朗格漢斯細(xì)胞在特應(yīng)性皮炎免疫機(jī)制和治療中的作用

朱晨曦 姚志榮

上海市新華醫(yī)院皮膚科，上海，200092

特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis, AD)是一種慢性復(fù)發(fā)性炎癥性皮膚病，其致病因素復(fù)雜，涉及皮膚的過(guò)度免疫反應(yīng)、表皮屏障功能異常、遺傳易感性和環(huán)境因素。朗格漢斯細(xì)胞(langerhans cell, LC)作為表皮抗原提呈細(xì)胞，在免疫應(yīng)答及炎癥誘導(dǎo)方面有重要作用。本文針對(duì)LC在AD中的皮膚屏障，固有免疫，獲得免疫調(diào)節(jié)及治療方面的新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 LC與皮膚屏障相關(guān)分子的交互作用

1.1 LC與絲聚蛋白的交互作用 AD患者皮膚功能發(fā)生障礙，為變異原局部致敏或微生物定植創(chuàng)造了條件，是誘發(fā)和加重皮膚炎癥的重要基礎(chǔ)。近年來(lái)研究表明AD屏障功能異常與絲聚蛋白基因失功能性突變密切相關(guān)。絲聚蛋白(filaggrin, FLG)是表皮層屏障形成的結(jié)構(gòu)蛋白，它可協(xié)助角蛋白纖維規(guī)則劇集，使角質(zhì)細(xì)胞骨架收縮，細(xì)胞變扁平，從而賦予細(xì)胞機(jī)械和化學(xué)耐性。近期有研究分析了FLG對(duì)LC的功能影響，通過(guò)比較健康者與FLG-null(FLG缺失)的個(gè)體(包括無(wú)癥狀者和AD患者)皮膚中LC表面分子含量，研究發(fā)現(xiàn)在FLG-null的個(gè)體中LC表面表達(dá)更多的CD11c,另外，LC中的CD83+比例也大大增加[1]。既往研究提示CD11c有介導(dǎo)LC抗原提呈的作用[2]，另外，CD83也是LC的一個(gè)重要表面標(biāo)記物，它主要在成熟LC上表達(dá)，并與T細(xì)胞的激活有關(guān)。即FLG-null個(gè)體較健康人有著更多成熟的LC，且抗原提呈作用更活躍，這提示了皮膚屏障缺陷加重皮炎的機(jī)制。

另一方面，F(xiàn)LG的降解物本身可以抑制炎癥。研究表明FLG在表皮中可降解為反式咪唑丙烯酸(trans-UCA)，經(jīng)紫外線照射后轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖竭溥虮┧?cis-UCA)，而它能下調(diào)不成熟MDCCs表達(dá)共刺激分子，包括CD86、PD-L1、HLA-DR和CD40。對(duì)已經(jīng)被抗原誘導(dǎo)成熟的MDCCs，仍有下調(diào)其表達(dá)CD86和PD-L1的能力。這意味著順勢(shì)咪唑丙烯酸可以抑制LC的提呈抗原功能,提高了皮膚免疫耐受性[3]。

FLG還可通過(guò)LC提高皮膚對(duì)塵螨的免疫耐受。塵螨抗原的刺激可以誘發(fā)LC活化，出現(xiàn)更多CD83+者，既往已有研究證明通過(guò)增強(qiáng)皮膚屏障修復(fù)，例如應(yīng)用潤(rùn)膚劑，可明顯抑制LC的活化。另一方面，塵螨中的磷酸酯酶A2可以產(chǎn)生脂類抗原，并通過(guò)LC的CD1a提呈給T細(xì)胞，由此引發(fā)AD中的Th2型炎癥反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)FLG可抑制該反應(yīng)，它通過(guò)減少磷酸酯酶A2生化活性，而進(jìn)一步降低了相關(guān)抗原呈遞[4，5]。

1.2 LC與神經(jīng)鞘氨醇的交互作用 皮膚角質(zhì)層的保濕作用與各種表面脂質(zhì)密切相關(guān)，包括各類磷脂、固醇酯。1-磷酸神經(jīng)鞘氨醇作為重要的脂質(zhì)介質(zhì)，與LC有著交互作用。近期研究發(fā)現(xiàn)1-磷酸神經(jīng)鞘氨醇可以趨化未成熟LC，在它存在的條件下，趨化因子CCL20和CCL21對(duì)未成熟LC的吸引作用下降。1-磷酸神經(jīng)鞘氨醇還可以抑制LC受聚肌胞苷酸刺激后的細(xì)胞因子表達(dá)，包括IL-6和IL-12p70。然而，尚未有結(jié)果證明1-磷酸神經(jīng)鞘氨醇對(duì)LC的成熟以及吞噬作用有影響[6]。

