斑禿相關(guān)免疫機(jī)制研究進(jìn)展

楊夢瑤 耿 龍

中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院,沈陽,110000

斑禿(alopecia areata, AA)是在一定遺傳背景下,由外界環(huán)境誘發(fā)的毛囊局部免疫反應(yīng),是一種CD8+/NKG2D+T細(xì)胞依賴性自身免疫性疾病,發(fā)病率約為2%,約半數(shù)患者在30歲前發(fā)?。?］。斑禿具體發(fā)病機(jī)制未明,可能與毛囊局部免疫豁免的喪失、細(xì)胞毒性免疫細(xì)胞識(shí)別以及毛囊的免疫應(yīng)答有關(guān)［2］,壓力和心理因素也參與了斑禿的發(fā)生和發(fā)展［3］。以往的研究表明斑禿的發(fā)病無性別及種族差異,但近期的一項(xiàng)流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),女性斑禿患者的年齡標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)病率略高于男性,30～34歲的女性斑禿發(fā)病率最高［4］。斑禿的預(yù)后個(gè)體差異大,脫發(fā)區(qū)廣泛者往往復(fù)發(fā)率高,且恢復(fù)至正常的概率低。迄今為止,斑禿的治療選擇十分有限,主要基于抑制或刺激免疫反應(yīng),皮質(zhì)類固醇、免疫調(diào)節(jié)劑、米諾地爾和接觸免疫治療仍是目前主要的治療手段,但療效往往有限。隨著近年來對斑禿發(fā)病機(jī)制的不斷深入探究,很多新療法正在不斷涌現(xiàn),生物制劑、小分子制劑,包括一些處于臨床試驗(yàn)階段的新型JAK抑制劑。深入了解斑禿的發(fā)病機(jī)制對于探索新的靶向療法至關(guān)重要。

1 細(xì)胞因子與斑禿

斑禿以往被認(rèn)為是一種器官特異性疾病,病變局限于毛囊,然而大量研究表明,斑禿與全身多種促炎細(xì)胞因子失調(diào)有關(guān),是一種由多種細(xì)胞因子驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜疾病。Bain等［5］對斑禿及銀屑病關(guān)節(jié)炎(PsA)患者的血漿細(xì)胞因子進(jìn)行了多重分析,發(fā)現(xiàn)了與斑禿相關(guān)的全身炎癥特征,即IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-23、IL-33、IL-31和IL-17E(IL-25)的循環(huán)水平顯著增高。并且,與PsA相比,斑禿患者IL-17F、IL-17E和IL-23的水平更高。據(jù)此,他們認(rèn)為循環(huán)炎癥細(xì)胞因子可能會(huì)導(dǎo)致斑禿及與斑禿相關(guān)的其他合并癥。

Glickman等［6］收集了中重度斑禿(n=18)和健康人(n=8)的頭皮組織與血清,從樣本中提取總RNA,采用TapeStation4200生物分析儀評估RNA質(zhì)量。使用Illumina公司的NovaSeq6000進(jìn)行二代測序,用轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法評估了斑禿頭皮組織中的33118個(gè)基因,用OLINK高通量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)評估了血清中的340個(gè)炎癥蛋白,采用單變量與多變量方法篩選生物標(biāo)志物,發(fā)現(xiàn)了差異表達(dá)基因共608個(gè),包括Th1(IFNG/IL12B/CXCL11)、Th2(IL13/CCL18)和T細(xì)胞活化相關(guān)(ICOS)產(chǎn)物,研究提示斑禿是一種與全身多種炎癥細(xì)胞因子相關(guān)的系統(tǒng)性疾病,建議采取以免疫為基礎(chǔ)的系統(tǒng)性治療。此外,他們的另一項(xiàng)研究［7］評估了中重度斑禿患者(n=35)的350個(gè)炎癥和心血管病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)蛋白,并與中重度銀屑病(n=19)、特應(yīng)性皮炎(n=49)、健康人(n=36)進(jìn)行比較。同樣采用OLINK高通量蛋白質(zhì)組學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)了74個(gè)差異蛋白,包括固有免疫相關(guān)細(xì)胞因子(IL-6、IL-8)、Th1(IFN-γ/CXCL9/CXCL10/CXCL11)、Th2(CCL13/CCL17/CCL7)、Th17(CCL20/PI3/S100A12)以及心血管病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)蛋白(OLR1/OSM/MPO/PRTN3)。與對照組相比,全禿/普禿患者的全身炎癥反應(yīng)程度最高。該研究表明,全身多種細(xì)胞因子參與了斑禿的發(fā)病,強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)性治療的必要性。以往的研究表明,斑禿的持續(xù)狀態(tài)與促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子的不平衡有關(guān)。最近有學(xué)者調(diào)查了IFN-γ和γc家族成員(包括IL-2、IL-7、IL-15)在斑禿發(fā)病中的作用,結(jié)果表明,斑禿患者血清IL-2水平高于健康對照組,在斑禿活動(dòng)性病變中IL-2 mRNA含量高于非活動(dòng)性病變［8］。另外,在斑禿患者和C3H/HeJ小鼠的脫發(fā)區(qū)檢測到IL-7的過表達(dá),外源性IL-7可加速斑禿的發(fā)作,而阻斷IL-7可以阻止C3H/HeJ小鼠斑禿的進(jìn)展并逆轉(zhuǎn)早期斑禿［9］。研究還發(fā)現(xiàn),與健康對照組相比,斑禿患者血清IL-15水平升高。并且,與有少量脫發(fā)區(qū)的斑禿患者相比,全禿/普禿患者IL-15水平升高更為顯著［10］。

