Stevens-Johnson综合征/中毒性表皮坏死松解症角质形成细胞死亡机制的研究进展

杨永生 徐金华

Stevens-Johnson综合征/中毒性表皮坏死松解症角质形成细胞死亡机制的研究进展

杨永生 徐金华

角质形成细胞的凋亡涉及代谢及免疫机制，前者可能是亲电子的药物活性代谢产物经线粒体途径诱导凋亡。Stevens-Johnson综合征免疫机制则较复杂，CD8+细胞毒T细胞、自然杀伤细胞、单核细胞及调节T细胞等免疫细胞参与发病。肿瘤坏死因子α、可溶性FasL、颗粒溶素、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体和肿瘤坏死因子样弱凋亡因子等细胞因子参与了凋亡作用的放大。在角质形成细胞的坏死中，警报素家族成员S100A、α防御素、高迁移率族蛋白B1均参与。

Stevens-Johnson综合征；表皮坏死松解症，中毒性；角蛋白细胞；细胞凋亡

Stevens-Johnson综合征（SJS）及中毒性表皮坏死松解症（TEN）是一组主要与药物相关的皮肤黏膜严重受累的疾病。本病虽然少见，但病情严重，死亡率高（SJS约为5%，TEN高达20% ～30%），确切的发病机制尚不明，临床治疗棘手。角质形成细胞（KC）的死亡机制是发病机制中的关键，本病早期即出现角质形成细胞的凋亡，并很快形成广泛的累及表皮全层的坏死［1］。

凋亡和坏死既有区别又有联系。凋亡是一种可调控的程序性细胞死亡，凋亡细胞被清除不引起炎症反应，在很大程度上表现为一种生理过程。坏死是一种由剧烈损伤导致的细胞被动死亡，坏死细胞释放内容物，引起严重的炎症反应。凋亡和坏死也有联系，部分信号通路上存在重叠，在超过一定阈值的强信号或机体凋亡机制障碍情况下，细胞出现坏死。大多数急危重症中细胞死亡的主要方式是坏死，导致损伤级联放大，且发生较凋亡更为迅速。尽管临床表现与烧伤相似，TEN发生的坏死有别于烧伤，后者是一个在外界压倒性的物理、化学损伤下发生的被动的无序性的过程。近来发现坏死也并非都是无序的，坏死性凋亡是2005年提出的不依赖caspase可调控的细胞死亡方式［2］，但在TEN的KC中是否发生坏死性凋亡尚无研究。

1 KC的凋亡

凋亡有两条信号通路，由细胞膜上的死亡受体介导的线粒体非依赖性途径和由线粒体释放的细胞色素C启动的线粒体依赖性途径，两条途径均需caspase的活化及其诱发的级联反应。药物代谢产物、免疫细胞、细胞因子均可通过此途径导致角质形成细胞凋亡。

1.1 药物代谢产物：Paquet和 Piérard［3］提出亲电子的药物活性代谢产物可通过线粒体的损害导致凋亡。其机制可能是活性氧簇产生如肿瘤坏死因子（TNF）α等前炎症因子，损伤细胞器。谷胱甘肽转硫酶Pi是一种氧化应激标记，在TEN受累和非受累的区域，均可见其表达于基底层以上的KC中。该观点有助于解释TEN中的一个特殊现象：严重的表皮损伤和稀疏的真皮浸润炎症细胞，即所谓的“真皮沉默”，但目前尚无药物活性代谢产物直接造成KC凋亡的证据。

1.2 免疫细胞：

1.2.1 CD8+细胞毒 T 细胞：药物引起的 CD8+T 细胞克隆增殖，通过其细胞毒作用引起组织损伤被认为是TEN的特征性免疫机制。CD8+T细胞通过穿孔素-颗粒酶和Fas-FasL两条途径引起KC凋亡。两者均有赖于细胞接触，CD8+T细胞免疫识别靶细胞后激发脱颗粒，穿孔素在靶细胞膜上打孔，颗粒酶进入靶细胞使其发生凋亡。已发现，TEN疱液中的淋巴细胞高表达此两种颗粒蛋白。CD8+T细胞可表达FasL，通过与靶细胞上的Fas结合启动凋亡程序。Fas-FasL通路在本病KC凋亡中的作用存在争议，疱液淋巴细胞并不高表达FasL，而Fas在TEN的KC中是否高表达结论不一［4］。

