308 nm准分子激光治疗白癜风的作用机制

徐可佳刁庆春

308 nm准分子激光治疗白癜风的作用机制

徐可佳1刁庆春2∗

308 nm准分子激光治疗白癜风具有高效、方便、安全等特点，其作用机制与诱导毛囊部神经嵴干细胞定向分化为成熟黑素细胞、诱导T细胞的凋亡、调节Th1/Th2平衡、调节黑素细胞微环境等有关。

准分子激光； 治疗机制； 白癜风

白癜风发病率为0.5%～2%，没有种族及性别差异，常于儿童期或青年期发病，1治疗方法较多，光疗是有效的治疗方法之一。传统的光疗包括系统或局部使用补骨脂素加长波紫外线（PUVA）疗法、宽谱或窄谱中波紫外线疗法（BB-UVB、NB-UVB），疗效不确切且副作用大。近年来，准分子激光广泛应用于白癜风的治疗，其疗效和安全性比传统治疗手段明显优越。

1　准分子激光特点

准分子激光是连续的脉冲气体激光，在电流通过时被激活，释放出某一波长的单色光。其释放的波长在紫外线范围内，脉冲宽度为10～30 ns，频率为0～35 HZ。目前应用的主要有以下几种，如氩氟ArF准分子激光、氪氟KrF准分子激光、氙氯XeCI准分子激光等，而用于皮肤科的为XeCI准分子激光308 nm。308 nm准分子激光的工作气体是XeCl二聚体。惰性气体氙Xe（最外层有8个电子）和卤素氯Cl（最外层有7个电子）在电流通过时被激活，以结合状态存在，并释放出连续脉冲式的波长为308 nm激光。它的光子能量高，可以有效地切断组织分子内化学链而不产生过多的热能，而且它采用光斑治疗，能在靶皮损处达到较高的能量而不累及附近的正常皮肤。与传统治疗相比（NB-UVB、PUVA），后者如果要达到满意的疗效往往需要一年甚至更长的时间，需要的高能量又往往被其光毒性（如光老化、光致癌性）所限制。准分子激光不良反应多为红斑/瘙痒等，未发现有光毒性和恶性肿瘤，且均可以通过适当治疗后缓解，对传统光疗手段难以达到的部位或者疗效差的患者亦可以轻松治疗。2因此，308 nm准分子激光已渐成为临床治疗皮损面积较局限的顽固性白癜风或者儿童患者的首选治疗方法。

2　准分子激光治疗白癜风现状

近年来，308 nm准分子激光在儿童和成人白癜风的治疗中均取得了较大的进展。2001年，Baltás等3首次报道运用308 nm准分子激光治疗白癜风取得确切的疗效；2002年Spencer等4进一步发现运用该激光后皮损的色素恢复时间比其他光疗方法短，并推测其可以作为治疗白癜风的一种新的技术方法。Cho等5开始使用该激光直接照射儿童的皮损部位，发现其对儿童白癜风安全高效，总体复色率约50%～75%，对除泛发性白癜风以外的各种类型均有效。联合应用如糖皮质激素、他克莫司与吡美莫司、手术、中药，效果比单独应用准分子激光更为显著，尤其是在紫外线抵抗区疗效更加明显，但联合维生素D3类似物疗效尚不肯定，尚需大样本、长时间随访研究。6-8

3　作用机制

目前，关于准分子激光治疗白癜风作用机制的研究有了较大进展。虽然其与305～311 nm NB-UVB光学系数不同，但其波长与305～311 nm NB-UVB相近，故国内外大多数学者认为二者的治疗机制相似，现把近年来报道其治疗白癜风的作用机制归纳如下。

