银屑病发病机制的研究进展

来源:岁月联盟 作者:刘旭,刁骋 时间:2010-07-13
【关键词】  银屑病;发病机制;易感基因;IL?20

    寻常型银屑病(以下简称银屑病)是一种常见、顽固、严重影响患者生活质量的皮肤病。根据1984年全国银屑病科研协作组的调查结果显示我国患病率约为0.123%,发病率约为0.12%。男性患病率高于女性,城市患病率高于,北方患病率高于南方。国外资料显示银屑病患病率约为1%3%,以欧洲和北美的白人最常见,美国黑人少见,印第安人几乎不发病。银屑病病程不定,往往是慢性缓解与恶化交替出现。临床上分为四型,即寻常型、脓疱型、关节病型与红皮病型,其中寻常型占90%以上。目前银屑病发病的确切病因和发病机制尚未完全阐明,而遗传因素和免疫因素已被证明在疾病发生和病理过程中起到了十分重要的作用。其中,IL?20及其受体在银屑病发病机制研究中的作用逐渐受到重视。
  1  遗传因素在银屑病发病中的作用
    基于对银屑病家系的分析,已证明银屑病是一种多基因复杂遗传疾病,多个基因相互之间,或者与环境因素之间相互作用引起疾病的发生。目前发现有7个银屑病易感基因位点已被收入人OMIM(ONLINE MENLIAN INHERITANCE IN MAN,在线《人类孟德尔遗传》),分别是:定位于6p21.3的PSORS1(psoriasis susceptibility 1),定位于17q的PSORS2,定位于4q的PSORS3,定位于1q的PSORS4,定位于3q的PSORS5,定位于19p的PSORS6,定位于1p的PSORS7[2,3]。
  1.1  PSORS1  PSORS1是最主要的银屑病易感基因位点,位于人类MHC?I基因区,目前范围已经缩小到HLA?C位点端粒端60kb的片段中。也有人进一步发现PSORS1位于HLA?B和HLA?C之间,暗示PSORS1可能是一个变异基因,负责调控HLA?C和其他基因在MHC?I类分子的表达。PSORS1包括9个候选基因,目前有两个基因研究的比较多,一个是编码CCHCR1基因,是一种变异的与银屑病相关的HCR(coiled?coil alpha?helical rod protein),变异后的HCR具有一个短小的α螺旋结构,提示这个结构变化可能影响其抗原性和生化特性,有实验指出HCR在银屑病皮损中的表达高于正常皮肤[4];另一个是编码角质锁链素(CDSN)基因,CDSN基因具有高度多态性,CDSN通常表达在终末分化的角质细胞和毛发的根鞘中,CDSN可以影响桥粒的形成,确保表皮角质层细胞紧密连接起来,有人发现CDSN在银屑病皮损中高水平表达,与银屑病脱屑形成有关[5]。
  1.2  其他易感基因位点 
 