聯(lián)合抑制多種斑禿相關(guān)的細(xì)胞因子可能是藥物研發(fā)的潛在方向,如同時(shí)拮抗三種白介素的新藥BNZ-1(一種IL-2、IL-9、IL-15抑制劑)正處于2期多中心臨床研究［11］。

2 T細(xì)胞亞群與斑禿

斑禿是一種系統(tǒng)性疾病,T細(xì)胞亞群異常與斑禿發(fā)病有關(guān)。有研究表明［12］Th1、Th2和Th17參與斑禿的發(fā)生發(fā)展,且Th1/Th2很多相關(guān)標(biāo)志物都與斑禿嚴(yán)重程度相關(guān)。在斑禿患者中觀察到顯著的Th1型細(xì)胞因子(IL-2、IFN-γ、TNF、IL-12和IL-18)、Th2型細(xì)胞因子(IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-13、IL-17E、IL-31和IL-33)和Th17型細(xì)胞因子(IL-17、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-23和TGF-β)的失調(diào)。并且,斑禿的嚴(yán)重程度和疾病持續(xù)時(shí)間與IL-2、TNF、IL-12和IL-17E水平的升高呈正相關(guān)［13］。

Czarnowicki等［14］采用流式細(xì)胞技術(shù)檢測了中重度斑禿(n=32)、中重度特應(yīng)性皮炎(n=43)、健康人(n=30)外周血T細(xì)胞亞群及細(xì)胞因子IFN-γ、IL-13、IL-9、IL-17和IL-22的水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),斑禿組Th2、Tc2、Th22均高于對照組,而Treg明顯低于對照組,且Th2和Tc2與斑禿病情嚴(yán)重程度相關(guān)。因此,他們認(rèn)為,Th2/Tc2激活與斑禿發(fā)病及疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。這些數(shù)據(jù)提示了T細(xì)胞亞群在斑禿發(fā)病中的作用,也強(qiáng)調(diào)了斑禿是一種系統(tǒng)性疾病,支持對重癥患者采取系統(tǒng)性治療策略。

2.1 Th1、Th17與斑禿 目前普遍認(rèn)為斑禿主要是由IFN-γ驅(qū)動(dòng)的1型炎癥性疾病。Gautam等［15］評估了斑禿患者血清中Th1(IL-2、IFN-γ)、Th2(IL-4)、Th17(IL-23、IL-17A)和Tregs(IL-10)的關(guān)鍵細(xì)胞因子水平,并將其與斑禿嚴(yán)重程度進(jìn)行相關(guān)性分析。用酶聯(lián)免疫吸附法測定斑禿(n=40)和健康人(n=40)的血清細(xì)胞因子水平(IL-2、IFN-γ、IL-17A、IL-23、IL-4、IL-10),結(jié)果發(fā)現(xiàn),斑禿血清細(xì)胞因子 IL-2、IFN-γ、IL-17A、IL-10水平較對照組顯著升高,IL-23水平無顯著升高,IL-4水平顯著降低。此外,他們還發(fā)現(xiàn)斑禿嚴(yán)重程度與IL-2、IL-17A、IL-23水平存在顯著正相關(guān)。因此他們認(rèn)為,Th1和Th17通路在斑禿發(fā)病中起關(guān)鍵作用,且斑禿相關(guān)細(xì)胞因子可以作為提示疾病活動(dòng)的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)。

