活mDC提高CCR4+Th2活性細胞因子的表達，在DC細胞活化和Th0向Th2分化中起十分重要作用[23]。表皮KC通過釋放趨化因子，吸引T細胞從真皮接近并進入表皮，進而放大表皮KC的凋亡效應，增強T細胞在真皮浸潤，在慢性皮損形成中發揮作用。免疫組化染色顯示，AD患者皮損KC強烈表達CCL27/CTACK，趨化CCR10+T細胞;與健康對照組相比，AD患者血清CTACK水平明顯升高，而且CCL27/CTACK水平與AD評分密切相關。IFN-γ是KC最特征性的炎癥細胞因子。在IFN-γ誘導下，KC表達能使T細胞保留在表皮的細胞間粘附分子(ICAM)Ⅰ。此外，KC還可作為免疫佐劑參與AD血清IgE的升高，在缺乏佐劑的情況下，即使暴露于外源性抗原也不能使血清IgE升高。以分泌Th2細胞因子IL-4和IL-13為主的外源性AD，能通過分泌這些細胞因子下調KC抗微生物肽表達。在外源性和內源性AD，IL-10均能通過抑制促炎癥因子的產生從而間接抑制KC抗微生物肽的表達[24]。這使得AD患者皮膚易于感染。研究還表明人類KC具有抗原遞呈能力[25]。表達HLAⅠ和HLAⅡ的KC可以分別遞呈抗原給CD8+和CD4+T細胞，不管哪種情況都會導致角質形成細胞的死亡[26]。大量研究已經證明，AD患者外周血和皮損處存在抗原特異性的CD4+和CD8+T細胞。由于KC的數量遠大于DC等抗原遞呈細胞，所以提抗原遞呈作用及效率是不容忽視的。

4 肥大細胞

在AD病變組織中，肥大細胞數目增多和脫顆粒是一個常見病理現象。AD患者體內有一系列肥大細胞激活，參與AD發病的證據，如外周血總IgE、特異性IgE升高并且與疾病的嚴重程度呈正相關，肥大細胞特異性介質類胰蛋白酶、9α-11β前列腺素F2在AD患兒尿中顯著升高。IgE與FcεRI交聯引起肥大細胞釋放組胺;合成IL-4和IL-13引起B細胞產生IgE;釋放TNF-α引起KC產生化學因子，內皮粘附分子表達。Fischer等[27]實驗表明，表皮內豐富的肥大細胞還是潛在血管生成刺激因子，通過新生的血管，炎癥細胞以及補體抗體成分被輸送到表皮，在AD中則起到維持慢性炎癥的作用。嗜酸性粒細胞釋放的干細胞因子、神經生長因子有助于肥大細胞存活和活化;其主要堿性蛋白通過IgE方式誘導肥大細胞釋放組胺和前列腺素D2。而活化的肥大細胞又釋放介質加速嗜酸性粒細胞聚集、活化和存活，從而形成惡性循環。來源于肥大細胞的 IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-8、IL-13、TNF-α、GM-CSF、RANTES、嗜酸性粒細胞活化因子、巨噬細胞炎癥蛋白-1等具有調節嗜酸性粒細胞功能的作用，通過促分裂原活化蛋白激酶和核因子-kB信號途徑，引起嗜酸性粒細胞以自分泌粒-單核細胞克隆刺激因子的方式增強其存活。肥大細胞通過自身分泌的IL-1β、IL-4以及TNF-α與內皮表皮細胞發生相互作用，使后者表達嗜酸性粒細胞活化趨化因子吸引嗜酸性粒細胞浸潤到局部。因此，肥大細胞被認為是IgE介導的炎癥反應以及嗜酸性粒細胞浸潤的放大器。Shakoory等[28]提出T細胞-肥大細胞-嗜酸性粒細胞軸概念。肥大細胞能遞呈抗原給T細胞，來源于肥大細胞的一些細胞因子能夠增強Th2亞型發育。Th2細胞活化后釋放IL-4、IL-5能夠調節肥大細胞表達更多組胺、白三烯及 IL-5、IL-13、GM-CSF、TNF-α及巨噬細胞炎癥蛋白-1α，這些細胞因子又能夠大量活化嗜酸性粒細胞。

特應性皮炎的發病機制相當復雜，既有遺傳因素又有環境因素、皮膚的屏障功能破壞的因素，又有免疫因素。對特應性皮炎發病機制的研究，對于特應性皮炎患者的管理，找到重要的藥物靶標有著重要的指導意義。

[1]Sebk B，Schneider I，Harangi F.Familiar and environmental factors influencing atopic dermatitis in the childhood[J].Eur Acad Dermatol Venereol，2006，20(4):418-422.

[2]Novak N，Koch S，Allam JP，et al.Dendritic cells:Bridging innate and adaptive immunity in atopic dermatitis[J].Allergy Clin Immunol，2010，125(1):50-59.

[3]Steinbrink K，Mahnke K，Grabbe S，et al.Myeloid dendritic cell:From sentinel of immunity to key player of peripheral tolerance[J].Hum Immunol，2009，70(5):289-293.

[4]Ziegler SF，Artis D.Sensing the outside world:TSLP regulates barrier immunity[J].Nat Immunol，2010，11(4):289-293.

