肥大細胞及其穩定劑在玫瑰痤瘡發病機制及治療研究進展

顧多多 潘婼芯 張 悅 李 敏 陶 夢 許 陽

南京醫科大學第一附屬醫院皮膚科,南京,210029

玫瑰痤瘡是在一定遺傳背景基礎上,由多種因素誘導的,以天然免疫和神經血管調功能異常為主導的慢性復發性炎癥性疾病,主要臨床表現為面部皮膚陣發性潮紅、持續性紅斑、毛細血管擴張以及丘疹、膿皰等,少數患者可出現增生肥大及眼部改變。玫瑰痤瘡的誘發因素包括溫度變化、日曬、情緒改變和辛辣刺激食物等,其發病機制包括遺傳因素、神經血管調節功能異常、皮膚屏障功能障礙、微生態紊亂以及天然免疫異常等［1］。其中天然免疫異常包括了含肥大細胞在內的多種天然免疫細胞和分子參與玫瑰痤瘡的致病過程［2］,另有較多基礎和臨床研究提示肥大細胞穩定劑對于玫瑰痤瘡具有一定治療作用,本文將相關研究進展綜述如下。

1 肥大細胞與免疫

肥大細胞起源于骨髓,其前體細胞通過外周血液循環遷移到機體各組織中后分化成熟。肥大細胞廣泛分布于皮膚、呼吸道和胃腸道,并多位于接近血管、神經的部位。這種分布使它們易與病原體、過敏原和其他環境因子接觸,成為機體免疫反應的第一批細胞［2,3］。根據肥大細胞表達蛋白酶的不同可將其分為結締組織肥大細胞(connective tissue mast cell,MCTC)和粘膜肥大細胞(mucosal mast cell,MCT),結締組織肥大細胞表達類胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶和組織蛋白酶,主要分布于皮膚,黏膜肥大細胞僅表達類胰蛋白酶,主要分布于呼吸道和胃腸道［4］。

在體內,肥大細胞主要是被特異性免疫球蛋白(specific immunoglobulin E,IgE)激活,其他激活物包括：過敏毒素、聚集的IgG、藥物、毒液、物理刺激、細胞因子和神經肽等。激活的肥大細胞以脫顆粒的方式釋放出多種物質。肥大細胞可釋放儲存在分泌顆粒中的預成型分子,包括組胺、5-羥色胺、蛋白酶(例如類胰蛋白酶、糜蛋白酶和羧肽酶)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)。肥大細胞還可以釋放新合成的白三烯、前列腺素、血小板活化因子、多種細胞因子(例如白細胞介素-6、白細胞介素-9、白細胞介素-13)和多種趨化因子［3］。

肥大細胞的主要生物學效應包括：(1)作為過敏反應的主要細胞;(2)招募和激活中性粒細胞,誘導急性炎癥反應;(3)參與適應性免疫,以多種方式參與抗原提呈和激活特異性T細胞;(4)參與神經源性炎癥［3,5］。

2 肥大細胞與玫瑰痤瘡

2.1 肥大細胞參與LL-37誘導玫瑰痤瘡的過程 LL-37是誘導玫瑰痤瘡發生的核心蛋白,而肥大細胞是LL-37誘導玫瑰痤瘡過程中不可或缺的環節。 在玫瑰痤瘡誘發因素(如細菌脂蛋白、紫外線等)的刺激下,皮膚角質形成細胞、肥大細胞等細胞細胞膜上Toll樣受體2(Toll-like receptor,TLR2)表達上調,促進絲氨酸蛋白酶激肽釋放酶5(kallikrein-related peptidase 5,KLK5)合成,KLK5則將表皮抗菌肽的前體蛋白(hCAP18)加工成活性形式——LL-37［6-8］。Muto等［9］將LL-37分別注射入肥大細胞基因缺陷型小鼠和野生型小鼠體內,野生型小鼠皮膚表現出玫瑰痤瘡樣炎癥,而肥大細胞基因缺陷型小鼠則沒有,提示肥大細胞是LL-37誘導玫瑰痤瘡樣炎癥的必要環節。

