吴媛媛 郑 洁 肖风丽

特应性皮炎(atopic dermatitis，AD)是由遗传因素和环境因素交互作用引起的慢性、复发性、炎症性皮肤病。与AD皮肤中炎症和免疫应答的放大和持续有关的角质形成细胞(keratinocytes，KC)可以被诱导分泌促炎介质以应答各种刺激，从而促进或维持皮肤炎症。本文就KC在皮肤屏障、皮肤炎症、先天免疫系统以及金黄色葡萄球菌定植这几个方面与AD的相关研究进展进行论述。

1 角质形成细胞在AD皮肤屏障功能中的作用

KC作为皮肤角质层中的重要细胞，能产生一些细胞角蛋白以及黏多糖等维持皮肤的正常渗透，在AD患者皮损及非皮损部位，KC分化异常导致角蛋白的表达亦出现异常。

1.1 丝聚蛋白(filaggrin，FLG) FLG是由KC产生的源自丝聚蛋白原的蛋白质, 是角质层重要的结构蛋白，KC的功能异常会导致FLG表达降低。FLG缺陷会影响到很多通路，干扰KC的分化，破坏KC的结构，损害紧密连接结构[1]，使皮肤保持水分的能力减弱，角质层酸化，酯类结构改变，增加感染的风险，从而导致皮肤屏障功能失调。FLG对发挥皮肤屏障功能角质层的形成和水合起关键作用，FLG缺乏导致皮肤屏障异常，造成水分过多流失(表现为干燥、鱼鳞状皮肤)，过敏原渗透诱发炎症和变应性免疫应答以及金黄色葡萄球菌的皮肤定植[2]。在AD皮损中检测到IL-4和IL-13也导致KC中FLG的表达降低[3]。AD皮损中FLG缺陷会导致角化包膜形成的缺陷,保持角质层水合的能力降低，并且pH平行升高。pH值升高增强了激肽释放酶(kallikreins，KLKs)5和7的活性，导致透明角质颗粒(Keratohyalin granules)的过度降解和角质层完整性和内聚性的降低[4]。

1.2 紧密连接蛋白 表皮中的紧密连接(tight junction，TJ)属于另一组涉及细胞黏附的结构，在表皮颗粒细胞层中形成屏障，并且在皮肤损伤后其表达迅速增加，它们对于表皮的分化和角质化至关重要。TJ是由KC主动产生的跨膜和胞内蛋白质的复合物形成的，包括：克劳丁蛋白(claudin，CLDN)，闭合蛋白，闭合带1和2，连接黏附分子-1和multiPDZ-1蛋白[5]。除了屏障功能外，TJ蛋白还参与KC的增殖、分化、细胞粘附和细胞凋亡。在炎症性皮肤中，由于KC的异常，TJ蛋白质通常会受到影响。Batista等[6]和Gruber等[7]描述了在成年AD病变皮肤中存在着CLDN-1表达水平的降低，且CLDN-1的表达和Th2的存在之间呈反比关系。不同CLDN-1表达水平的小鼠模型显示，CLDN-1诱导的屏障功能改变在AD的发病机制和严重程度中起作用[8]。这些结果表明，由于CLDN-1减少导致TJ处的损伤，导致AD患者第二次物理屏障的功能障碍。