  PSORS2区域包括3个候选基因,SLC9A3R1、NAT9、RAPTOR。其中,SLCA3R1与NAT9影响免疫突触部位细胞骨架的形成;RAPTOR是MTOR调节蛋白,MTOR是一种能够调节细胞对外界生长因子等激素刺激后产生的增殖分化程度的蛋白质,RAPTOR通过调节MTOR来影响细胞的增殖分化;编码干扰素调节因子2(IRF2)位于PSORS3区域,在IRF2缺陷小鼠中I型干扰素产生的信号可以过度表达引起类似银屑病的症状[6];PSORS4长度2Mbp左右,编码表皮分化复合体(EDC,epidermal differentiation complex),包括一系列基因,编码S100蛋白,短小的富含脯氨酸的蛋白质(small prolin-richprotein, SPRRs)和late envelope protein(LEPs),与角质细胞分化成熟有关;SLC12A8位于PSORS5区域,是此区域中第一个被证明与银屑病发病有关的基因,SLC12A8是cation?and?chloride?coupled co?transporter 基因家族成员,但是其转运物质还不清楚[7];JunB位于PSORS6区域,是AP1转录因子的组成成分,参与对多种组织中细胞的增殖、分化、应激反应和细胞因子的表达,有研究表明其激活的细胞因子表达与银屑病有关[8]。目前,我们对许多候选基因的功能还不十分清楚,相信随着技术水平的不断和科学家们不断的实践,对银屑病易感基因的研究也将取得新的突破。
  2  免疫因素在银屑病发病中的作用
    银屑病主要病理表现为角质细胞增殖分化异常,角质化不完全。因此,最初人们把研究重点放在角质细胞上,发现银屑病患者皮肤与正常皮肤表达的角蛋白类型有所区别,这些角蛋白刺激机体免疫系统产生的自身抗体对于角质形成细胞的异常增殖分化有一定的影响。随着研究的进一步发展,人们发现银屑病皮损处浸润的单核细胞对角质形成细胞的增殖分化有一定的影响,可能在银屑病发病和皮损持续过程中起到重要作用,其中最重要的就是T淋巴细胞。
  2.1  T淋巴细胞 
  T淋巴细胞根据其免疫表型与功能的不同分为两个亚型:CD4+辅助性T细胞(Th)与CD8+细胞毒性T细胞(Tc),Th细胞还可分为Th1细胞与Th2细胞,Th1细胞接受刺激后产生IL?2,IFN,TNF等细胞因子,与细胞免疫有关,Th2细胞产生IL?4,IL?5,IL?10等细胞因子,与体液免疫有关,Th1细胞与Th2细胞通过其产生的细胞因子互相抑制对方的分化,在一定条件下也可以相互转化。研究发现Th1细胞对银屑病的发病与持续有促进作用,而Th2细胞却有与Th1细胞相反的作用。
  在进一步对银屑病皮损的研究中发现CD8+T细胞主要存在表皮中,CD4+T细胞主要存在真皮中。这些发现均提示由于炎症化学趋化因子的存在导致T细胞的定向化学趋化,局部组织浸润,释放炎症性、增殖性细胞因子,促使表皮角质细胞的过度增殖而引起银屑病皮损。使用T细胞免疫抑制剂FK506和环孢霉素以及CD4/CD3单克隆抗体可使症状明显得到改善,充分证明T淋巴细胞尤其是CD4+T淋巴细胞在银屑病发病中起关键性作用。对于CD8+T细胞在银屑病发病中的作用意见不一,有人发现在皮损消退过程中CD8+T细胞增多和CD4+T细胞减少,CD8+T细胞很有可能与病情改善有关。也有人认为CD8+T细胞与银屑病的病情加重有关[9]。
  2.2  DC  在银屑病患者皮损处有大量的DC细胞,其中一些DC是在正常皮肤中不存在的,例如PDC。这些DC细胞和角质细胞在接受外界刺激,例如细菌病毒感染,外伤等会产生前炎症因子,这些前炎症因子趋化T淋巴细胞以及其它一些免疫效应细胞到皮损处,一些由DC产生的细胞因子可以直接作用于角质细胞,引起病理改变,甚至角质细胞激活后也产生一些细胞因子通过自分泌和旁分泌引起病理改变,例如IL?20。被趋化的T淋巴细胞主要是Th1和Tc细胞,他们在皮损处被激活,产生IFN?γ,TNF,IL?2,IL?12等细胞因子[10]。IFN?γ与TNF是引起角质细胞银屑病改变的主要两个细胞因子,有报道指出IFN?γ和TNF与角质细胞短时间接触就可以诱导激活角质细胞内100多个基因的转录表达[20,21],引起角质细胞过度增生产生银屑病典型皮损改变。虽然Tc细胞可以产生穿孔素,颗粒酶,FASL来介导细胞凋亡,但是在银屑病皮损处,细胞因子对角质细胞的增生作用远远大于这种凋亡作用,因此皮损处表现为增生。另外有报道指出NKT细胞激活与调节性T细胞的缺陷也对银屑病的发病与持续发展有一定影响[11]。
  2.3  细胞因子
  IL?23是IL?12细胞因子家族成员,由角质细胞和PDC细胞产生,可以激活T淋巴细胞,刺激T淋巴细胞增殖。
  在银屑病皮损中,IL?23极低水平表达,有报道指出这种低水平的IL?23是正常皮肤的几倍,说明IL?23可能在银屑病发病与皮损维持中有重要的作用[12]。IL?23可以刺激CD4+T细胞亚群产生IL?17。IL?17是一种由T淋巴细胞产生的前炎症因子,刺激表皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞等其他细胞产生前炎症因子,而且IL?17也可以与其他前炎症因子共同作用,诱导TNF的生成。
  3  IL?20、IL?19与银屑病的关系
    随着白细胞介素家族成员IL?20和IL?19的发现,有研究指出IL?20和IL?19以及它们的受体与早期银屑病发病与疾病的持续有密切关系。资料显示大剂量IL?19和IL?20分别刺激BHK细胞可以激活STAT1细胞信号传导途径,而STAT1也在IFN?γ引发的细胞信号传导途径中起重要作用,所以银屑病的发病有可能与STAT1细胞信号传导途径引起的变化有关,IL?19与IL?20可能合并其它细胞因子在银屑病发病与维持过程中发挥作用。
    