2 LC在AD皮膚相關(guān)感染中的固有免疫作用

2.1 LC與葡萄球菌感染的交互作用 AD患者90%以上的皮膚中有金黃色葡萄球菌定植，而臨床上可不合并癥狀，朗格漢斯細(xì)胞在表皮中可攝取葡萄球菌抗原，并通過(guò)分泌相關(guān)細(xì)胞因子，如TH17來(lái)介導(dǎo)對(duì)抗葡萄球菌的固有免疫[7]。近期研究還顯示，LC是通過(guò)CD207來(lái)識(shí)別金葡菌磷壁酸的，且LC的活化和細(xì)胞因子分泌活動(dòng)還可被磷壁酸的氨基糖苷修飾類別影響，β類乙酰氨基糖苷修飾的磷壁酸是絕大多數(shù)金葡菌共有的，受其刺激后，LC表面的成熟標(biāo)記物，比如CD80、CD83和CD86上調(diào)表達(dá)，而去除了該修飾的磷壁酸則無(wú)法誘導(dǎo)LC達(dá)到前述活性水平。另外，在β類乙酰氨基糖苷修飾的磷壁酸的作用下，LC上調(diào)表達(dá)了IL-6、IL-8、IL-12p70、IL-23p19、和TNF-α，而去修飾的磷壁酸只能誘導(dǎo)低水平的細(xì)胞因子表達(dá)[8]。

在AD中，LC細(xì)胞應(yīng)對(duì)葡萄球菌感染的能力是被削弱的。近期研究發(fā)現(xiàn)來(lái)自AD的LC相較于健康來(lái)源者，其表達(dá)TLR2水平下降，因此在應(yīng)用TLR2配體后，無(wú)法進(jìn)一步誘導(dǎo)其成熟。既往研究已顯示TLR2介導(dǎo)了針對(duì)葡萄球菌抗原的感知，由此可見(jiàn)，AD易合并葡萄球菌定植的原因與LC功能的抑制相關(guān)[9]。

除此之外，葡萄球菌還可引導(dǎo)LC的成熟，研究者分離了AD患者皮損中的葡萄球菌并培養(yǎng)，將其序列命名為T(mén)F3378，而將未處理的葡萄球菌命名為NCTC8325。用它們刺激體外培養(yǎng)的朗格漢斯細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)LC表面的激活標(biāo)記CD83和HLA-DR表達(dá)水平均大幅度提高。而在TF3378的刺激下，LC表達(dá)更高的HLA-DR。研究者用蛋白酶K(可以去除細(xì)菌的表面的蛋白)處理后的TF3378和NCTC8325重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TF3378組的LC表達(dá)CD83和HLA-DR降低。研究者通過(guò)銀染色處理熱失活的細(xì)胞壁相關(guān)蛋白后，發(fā)現(xiàn)了TF3378特有的一些蛋白分子(大小為160 KDa或75 KDa左右)。這可能是TF3378與NCTC8325的差別關(guān)鍵所在[10]。

2.2 LC對(duì)單純皰疹病毒的防御作用 特應(yīng)性皮炎常因其他病原體感染而加重，如患者可出現(xiàn)合并皰疹性濕疹(EH)的情況，此為單純性皰疹病毒感染引起。吲哚胺2，3-雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO1)是色氨酸降解酶，它在抵抗細(xì)菌及病毒感染機(jī)制中起著重要作用。研究者通過(guò)比較多組對(duì)象血清中的色氨酸降解程度，發(fā)現(xiàn)AD合并急性EH感染組降解水平最明顯，而慢性感染組以及無(wú)感染組，不論是健康人還是AD患者，其色氨酸降解水平差異不大。進(jìn)一步的研究分析了不同組來(lái)源pDC的IDO1表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)AD合并既往EH史的患者，相較于急性感染組以及無(wú)感染組，其IDO1含量明顯升高。研究者們使用病毒抗原刺激未成熟LC后，發(fā)現(xiàn)在AD合并既往感染史這一組中IDO1表達(dá)提升程度最明顯，而色氨酸的降解活動(dòng)在AD合并急慢性感染兩組中都很高[11]。

