特應(yīng)性皮炎皮膚屏障破壞相關(guān)基因突變研究進(jìn)展

卞亞偉，李欽峰

（天津市兒童醫(yī)院，天津 300000）

特應(yīng)性皮炎（Atopic Dermatitis，AD）是一種慢性、復(fù)發(fā)性、炎癥性、瘙癢性皮膚病，通常自嬰兒期或兒童早期發(fā)病，主要表現(xiàn)為皮膚干燥、濕疹樣皮炎及頑固的瘙癢，其瘙癢引起睡眠質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響著患兒及其家庭成員的生活質(zhì)量，由于該病在一定程度上缺乏有效的治療方法來控制疾病的遷延，給家庭乃至整個(gè)社會帶來了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。AD發(fā)病率逐年增長，影響15%～30%的兒童以及2%～10%的成人［1］。AD被認(rèn)為是過敏性進(jìn)程的第一步，隨著年齡的增長，其并發(fā)哮喘和過敏性鼻炎的概率明顯增加［2］。AD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與遺傳、環(huán)境、皮膚屏障異常以及免疫系統(tǒng)紊亂有關(guān)，其中皮膚屏障結(jié)構(gòu)和功能的異常在AD發(fā)病中起重要作用［3］。皮膚屏障是抵抗外界環(huán)境影響和阻止水分流失、維持電解質(zhì)平衡的第一道防線。皮膚的物理性屏障結(jié)構(gòu)即表皮滲透屏障，表皮滲透屏障可以延緩經(jīng)表皮水分流失，抵御微生物入侵及阻擋過敏原和刺激物，以及提供機(jī)械支撐。此外，由中間絲聚合蛋白（filaggrin，F(xiàn)LG）與表皮分化過程相關(guān)蛋白如兜甲蛋白、內(nèi)披蛋白、小分子富含脯氨酸蛋白等通過轉(zhuǎn)谷酰胺酶的交叉連接作用共同形成的角化包膜，是皮膚屏障中的重要結(jié)構(gòu)，也是表皮機(jī)械防御的基礎(chǔ)，能夠提高表皮滲透屏障的穩(wěn)定性［4］。目前發(fā)現(xiàn)，AD 角質(zhì)層中存在的異常特征包括水合減少、水分流失增加，脂質(zhì)成分改變?nèi)缟窠?jīng)酰胺減少，pH值增高，皮膚表面微生物分布異常（金黃色葡萄球菌增加）等。近幾年遺傳學(xué)研究的發(fā)展，將皮膚屏障功能受損的原因轉(zhuǎn)向了基因相關(guān)的皮膚屏障先天缺陷。

1 AD皮膚屏障異常

AD患者皮膚屏障異常可以概略地定義為遺傳屏障異常，有內(nèi)在或外在壓力的群體更容易加劇屏障功能的惡化，并進(jìn)一步削弱抗微生物屏障。目前，人們越來越關(guān)注遺傳因素在表皮屏障中所起的關(guān)鍵性作用，大約有80%～90%的AD患者有遺傳背景。目前與AD皮膚屏障相關(guān)的基因包括編碼FLG蛋白、絲聚蛋白酶、抑制劑蛋白酶的基因［5］，這些基因在皮膚結(jié)構(gòu)異常和免疫調(diào)節(jié)異常中起關(guān)鍵作用。FLG基因突變對人類有重大影響，目前大部分學(xué)者把此置于AD發(fā)病機(jī)制的中心位置。FLG基因編碼表皮重要的多功能結(jié)構(gòu)和功能蛋白。FLG的功能缺失突變是AD的最強(qiáng)遺傳危險(xiǎn)因素。然而并不是所有的AD都可以用FLG基因突變來解釋，因?yàn)閮H有40%的AD患者有這種突變，也并不是所有有FLG突變的患者會發(fā)展成AD［6］。盡管FLG基因突變已經(jīng)被廣泛熟知，但是其他的基因突變，如融合S-100家族中的蛋白（角蛋白，F(xiàn)LG-2，角化包膜前體SPRR3），跨膜蛋白79（TMEM79）及絲氨酸蛋白酶抑制劑（SPINK5）等也在AD發(fā)病中起重要作用［7］。

