多黏菌素B 誘發皮膚色素沉著的機制研究

張楚晗，劉笑芬，張 菁，邢清和

關鍵字： 多黏菌素B； 色素沉著； 機制研究

多黏菌素B屬于多肽類抗生素，主要用于治療革蘭陰性菌相關的感染，如大腸埃希菌、克雷伯菌、沙門菌、巴斯德菌、志賀菌，尤其是耐藥銅綠假單胞菌和耐藥鮑曼不動桿菌等。近年來國內外陸續有報道發現靜脈使用多黏菌素B誘發皮膚色素沉著過度的病例，患者主要表現為頭頸部的膚色變黑，不伴疼痛或瘙癢。目前關于這種色素沉著的機制研究結果顯示，組胺參與的機制假說證據較多。本文對多黏菌素B誘發色素沉著機制研究進行綜述，為相關研究提供研究思路和理論基 礎。

1 多黏菌素B誘發色素沉著的研究背景

多黏菌素B導致的彌漫性皮膚色素沉著集中于患者頭頸部，其余部位膚色常沒有明顯改變，不伴疼痛或瘙癢。有罕見病例會伴隨出現四肢和軀干部位紅疹，紅疹消退后留下黑褐色斑點。該色素沉著最早可發生于靜脈應用多黏菌素B后3 d，患者膚色隨著藥物暴露時間延長進一步加深[1]。Mat t os等[2]的一項隊列研究結果顯示，約15.0%患者出現色素沉著過度。色素沉著出現的原因不明，可能的機制如下：①色素沉著集中于面部和頸部，推測與其他區域相比，頭頸部的黑色素細胞密度較高，皮脂腺豐富；②患者可分離出各種致病細菌，故二者相關性不大；③患者肩部和軀干的裸露皮膚癥狀不明顯，推測這種色素沉著與陽光照射無顯著相關性；④白種人患者出現色素沉著的頻率和程度低于膚色較深的患者，可能存在影響黑色素生成的種族差異。Mattos等[3]隨后進行的前瞻性研究發現，8.0%患者出現皮膚色素沉著過度，色素沉著部位皮膚的組織學和免疫組織化學結果顯示，這些部位有豐富的黑色素細胞色素樹突狀網絡，朗格漢斯細胞增生以及皮膚IL-6過度表達；顯微鏡下觀察到真皮有輕度至中度的血管周圍淋巴細胞和組織細胞炎性浸潤；通過Masson-Fontana染色發現，角質形成細胞和黑色素細胞樹突內的黑色素含量升高，但沒有黑色素細胞增生的證據。綜上推測，靜脈內多黏菌素B治療引起的色素過度沉著與炎癥過程和黑色素細胞活化有 關。

2 組胺參與多黏菌素B誘發色素沉著過程及機制

2.1 多黏菌素B活化肥大細胞釋放組胺

長期以來認為多黏菌素B是一種肥大細胞激活劑。Bushby等[4]研究表明，多黏菌素B通過誘導肥大細胞脫顆粒釋放組胺，通過對小鼠皮下注射多黏菌素B，觀察到組胺釋放和腸系膜肥大細胞選擇性脫顆粒。多黏菌素B與肥大細胞表面非選擇性G蛋白偶聯受體結合，誘導肥大細胞脫顆粒釋放組胺[5-6]。因此推測多黏菌素B通過作用于肥大細胞膜表面的非選擇性G蛋白偶聯受體，激活后續細胞內信號通路誘導組胺釋放[7]，但具體作用于何種非選擇性受體尚不明確。同時，多黏菌素B的陽離子多肽結構，脂肪鏈疏水段以及環肽結構都是促使組胺釋放的關鍵因素[8-9]。

2.2 組胺與黑色素細胞H2受體結合誘導黑色素生成

組胺是一種常見的炎性介質，參與刺激黑色素生成。Yoshida 等[10]研究發現，組胺可與黑色素細胞上的H2受體結合，激活黑色素細胞內的環磷腺苷酸（cAMP）-蛋白激酶A（PKa）經典黑色素合成通路，誘導酪氨酸酶的活化和黑色素的合成。然而黑色素的生成受到其他基因調控影響。Lee等[11]通過對GDF-15基因沉默和過表達，證明該基因影響組胺誘導的黑色素生成和趨化遷移通路，H2受體激動劑amthamine（AA）和拮抗劑西咪替丁對黑色素細胞的刺激實驗表明組胺通過H2受體誘導GDF-15表達，進一步完善了組胺誘導黑色素生成的細胞內通 路。

多黏菌素B與真皮層的肥大細胞表面非選擇性受體結合，引起肥大細胞脫顆粒釋放組胺，組胺與基底層（Basal layer）的黑色素細胞表面H2受體結合，誘導黑色素細胞內cAMP產生和PKa活化，其導致cAMP響應元件結合蛋白（CREB）轉錄因子家族成員的磷酸化；同時，CREB轉錄因子激活多種基因，包括編碼小眼畸形相關轉錄因子（MITF）的基因，誘導多種與黑色素合成相關的酶和蛋白 [如酪氨酸酶（TYR）、酪氨酸酶相關蛋白（TYRP）、前黑素體蛋白Pmel17等]的轉錄，最終導致胞質內黑色素合成增加。見圖1。