[5]Oyoshi MK，Larson RP，Ziegler SF，Geha RS.Mechanical injury polarizes skin dendritic cells to elicit a Th2 response by inducing cutaneous thymic stromal lymphopoietin expression[J].Allergy Clin Immunol，2010，126(5):976-984.

[6]Voorhees T，Chang J，Yao Y，et al.Dendritic cells produce inflammatory cytokines in response to bacterial products from staphylococcus aureus-infected atopic dermatitis lesions[J].Cell Immunol，2011，267(1):17-22.

[7]Hvid M，Vestergaard C，Kemp K，et al.IL-25 in atopic dermatitis:a possible link between inflammation and skin barrier dysfunction[J].Invest Dermatol，2011，131(1):150-157.

[8]Howell MD，Kim BE，Gao P，et al.Cytokine modulation of atopic dermatitis fiaggrin skin expression[J].Allergy Clin Immunol，2007，120(1):150-155.

[9]Kim BE，Leung DY，Boguniewicz M，et al.Loricrin and involucrin expression is down-regulated by Th2 cytokines through STAT-6[J].Clin Immunol，2008，126(3):332-337.

[10]Lin YT，Wang CT，Hsu CT，et al.Differential susceptibility to staphylococcal superantigen(SsAg)-induced apoptosis of CD4+T cells from atopic dermatitis patients and healthy subjects:the inhibitory effect of IL-4 on SsAg-induced apoptosis[J].Immunol，2003，171(2):1102-1108.

[11]Ogg G.Roles of T cells in the pathogenesis of atopic dermatitis[J].Clin Exp Allergy，2009，39(3):310-316.

[12]Hennino A，Vocanson M，Toussaint Y，et al.Skin-infiltrating CD8+T cells initiate atopic dermatitis lesions[J].Immunol，2007，178(9):5571-5577.

[13]Lucas JL，Mirshahpanah P，Haas-Stapleton E，et al.Induction of Foxp3+regulatory T cells with histone deacetylase inhibitors[J].Cell Immunol，2009，257(1-2):97-104.

[14]Cardona ID，Goleva E，Ou LS，et al.Staphylococcal enterotoxin B inhibits regulatory T cells by inducing glucocorticoid-induced TNF receptor-related protein ligand on monocytes[J].Allergy Clin Immunol，2006，117(3):688-695.

[15]Freyschmidt EJ，Mathias CB，Diaz N，et al.Skin inflammation arising from cutaneous regulatory T cell deficiency leads to impaired viral immune responses[J].Immunol，2010，185(2):1295-1302.

[16]Yagi H，Nomura T，Nakamura K，et al.Crucial role of FOXP3 in the development and function of human CD25+CD4+regulatory T cells[J].Int Immunol，2004，16(11):1643-1656.

[17]Verhagen J，Akdis M，Traidl-Hoffmann C，et al.Absence of T-regulatory cell expression and function in atopic dermatitis skin[J].Allergy Clin Immunol，2006，117(1):176-183.

[18]Niebuhr M，Heratizadeh A，Wichmann K，et al.Intrinsic alterations of pro-inflammatory mediators in unstimulated and TLR-2 stimulated keratinocytes from atopic dermatitis patients[J].Exp Dermatol，2011，20(6):468-472.

[19]Dai X，Sayama K，Tohyama M，et al.Mite allergen is a danger signal for the skin via activation of inflammasome in keratinocytes[J].Allergy Clin Immunol，2011，127(3):806-814.

[20]Pastore S，Mascia F，Girolomoni G.The contribution of keratinocytes to the pathogenesis of atopic dermatitis[J].Eur Dermatol，2006，16(2):125-131.

[21]Albanesi C，Scarponi C，Giustizieri ML，et al.Keratinocytes in inflammatory skin diseases[J].Curr Drug Targets Inflamm Allergy，2005，4(3):329-334.

[22]Bogiatzi SI，Fernandez I，Bichet JC，et al.Cutting edge:proinflammatory and Th2 cytokines synergize to induce thymic stromal lymphopoietin production by human skin keratinocytes[J].Immunol，2007，178(6):3373-3377.

[23]Liu YJ.Thymic stromal lymphopoietin and OX40 ligand pathway in the initiation of dendritic cell-mediated allergic inflammation[J].Allergy Clin Immunol，2007，120(2):238-244.

[24]Howell MD，Novak N，Bieber T，et al.Interleukin-10 downregulates antimicrobial peptide expression in atopic dermatitis[J].Invest Dermatol，2005，125(4):738-745.

[25]Black AP，Ardern-Jones MR，Kasprowicz V，et al.Human keratinocyte induction of rapid effector function in antigen-specific memory CD4+and CD8+T cells[J].Eur Immunol，2007，37(6):1485-93.

[26]Black A，Ardern-Jones M，Kasprowicz V，et al.Human keratinocyte presentation of antigen to CD4+and CD8+T cells[J].Eur Immunol，2007，37:1485-1493.

[27]Groneberg DA，Bester C，Grützkau A，et al.Mast cells and vasculature in atopic dermatitis–potential stimulus of neoangiogenesis[J].Allergy，2005，60(1):90-97.

[28]Shakoory B，Fitzgerald SM，Lee SA，et al.The role of human mast cell-derived cytokines in eosinophil biology[J].Interferon Cytokines Res，2004，24(5):271-281.