IL-17A抑制劑近年來廣泛用于治療銀屑病,而在用藥期間發(fā)生斑禿的報(bào)道并不少見,但也有研究發(fā)現(xiàn)IL-17A抑制劑可以緩解斑禿［16］,這一矛盾的現(xiàn)象有待進(jìn)一步研究來論證。

2.2 Th2與斑禿 雖然普遍認(rèn)為斑禿是由Th1通路介導(dǎo)的1型炎癥性疾病,但最近的研究揭示了Th2相關(guān)細(xì)胞因子在斑禿發(fā)病機(jī)制中的一些作用［17］,且有越來越多的證據(jù)表明,Th2通路與斑禿有關(guān),斑禿患者特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis, AD)的發(fā)病率明顯升高,基因組易感位點(diǎn)和細(xì)胞因子激活研究也發(fā)現(xiàn)Th2 通路參與斑禿發(fā)病,提示斑禿與AD可能有共同的免疫途徑［18］,很多學(xué)者提出斑禿可能為AD共病等觀點(diǎn)。除AD外,斑禿還與多種自身免疫性疾病密切相關(guān),如過敏性鼻炎、自身免疫性甲狀腺疾病、銀屑病、紅斑狼瘡、白癜風(fēng)等［1］。

度普利尤單抗是IL-4/IL-13抑制劑,近年來已廣泛應(yīng)用于AD的治療。Renert-Yuval等［19］開展了一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、多中心試驗(yàn)研究,將斑禿患者分為兩組,治療組(n=38)予度普利尤單抗,對照組(n=18)予安慰劑,在第12、24、48周進(jìn)行頭皮活檢,qRT-PCR檢測皮損組織的生物標(biāo)志物表達(dá)水平。結(jié)果顯示,治療組在24周后,多種Th2相關(guān)標(biāo)志物(CCL13/MCP-4、CCL18/PARC、CCL26/eotaxin-3、CCL24/Eotaxin-2)顯著上調(diào),在有特應(yīng)性病史/家族史/高IgE的斑禿患者(n=21)中表現(xiàn)更為顯著。研究發(fā)現(xiàn),毛發(fā)再生與Th2相關(guān)標(biāo)志物存在顯著的相關(guān)性,在活動(dòng)性斑禿中Th2相關(guān)細(xì)胞因子受到抑制。

不少研究發(fā)現(xiàn),在使用度普利尤單抗治療AD期間,斑禿也同時(shí)得到了緩解,然而矛盾的是,應(yīng)用該藥期間發(fā)生斑禿的報(bào)道也并不少見［20］,這可能與藥物在IL-4受體α亞單位水平上抑制Th2型免疫反應(yīng)的作用有關(guān)。治療的矛盾反應(yīng)是生物制劑常見的現(xiàn)象,不少文獻(xiàn)都有相關(guān)報(bào)道,但矛盾反應(yīng)不是每次都出現(xiàn)。度普利尤在治療AD期間,既有可能誘發(fā)或加重斑禿,也有可能緩解斑禿,具體的機(jī)制還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究來闡明。有研究發(fā)現(xiàn),度普利尤單抗和烏司奴單抗(IL-12/IL-23抑制劑)的信號(hào)拮抗作用也存在矛盾,因此,這兩種藥物應(yīng)僅考慮用于難治性斑禿病例［21］。

AD可分為內(nèi)源性和外源性兩種類型,斑禿的免疫狀態(tài)在非特應(yīng)性和特應(yīng)性之間以及伴有不同類型的AD之間可能存在差異。Kageyama等［22］采集了非特應(yīng)性斑禿(n=11)、患外源性AD的斑禿(n=13)和患內(nèi)源性AD的斑禿(n=6)以及健康人(n=9)的外周血,用流式細(xì)胞技術(shù)比較分析各組外周血中細(xì)胞因子(IFN-γ、IL-4、IL-13)、趨化因子受體(CXCR3、CCR4)的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)非特應(yīng)性斑禿中的CD4+IFN-γ+/CD4+IL-4+、CD4+IFN-γ+/+CD4+IL-13+均高于患外源性AD的斑禿患者。并且,在非特應(yīng)性斑禿中,CD8+IFN-γ+與CD8+IL-13+細(xì)胞的比值顯著高于健康對照組。除此之外,6例合并外源性AD的斑禿接受度普利尤單抗治療后出現(xiàn)顯著的毛發(fā)再生,而1例合并內(nèi)源性AD的斑禿接受治療后,斑禿未出現(xiàn)改善。該研究表明,特應(yīng)性和非特應(yīng)性斑禿之間的免疫狀態(tài)不同,患外源性和內(nèi)源性AD的斑禿之間的免疫狀態(tài)也不一樣。實(shí)驗(yàn)觀察到度普利尤單抗僅能改善患外源性AD的斑禿,他們認(rèn)為2型免疫可能參與了患外源性AD斑禿的發(fā)病。評估度普利尤單抗對不同類型斑禿的療效可以幫助我們進(jìn)一步了解斑禿的發(fā)病機(jī)制,并能為斑禿患者選擇更個(gè)體化的治療方案。