2.3 尚待的研究

多黏菌素B與多黏菌素E具有相似的結構，兩者具有相似的抗菌機制和抗菌譜，兩者結構的不同僅為環肽結構中6位的氨基酸分別為D-Phe和D-Leu[12]。黏菌素是多黏菌素E經化學修飾后在臨床上使用的無活性前藥，與多黏菌素B不同的是，國內外暫時未見黏菌素導致皮膚色素沉著的報道。然而研究顯示，黏菌素同樣可誘導肥大細胞釋放組胺，且釋放水平與多黏菌素B相當[4]。為何黏菌素不存在皮膚色素沉著的原因尚不明確，兩者6位的氨基酸差異和黏菌素體內較低轉化率是可能的解釋，據研究，黏菌素的腎清除率相比轉換為多黏菌素E的效率要高得多。實際上，在批準的黏菌素劑量上限（300 mg/d），大多數肌酐清除率＞80 mL/min的患者血漿中多黏菌素E的濃度 ＜2 mg/ L[13]。因此，可能存在多黏菌素B對黑色素細胞的直接作用。

圖1 組胺參與多黏菌素B 誘發色素沉著的機制示意圖

值得注意的是，體內組胺水平升高不一定都會導致皮膚色素沉著，且多數組胺水平暴發所導致的色素沉著通常呈現區域性，而非彌漫性[14]。

此外，Iwata等[15]研究發現，用組胺處理離體培養包皮，并未觀察到TYR的活化，這說明組胺誘導的黑色素生成過程可能受到其他機制調控。因此，存在共調節機制觸發或是調節黑色素的生成。如Yoshida 等[10]在研究中提及的堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）可能是一種共刺激因子，因為在沒有bFGF的情況下，無法觀察到組胺誘導的黑色素生成[16]。

3 其他可能機制

皮膚活檢觀察到發生色素沉著的患者表皮朗格漢斯細胞的增生和真皮血管周圍輕中度炎性浸潤，由于表皮朗格漢斯細胞參與皮膚慢性炎癥的發病機制，故認為色素沉著與炎癥有關[3]。目前已證明多種炎癥介質可誘導黑色素沉積和趨向性遷移，如白三烯、血栓素、前列腺素等，稱為炎癥后色素沉著[17]。多黏菌素B導致的色素沉著不排除是由于多種炎性介質的誘導，研究發現，肥大細胞衍生因子（包括組胺）可以刺激朗格漢斯細胞遷移，與黑色素生成途徑有關[18]。

氧化應激反應也是可能的色素沉著機制之一。有關多黏菌素B腎毒性的研究結果顯示，多黏菌素處理的腎小管細胞發現線粒體應激反應和活性氧的產生[19]。活性氧如NO等，可誘導鳥苷酸環化酶活化，增強TYR基因表達從而增加黑色素生成[20]。并且，在多黏菌素B對人肺癌細胞A549的凋亡實驗中，多黏菌素B結構中第6位氨基酸的疏水性和生理條件下的陽離子形態起關鍵作用，觀察到更強的細胞毒性和線粒體氧化應激[21]。這也可以較好地解釋黏菌素未發現的色素沉著。

4 未來研究方向

黑色素細胞與其周圍約36個角質形成細胞構成表皮單位，它們之間存在復雜的細胞信號通路[22]，黑色素細胞產生的黑色素包裹在黑色素小體中，經由樹突分泌入周圍的角質形成細胞并再分布。研究發現，角質形成細胞上存在組胺受體[23]，且角質形成細胞產生的多數細胞因子對黑色素細胞有調節作用，如內皮素-1、干細胞因子、堿性成纖維細胞生長因子等[24]。所以角質形成細胞是否參與組胺誘導的黑色素細胞活化有待進一步研究。

肝細胞生長因子（HGF）可刺激人黑色素瘤細胞生長[25]。研究發現，多黏菌素B可顯著誘導包括人皮膚成纖維細胞在內的各種細胞產生HGF，多黏菌素B和黏菌素衍生物組的研究表明，聚陽離子肽和疏水性尾都是誘導HGF產生的必須結構[26]。因此，HGF是否參與多黏菌素導致的膚色加深也有待進一步研究。

此外，目前對于多黏菌素B導致肥大細胞脫顆粒的機制也尚不明確。研究發現，肥大細胞膜上一種非選擇性G蛋白偶聯受體Mas相關的G蛋白偶聯受體-X2（MPGPRX2），它的內源性和外源性配體結構上似乎具有一定特征：陽離子兩親性肽，肽鏈中存在D型氨基酸等[27-29]。這些特征與多黏菌素B的結構特征相對應，故進一步研究該受體在多黏菌素B致肥大細胞活化中的作用是必要 的。

5 結語

多黏菌素B誘發的皮膚色素沉著對患者有嚴重的社會心理影響，降低患者的生活質量，對其病理機制的研究具有重要意義。目前多黏菌素B誘發色素沉著的機制研究證據零碎，大部分研究缺乏多黏菌素B與色素沉著的直接聯系。所有可能的機制中，組胺參與的色素沉著機制假說證據最多，受多數學者認可，但也存在無法解釋的問題，同時不排除其他機制共同作用的可能。