3.1诱导毛囊部神经嵴干细胞定向分化为成熟黑素细胞 光疗（如准分子激光）治疗白癜风皮损后，大多数患者色素的恢复呈现典型的以毛囊为中心向四周扩展（点状型）的方式，这种复色过程的本质提示毛囊部存在某种激活的黑素细胞贮存库。9近来研究表明，毛囊外根鞘Bulge（hair follicle bulge neural crest stem cells）区，是黑素细胞（melanocyte，MC）来源的储存库。Bulge中的黑素干细胞即HF-NCSCs（the hair follicle-derived neural crest stem cells）处于未分化的原始阶段，它能进行自我更新，在一定条件下可分化成功能成熟的黑素细胞。10色素的产生大致经历如下：神经嵴干细胞，黑素前体细胞阶段（黑素干细胞和黑素母细胞），黑素细胞生成黑素。在治疗条件（如光疗等）下，HF-NCSCS重新活化、分裂增殖，由无功能状态转变为功能状态，并沿外毛根鞘表面迁移至邻近的表皮白斑处。11Dong等12发现NB-UVB能直接有效地促进HF-NCSCs向成熟的MC细胞分化，并运动至表皮白斑处复色。与NB-UVB相比，高能量紫外线（如308准分子激光）促进HF-NCSCs分化成熟更迅速和有效，更多地促进与黑素生成密切关联的酪氨酸酶、酪氨酸酶相关蛋白1、黑皮质素受体-1的表达。13

3.2抑制免疫 白癜风是以黑素细胞特异性损伤为病理特征的疾病，其病因不清，但目前认为其色素脱失的机制与免疫异常有密切关系，认为是一种自身免疫病。准分子激光可能通过抑制免疫反应，使黑素细胞能逐渐恢复。

3.2.1诱导T细胞的凋亡 近来研究表明，T细胞是308准分子激光作用的靶细胞。白癜风皮损中浸润的T细胞位于表皮与真皮交界处或真皮浅层，308 nm准分子激光可穿透真皮浅层，直接损伤淋巴细胞核DNA，减少DNA的合成，迅速诱导皮损中浸润的病理性T淋巴细胞凋亡，14也可以通过调节角质形成细胞（keratinocyte，KC）产生的黏附分子如肿瘤坏死因子α（TNF-α）和转化生长因子-β（TGF-β）间接促进T细胞凋亡。15TGF-β是一组调节细胞生长和分化的超家族分子，能诱导多种细胞发生凋亡，由成纤维细胞、调解性T细胞（Treg）、角质形成细胞和许多组织产生。Treg细胞是按T细胞在免疫应答过程中所起的作用划分的一类T细胞，其通过抑制效应T细胞的增殖来维持T细胞的内稳态，从而维持自身耐受。Treg细胞发育时需要TGF-β，也是其主要产生的细胞因子。Klarquist等16发现，色素脱失在缺乏Treg的情况下加重。Tu等17研究表明，与稳定期患者及健康对照组相比，非节段型进展期白癜风患者血清中和来自该患者的Treg细胞培养的上清液中的TGF-β1水平均明显下降，而且TGF-β1水平的下降与疾病的活动性及皮损范围呈负相关，表明TGF-β在白癜风的发病机制中起一定作用。杨慧兰等18建立Transwell共培养模式培养T细胞和KC，运用ELISA、流式细胞仪检测TGF-β1和T细胞凋亡数，发现准分子激光通过KC分泌TGF-β1间接诱导T细胞凋亡。

3.2.2恢复Th1/Th2平衡 根据细胞因子分泌模式的不同，CD4+T细胞分为Th1和Th2亚群，Th1主要分泌IL-2、IFN-γ、TNF-α，称为Th1型细胞因子，以介导细胞免疫为主。Th2主要分泌IL-4、IL-6、IL-10，称为Th2型细胞因子，以介导体液免疫为主。在正常机体中，Th1细胞因子和Th2细胞因子处于平衡状态，而机体处于疾病状态时，Th1与Th2的平衡被打破，存在向Th1或者Th2的漂移。李雪梅等19发现白癜风患者Th1/Th2平衡被打破，Th2型细胞因子占优势，而308 nm准分子激光治疗能使Th1/Th2恢复平衡状态，为准分子激光治疗白癜风患者的免疫机制提供了新的证据。