2.3 Tregs缺乏可能導(dǎo)致斑禿 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的T細(xì)胞亞群,可維持免疫穩(wěn)態(tài)并提供對自身和非自身抗原的免疫耐受,目前許多研究都揭示了Treg數(shù)量和功能在各種自身免疫疾病中的作用,Treg缺乏可導(dǎo)致多種自身免疫性皮膚病的發(fā)展,包括斑禿、白癜風(fēng)、類天皰瘡和天皰瘡、銀屑病和系統(tǒng)性硬化癥等［23］。

Le Duff等［24］進(jìn)行了一項(xiàng)為期52周的多中心前瞻性對照研究,用低劑量IL-2治療中重度斑禿,評估其對Tregs和NK細(xì)胞的影響,研究表明Tregs缺陷可能促進(jìn)免疫豁免喪失的發(fā)生。許多動(dòng)物模型數(shù)據(jù)以及斑禿患者的血清學(xué)數(shù)據(jù)也都強(qiáng)調(diào)了Tregs在斑禿的發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵作用,且IL-2對Tregs體內(nèi)平衡至關(guān)重要［25］。

Mukhatayev等［26］探究了Tregs在多種自身免疫性皮膚病中的表型和特征,他們認(rèn)為Treg功能異常與斑禿發(fā)病機(jī)制有關(guān)。在C3H/HeJ斑禿小鼠皮損處浸潤的Tregs細(xì)胞相對較少,伴CD40的低表達(dá)。從正常小鼠的淋巴結(jié)中獲得的Tregs轉(zhuǎn)移到C3H/HeJ小鼠可以防止后者發(fā)生斑禿。在人類中也獲得了相關(guān)數(shù)據(jù),與健康對照相比,斑禿患者頭皮病變中CD4+FOXP3+、CD25+FOXP3+Tregs水平較低。給斑禿皮下注射低劑量IL-2,可誘導(dǎo)CD4+CD25+FOXP3+Tregs募集到脫發(fā)區(qū)并出現(xiàn)再生毛發(fā)。盡管斑禿Treg功能障礙的機(jī)制目前尚不清楚,但這些數(shù)據(jù)說明了Treg在斑禿發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵作用,提示了其治療應(yīng)用的潛力。

Hamed等［27］通過流式細(xì)胞技術(shù)分析了斑禿(n=20)和健康人(n=15)的循環(huán)Treg亞群的分布,發(fā)現(xiàn)在斑禿患者中Treg抑制因子HLA-DR+亞群顯著減少、CD4+CD25+FOXP3+Treg亞群中表達(dá)CD39的細(xì)胞顯著減少、毛囊中FOXP3 CD39 Treg細(xì)胞也減少。他們還研究了Tregs(CD4+CD25+FOXP3+)的TCRβ序列,通過高通量測序技術(shù)分析PCR產(chǎn)物,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些可能具有保護(hù)作用的Treg克隆型,并認(rèn)為它們可能是未來斑禿治療的一個(gè)有前景的方向。其他淋巴細(xì)胞亞群,如γδTreg 細(xì)胞在斑禿發(fā)病中的作用仍處于研究階段。

3 JAK-STAT通路與斑禿

JAK-STAT信號(hào)通路廣泛存在于固有和適應(yīng)性免疫系統(tǒng),JAK抑制劑具有廣泛的、相對非特異性的抗炎活性,能阻斷I型和II型細(xì)胞因子相關(guān)的多種信號(hào)通路,并顯著降低T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和NK細(xì)胞的數(shù)量和活性［28］。JAK抑制劑治療斑禿的機(jī)制主要是抑制免疫細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子,還可能直接作用于毛囊上皮細(xì)胞,推動(dòng)毛囊周期進(jìn)入生長期。JAK抑制劑與JAK結(jié)合后,使其不能結(jié)合和激活STAT,抑制了后者進(jìn)入核內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞因子,如IL-2、IL-7、IL-15、IL-21和IFN-γ等這些在斑禿發(fā)病機(jī)制中起重要作用的分子［29］。

