白癜風發病機制研究熱點解析

李春英 李舒麗

第四軍醫大學西京皮膚醫院，西安 710032

白癜風是一種常見的自身免疫性皮膚病，主要原因為表皮黑素細胞破壞。近年對白癜風的發病機制研究，仍聚焦于黑素細胞內在的損傷以及T細胞介導的特異性免疫應答。過去30年的研究常將二者作為獨立的事件，如今越來越多的體內外證據表明，氧化應激作為重要始動因素可通過激活固有免疫反應，參與啟動針對黑素細胞的特異性T細胞免疫應答，造成黑素細胞損傷。此外，角質形成細胞在啟動白癜風自身免疫反應中的作用，也日益引起重視。隨著對這些新理論的深入研究，一系列關鍵分子及其調控機制陸續被揭示，一些新的治療理念及策略也取得了創新性突破。

一、黑素細胞內在缺陷仍是白癜風發病機制研究的焦點

黑素細胞位于表皮基底層，具有合成黑素抵御紫外線損傷的功能，而紫外線照射是細胞內活性氧（ROS）、過氧化氫（H2O2）及超氧陰離子的重要來源，因此較表皮其他細胞更易遭受外源性氧化應激損傷。在黑素合成過程中，一系列酶如酪氨酸羥化酶、苯丙氨酸羥化酶將酪氨酸轉化為黑素，需要催化大量新蛋白產生，更多的能量需求引起細胞內線粒體能量代謝超負荷，容易導致線粒體ROS 蓄積，也增加了內源性氧化應激的風險［1］。既往有研究嘗試在皮損局部外用過氧化氫酶抵抗氧化應激損傷，但治療效果并不理想［2］。因此，更多的學者開始關注白癜風患者黑素細胞的內在缺陷。

我們課題組發現［3-4］，白癜風患者黑素細胞內抗氧化基因（Nrf2）、抗氧化酶如過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽巰基轉移酶（GST）等均存在基因缺陷及功能障礙，因此較正常人黑素細胞對氧化應激更敏感。在同等氧化應激水平下，正常黑素細胞可激活自身Nrf2-HO-1信號，誘導下游多個抗氧化分子如NQO1、GCLM 的表達，同時激活細胞自噬，對抗氧化應激損傷；而白癜風患者黑素細胞Nrf2激活障礙，不僅引起下游HO-1 等抗氧化分子表達減少，且p62 介導的細胞自噬也存在缺陷，因此更易損傷?；谝陨习l現，我們嘗試尋找可激動Nrf2信號的藥物糾正黑素細胞抗氧化缺陷，發現阿司匹林［5］、辛伐他汀［6］均可激活白癜風黑素細胞的Nrf2信號通路，促進細胞抗氧化，協助抵抗氧化應激損傷。然而，目前體外細胞實驗的用藥濃度遠高于患者系統用藥的安全劑量，期待后續有相應藥物作為局部外用制劑進入臨床研究。

隨著近年對黑素細胞抗氧化機制的深入研究，越來越多的抗氧化藥物被發現。盡管目前抗氧化藥物在白癜風中的治療作用還缺乏循證醫學證據，但在2013年的歐洲白癜風治療指南中［7］，已明確提出局部或全身應用抗氧化劑的合理性，無論是單用還是聯合光療，都值得在臨床推廣應用。

二、T細胞介導的自身免疫仍是黑素細胞破壞機制研究的重點

1990年代中期，臨床觀察到進展期白癜風皮損邊緣真表皮交界黑素細胞定植處有CD8+T 細胞浸潤，其介導的自身免疫一直為白癜風發病機制研究的重點。之后的研究發現，這些CD8+T 細胞可特異識別黑素細胞自身抗原，是導致白癜風黑素細胞破壞的主要原因［8］。最近研究發現［9］，CD49α 表達于白癜風皮膚常駐型記憶CD8+T 細胞，角質形成細胞來源的白細胞介素（IL）15 可促進CD49α+CD8+T 細胞表達穿孔素（perforin）、顆粒酶 B（granzyme B）等毒性標志，促進黑素細胞損傷。利用抗體干涉IL-15 受體CD122，可顯著緩解白癜風小鼠模型的疾病表型［10］，有望成為治療白癜風的新方法。