3.3调节黑素细胞微环境 近年来，MC生活微环境中的细胞因子（尤其是KC来源的相关因子的调控）成为研究热点。KC和MC在表皮内紧密相邻，KC是皮肤中细胞因子的主要来源，皮肤组织液中的细胞因子反映了局部的KC的功能，它们可通过自分泌或旁分泌方式与MC表面的细胞因子受体结合，影响MC细胞的生长、分化、增殖、凋亡及其黑素产生和转运的过程。表皮细胞因子从功能上可分为诱导T细胞损伤MC如肿瘤坏死因子TNF-α、白介素-6（IL-6）等和促进MC生长的（如ET-1、bFGF、SCT等），它们通过合成和分泌的相互调节，受体表达的相互调节、生物学效应的相互影响等组成一个复杂的免疫调节网络，在白癜风的发病中起重要作用。20

3.3.1碱性成纤维细胞生长因子（bFGF） bFGF是成纤维细胞的一种有丝分裂原，通常由KC和成纤维细胞分泌，能刺激MC生长、分化及迁移。杜健群等发现准分子激光照射对KC活力的影响小于NBUVB，前者可以通过剂量依赖的方式诱导KC的表达与分泌bFGF来促使白癜风复色，其与NB-UVB相比效果更佳。21bFGF可显著提高MC的迁移能力和黏着斑激酶（phorylated focal adhesion kinase，p125FAK）在MC中的表达，其促进MC的迁移作用是通过磷酸化p125FAK实现的。有研究证实，KC对准分子激光的耐受性比对NB-UVB的要高，在实验剂量范围内准分子激光能在蛋白水平上明显促进KC表达、分泌bFGF，a-MSH的含量，促进MC增殖、分化与迁移等的作用，推测与前者光谱窄、纯度高、方向性强、穿透力好有关。17

3.3.2SCF及其受体 KIT SCF（stem cell factor，SCF）定位于第12号染色体，对MC的迁移、增殖、分化以及存活都具有重要调节作用。22SCF以可溶型和跨膜型两种形式存在，其形成与mRNA拼接方式有关。可溶型SCF可在人的血清中检测到，由成纤维细胞表达，它能结合到KIT受体上并产生生物活性。跨膜型SCF，由KC表达，不但能促进细胞增生，而且能介导细胞与细胞间的黏附。在人的皮肤系统中，MC不表达SCF，但能表达SCF的受体c-kit。23c-kit是一种跨膜酪氨酸激酶受体，当其与SCF结合后，可引起kit的同源二聚体化及胞浆区的酪氨酸激酶活化，使特定的酪氨酸自磷酸化，激活下游的蛋白激酶C、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等，通过多种信号因子的参与将细胞外的信号转导到细胞内引发某些基因特异性的表达，使得酪氨酸酶活化，从而使黑素合成量增加。24虽然SCF/c-kit在白癜风发病中的研究结果不相一致，但与正常皮肤相比，SCF/c-kit表达存在明显异常。Moretti等25用免疫组化检测发现，白癜风皮损区角质形成细胞表达的包括SCF在内的多种细胞因子明显下降，然而Kitamura等26发现，白癜风患者皮损区与非皮损区相比，膜SCF蛋白而非可溶性SCF的表达增强，而c-kit和下游分子黑素细胞特异性小眼畸形转录因子（MITF）的表达明显下降。MITF是SCF/c-kit信号转导途径的下游分子，其作为一种转录因子，可调节酪氨酸酶mRNA的表达，并认为MITF表达缺陷或缺失可能是白癜风皮损区黑素细胞I（IT蛋白和酪氨酸酶表达减少的首发事件，MITF表达缺陷导致了其靶分子酪氨酸酶表达的下降，同时通过作用于KIT启动子的E盒在转录水平上使得KIT蛋白表达下调。张勇等27研究308 nm准分子激光对人角质形成细胞的凋亡、细胞周期和干细胞因子表达的影响发现，通过准分子激光照射后，无论是在转录水平还是在蛋白表达水平，SCF的表达均明显增多，推测准分子激光可能与SCF一起促进毛囊干细胞发育为表达kit受体的细胞，然后在可溶型SCF诱导趋化下移至表皮，又在膜型SCF的作用下增殖发育为成熟黑素细胞，从而使得局部色素恢复。