  有实验指出在HaCaT和BHK细胞中两种类型的受体与配体结合后,激活STAT3细胞信号传导途径。进一步研究表明IL?22RA胞浆部分具有2个STAT3结合位点,而IL?20RB具有4个STAT3结合位点。IL?20RB胞浆部分具有与IFN?RA相似的Tyk2结合为点,提示受体激活后可能具有与IFN相似的作用。Blumberg 等人发现IL?20可以激活人类角质细胞系HaCaT 细胞的STAT3 途径,引起STAT3 分子相关基因的活化和转录,具体来说是在IL?20 刺激下,HaCaT 细胞中的TNF?α,MCP?1,MRP?14 等细胞因子的表达上调,而这几种细胞因子和早期的炎症启动和免疫应答密切相关:TNF?α可活化单核和巨噬细胞,提高其杀伤活性,并上调巨噬细胞MHC?Ⅱ分子,提高它的抗原递呈能力,还能刺激内皮细胞表达MHC?Ⅰ类抗原,同时促进中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞黏附到内皮细胞上,参与炎症反应;MCP?1 则可趋化激活T 细胞、单核细胞、激活嗜碱性粒细胞,促进NK细胞细胞毒活性;MRP?14 是一种S100 钙离子结合蛋白,在白细胞整合素的活化中起作用,调节表皮炎症。进一步研究发现,STAT3基因敲除的角质细胞尽管可以形成表面上正常的表皮,但它们在外伤愈合和毛发生长方面有着明显的缺陷,而且STAT3 敲除的角质细胞对表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、IL?6 的刺激不产生细胞效应。研究人员还发现IL?20 可刺激角化细胞的增生和分化,这一过程似乎与活化的T细胞有关,活化的T细胞可分泌IFN?γ,尽管IFN?γ在正常条件是诱导巨噬细胞、T 细胞、B 细胞等细胞MHC Ⅱ分子的表达,提高它们的抗原递呈能力,但在皮肤炎症环境中,IFN?γ则可诱导角质细胞表达角质蛋白17,促进角质细胞的增生[13,14]。有报道称IL?20不仅能够影响角质细胞,而且还可以诱导单核细胞产生IL?6和TNF?α,诱导CD8+T细胞表达KGF,IL?6,TNF?α,ROS等[15],这与银屑病发病与皮损持续发展有关。IL?20转基因小鼠的皮肤组织表现出银屑病的相关症状,角质细胞过度增生,K6,K5,K14等角蛋白表达异常。而IL?19转基因小鼠并没有明显的皮肤症状[16]。研究者发现在银屑病皮损处IL?19mRNA和IL?20mRNA的表达比正常皮肤高,IL?20RAmRNA与IL?20RBmRNA的表达较正常皮肤下降[17],经过卡泊三醇或者CsA后,随着皮损的好转IL?19和IL?20mRNA水平下降,但是IL?19,IL?20,IL?20RA和IL?20RB的mRNA水平经过短期治疗都不能达到正常皮肤水平[18、19]。目前,对于IL?20与IL?19究竟是如何被诱导产生及它们详细的作用机理都不十分清楚,但它们在银屑病发病与持续发展中的作用是值得重视的[20]。
  4  结论
    目前,银屑病发病机制尚不清楚,在科学家发现在银屑病皮损中癌基因和抑癌基因表达异常,在易感基因重叠、共享生物化学信息传导途径等方面银屑病与其他疾病存在着微妙的联系[21]。近几年骨髓的造血干细胞的异常分化导致异常T细胞的产生而导致银屑病的发病逐渐被科学家重视,近些年来有许多骨髓移植后银屑病好转的报道,也有银屑病通过骨髓移植从供体转移到受体上的报道。加强对易感基因以及其表达产物与角质细胞的发生和永生的关系进行研究,对我们进一步寻找新的更有效治疗银屑病的方法起到重要的指导作用[22]。目前对银屑病的治疗方案主要目的是阻断TNF?α的作用,抑制致病T淋巴细胞浸润与激活,虽然这些治疗方案安全有效,但是都干扰了由进化形成的人类皮肤的免疫屏障作用,长期治疗很有可能引起感染和肿瘤的发生[23]。IL?20的发现,以及它与银屑病的关系已逐渐被证实,在研究银屑病致病机制及其发展变化过程,以及寻找有效的治疗手段[24]等方面给我们指出了新方向。
【】
    [1]陈洪铎.寻常型银屑病的生物制剂[J].沈阳医学院学报,2004,6(3):125-127.

  [2]Chamian F.Alefacept reduces infiltrating T cells, activated dendritic cells, and inflammatory genes in psoriasis vulgaris [J]. Proc Natl Acad Sci USA,2005,102:2075-2080.