普遍認(rèn)為IFN-γ是斑禿發(fā)病的關(guān)鍵因素,但其他細(xì)胞因子也顯示出了重要作用。斑禿動(dòng)物模型的機(jī)制研究表明,常見的γ鏈(γc)細(xì)胞因子如IL-2、IL-7和IL-15有加重斑禿的作用,而IFN-γ和γc細(xì)胞因子均通過受體激活JAK-STAT通路傳遞信號(hào)［8］。雖然Jak抑制劑通過靶向IL-2、IL-15、IFN-γ發(fā)揮對斑禿的干預(yù)作用,但Jak抑制劑還具有更廣泛的抑制作用,包括適用于與Th2和Th17型通路相關(guān)的疾病。因此,Jak抑制劑治療斑禿的作用并不能證明是由Th1通路主導(dǎo),也不能排除Th2通路的參與［30］。

基于這些發(fā)現(xiàn),JAK/STAT通路已成為臨床治療干預(yù)的靶點(diǎn),近年來JAK抑制劑已被廣泛應(yīng)用于AD、銀屑病、白癜風(fēng)、皮肌炎、皮膚紅斑狼瘡等。2014年起國外應(yīng)用JAK抑制劑治療斑禿,并取得確切療效,尤其是對重癥和激素治療無效的患者有很好的應(yīng)用前景。King等［31］開展了巴瑞替尼(JAK1/2抑制劑)在斑禿患者中的首次隨機(jī)臨床試驗(yàn),研究結(jié)果證實(shí)了JAK抑制劑在治療斑禿方面的潛力。美國FDA于2022年6月批準(zhǔn)巴瑞替尼用于治療斑禿,這也是目前唯一被批準(zhǔn)用于斑禿的JAK抑制劑。其他基于JAK通路治療斑禿的新藥,部分處于2、3期臨床試驗(yàn)階段,包括托法替尼(JAK1/3抑制劑)、魯索替尼(JAK1/2抑制劑)、Deuruxolitinib(CTP-543,JAK1/2抑制劑)、Ritlecitinib(PF-06651600, JAK3/TEC抑制劑)、Brepocitinib(PF-066700841, JAK1/TYK2抑制劑)、ATI-501(JAK1/3抑制劑)、Jaktinib(JAK2/3/TYK2抑制劑)。近期還有研究發(fā)現(xiàn),辛伐他汀可通過JAK通路下調(diào)Th1型細(xì)胞因子(IL-2、IL-12、IFN-γ和TNF-α)而改善斑禿［32］。

4 小結(jié)

斑禿是一種與多基因、多因素相關(guān)的系統(tǒng)性疾病,斑禿患者常有其他自身免疫性共病以及毛囊自身抗體的存在都證實(shí)了自身免疫參與了斑禿的發(fā)病。本文探討了可能與斑禿有關(guān)的免疫機(jī)制,與許多其他炎癥性皮膚病一樣,斑禿的治療也正處于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的新時(shí)代,針對致病途徑的靶向療法正在積極探索和開發(fā)。小分子靶向藥作為新型藥物正處于治療皮膚病臨床試驗(yàn)研究的最前沿,尤其是JAK抑制劑治療中重度斑禿具有顯著的效果和安全性［33］。未來可針對參與斑禿自身免疫或炎癥通路的多種關(guān)鍵分子開發(fā)新藥,如聯(lián)合拮抗Th1、Th2和JAK通路上某幾種細(xì)胞因子的靶向治療策略。另外,可進(jìn)一步在斑禿患者中鑒定自身抗原和抗原特異性T細(xì)胞,這將對闡明斑禿的免疫機(jī)制很有意義,也對開發(fā)新療法有較高價(jià)值。斑禿目前的研究熱點(diǎn)還包括微生物組(包括腸道、皮膚、頭皮、毛囊)、基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)、黑素細(xì)胞、富血小板血漿［34］、外泌體和胎盤提取物、干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)。隨著國內(nèi)外毛發(fā)領(lǐng)域的科學(xué)家對斑禿免疫機(jī)制的不斷深入研究,未來將繼續(xù)為斑禿患者的治療提供更多的可能性。