3.3.3内皮素-1（ET-1） ET-1是一种促有丝分裂及刺激MC的DNA合成的血管收缩肽，其主要由血管内皮细胞及皮肤的KC分泌。有研究发现KC合成和分泌ET-1，皮肤被紫外线照射后KC释放ET-1的量也增加，并且还观察到MC上有特殊受体能与ET-1结合，刺激 MC的分化、增殖、激活酪氨酸酶的活性。28目前证实，UVB照射后可刺激KC分泌ET-1，如Wu等29发现用NB-UVB照射KC培养液后，培养液ET-1的分泌量显著增加且与照射剂量成正比，而离体培养的MC无明显变化，提示NB-UVB可能通过KC诱导黑素生成。最近又有学者进一步发现308 nm准分子激光比NB-UVB产生更多ET-1，从而解释它比后者高效的原因。30

3.3.4肿瘤坏死因子（TNF-α） 几乎皮肤中所有的细胞，包括KC、MC、朗格汉斯细胞都能分泌TNF-α，引起某些非肿瘤细胞（如角质形成细胞、黑素细胞）和大多数肿瘤细胞的凋亡。在白癜风中，TNF-α高表达可导致由其介导的TNF-TNFR细胞凋亡通路大量激活，进而诱导基底层MC凋亡增加，从而产生白癜风特征性的组织病理学表现。Kim等31研究显示，在白癜风患者的白斑区TNF-α表达明显高于非白斑区，从而使具有抗凋亡作用的核因子-kB等的磷酸化水平明显降低，最终抑制由KC分泌的促黑素细胞生长的细胞因子的表达。Debbaneh等32证实准分子激光能显著下调皮损中TNF-α的水平，皮肖冰等同样发现，准分子激光通过使白癜风皮损中TNF-α明显减少，而降低MC细胞的损伤，促进MC再生，推测可能是其治疗白癜风的机制之一。33

3.4其他细胞因子 如IL-6、IL-8、IL-33、IL-10、IFN-r、ICAM-1等与白癜风发病机制有关，很多学者发现它们在准分子激光治疗有不同程度的改变，但它们具体是通过什么通路和机制使皮损复色尚未有报道。34-36

4　结语

综上所述，准分子激光的应用明显提高了白癜风治疗疗效，其主要通过诱导毛囊部神经嵴干细胞定向分化为成熟黑素细胞、抑制免疫、调节黑素细胞微环境使局部色素恢复。研究准分子激光的治疗机制不仅可以更好地设定技术参数、调整治疗方案、提高临床疗效，而且有助于明确这些生物学过程在白癜风发病过程中发挥的作用，为治愈白癜风提供理论基础。

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（收稿：2015-01-15 修回：2015-03-13）

M echanism of 308 nm excimer laser in the treatment of vitiligo

XU Ke-jia，DIAO Qing-chun.Sichuan Medical University，Luzhou，646000

308 nm excimer laser is safe，convenientand efficient in the treatmentof vitiligo and themechanism is involved in the differentiating ofhair follicle-derived neural crest stem cells tomelanocytes，inducing T lymphocytes，regulating of Th1 and Th2 and improving themicroenvironment around melanocytes.

excimer laser；therapeuticmechanism；vitiligo

1四川医科大学，四川泸州，646000

2重庆市第一人民医院皮肤科，重庆，400011