2 AD皮膚屏障與基因突變相關(guān)性研究

2.1 FLG基因 FLG是一種重要的表皮結(jié)構(gòu)蛋白，對角質(zhì)層的結(jié)構(gòu)和功能起著至關(guān)重要的作用。FLG及其降解產(chǎn)物有助于皮膚水合、pH平衡、表皮屏障完整性和微生物防御［8］。在AD的小鼠模型中，F(xiàn)LG缺乏改變角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外結(jié)構(gòu)，干擾脂質(zhì)分泌，降低對刺激物和半抗原的炎癥閾值，增加過敏原的滲透，增強(qiáng)皮膚炎癥［9］。AD患者FLG基因功能缺失會降低天然保濕因子（NMF）水平，減弱角質(zhì)層水合作用，增加經(jīng)表皮失水（TEWL），引起皮膚干燥，導(dǎo)致屏障功能障礙。FLG基因的功能缺失突變，導(dǎo)致FLG蛋白數(shù)量減少或FLG及其降解產(chǎn)物完全喪失。FLG功能缺失突變易導(dǎo)致AD獨(dú)特表型，包括掌紋征、發(fā)病較早、病程延長和更嚴(yán)重、過敏性鼻炎、哮喘和接觸性過敏的風(fēng)險(xiǎn)增加以及更高的感染易感性［10］。研究表明，F(xiàn)LG缺失突變可促進(jìn)經(jīng)皮過敏性致敏，花生過敏和AD以及其他皮膚疾病與FLG基因突變密切相關(guān)［11］。

FLG基因突變顯示出地域差異和種族特異性。R501X和 2282del4是最早發(fā)現(xiàn)的2個(gè)位點(diǎn)，經(jīng)研究證實(shí)這兩個(gè)位點(diǎn)是歐洲人最常見的2個(gè)位點(diǎn)，并且與AD強(qiáng)相關(guān)。對于非洲人，F(xiàn)LG基因突變不常見。對于亞洲人，突變位點(diǎn)較其他種族人群獨(dú)特且復(fù)雜。C3321delA是亞洲人特有的突變位點(diǎn)，與AD早期發(fā)病有關(guān)。C3321delA還與AD患者的臨床表型相關(guān)，具有該突變者更易合并皮膚干燥癥、掌紋征和皮膚劃痕征等［12］。同樣，在亞洲人中還發(fā)現(xiàn)P478S 和C3321delA與AD、過敏進(jìn)程以及反復(fù)的皮膚感染有關(guān)［13］。

2.2 SPINK5基因 SPINK5 基因位于染色體5q31-32上，編碼淋巴上皮Kazal-5型絲氨酸蛋白酶抑制劑（LEKTI），研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域與AD相關(guān)［14］。LEKTI在分化的角質(zhì)細(xì)胞中大量表達(dá)，其功能是調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的形成以及角質(zhì)形成細(xì)胞終末分化過程中蛋白質(zhì)水解，以及正常上皮的生成過程，其結(jié)構(gòu)、功能、濃度變化會最終導(dǎo)致皮膚屏障異常。LEKTI對角質(zhì)層中的糜蛋白酶（SCCE）有影響，其參與正常皮膚脫屑過程中角質(zhì)細(xì)胞間細(xì)胞連接的斷裂，LEKTI缺乏導(dǎo)致SCCE的功能上調(diào)，從而使細(xì)胞間連接的斷裂增加，以及屏障功能受損［15］，LEKTI缺乏在AD的發(fā)病中有促進(jìn)作用［14］。SPINK5基因突變已經(jīng)證實(shí)與Netherton 綜合征有關(guān)，該病患者缺乏LEKTI1［16］，Netherton 綜合征的一些臨床特征與AD重疊。SPINK5 基因?yàn)锳D易感基因，SPINK5多態(tài)性與中國人群AD的發(fā)病率和嚴(yán)重程度有關(guān)［14］。SPINK5基因的無義變異在AD患者中并非普遍存在［14］。K.Deman等研究發(fā)現(xiàn)SPINK5的rs2303067等位基因與皮膚屏障異常有關(guān)，不僅能導(dǎo)致早年患AD，而且是AD持久性、臨床表現(xiàn)更加嚴(yán)重的原因［17］。