近年來，隨著靶向趨化因子的治療策略在腫瘤及自身免疫性疾病中的研究進展，越來越多的學者開始關注白癜風患者外周CD8+T 細胞向皮膚局部遷移的機制。通過白癜風患者皮損組織樣本和小鼠模型，發現干擾素γ（IFN-γ）誘導的趨化因子CXCL9、CXCL10 對白癜風 CD8+T 細胞皮膚遷移發揮關鍵調控作用，并且在白癜風患者皮損及外周血中均檢測到黑素細胞特異的CD8+T 細胞表達CXCR3［11］。進一步小鼠模型實驗證實，IFN-γ 誘導的 JAK-STAT 信號是 CXCL9、CXCL10 表達的關鍵，采用中和抗體抑制CXCL10 可以顯著抑制疾病進展，甚至促進白斑復色［11］。臨床研究也證實白癜風患者外周CXCL9、CXCL10 與疾病活動性正相關［12］。此外，我們團隊發現［13］，CXCL16-CXCR6 也是誘導白癜風CD8+T 細胞向皮膚遷移的關鍵趨化信號，該趨化信號也受IFN-γ 調控。以上研究提示，干預IFN-γ 誘導的趨化因子CXCL10、CXCL16阻斷白癜風CD8+T 細胞向皮膚遷移，可能是白癜風的有效治療策略［14］。由于IFN-γ 信號活化依賴非受體型酪氨酸激酶JAK，因而靶向抑制JAK信號通路的藥物具有治療白癜風的潛在作用。目前應用于白癜風的JAK 抑制劑主要有托法替尼（tofacitinib）和魯索利替尼（ruxolitinib）。基于現有的臨床報道［15-16］，口服托法替尼5 mg/d 或魯索利替尼40 mg/d治療白癜風取得了一定的療效。還有魯索利替尼外用劑型應用于白癜風的研究［17］。需注意的是，不同部位的皮膚敏感性差異較大，以面部療效最為顯著，聯合窄譜中波紫外線（NB-UVB）或日光照射能促進黑素細胞遷移，可有更好的療效［18-19］。

除了針對性干涉CD8+T 細胞向皮膚遷移外，還有研究在小鼠模型中證實，抑制趨化因子CXCL12 和CCL5 介導的抗原提呈細胞及T 細胞向皮膚遷移，也可顯著抑制白癜風疾病表型［20］，但目前尚無相關藥物應用于白癜風治療。此外，白癜風患者外周及皮損調節性T 細胞（Treg）細胞數量減少，且其免疫抑制功能減弱，是白癜風自身免疫反應持續發展的另一關鍵。Treg 細胞皮膚遷移研究中［21-22］，白癜風患者皮膚中趨化因子CCL22 減少，利用白癜風小鼠模型證實，以雷帕霉素誘導Treg細胞擴增，或者增加局部皮膚CCL22 表達，誘導Treg細胞向皮膚遷移，均可抑制CD8+T 細胞介導的免疫反應，減少IFN-γ 的產生，對白癜風起到顯著的治療作用。因此，抑制CD8+T 細胞皮膚遷移及免疫反應，增強Treg 細胞皮膚浸潤及功能，維持皮膚局部免疫穩態，是白癜風的理想治療策略。