2 角质形成细胞在促进或维持AD皮肤炎症中的作用

2.1 胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP) TSLP是一种IL-7样细胞因子，在病变的AD皮肤中由KC大量表达，而在非病变AD皮肤或来自健康供体的正常皮肤中不表达，TSLP能通过树突状细胞引发天然T细胞分化为Th2细胞，并激活树突状细胞分泌Th2募集趋化因子，是将屏障表面的先天反应与Th2主导的获得性免疫反应相关联的关键因素，因为它可作用于多种效应细胞，导致皮肤过敏性炎症，因此被认为是过敏反应的总开关[9]。进一步的研究表明TSLP触发IL-5诱导和嗜酸粒细胞募集，并且TSLP诱导的小鼠AD表型是T细胞依赖性的，但不依赖IL-4/IL-13。这些研究表明，TSLP具有以Th2依赖性和独立性方式驱动AD发病机制的潜力，同时诱导患者的“瘙痒周期”[10]。以前的研究已经报道了急慢性AD皮损以及AD患者血清活检组织中TSLP的水平增加。AD皮损中的KC过表达TSLP，触发AD进展和特应性行程(atopic march)的基础路径。因此除了早期防止AD皮肤屏障缺陷外，TSLP的选择性抑制可能是阻断特应性行程的关键干预策略[4]。

2.2 肿瘤坏死因子α(TNF-α) TNF-α是在调节炎症反应中起关键作用的促炎细胞因子。用脂多糖(LPS)或紫外线刺激人KC可产生TNF-α，后者通过诱导各种不同细胞的细胞因子分泌来介导炎症和免疫应答。微阵列分析(Microarray analysis)表明，用TNF-α处理人KC不仅诱导与免疫和炎症反应相关的基因转录，而且与组织重塑、细胞运动、细胞周期调节和细胞凋亡有关，这表明TNF-α具有功能多样性[11]。皮肤中还存在一种TNF样弱诱导细胞凋亡机制，其可与TNF-α协同诱导KC凋亡，导致AD患者皮肤病变的发展[12]。有研究显示，Th2细胞因子和促炎细胞因子TNF-α联合导致角质层细胞间水肿，减少了角质层兜甲蛋白 mRNA的表达，降低长链游离脂肪酸和酯连接的邻羟基神经酰胺的水平，从而影响皮肤屏障脂质组织。与健康皮肤相比，单独或与Th2细胞因子联合的TNF-α诱导了在AD皮损中观察到的屏障脂质的异常[13]。

2.3 白细胞介素-1α和白细胞介素-1β 长期以来，IL-1β是由上皮细胞和KC等数种细胞产生的炎症细胞因子，并且在AD病变中高表达。几项研究表明IL-1β在AD皮损中可以由KC响应环境刺激而产生。另外，皮肤屏障缺陷可能是AD中KC产生IL-1β的另一个驱动因素[14]。 KC产生的IL-1α可以以旁分泌的方式作用于附近成纤维细胞并促进其增殖，且IL-1在KC中的自分泌信号传导有助于产生细胞因子IL-6，IL-8和TNF-α。皮肤损伤后，损伤的KC释放预存的IL-1α，IL-1α与其受体的结合激活促炎细胞因子(IL-6，TNF-α)和趋化因子(IL-8)的炎症通路，将嗜中性粒细胞吸引到伤口中[15]。 虽然AD是一种“Th2细胞免疫”相关性疾病，但是其诱导需要IL-1，主要是被识别为AD皮肤生物标志物的IL-1α。对食物敏感的儿童AD患者表现出IL-1α分泌增强。在AD中，UV-B通过影响KC的炎症小体而诱导IL-1β表达，当IL-1β相关的炎症小体功能异常时，也会导致IL-1β在皮肤中的水平增加[16]。

2.4 白细胞介素18 KC和肥大细胞响应暴露于过敏原或病原体(如：屋尘螨和金黄色葡萄球菌)而产生IL-18。且金黄色葡萄球菌定殖似乎有助于这种IL-18的产生，特别是在具有相对较低的IgE产生的AD患者组中[17]。已观察到这种促炎细胞因子的表达在伤口愈合的早期阶段增加。创伤愈合期间IL-18主要由伤口边缘的KC产生。已经确定IL-18是细胞因子和趋化因子产生的诱导物，因此有助于将免疫细胞吸引到伤口区域[15]。 IL-18通过诱导NF-κB核转位而结合IL-18R受体复合物来发挥其活性。在急性AD皮损中，IL-18刺激嗜碱性粒细胞、肥大细胞和CD4+T细胞产生不含IL-12的Th2细胞因子。在慢性AD皮损中，IL-18刺激Th1细胞产生IFN-γ。IL-18有助于CD4+T细胞和天然杀伤T细胞依赖性IgE的产生[18，19]。最近，孕妇血清和脐带血中的IL-18被认为是儿童AD的易感因素[20]。血清IL-18和IL-18受体水平升高已被认为可能是AD严重程度的生物标志物，但需要进一步的研究来证实这一观点[21]。

