朗格汉斯细胞在特应性皮炎免疫机制和治疗中的作用

朱晨曦 姚志荣

上海市新华医院皮肤科，上海，200092

特应性皮炎(atopic dermatitis, AD)是一种慢性复发性炎症性皮肤病，其致病因素复杂，涉及皮肤的过度免疫反应、表皮屏障功能异常、遗传易感性和环境因素。朗格汉斯细胞(langerhans cell, LC)作为表皮抗原提呈细胞，在免疫应答及炎症诱导方面有重要作用。本文针对LC在AD中的皮肤屏障，固有免疫，获得免疫调节及治疗方面的新研究进展进行综述。

1 LC与皮肤屏障相关分子的交互作用

1.1 LC与丝聚蛋白的交互作用 AD患者皮肤功能发生障碍，为变异原局部致敏或微生物定植创造了条件，是诱发和加重皮肤炎症的重要基础。近年来研究表明AD屏障功能异常与丝聚蛋白基因失功能性突变密切相关。丝聚蛋白(filaggrin, FLG)是表皮层屏障形成的结构蛋白，它可协助角蛋白纤维规则剧集，使角质细胞骨架收缩，细胞变扁平，从而赋予细胞机械和化学耐性。近期有研究分析了FLG对LC的功能影响，通过比较健康者与FLG-null(FLG缺失)的个体(包括无症状者和AD患者)皮肤中LC表面分子含量，研究发现在FLG-null的个体中LC表面表达更多的CD11c,另外，LC中的CD83+比例也大大增加[1]。既往研究提示CD11c有介导LC抗原提呈的作用[2]，另外，CD83也是LC的一个重要表面标记物，它主要在成熟LC上表达，并与T细胞的激活有关。即FLG-null个体较健康人有着更多成熟的LC，且抗原提呈作用更活跃，这提示了皮肤屏障缺陷加重皮炎的机制。

另一方面，FLG的降解物本身可以抑制炎症。研究表明FLG在表皮中可降解为反式咪唑丙烯酸(trans-UCA)，经紫外线照射后转变为顺式咪唑丙烯酸(cis-UCA)，而它能下调不成熟MDCCs表达共刺激分子，包括CD86、PD-L1、HLA-DR和CD40。对已经被抗原诱导成熟的MDCCs，仍有下调其表达CD86和PD-L1的能力。这意味着顺势咪唑丙烯酸可以抑制LC的提呈抗原功能,提高了皮肤免疫耐受性[3]。

FLG还可通过LC提高皮肤对尘螨的免疫耐受。尘螨抗原的刺激可以诱发LC活化，出现更多CD83+者，既往已有研究证明通过增强皮肤屏障修复，例如应用润肤剂，可明显抑制LC的活化。另一方面，尘螨中的磷酸酯酶A2可以产生脂类抗原，并通过LC的CD1a提呈给T细胞，由此引发AD中的Th2型炎症反应。实验发现FLG可抑制该反应，它通过减少磷酸酯酶A2生化活性，而进一步降低了相关抗原呈递[4，5]。

1.2 LC与神经鞘氨醇的交互作用 皮肤角质层的保湿作用与各种表面脂质密切相关，包括各类磷脂、固醇酯。1-磷酸神经鞘氨醇作为重要的脂质介质，与LC有着交互作用。近期研究发现1-磷酸神经鞘氨醇可以趋化未成熟LC，在它存在的条件下，趋化因子CCL20和CCL21对未成熟LC的吸引作用下降。1-磷酸神经鞘氨醇还可以抑制LC受聚肌胞苷酸刺激后的细胞因子表达，包括IL-6和IL-12p70。然而，尚未有结果证明1-磷酸神经鞘氨醇对LC的成熟以及吞噬作用有影响[6]。