三、黑素細胞損傷激活固有免疫是白癜風研究領域的新熱點

進展期白癜風皮損邊緣除了有CD8+T 細胞浸潤外，還可觀察到自然殺傷細胞（NK）、巨噬細胞及炎癥性樹突細胞（DC）等固有免疫細胞，表明固有免疫應答參與白癜風疾病的發生和進展。損傷相關分子模式分子（DAMP）是固有免疫的重要組成部分，也是近年來白癜風研究熱點。熱休克蛋白HSP70是白癜風眾多DAMP分子中的明星分子，研究發現，黑素細胞在受到酚劑4-TBP 的應激下，HSP70 通過與 DC 表面 CD91 受體結合，促進 DC 活化及遷移［23］。在小鼠模型中證實［24］，通過突變HSP70 羧基末端的肽段（HSP70iQ435A）可抑制HSP70對DC的活化能力，降低DC表面共刺激分子和主要組織相容性復合體表達，抑制黑素細胞特異的CD8+T 細胞活化，最終抑制白癜風小鼠模型疾病進展，甚至促進復色。最近的一項研究選用與人皮膚類似的辛克萊豬模型，進一步證實了HSP70iQ435A對白癜風的治療作用，并且該治療方式不干擾黑素瘤免疫監視［25］。這些研究極大地鼓舞科學家們在白癜風患者人群中開展HSP70iQ435A的臨床研究。

除了HSP70，其他類型熱休克蛋白還可激活TLR2、TLR4以及其他經典的模式識別受體（PRR），誘發炎癥反應。我們前期發現，白癜風的新DAMP分子內質網鈣調蛋白CRT，在氧化應激下，分子轉位至細胞膜，增強黑素細胞免疫原性，誘導凋亡［26］。此外，DAMP分子還可由應激損傷的黑素細胞以外泌體形式分泌釋放，如莫諾苯宗可誘導黑素細胞釋放含有特異抗原的外泌體，誘導DC 活化和T細胞自身免疫反應，靶向殺傷黑素細胞。除了抗原外，攜帶微小RNA、熱休克蛋白及其他形式DAMP的外泌體也陸續被發現，如氧化應激誘導外泌體分泌微小RNA-27b，可促進巨噬細胞活化；腫瘤中提取的含HSP70 的外泌體還可促進NK 細胞活化及遷移。未來的研究將進一步明確白癜風黑素細胞損傷相關的DAMP分子，闡明其激活固有免疫反應的作用和機制。

炎癥小體是一類可識別病原相關分子模式（PAMP）和DAMP 的多蛋白復合物，也是固有免疫的重要組成部分。核苷酸結合寡聚化結構域NOD樣受體蛋白1（NLRP1）是白癜風發病易感基因，攜帶純合子NLRP1風險單體型的白癜風患者NLRP1炎癥小體激活且效應分子IL-1β 的產生增加，并且兩者都與白癜風進展相關［27］。另外，NLRP3炎癥小體也被認為在白癜風的發病中發揮重要作用。但目前NLRP1、NLRP3 炎癥小體激活的具體機制及其對白癜風免疫應答的調控作用，尚待進一步研究。

四、角質形成細胞在白癜風自身免疫中的作用日益受到重視

以往白癜風的發病機制研究多關注黑素細胞本身及浸潤的免疫細胞。但由于表皮中角質形成細胞在數量上占優勢，及其與黑素細胞密切的解剖關系，其分泌的多種細胞因子對皮膚局部免疫微環境可起到比其他細胞更為主導的作用。我們前期研究發現，白癜風患者角質形成細胞在氧化應激下，分泌堿性成纖維細胞生長因子、干細胞因子均減少，可致黑素細胞損傷［28］。