B?bolewska［10］等觀察到LL-37 可以直接刺激肥大細胞脫顆粒并釋放促炎細胞因子。進一步研究發現,LL-37作用于肥大細胞表面的Mas相關的G蛋白偶聯受體X2(Mas-related G protein-coupled receptor X2,MRGPRX2)后,上調瞬時受體電位香草酸受體4(transient receptor potential vanilloid 4,TRPV4)的表達,導致細胞內鈣離子濃度增加從而使得肥大細胞脫顆粒,在加入TRPV4抑制劑或敲除TRPV4后,LL-37和經典脫顆粒誘導劑48/80均不能誘導肥大細胞脫顆粒［11,12］,提示LL-37 經肥大細胞誘導玫瑰痤瘡與LL-37—MRGPRX2—TRPV4通路密切相關。因此,抑制MRGPRX2、TRPV4及其下游信號轉導通路可能是治療玫瑰痤瘡的潛在方法［13］。

此外,Muto等［9］的體外實驗顯示,將脫顆粒的肥大細胞上清液與人表皮角質形成細胞共同培養,人表皮角質形成細胞LL-37 mRNA的表達明顯增加。局部增多的LL-37進一步激活肥大細胞,LL-37持續增多,循環放大該病理生理過程,該現象可能是玫瑰痤瘡病程遷延、病情反復的原因之一。

2.2 肥大細胞介導神經與免疫之間的聯系 在玫瑰痤瘡誘因(如物理、化學刺激等)的作用下,皮膚感覺神經末梢釋放多種神經肽,包括垂體腺苷酸環化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)、降鈣素基因相關肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、P物質(substance P,SP)、血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)等,這些神經肽誘導血管舒張、血管生成,并通過MRGPRX2誘導肥大細胞脫顆粒,釋放TNF-α、組胺、類胰蛋白酶、促炎細胞因子等,進一步促進下游炎癥反應［9,14］。

肥大細胞脫顆粒所產生的組胺、類胰蛋白酶等可進一步加劇感覺神經末梢釋放神經肽,循環放大神經源性炎癥［14,15］。肥大細胞的持續激活是神經源性炎癥的重要節點,也是玫瑰痤瘡病程遷延的重要原因。

2.3 肥大細胞參與玫瑰痤瘡免疫反應 肥大細胞可進一步促進LL-37 的表達,LL-37通過激活炎癥小體(inflammasome)、激活核因子NF-κB 信號通路等機制誘發下游炎癥反應［8,16］,肥大細胞來源的基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)、白細胞介素6(interleukin-6,IL-6)、TNF-α等均具有募集中性粒細胞,放大炎癥反應的作用［17］。

此外,研究提示肥大細胞可調控樹突狀細胞的成熟和功能,受其調控后的樹突狀細胞刺激CD4+T細胞釋放高水平的干擾素γ(interferon γ,IFN-γ)和IL-17,誘導T細胞向Th-1/Th-17細胞的發育［18］。這可能是玫瑰痤瘡患者皮膚中存在Th-1/Th-17細胞極化的原因［19］。

2.4 肥大細胞與玫瑰痤瘡血管性改變相關 肥大細胞對神經源性炎癥的循環放大使得神經肽在局部增多,VIP、PACAP和CGRP均是血管擴張劑,可作用于小動脈的血管平滑肌細胞,PACAP還可以刺激血管內皮細胞釋放一氧化氮(NO),間接參與舒張血管［20］。肥大細胞來源的組胺可通過NO依賴性血管擴張、血流量增加以及血管內皮屏障破壞來增加血管通透性［21］。血管通透性增加、血管擴張以及血流量增加可能與玫瑰痤瘡患者陣發性潮紅、水腫等臨床表現有關。

肥大細胞直接釋放多種促血管生成因子,包括堿性成纖維細胞生長因子2(fibroblast growth factor2,FGF2)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、IL-8、TNF-α、類胰蛋白酶和糜蛋白酶,肥大細胞還可刺激其他炎癥細胞釋放促血管生成因子［17,22］。肥大細胞可進一步促進LL-37 的表達,Peng等［23］研究顯示,在玫瑰痤瘡的發病過程中,LL-37可通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合體1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1) 信號通路誘導血管生成。以上研究提示肥大細胞在組織血管生成中扮演重要角色,血管生成可能與玫瑰痤瘡患者皮膚紅斑、毛細血管擴張等表現均有關。

2.5 肥大細胞可能參與玫瑰痤瘡增生肥大改變 研究報道肥大細胞來源的類胰蛋白酶、糜蛋白酶、MMP-9、組胺、IL-4、FGF-2 、VEGF、TGF-β和 TNF-α 均可以刺激成纖維細胞增殖并促進膠原蛋白的形成［17,24,25］。Foley等［26］將肥大細胞和成纖維細胞共同培養后發現肥大細胞通過細胞間隙連接可刺激成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化并增加膠原蛋白合成,該過程可能與玫瑰痤瘡局部組織纖維化及出現增生、肥大表現有關。