1.2.2 自然杀伤细胞（NK细胞）：疱液中的NK细胞有些还同时表达T细胞受体（TCR），即NKT细胞。已有研究发现，CD94/NKG2C表达于疱液中的NK细胞上，通过识别KC表达的人白细胞抗原（HLA）E受体介导天然免疫，与CD8+T细胞一样，通过脱颗粒作用杀伤 KC［5］。

1.2.3 单核细胞：TEN皮损处浸润的单核细胞表达共刺激分子如CD80/86、CD137L，后者与T细胞表面的受体CD28、CD137结合，传递除TCR-抗原肽-主要组织相容性复合物之外的辅助信号。而CD137L-CD137信号特异性地扩增CD8+T细胞，并免除后者可能发生的活化诱导细胞死亡，维持其增殖，还直接增强其细胞毒作用［6］。

1.2.4 调节 T 细胞（Treg细胞）：Treg细胞的数量减少及功能下降可导致T细胞的活化增殖。Takahashi等［7］发现，在11例TEN患者中，外周血中的CD4+CD25+FoxP3+Treg尽管频数上与健康对照无差异，但功能明显受损。由急性期患者获得的Treg细胞，在调节经致敏药物处理活化的T细胞时，不能抑制后者产生促炎症细胞因子及增殖。Treg细胞的失活可能导致了CD8+细胞毒T细胞为主的免疫模式，进而发生KC的死亡。

1.3 细胞因子：局部浸润的免疫细胞还可释放许多细胞因子参加免疫反应，诱导KC凋亡。同时，作为“受害者”的KC也释放一些细胞因子，如IL-10等可能抑制细胞毒反应，被认为是一种防御机制，TNF-α等扩大了炎症反应。有鉴于此，有学者提出，KC的凋亡存在以CD8+细胞毒细胞为主的初始反应和多种因子参与的“放大”机制［4］。

1.3.1 TNF-α：已有发现，TEN 中单核细胞及 KC 高表达TNF-α。但作为TNF-α抑制剂使用的沙利度胺在治疗TEN的对照试验中，导致更高的死亡率而被紧急叫停，也使学者认识到作为多功能的细胞因子 TNF-α，在本病中的作用非常复杂［8］，如 TNF-α可通过结合TNF-R1，通过其死亡结构域招募TRADD等分子，最终激活caspase诱导凋亡；还可通过激活核因子κB通路抑制凋亡。但近来TNF-α单克隆抗体如英夫利西、益赛普在TEN的治疗中显示了较好的疗效［9］，提示深入研究TNF-α作用机制的必要性。

1.3.2 可溶性FasL：免疫细胞释放的可溶性FasL可不依赖细胞接触作用于靶细胞。但如同此前的Fas-FasL一样，研究结论不一。在TEN的早期可在外周血检测升高的可溶性FasL，其他发疹型药疹中，同样也检测到可溶性FasL升高，可溶性FasL升高与肝功能受损相关，与药疹的类别无关［10］，这些结论均不支持可溶性FasL在KC凋亡中起关键作用。

1.3.3 颗粒溶素：是一种细胞毒颗粒蛋白，与穿孔素和颗粒酶共同定位于细胞毒T淋巴细胞和NK细胞的溶细胞颗粒中，也释放至外周血中，杀伤远处的靶细胞，通过电荷与靶细胞膜结合无需特异性受体，进而引起靶细胞膜破裂及线粒体损伤。近来的一些研究认为，颗粒溶素在“放大”机制起到至关重要的作用。Chung等［11］在TEN疱液中发现，高浓度的颗粒溶素，在细胞模型中清除颗粒溶素可减轻细胞毒反应，在鼠模型中注射颗粒溶素可诱发TEN样表现。Fujita等［12］发现，在出现黏膜受累前的 2～4 d，外周血颗粒溶素浓度最高，认为可作为监测病情的标记。Schlapbach等［13］研究认为，表达颗粒溶素的细胞毒细胞并不仅见于TEN，在斑丘疹型药疹中也可发现，且在TEN中颗粒酶B水平与颗粒溶素相当，因此，作者认为，颗粒溶素只是多种细胞毒机制之一。