近年來，隨著趨化因子介導CD8+T 細胞遷移的明確，研究者們更關注這些高表達的趨化因子的細胞來源。利用白癜風小鼠模型及患者組織證實，角質形成細胞是趨化因子CXCL9、CXCL10 的主要來源，敲除角質形成細胞中STAT1信號能顯著抑制IFN-γ 誘導的趨化因子及其介導的CD8+T 細胞皮膚遷移，并證實表皮其他細胞如朗格漢斯細胞、γδT細胞及常駐T細胞來源的趨化因子并非白癜風疾病進展所必須［29］。我們課題組也發現趨化因子CXCL16主要來源于表皮角質形成細胞。在氧化應激條件下，角質形成細胞發生內質網應激，激活未折疊蛋白反應（unfolded protein response，UPR），通過 PERK-eIF2α 和 IRE1α-XBP1 信號通路，促進CXCL16 的表達及分泌［13，30］。角質形成細胞是CXCL10、CXCL16 主要細胞來源的明確，具有重要臨床意義，未來或許可以研發出靶向抑制角質形成細胞中IFN-γ信號、UPR反應或直接靶向趨化因子的局部外用制劑，安全、高效地治療白癜風。

最近發現，角質形成細胞除在介導免疫細胞皮膚遷移中發揮關鍵調控作用外，氧化應激下白癜風患者角質形成細胞Wnt活性降低，由此導致Wnt介導的黑素細胞再生被顯著抑制，臨床白斑不易復色［31］。因此，未來還需要開發促進角質形成細胞Wnt活性的藥物，從而促進黑素細胞再生。

五、結語

圖1 白癜風發病機制模式圖 氧化應激作用于黑素細胞，抑制抗氧化信號抗氧化基因（Nrf2）通路導致黑素細胞抗氧化缺陷及自噬障礙，引起黑素細胞直接損傷; 同時激活NLRP1、NLRP3炎癥小體及未折疊蛋白反應（UPR），誘導炎癥因子IL-1β、IL-18、趨化因子CXCL12、CCL5，損傷相關分子模式損傷相關分子模式分子（DAMPs）、外泌體、miRNA 等分泌，促進樹突細胞活化，啟動白癜風異常免疫反應。氧化應激作用于角質形成細胞，激活UPR，促進趨化因子CXCL10、CXCL16分泌，介導CD8+T細胞向皮膚組織遷移；同時表達IL-15，促進組織定植記憶性CD8+T細胞活化，促進白癜風皮膚局部免疫反應。CD8+T細胞通過分泌效應分子IFN-γ及毒性殺傷介質顆粒酶B（granzyme B）、穿孔素（perforin），靶向殺傷白癜風黑素細胞；同時，IFN-γ激活角質形成細胞中JAK-STAT信號通路，可進一步加強角質形成細胞介導的局部免疫反應。皮膚組織細胞中CCL22表達減少，導致Treg細胞皮膚遷移減少，且Treg細胞免疫抑制功能降低，進一步加重CD8+T細胞介導的細胞免疫應答，導致白癜風黑素細胞被特異殺傷

白癜風的發病機制極為復雜，目前主流的觀點認為，氧化應激作為重要始動因素，介導黑素細胞內在損傷，激活皮膚局部固有免疫反應，同時誘導角質形成細胞趨化因子、細胞因子釋放，進而啟動針對黑素細胞的特異性T細胞免疫應答，是導致白癜風發病的關鍵機制（圖1）。未來需要在此基礎上進一步明確氧化應激下，相關DAMP 分子如HSP70、CRT，以及外泌體、炎癥小體對黑素細胞特異抗原、CD8+T 細胞免疫功能的影響，以及角質形成細胞與皮膚局部T 細胞如何互作交流進而促進局部免疫應答，從而更好地闡釋固有免疫作為橋梁連接氧化應激與T細胞自身免疫的機制。其次，細胞氧化應激與適應性免疫之間的關聯證據還很少，進一步解釋氧化應激對T 細胞免疫應答的直接作用及調控機制，將是未來研究的重要領域。隨著白癜風發病機制研究的不斷深入，與白癜風發病密切相關的細胞亞群、關鍵分子以及精細的調控機制逐漸被揭示，也由此發現了一系列針對疾病關鍵環節的靶向治療策略。尋找合適的藥物阻斷白癜風黑素細胞損傷及T 細胞免疫應答，發現更為特異、高效、安全的靶向治療策略，將是白癜風研究領域的重要發展方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突