2.3 TMEM79基因 TMEM79又名MATT，編碼蛋白質(zhì)mattrin，其水平減少會阻礙板層小體內(nèi)容物的分泌，損害板層小體組成成分傳遞的基因突變也可能是特應(yīng)性皮炎的易感因素［18］。TMEM79由角質(zhì)形成細(xì)胞和感覺神經(jīng)元共同表達(dá)，角質(zhì)形成細(xì)胞TMEM79的缺失會引起強(qiáng)烈的瘙癢，已在缺乏FLG基因突變的特應(yīng)性皮炎患者中發(fā)現(xiàn)了TMEM79基因突變［19］。導(dǎo)致TMEM79相關(guān)AD瘙癢的機(jī)制仍不清楚。此外，Tmem79是否在角質(zhì)形成細(xì)胞、神經(jīng)元或其他導(dǎo)致特應(yīng)性疾病的皮膚細(xì)胞中起主導(dǎo)作用也尚不清楚。動(dòng)物模型研究表明，TMEM79突變會引起小鼠的皮膚屏障缺陷、濕疹樣皮損和嚴(yán)重搔抓為特征的自發(fā)性AD［20］。此外，研究發(fā)現(xiàn)，TMEM79基因突變與一些愛爾蘭AD患者相關(guān)，是FLG野生型AD［19］。

2.4 與角化包膜相關(guān)的基因突變 最近研究發(fā)現(xiàn)一些與角化包膜相關(guān)的基因突變與AD相關(guān)。角化包膜是角質(zhì)層屏障重要結(jié)構(gòu)之一 ，也是表皮發(fā)揮保護(hù)作用的基礎(chǔ)。FLG-2是角化包膜分化的特異性成分，是一種FLG樣蛋白。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)AD皮損和非皮損處均存在FLG樣蛋白缺陷［21］。FLG2蛋白在皮膚屏障功能方面與FLG有相似的作用，對非裔美國人的研究發(fā)現(xiàn)FLG-2突變（rs12568784 和rs16833974）與AD的持久性有關(guān)［22］。Broccardo 等發(fā)現(xiàn)FLG2可以作為強(qiáng)有力的抗菌劑來抵抗金葡菌，其中金葡菌被認(rèn)為與AD的急性加重有關(guān)［23］。FLG2的缺陷會激發(fā)細(xì)菌定殖，引起AD的持久性。

角化包膜前體（SPRR3）上的突變，編碼角化包膜前體蛋白，不僅與AD有關(guān)，也與哮喘相關(guān)［24］。這些突變導(dǎo)致AD患者SPRR3表達(dá)高于正常水平，從而導(dǎo)致皮膚屏障功能異常［25］。超微結(jié)構(gòu)研究也顯示AD患者角化包膜有缺陷，并且比正常的更薄，導(dǎo)致細(xì)胞外脂質(zhì)減少以及角質(zhì)層之間粘著力減弱。但是，這不僅與SPRR缺陷有關(guān)，也與AD患者中一些其他的角化包膜前體缺陷有關(guān)，或許是因?yàn)閺V泛的Th2細(xì)胞受到刺激引起這些蛋白質(zhì)下調(diào)引起的［26］。

3 小結(jié)

近些年，皮膚屏障相關(guān)基因突變在特應(yīng)性疾病發(fā)病中的作用越來越受到大家的關(guān)注。因此，需要更加深入的研究并尋找引起皮膚屏障破壞的基因突變，進(jìn)而能夠從基因水平通過改變某些基因的表達(dá)來改善皮膚的屏障功能，預(yù)防AD的發(fā)生、提高診斷水平，為新藥的研發(fā)及疾病的治療提供新的靶點(diǎn)。