  [3]Anne M, Bowcock, James GK.Getting under the skin: the immunogenetics of psoriasis[J].Nature reviews immunology,2005,5:699-711.

  [4]Elomaa O.Transgenic mouse models support HCR as an effectorgene in the PSORS1 locus[J].Hum Mol Genet,2004,13:1551-1561.

  [5]Gallinaro H.A 4.2 kb upstream region of the human corneodesmosin gene directs site?specific expression in hair follicles and hyperkeratotic epidermis of transgenic mice[J].J Invest Dermatol,2004,122:730-738.

  [6]Foerster J, Nolte I, Schweiger S,et al. Evaluation of the IRF?2 gene as a candidate for PSORS3[J]. J Invest Dermatol,2004,122(1):61-64.

  [7]Huffmeier U, Lascorz J, Traupe H, et al. Systematic linkage disequilibrium analysis of SLC12A8 at PSORS5 confirms a role in susceptibility to psoriasis vulgaris[J].J Invest Dermatol,2005,125(5):906-912.

  [8]Rainer Z,Robert,E,Lukas K,et al.Psoriasis?like skin disease and arthritis caused by inducible epidermal deletion of Jun proteins[J].Nature,2005,437:369-375.

  [9]Ojeda R, Sanchez Regana M, Massana J, et al. Clinical experience with the use of cyclosporin A in psoriasis. Results of aretrospective study[J]. J Dermatolog Treat,2005,16(4):238-241.

  [10]Banno T, Gazel A,Blumenberg M. Effects of tumor necrosis factor-α (TNFα) in epidermal keratinocytes revealed using global transcriptional profiling[J]. J Biol Chem,2004,279:32633-32642.

  [11]Sugiyama H.Dysfunctional blood and target tissue CD4+CD25high regulatory T cells in psoriasis: mechanism underlying unrestrained pathogenic effector T cell proliferation[J]. J Immunol.2005,174:164-173.

  [12]Gamze P, Regien MR,Jan DB.In vitro and in situ expressionof IL?23 buy keratinocytes in healthy skin and psoriasis lesions: enhanced expression in psoriatic skin[J]. J Immunol,2006,176(3):1908-1915.

  [13]Bockelmann R, Horn T, Gollnick H, et al. Interferon?γ?dependent in vitro model for the putative keratin 17 autoimmune loop in psoriasis: exploration of pharmaco?and gene?therapeutic effects[J]. Skin Pharmacol Physiol,2005,18(1):42-54.

  [14]Johnston A, Gudjonsson JE,Sigmundsdottir H, et al. Peripheral blood T cell responses tokeratin peptides that share sequences with streptococcal M proteins are largely restricted toskin?homing CD8+ T cells[J].Clin Exp Immunol,2004,138(1):83-93.

  [15]Wang YC, Li HH, Chen PC,et al. IL?20: promoter analysis and characterization of biological function[J]. Eur Cytokine Netw,2003,14:174.

  [16]Gallagher G, Eskdale J, Jordan W,et al. Human interleukin-19 and its receptor: a potential role in the induction of Th2 responses[J].Int Immunopharmacol,2004,4:615-626.

  [17]Otkjaer K, Kragballe K, Funding AT,et al. The dynamics ofgene expression of interleukin?19 and interleukin?20 and their receptors in psoriasis[J]. Br J Dermatol,2005,153(5):911-918.

  [18]Koks S, Kingo K, Ratsep R, et al. Combined haplotype analysis of the interleukin?19 and ?20 genes: relationship to plaque?type psoriasis[J].Genes Immun,2004,5(8):662-667.

  [19]Kingo K, Koks S, Nikopensius T,et al. Polymorphisms in the interleukin?20 gene: relationships to plaque?type psoriasis[J].Gemes Immun,2004,5(2):117-121.

  [20]Sabat R,Wallace E,Endesfelder S,et al.IL?19 and IL?20: two novel cytokines with importance in inflammatory diseases[J].Expert Opin Ther Targets,2007,11(5):601-612.

  [21]Anne M, Bowcock, James GK. Getting under the skin: the immunogenetics of psoriasis[J]. Nature Reviews Immunology,2005,5:699-711.

  [22]Megan S,Boris N.Treatment of severe autoimmune disease bystem?cell transplantation[J].Nature,2005,435:620-627.

  [23]Kupper TS. Immunologic targets in psoriasis[J].N Engl J Med,2003,349:1987-1990.

  [24]Stenderup K,Rosada C,Worsaae A,et al.Interleukin?20 as a target in psoriasis treatment[J].Ann N Y Acad Sci,2007,10:368-381.