2 LC在AD皮肤相关感染中的固有免疫作用

2.1 LC与葡萄球菌感染的交互作用 AD患者90%以上的皮肤中有金黄色葡萄球菌定植，而临床上可不合并症状，朗格汉斯细胞在表皮中可摄取葡萄球菌抗原，并通过分泌相关细胞因子，如TH17来介导对抗葡萄球菌的固有免疫[7]。近期研究还显示，LC是通过CD207来识别金葡菌磷壁酸的，且LC的活化和细胞因子分泌活动还可被磷壁酸的氨基糖苷修饰类别影响，β类乙酰氨基糖苷修饰的磷壁酸是绝大多数金葡菌共有的，受其刺激后，LC表面的成熟标记物，比如CD80、CD83和CD86上调表达，而去除了该修饰的磷壁酸则无法诱导LC达到前述活性水平。另外，在β类乙酰氨基糖苷修饰的磷壁酸的作用下，LC上调表达了IL-6、IL-8、IL-12p70、IL-23p19、和TNF-α，而去修饰的磷壁酸只能诱导低水平的细胞因子表达[8]。

在AD中，LC细胞应对葡萄球菌感染的能力是被削弱的。近期研究发现来自AD的LC相较于健康来源者，其表达TLR2水平下降，因此在应用TLR2配体后，无法进一步诱导其成熟。既往研究已显示TLR2介导了针对葡萄球菌抗原的感知，由此可见，AD易合并葡萄球菌定植的原因与LC功能的抑制相关[9]。

除此之外，葡萄球菌还可引导LC的成熟，研究者分离了AD患者皮损中的葡萄球菌并培养，将其序列命名为TF3378，而将未处理的葡萄球菌命名为NCTC8325。用它们刺激体外培养的朗格汉斯细胞后，发现LC表面的激活标记CD83和HLA-DR表达水平均大幅度提高。而在TF3378的刺激下，LC表达更高的HLA-DR。研究者用蛋白酶K(可以去除细菌的表面的蛋白)处理后的TF3378和NCTC8325重复上述实验，结果发现，TF3378组的LC表达CD83和HLA-DR降低。研究者通过银染色处理热失活的细胞壁相关蛋白后，发现了TF3378特有的一些蛋白分子(大小为160 KDa或75 KDa左右)。这可能是TF3378与NCTC8325的差别关键所在[10]。

2.2 LC对单纯疱疹病毒的防御作用 特应性皮炎常因其他病原体感染而加重，如患者可出现合并疱疹性湿疹(EH)的情况，此为单纯性疱疹病毒感染引起。吲哚胺2，3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO1)是色氨酸降解酶，它在抵抗细菌及病毒感染机制中起着重要作用。研究者通过比较多组对象血清中的色氨酸降解程度，发现AD合并急性EH感染组降解水平最明显，而慢性感染组以及无感染组，不论是健康人还是AD患者，其色氨酸降解水平差异不大。进一步的研究分析了不同组来源pDC的IDO1表达水平，发现AD合并既往EH史的患者，相较于急性感染组以及无感染组，其IDO1含量明显升高。研究者们使用病毒抗原刺激未成熟LC后，发现在AD合并既往感染史这一组中IDO1表达提升程度最明显，而色氨酸的降解活动在AD合并急慢性感染两组中都很高[11]。

3 LC的迁移调节及其特异性免疫诱导功能

3.1 MyD88信号及芳香烃受体对LC迁移的调节作用 LC在上皮组织中有抗原提呈功能，而当其从表皮向引流淋巴结迁移时，将逐渐丧失抗原提呈功能而具有免疫刺激功能，之后它将在淋巴结区域，激活T淋巴细胞，因此LC的迁移是抗原特异性致敏反应中关键的过程。近期研究显示AD中LC的迁移具有MyD88信号依赖性。MyD88是中心信号受体，控制着大多数toll样受体信号通路的激活，尤其是CD11c+DC中的MYD88涉及了多种皮肤炎症反应。研究者们建立了缺失MYD88的小鼠模型，并诱导其产生AD类似炎症反应，并与对照组比较。结果显示，在普通AD模型中，由于LC的迁移，表皮中其绝对数值下降了50%左右，而在MYD88缺失模型中，AD诱导后第七周末依然没有出现明显的迁移。