3 LC的遷移調(diào)節(jié)及其特異性免疫誘導(dǎo)功能

3.1 MyD88信號(hào)及芳香烴受體對(duì)LC遷移的調(diào)節(jié)作用 LC在上皮組織中有抗原提呈功能，而當(dāng)其從表皮向引流淋巴結(jié)遷移時(shí)，將逐漸喪失抗原提呈功能而具有免疫刺激功能，之后它將在淋巴結(jié)區(qū)域，激活T淋巴細(xì)胞，因此LC的遷移是抗原特異性致敏反應(yīng)中關(guān)鍵的過(guò)程。近期研究顯示AD中LC的遷移具有MyD88信號(hào)依賴性。MyD88是中心信號(hào)受體，控制著大多數(shù)toll樣受體信號(hào)通路的激活，尤其是CD11c+DC中的MYD88涉及了多種皮膚炎癥反應(yīng)。研究者們建立了缺失MYD88的小鼠模型，并誘導(dǎo)其產(chǎn)生AD類似炎癥反應(yīng)，并與對(duì)照組比較。結(jié)果顯示，在普通AD模型中，由于LC的遷移，表皮中其絕對(duì)數(shù)值下降了50%左右，而在MYD88缺失模型中，AD誘導(dǎo)后第七周末依然沒(méi)有出現(xiàn)明顯的遷移。

為了具體探究MYD88如何從分子層面影響LC的遷移，研究者們分離了小鼠的淋巴細(xì)胞，去除MYD88并在體外培養(yǎng)，觀察到CCL2和CXCL1等具有激活LC作用的細(xì)胞因子表達(dá)下降，此外IL-1、GM-CSF的產(chǎn)量也大幅降低。即使在使用LPS和OVA等抗原誘導(dǎo)炎癥后，也未見(jiàn)增加。上述因子在AD的形成發(fā)展中有著重要作用，尤其是IL-1和GM-CSF，IL-1可直接作用于LC的遷移，而GM-CSF則通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生CCL-17，對(duì)LC遷移至淋巴結(jié)起作用[12]。

另有研究顯示芳香烴受體的激活可以誘導(dǎo)LC遷移[13]。研究者使用卵清蛋白應(yīng)用于皮膚后模擬炎癥反應(yīng)，并使用芳香烴受體的激活配體苯并芘(BP)刺激皮膚后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其引流區(qū)域淋巴結(jié)中遷移過(guò)去的LC數(shù)目明顯增加，相較于對(duì)照組升高了近1倍左右。進(jìn)一步的研究則發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用芳香烴受體激活劑之后，角質(zhì)細(xì)胞中的上皮型鈣粘蛋白含量明顯下降，而應(yīng)用芳香烴受體組阻遏劑后則可輕度升高其含量，研究者們認(rèn)為上皮型黏蛋白的減少可能有助于角質(zhì)細(xì)胞周圍的LC與其分離，并有利于遷移活動(dòng)。

3.2 LC應(yīng)對(duì)抗原時(shí)誘導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng) 研究者們?cè)贏D中觀察到LC上調(diào)表達(dá)了II類MHC、CD40、CD86和CCR7，證明激活的LC數(shù)目增加[14]。在AD皮損部位，有更多LC向角質(zhì)層中伸出其樹(shù)突，以攝取外來(lái)抗原，其數(shù)量較正常皮膚增加了4倍之多[15]。為探明這些活化的LC究竟將炎癥引導(dǎo)向哪一極，研究者建立了Th1型小鼠模型，并比較其LC與AD小鼠模型中LC的細(xì)胞因子含量。對(duì)照后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Th1型細(xì)胞因子IL-12，AD模型中的LC相較于Th1模型明顯下調(diào)了其配體的表達(dá)。另一種Th1型因子CD70在AD的LC中表達(dá)水平也大幅度下降了。此外，相較于Th1模型，AD組小鼠的CD4+T細(xì)胞表達(dá)IFN-y下降而上調(diào)表達(dá)IL-13。而在去除了LC的小鼠中，研究者發(fā)現(xiàn)上述兩種因子在AD和空白組之間沒(méi)有顯著差異。在細(xì)胞因子表達(dá)方面，LC除了增強(qiáng)Th2型免疫反應(yīng)，還展現(xiàn)了對(duì)Th1型的抑制[16]。