3 肥大細胞穩定劑與玫瑰痤瘡

目前已經應用于臨床的肥大細胞穩定劑包括：色甘酸鈉、曲尼司特、抗組胺藥物(如酮替芬、奧洛他定等)、抗高膽固醇血癥藥物(如辛伐他汀、洛伐他汀等)、L型Ca2+通道阻滯劑(如維拉帕米、硝苯地平等)、免疫調節劑(如他克莫司、環孢素等)、袢利尿劑呋塞米、酪氨酸激酶抑制劑、磷酸二酯酶抑制劑以及靶向肥大細胞脫顆粒的信號通路的藥物［27］。

已經具有明確基礎研究和臨床證據可用于玫瑰痤瘡治療的肥大細胞穩定劑包括：

3.1 色甘酸鈉 色甘酸鈉是一種經典的肥大細胞穩定劑,上世紀六十年代最先應用于哮喘的治療［28］,此后,局部外用色甘酸鈉被用于特應性皮炎、皮膚肥大細胞增多癥以及過敏源、組胺引起的瘙癢癥等皮膚疾病的治療［29］。

Muto等［9］研究顯示,LL-37皮內注射誘導的玫瑰痤瘡樣炎癥小鼠模型中,使用色甘酸鈉預處理的小鼠沒有出現玫瑰痤瘡樣炎癥,提示色甘酸鈉在玫瑰痤瘡中的治療作用。此外,他們將10例紅斑毛細血管擴張型玫瑰痤瘡患者隨機分為兩組,分別局部使用4%色甘酸鈉和安慰劑,八周后局部使用色甘酸鈉的受試者皮膚組織中的MMP活性降低,初步驗證了色甘酸鈉用于治療玫瑰痤瘡的可行性。盡管如此,局部外用色甘酸鈉治療玫瑰痤瘡的有效性和安全性仍需要大規模的臨床實驗來進一步驗證。

3.2 青蒿素及其衍生物 青蒿素及其衍生物(雙氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等)可穩定肥大細胞膜。Cheng等［30］研究發現青蒿琥酯可呈劑量依賴性抑制IgE誘導的肥大細胞脫顆粒,其作用機制包括抑制IgE誘導的脾酪氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase,Syk)和磷酸脂酶Cγ1(phospholipase Cγ1,PLCγ1) 磷酸化、抑制三磷酸肌醇(inositol triphosphate,IP3)的產生以及抑制胞質中Ca2+水平升高。

另有研究提示青蒿素及其衍生物可減輕LL-37誘導的玫瑰痤瘡樣炎癥反應。用LL-37處理人類永生化角質形成細胞(HaCaT細胞)可模擬玫瑰痤瘡炎癥反應,Li等［31］發現青蒿琥酯可呈劑量依賴性抑制LL-37誘導的HaCaT細胞內促炎細胞因子增高,Yuan等［32］發現青蒿素預處理可顯著抑制LL-37誘導的HaCaT細胞內NF-κB信號通路激活,并抑制細胞內TLR2、促炎細胞因子和趨化因子的表達上調。

已經有臨床研究證實青蒿素可用于治療玫瑰痤瘡。在一項隨機對照研究中共有130例患者隨機分為兩組,每天兩次給予1%蒿甲醚乳劑或3%甲硝唑乳劑,與3%甲硝唑乳劑組相比,4周后1%蒿甲醚乳劑組患者總體病情改善率以及紅斑改善程度與甲硝唑組相當,但對丘疹膿皰的改善效果更好,8周后1%蒿甲醚乳劑組患者維持臨床緩解的比例更高［33］。但目前由于青蒿素類藥物副作用相關的報道較少,仍需多中心大樣本臨床隨機對照研究證實其在玫瑰痤瘡臨床治療中的應用前景。

3.3 羥氯喹 鈣激活性中電導鉀離子通道(intermediate-conductance Ca2+-activated K+ channels,KCa3.1)在肥大細胞脫顆粒過程中起關鍵作用。Li等［34］體外研究提示羥氯喹能顯著抑制LL-37誘導的肥大細胞脫顆粒和炎癥因子的釋放,這可能是因為羥氯喹減少了LL-37誘導的KCa3.1在肥大細胞中表達,此外在LL-37誘導的玫瑰痤瘡樣炎癥小鼠模型中,羥氯喹可減輕小鼠皮膚炎癥并抑制促炎因子和肥大細胞蛋白酶的增多。