3 角质形成细胞在AD中调节先天免疫系统的作用

KC可表达模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)识别病原体，启动固有免疫反应，分泌或表达细胞因子、抗菌肽等参与获得性免疫。固有免疫发挥防御作用的关键是通过相应的PRR对病原相关分子模式(PAMP)的识别。PRR主要有Toll样受体(TLRs)这种组成形式[22]。 TLRs识别配体后，可以诱导信号通路的激活，引发大量促炎因子基因的表达，从而激发固有免疫细胞释放炎症因子和趋化因子，促进树突状细胞的成熟，增加血管通透性，募集白细胞至感染和损伤部位。遗传分析发现，位于细胞内的部分TLR2多态性(p.Arg753Gln)与金黄色葡萄球菌的感染有关，更重要的是，这种基因型与AD表型有关，即携带这种多态性的AD患者具有更严重的疾病表型，且具有对金黄色葡萄球菌超抗原和屋尘螨过敏原IgE抗体升高的特征[23]。

4 角质形成细胞在AD皮肤的金黄色葡萄球菌定植中的作用

众所周知，AD患者经常出现细菌和病毒感染性皮肤病。这种皮肤感染倾向可能与AD皮肤中先天保护机制的实质性缺陷有关[24]。衍生自KC的抗菌肽(antimicrobial peptides，AMP)(例如导管素，防御素和S100)在针对各种微生物的化学屏障功能中起重要作用。免疫组织化学研究表明，与银屑病相比，急慢性AD患者皮损中导管素和β-防御素2的表达都降低，但AD和健康人之间两者的表达没有显着差异。在这些研究中报道的AMP表达缺乏可能解释了金黄色葡萄球菌在AD患者中皮肤感染的易感性[11]。虽然人β-防御素1(human β-defensin 1，HDB1)由正常人KC表达，但皮肤炎症诱导HBD2，HBD3和LL37的表达，且这组抗菌肽在AD患者的KC中显著降低。AMP表达和分泌减少可能有助于增加AD患者皮肤对病毒、细菌和真菌的易感性[25]。

AD使金黄色葡萄球菌的皮肤定殖增加，并可导致疾病严重程度增加。研究显示金黄色葡萄球菌刺激人类KC增加其内源性蛋白酶活性，这种增加的蛋白酶活性与KLK mRNA的表达增加一致，其中KLK6、KLK13和KLK14的表达显著增加。在金黄色葡萄球菌暴露之前通过靶向小干扰RNA沉默抑制KC中这些KLK的mRNA阻断了蛋白酶活性的增加。暴露于金黄色葡萄球菌的KC表现出增强的桥粒芯糖蛋白1和FLG的降解，KLK6、KLK13和KLK14的小干扰RNA部分阻断了这种降解。这些数据说明金黄色葡萄球菌通过刺激KC内源性蛋白水解活性直接影响皮肤屏障完整性，并定义了金黄色葡萄球菌可能影响皮肤疾病的先前未知的机制[26]。

总之, 越来越多的证据证实，KC通过影响细胞因子、趋化因子、黏附分子等炎症相关调节因子的网络性调节，参与AD炎症的发生和维持。KC在皮肤免疫和屏障等方面与AD的发生和发展十分密切，通过对KC参与AD皮肤炎症发生中各个环节的干预可能为AD的药物治疗提供新的思路，为AD患者提供有效的治疗方案。