1.3.4 TNF 相关凋亡诱导配体（TRAIL）和 TNF 相关弱凋亡诱导分子（TWEAK）：两者均为死亡受体的配体，通过激活死亡结构域，诱导靶细胞凋亡。de Araujo等［14］发现，疱液中 TRAIL 和 TWEAK 浓度均有升高，二者表达均见于CD1a+CD14+细胞，TRAIL还可表达于CD8+细胞。正常细胞可表达诱骗受体阻止TRAIL与其受体DR4/DR5结合，在核因子κB通路被抑制或某些细胞因子存在时，TRAIL可诱导KC的凋亡。如IFN-γ可刺激KC表达TRAIL及其受体DR4/DR5，促进TRAIL相关的凋亡，并且已知IFN-γ在TEN疱液和外周血浓度升高。这些都支持TRAIL在KC的凋亡中发挥作用，但确切机制及重要性尚不明。TWEAK诱导凋亡作用弱，但已有发现其可协同TNF-α诱导KC凋亡。

2 角质形成细胞坏死

较之于凋亡，本病KC坏死的研究较少。警报素（alarmins）是一种内源性危险因子家族，通常在病原体入侵或各种理化及机械外力等作用下，导致组织细胞损伤和发生非程序性死亡时迅速释放，但在细胞凋亡时不会产生；也可在病原相关分子模式和促炎细胞因子等炎症介质刺激下，诱导固有免疫细胞合成分泌。在加剧了局部炎症反应的同时，还放大了全身的免疫反应。发现警报素家族S100A和α防御素在SJS/TEN的急性期外周血单个核细胞中表达［15］。Nakajima 等［16］发现，另一成员高迁移率族蛋白B1在SJS/TEN中血清中浓度升高，且来源于损伤的KC。该研究提示，坏死的KC可通过释放警报素扩大炎症，导致更多的KC死亡。

3 结语

发生在SJS/TEN中KC从凋亡到坏死的机制复杂，必须指出的是，这些机制是在特定的遗传背景下发生的。此外，缺乏可靠的动物模型、临床病例的异质性也使得本病研究更为困难。但本病是目前较为严重的皮肤科疾病之一，且一直缺乏有效治疗手段，加强其重视程度和加强研究是非常有必要的。

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Mechanisms of keratinocyte death in Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis

Yang Yongsheng,Xu Jinhua.Department of Dermatology,Huashan Hospital,Fudan University,Shanghai 200040,China

Xu Jinhua,Email:hsyyxjh@163.com

The apoptosis of keratinocytes involves drug metabolism and immune mechanism.The former mainly refers to the induction of apoptosis by active electrophilic drug metabolites through the mitochondrial pathway.Comparatively,the immune mechanism is more complex with the involvement of many immune cells including CD8+cytotoxic T cells,natural killer cells,monocytes and regulatory T cells.Some cytokines,such as tumor necrosis factor α （TNF-α）,soluble FasL,granulysin,TNF-related apoptosis-inducing ligand （TRAIL） and TNF-like weak inducer of apoptosis （TWEAK）,contribute to the amplification of apoptosis.The necrosis of keratinocytes is considered to be associated with the alarm family members S100A,α-defensins and high mobility group protein B1.

Stevens-Johnson syndrome;Epidermal necrolysis,toxic;Keratinocytes;Apoptosis

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.01.016

卫生公益性行业科研专项经费（201002016）

200040上海，复旦大学附属华山医院皮肤科

徐金华，Email:hsyyxjh@163.com

本文主要缩写：SJS：Stevens-Johnson综合征，TEN：中毒性表皮坏死松解症，KC：角质形成细胞，TCR：T细胞受体，HLA：人白细胞抗原，TRAIL：TNF相关凋亡诱导配体，TWEAK：TNF相关弱凋亡诱导分子

2014-03-03）