有研究提示硫酸羥氯喹聯合他克莫司治療玫瑰痤瘡效果優于單用他克莫司軟膏［35］。在另一項多中心隨機雙盲雙模擬試點研究中,58例患者被隨機分為兩組,分別口服羥氯喹(200 mg,每日兩次)或多西環素(100 mg,每日一次)8周,并進行四次隨訪(第0、4、8和20周),結果顯示羥氯喹組的療效和安全性均與多西環素組相當,提示羥氯喹在玫瑰痤瘡中的治療作用［36］。

3.4 酮替芬 Baba等［37］使用膜片鉗技術測定細胞膜電容,發現抗過敏藥物酮替芬和曲尼司特呈劑量依賴性發揮肥大細胞穩定作用,酮替芬作用效果優于曲尼司特。電鏡觀察發現酮替芬和曲尼司特通過減弱細胞膜的變形能力抑制肥大細胞脫顆粒,同濃度時酮替芬作用效果優于曲尼司特。但目前尚無酮替芬或曲尼司特治療玫瑰痤瘡的隨機對照研究,僅在1997年有學者報道酮替芬和異維A酸聯合可有效治療Morbihan?。?8］。酮替芬、曲尼司特等抗過敏藥物可為未來的治療研究提供新思路。

3.5 肉毒毒素(botulinum toxin,BTX) 神經末梢的囊泡釋放與可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide attachment protein receptors,SNARE)有關,包括突觸小體相關蛋白25(synaptosomal-associated protein 25,SNAP-25)和囊泡相關膜蛋白(synaptic vesicle-associated membrane protein,VAMP)。BTX-A和BTX-B可分別切割SNAP和VAMP阻斷含有神經肽的突觸小泡的胞吐過程,從而控制玫瑰痤瘡神經源性炎癥［14］。

人和小鼠肥大細胞也表達SNAP-25和VAMP［39］。Choi等［40］體外研究顯示BTX-A和BTX-B均可以顯著減少肥大細胞脫顆粒,提示BTX可直接影響肥大細胞,此外他們在小鼠模型中發現經0.5U BTX-A預處理的小鼠玫瑰痤瘡樣炎癥明顯減輕,同時該組小鼠真皮中脫顆粒的肥大細胞百分比顯著降低,皮膚組織中肥大細胞糜蛋白酶、KLK5、MMP-9和TRPV2的表達顯著降低。

近年來的使用肉毒毒素治療玫瑰痤瘡的臨床研究均取得較為滿意的治療效果和較高的安全性評價,但仍受到樣本量小、研究設計不完善和隨訪時間短等限制,有待更大規模的臨床研究和長期隨訪加以驗證［41,42］。

3.6 強脈沖光 強脈沖光(intense pulsed light,IPL)是一段寬波段光,可通過不同的濾波片提供500～1200 nm間不同波長組合的光線［43］,已有許多研究提示其可有效改善玫瑰痤瘡的陣發性潮紅、持續性紅斑和毛細血管擴張［44,45］。

一方面,IPL治療玫瑰痤瘡與傳統選擇性光熱作用有關,可能的機制包括靶向血紅蛋白減少血管擴張和滅殺蠕形螨［46］。另一方面,Jiang等［47］研究表明,在小鼠模型和體外細胞實驗中,低劑量IPL(590濾波片,單脈沖,脈沖寬度20ms)均可抑制肥大細胞活化脫顆粒,進而抑制MMP-9、KLK5的表達,最終減少LL-37的產生、緩解LL-37誘導的玫瑰痤瘡樣炎癥反應,提示IPL可作為肥大細胞穩定劑參與玫瑰痤瘡的治療。

4 小結

綜上所述,肥大細胞是玫瑰痤瘡發生發展過程中的重要細胞,其脫顆粒過程及產物與玫瑰痤瘡炎癥反應、血管擴張、血管生成以及增生肥大并纖維化等病理生理過程相關,而肥大細胞穩定劑已經有相關基礎和臨床研究證實可有效緩解玫瑰痤瘡臨床癥狀,為玫瑰痤瘡治療提供了新方法。在現有已知的數種肥大細胞穩定劑之外是否存在效果更好、安全性更高的肥大細胞穩定劑以及其對玫瑰痤瘡的治療作用如何尚需更多研究證實。