为了具体探究MYD88如何从分子层面影响LC的迁移，研究者们分离了小鼠的淋巴细胞，去除MYD88并在体外培养，观察到CCL2和CXCL1等具有激活LC作用的细胞因子表达下降，此外IL-1、GM-CSF的产量也大幅降低。即使在使用LPS和OVA等抗原诱导炎症后，也未见增加。上述因子在AD的形成发展中有着重要作用，尤其是IL-1和GM-CSF，IL-1可直接作用于LC的迁移，而GM-CSF则通过诱导产生CCL-17，对LC迁移至淋巴结起作用[12]。

另有研究显示芳香烃受体的激活可以诱导LC迁移[13]。研究者使用卵清蛋白应用于皮肤后模拟炎症反应，并使用芳香烃受体的激活配体苯并芘(BP)刺激皮肤后，结果发现其引流区域淋巴结中迁移过去的LC数目明显增加，相较于对照组升高了近1倍左右。进一步的研究则发现，应用芳香烃受体激活剂之后，角质细胞中的上皮型钙粘蛋白含量明显下降，而应用芳香烃受体组阻遏剂后则可轻度升高其含量，研究者们认为上皮型黏蛋白的减少可能有助于角质细胞周围的LC与其分离，并有利于迁移活动。

3.2 LC应对抗原时诱导Th2型免疫反应 研究者们在AD中观察到LC上调表达了II类MHC、CD40、CD86和CCR7，证明激活的LC数目增加[14]。在AD皮损部位，有更多LC向角质层中伸出其树突，以摄取外来抗原，其数量较正常皮肤增加了4倍之多[15]。为探明这些活化的LC究竟将炎症引导向哪一极，研究者建立了Th1型小鼠模型，并比较其LC与AD小鼠模型中LC的细胞因子含量。对照后发现，对于Th1型细胞因子IL-12，AD模型中的LC相较于Th1模型明显下调了其配体的表达。另一种Th1型因子CD70在AD的LC中表达水平也大幅度下降了。此外，相较于Th1模型，AD组小鼠的CD4+T细胞表达IFN-y下降而上调表达IL-13。而在去除了LC的小鼠中，研究者发现上述两种因子在AD和空白组之间没有显著差异。在细胞因子表达方面，LC除了增强Th2型免疫反应，还展现了对Th1型的抑制[16]。

另一方面，LC还通过诱导胸腺来源Tregs细胞增殖调控炎症类型。调节T细胞分为两类，分为胸腺来源Treg细胞和外周来源Treg细胞，而在AD中，前者数量明显增加并主导了Th2极化反应[17]。研究者使用1，25-二羟基维他命D刺激小鼠耳部皮肤，诱发胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)的表达，以产生类似AD的炎症反应。用药频率为每日一次，以10日为周期，并在过程中监测T细胞数量变化。实验结果显示， Tregs细胞的显著增加出现在实验第3日，且可被维他命D全程刺激并维持增加直至第10日，而其他CD4+T细胞在第5日之后数量不再明显变化。研究者统计了第3、5、10日次级淋巴结中两种髓样DC(即LC和真皮间质DC)的数量，结果显示朗格汉斯细胞在第3日就开始迁移，这与前述Tregs细胞的增长同步。与之相对的，淋巴结中真皮间质DC在第3日并无明显增长，直到第5日才有所变化，可认为间质DC与Tregs的增殖启动相关性较小。研究者进一步去除小鼠皮肤中LC后发现，该试验组个体淋巴结中的Tregs细胞在第5日后才出现增殖[18]。

在应对葡萄球菌感染时，研究者们也观察到了LC的Th2型免疫诱导作用。研究者们将T细胞与经葡萄球菌刺激后的LC(分为健康人中的和AD患者中的)混合培养并计量各细胞因子量。结果显示，除了T细胞本身数量增多，IL-2的产生亦大幅度增加，有趣的是，LC对T细胞的这种影响只能被来自AD皮损中的葡萄球菌诱导，而来自健康者皮肤中的葡萄球菌未能实现该过程。而IFN-y，典型的Th1类细胞因子，在上述两种情况下都上调表达，但AD来源者上调IFN-y的程度远小于健康组。IL-5、Th10和Th17则均未受影响。近期的研究更是补充说明了葡萄球菌细胞壁的炎症诱导作用，当联合使用肽聚糖和胞壁酰二肽刺激LC后，其通过上调CCL17以及IL-10的表达进而加强了Th2型免疫反应[19，20]。