另一方面，LC還通過(guò)誘導(dǎo)胸腺來(lái)源Tregs細(xì)胞增殖調(diào)控炎癥類型。調(diào)節(jié)T細(xì)胞分為兩類，分為胸腺來(lái)源Treg細(xì)胞和外周來(lái)源Treg細(xì)胞，而在AD中，前者數(shù)量明顯增加并主導(dǎo)了Th2極化反應(yīng)[17]。研究者使用1，25-二羥基維他命D刺激小鼠耳部皮膚，誘發(fā)胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)的表達(dá)，以產(chǎn)生類似AD的炎癥反應(yīng)。用藥頻率為每日一次，以10日為周期，并在過(guò)程中監(jiān)測(cè)T細(xì)胞數(shù)量變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示， Tregs細(xì)胞的顯著增加出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)第3日，且可被維他命D全程刺激并維持增加直至第10日，而其他CD4+T細(xì)胞在第5日之后數(shù)量不再明顯變化。研究者統(tǒng)計(jì)了第3、5、10日次級(jí)淋巴結(jié)中兩種髓樣DC(即LC和真皮間質(zhì)DC)的數(shù)量，結(jié)果顯示朗格漢斯細(xì)胞在第3日就開(kāi)始遷移，這與前述Tregs細(xì)胞的增長(zhǎng)同步。與之相對(duì)的，淋巴結(jié)中真皮間質(zhì)DC在第3日并無(wú)明顯增長(zhǎng)，直到第5日才有所變化，可認(rèn)為間質(zhì)DC與Tregs的增殖啟動(dòng)相關(guān)性較小。研究者進(jìn)一步去除小鼠皮膚中LC后發(fā)現(xiàn)，該試驗(yàn)組個(gè)體淋巴結(jié)中的Tregs細(xì)胞在第5日后才出現(xiàn)增殖[18]。

在應(yīng)對(duì)葡萄球菌感染時(shí)，研究者們也觀察到了LC的Th2型免疫誘導(dǎo)作用。研究者們將T細(xì)胞與經(jīng)葡萄球菌刺激后的LC(分為健康人中的和AD患者中的)混合培養(yǎng)并計(jì)量各細(xì)胞因子量。結(jié)果顯示，除了T細(xì)胞本身數(shù)量增多，IL-2的產(chǎn)生亦大幅度增加，有趣的是，LC對(duì)T細(xì)胞的這種影響只能被來(lái)自AD皮損中的葡萄球菌誘導(dǎo)，而來(lái)自健康者皮膚中的葡萄球菌未能實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。而IFN-y，典型的Th1類細(xì)胞因子，在上述兩種情況下都上調(diào)表達(dá)，但AD來(lái)源者上調(diào)IFN-y的程度遠(yuǎn)小于健康組。IL-5、Th10和Th17則均未受影響。近期的研究更是補(bǔ)充說(shuō)明了葡萄球菌細(xì)胞壁的炎癥誘導(dǎo)作用，當(dāng)聯(lián)合使用肽聚糖和胞壁酰二肽刺激LC后，其通過(guò)上調(diào)CCL17以及IL-10的表達(dá)進(jìn)而加強(qiáng)了Th2型免疫反應(yīng)[19，20]。

4 抑制LC免疫誘導(dǎo)作用的相關(guān)治療措施

在AD的急性期癥狀中，LC的免疫誘導(dǎo)作用，包括誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞因子分泌，趨化T細(xì)胞起著重要作用，接下來(lái)將討論一些藥物如何通過(guò)上述機(jī)制達(dá)到治療效果。

倍他米松一直作為AD的局部治療方案被廣泛應(yīng)用，最近有研究發(fā)現(xiàn)它具體是通過(guò)LC抑制Th2型反應(yīng)來(lái)達(dá)到阻遏AD發(fā)展。實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)倍他米松可通過(guò)減少I(mǎi)L-4的分泌抑制Th2型反應(yīng)，與此同時(shí)，它還抑制了IFN-y的產(chǎn)生，因而也對(duì)Th1型反應(yīng)有所阻遏。為了進(jìn)一步揭示LC在其中的作用，LC的表面標(biāo)記物及其mRNA的轉(zhuǎn)錄情況亦被檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CD40和TIM-4及其mRNA轉(zhuǎn)錄均被抑制[21]。既往研究已證明CD40可上調(diào)抗原提呈細(xì)胞表面的IL-12表達(dá)從而增強(qiáng)Th1反應(yīng)。另一方面，TIM-4及其配體TIM-1都是強(qiáng)有力的Th2型調(diào)節(jié)因子[22]。另外，研究者也發(fā)現(xiàn)了大環(huán)類酯藥物與LC有著交互作用。對(duì)受抗原刺激后的LC使用交沙霉素后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其表達(dá)IL-4下調(diào)，即抑制了Th2型反應(yīng)的發(fā)展，藥物也同時(shí)抑制了Th1型反應(yīng)，表現(xiàn)為γ-干擾素的產(chǎn)生減少。而上述變化機(jī)制與CD86和TIM-4的表達(dá)抑制有關(guān)[23]。

組胺4受體拮抗劑(histamine 4 receptor，H4R)被廣泛地用于各類皮炎及過(guò)敏反應(yīng)的對(duì)癥治療。H4R在Th17,NK和角質(zhì)細(xì)胞上均有表達(dá)，最近有文獻(xiàn)表明LC亦可功能性的表達(dá)H4R，H4信號(hào)通路一直被普遍認(rèn)為介導(dǎo)了皮炎中的瘙癢癥狀[24-27]。研究者發(fā)現(xiàn)H4R拮抗劑可以有效的抑制LC表達(dá)CCL17和CCL22，后者能吸引并激活CCR4+細(xì)胞(Th2和Treg細(xì)胞)，以此減輕急性期反應(yīng)。CCL17和CCL21的表達(dá)同時(shí)受到Toll樣受體2信號(hào)通路的調(diào)節(jié)， TLR配體可以上調(diào)CCL17和CCL22的量，而H4R拮抗劑可抑制這種效應(yīng)。進(jìn)一步的研究則闡明了其具體的分子機(jī)制，即H4R拮抗劑可以抑制DC中的磷酸化p38 MAPK信號(hào)通路，以減少核因子kB的激活，以下調(diào)CCL17和CCL22的產(chǎn)生[28]。

近期有研究闡明了應(yīng)用黃豆焦油治療AD的機(jī)制亦與上述兩種因子的下調(diào)相關(guān)。研究者使用IL-4刺激小鼠的骨髓來(lái)源樹(shù)突細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)IL-4可聯(lián)合IL-31誘導(dǎo)其分泌CCL17 和CCL22，而在應(yīng)用黃豆焦油Glyteer(一類芳香烴受體的配體)后，該過(guò)程可在mRNA和蛋白質(zhì)水平上被明顯抑制[29，30]。另外，黃豆焦油本身是一種AhR配體，可激活LC中的芳香烴受體，研究者們結(jié)果應(yīng)用它后，LC隨之下調(diào)了FcεRI的表達(dá)(FcεRI是朗格漢斯表面的IgE高親和度受體)。朗格漢斯細(xì)胞受到過(guò)敏原刺激后通過(guò)特異IgE的介導(dǎo)，可產(chǎn)生促進(jìn)炎癥發(fā)展的效果，而芳香烴受體的激活則可抑制該過(guò)程[31]。

5 結(jié)論

AD的致病因素復(fù)雜，涉及皮膚的過(guò)度免疫反應(yīng)，表皮屏障異常，遺傳易感性和環(huán)境因素，本文所綜述的研究涵蓋了LC在AD發(fā)病機(jī)制的各個(gè)層面所產(chǎn)生的作用，包括皮膚屏障損害，微生物感染，炎癥的啟動(dòng)和誘導(dǎo)，最后補(bǔ)充了相關(guān)通過(guò)LC抑制炎癥的治療機(jī)理，有助于闡明發(fā)病及治療機(jī)制。未來(lái)潛在的研究方向可以是急慢性期，嚴(yán)重等級(jí)不同AD皮損中，LC的免疫作用變化，以及相關(guān)治療方案對(duì)不同個(gè)體，對(duì)疾病的不同時(shí)期效果差別很大，是否與這些機(jī)制相關(guān)，這些亟待更多臨床病例與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的結(jié)合研究。