4 抑制LC免疫诱导作用的相关治疗措施

在AD的急性期症状中，LC的免疫诱导作用，包括诱导Th2型细胞因子分泌，趋化T细胞起着重要作用，接下来将讨论一些药物如何通过上述机制达到治疗效果。

倍他米松一直作为AD的局部治疗方案被广泛应用，最近有研究发现它具体是通过LC抑制Th2型反应来达到阻遏AD发展。实验者发现倍他米松可通过减少IL-4的分泌抑制Th2型反应，与此同时，它还抑制了IFN-y的产生，因而也对Th1型反应有所阻遏。为了进一步揭示LC在其中的作用，LC的表面标记物及其mRNA的转录情况亦被检测。结果发现，CD40和TIM-4及其mRNA转录均被抑制[21]。既往研究已证明CD40可上调抗原提呈细胞表面的IL-12表达从而增强Th1反应。另一方面，TIM-4及其配体TIM-1都是强有力的Th2型调节因子[22]。另外，研究者也发现了大环类酯药物与LC有着交互作用。对受抗原刺激后的LC使用交沙霉素后，结果发现其表达IL-4下调，即抑制了Th2型反应的发展，药物也同时抑制了Th1型反应，表现为γ-干扰素的产生减少。而上述变化机制与CD86和TIM-4的表达抑制有关[23]。

组胺4受体拮抗剂(histamine 4 receptor，H4R)被广泛地用于各类皮炎及过敏反应的对症治疗。H4R在Th17,NK和角质细胞上均有表达，最近有文献表明LC亦可功能性的表达H4R，H4信号通路一直被普遍认为介导了皮炎中的瘙痒症状[24-27]。研究者发现H4R拮抗剂可以有效的抑制LC表达CCL17和CCL22，后者能吸引并激活CCR4+细胞(Th2和Treg细胞)，以此减轻急性期反应。CCL17和CCL21的表达同时受到Toll样受体2信号通路的调节， TLR配体可以上调CCL17和CCL22的量，而H4R拮抗剂可抑制这种效应。进一步的研究则阐明了其具体的分子机制，即H4R拮抗剂可以抑制DC中的磷酸化p38 MAPK信号通路，以减少核因子kB的激活，以下调CCL17和CCL22的产生[28]。

近期有研究阐明了应用黄豆焦油治疗AD的机制亦与上述两种因子的下调相关。研究者使用IL-4刺激小鼠的骨髓来源树突细胞后，发现IL-4可联合IL-31诱导其分泌CCL17 和CCL22，而在应用黄豆焦油Glyteer(一类芳香烃受体的配体)后，该过程可在mRNA和蛋白质水平上被明显抑制[29，30]。另外，黄豆焦油本身是一种AhR配体，可激活LC中的芳香烃受体，研究者们结果应用它后，LC随之下调了FcεRI的表达(FcεRI是朗格汉斯表面的IgE高亲和度受体)。朗格汉斯细胞受到过敏原刺激后通过特异IgE的介导，可产生促进炎症发展的效果，而芳香烃受体的激活则可抑制该过程[31]。

5 结论

AD的致病因素复杂，涉及皮肤的过度免疫反应，表皮屏障异常，遗传易感性和环境因素，本文所综述的研究涵盖了LC在AD发病机制的各个层面所产生的作用，包括皮肤屏障损害，微生物感染，炎症的启动和诱导，最后补充了相关通过LC抑制炎症的治疗机理，有助于阐明发病及治疗机制。未来潜在的研究方向可以是急慢性期，严重等级不同AD皮损中，LC的免疫作用变化，以及相关治疗方案对不同个体，对疾病的不同时期效果差别很大，是否与这些机制相关，这些亟待更多临床病例与实验室数据的结合研究。