皮肤屏障与食物过敏

李俊达，尹佳

目前过敏性疾病已经成为全世界范围内最常见的慢性病之一[1]，主要包括特应性皮炎(atopic dermatitis，AD)、过敏性哮喘、食物过敏及过敏性鼻炎[2-3]。过去20年，食物过敏发生率急剧增长，已经成为比较严重的全球性公共卫生问题，据估计目前全球约有2.2亿人受到不同程度食物过敏困扰[4]。在西方国家，食物过敏在成人约为5%，而儿童则高达8%[5]；我国缺乏食物过敏发病率系统研究，目前研究显示食物过敏发病率为3.13%～21.13%[6]。

皮肤屏障由表皮角质层、颗粒层和紧密连接结构共同构成[7]，可维护体内水分和防止外界有害物质入侵。目前提出的过敏原双重暴露假说提示通过皮肤屏障途径可引起食物过敏，而早期进食可产生口服耐受[8]。已有研究证实皮肤屏障功能紊乱容易导致对过敏原敏感，尤其对于AD患者[9]。本文对皮肤屏障与食物过敏之间关系的研究进行综述。

1 过敏的自然进程

AD是大多过敏儿童最早期的临床表现形式，在一些工业国家高达到30%[10]，研究表明AD与吸入和食物过敏原致敏之间具有密切联系[11]，儿童出现AD而随后发展出现食物过敏、过敏性哮喘或过敏鼻炎等过敏性疾病的过程被称作“过敏的自然进程”[12-14]。Martin等[15]研究发现3个月以前出现AD且需要局部激素治疗的患儿中，口服激发试验证实其中50%患儿存在IgE介导的食物过敏。Miyaji等[16]发现在患儿AD出现后延后使用局部激素治疗的时间将增加食物过敏的发生风险，提示缩短AD的持续时间从而减少皮肤黏膜对环境过敏原的暴露可能对食物过敏起到保护作用，并阻断过敏自然进程。

2 动物模型研究

目前皮肤屏障和食物过敏之间的关系在小鼠模型研究中已得到证实。Bartnikas等[17]利用BALB/c小鼠通过胶带将卵清蛋白(OVA)和花生黏附于皮肤表面建模使其成功致敏，建模成功后检测到小鼠出现血清IL-4、IL-13等升高并可产生特异性IgE，对建模小鼠再次用OVA口服激发可出现严重过敏反应；而通过霍乱毒素作为佐剂用变应原灌胃造模却可以耐受口服的变应原；相关研究表明通过铝佐剂腹腔注射造模也多表现为口服耐受[18-19]，表明过敏原通过皮肤屏障比口腔和腹腔更容易出现食物过敏。

Leyva-Castillo等[20]发现皮肤屏障破损不仅可以导致食物过敏，皮肤的机械损伤还可以通过释放IL-33通过ST2受体直接激活肥大细胞。Kawasaki等[21]对皮肤屏障受损OVA致敏BALB/c小鼠口服激发后，在皮肤屏障持续存于受损状态下将过敏原移除一段时间再次进行口服激发，发现小鼠过敏反应不仅没有减轻反而加重，提示即使不持续接触过敏原，单一皮肤屏障受损亦可以加重食物过敏症状，表明了皮肤屏障在食物过敏发展中的重要作用。

在一项基于皮肤暴露花生过敏的小鼠模型研究中，发现肿瘤坏死因子超家族成员OX40配体(OX40 ligand，OX40L)通过IL-33上调导致Th2介导的特应性皮炎样炎症发生，IL-33通过肥大细胞脱颗粒而促进严重过敏发应，封闭IL-33可以预防严重过敏发应，由于OX40L和IL-33也是引起皮肤屏障敏感的重要下游介质，OX40L是参与B细胞、T细胞信号传导的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族成员，主要在肠黏膜由胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)活化DCs表达，提示IL-33和OX40L可能是未来治疗食物过敏的潜在靶标[22]。

大量动物研究也探讨了食物过敏是否需要皮肤屏障损伤，在大多数小鼠模型中，小鼠需要通过破损皮肤接触过敏原而导致食物过敏，而完整皮肤并不会引起过敏反应[23-24]。Walker等[25]利用基因缺陷小鼠研究发现，通过皮肤屏障致敏不仅需要皮肤屏障受损，还需要霉菌或尘螨的参与，其共同作用才能导致食物过敏。值得注意的是，最近有研究报了即使非损伤皮肤在过敏原暴露条件下也可以诱发食物过敏。Kumar等[26]通过木豆蛋白对BALB/c小鼠进行致敏，发现非损伤皮肤在木豆蛋白暴露后，进行口服激发试验也会发生IgE介导的严重过敏发应和Th2型免疫应答，引起肠道肥大细胞改变，同时免疫反应产生的IL-4和IL-13进一步引起丝聚蛋白表达减少，提示食物过敏原皮肤暴露是导致食物过敏的重要危险因素。

3 基因水平研究

皮肤相关基因突变是导致皮肤渗透性改变及皮肤屏障损伤的重要因素[27]，而其中最为常见的是丝聚蛋白(filaggrin，FLG)基因功能缺失突变。FLG是一种在角质形成细胞中交叉连接角蛋白纤维的丝状相关蛋白[28]，通过中间纤丝形成表皮屏障，同时还可以影响细胞分化及促进天然保湿因子形成，达到皮肤保湿效果。因此其基因功能缺失突变一定程度上可以用来解释特应性皮炎患者发病原因[29]，目前中重度特应性皮炎患者中，大约有45.7%～56.6%携带1个以上FLG无义突变，而轻中度患者也有15%存在FLG无义突变[30]。多项研究对西欧人群、日本种族、中国汉族种群的AD患者的FLG基因分析，证实FLG基因突变位点较多，其最常见的突变位点是R501X和2282del4，且突变存在明显的地域差异或种族差异[31-33]。

Venkataraman等[34]发现FLG功能缺失突变患者更加容易对食物敏感并且大多数会在10岁左右发展成为食物过敏。基于此项研究，Brough等[35]评价了家庭环境中花生过敏原暴露情况与儿童花生过敏的关系，发现FLG功能缺失突变患儿，在8～9岁时发生花生过敏发生风险是正常儿童的3倍。Kono等[36]基于日本小学生食物过敏的研究发现FLG基因突变对于10岁左右儿童发生食物过敏风险很大，但对于1岁、2岁和4岁的儿童没有影响。有趣的是，Henneman等[37]研究了丹麦儿童牛奶过敏与基因易感性的关系，发现牛奶过敏者出现FLG突变较多，但在统计学上没有差异。通过对两岁儿童鸡蛋过敏的研究也发现FLG功能缺失突变与鸡蛋过敏风险没有关系[38]，提示还需要扩大样本量验证食物过敏与皮肤屏障相关基因突变的关系。此外，在一项关于小麦依赖运动诱发严重过敏反应(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis，WDEIA)的家系病例报告研究中，Mizuno等[39]发现该家系中多人存在FLG基因功能缺失突变，而且两位WDEIA患者正好存在FLG基因功能缺失突变，提示皮肤屏障功能损伤可能参与WDEIA发病机制。

除了FLG基因以外，还有多种其他皮肤相关基因在引起AD和食物过敏中发挥作用。角膜锁链蛋白基因突变可引起皮肤表皮剥离症，同时多数患者合并严重皮肤屏障损伤，瘙痒及食物过敏[40]。丝氨酸肽酶抑制剂Kazal型5(SPINK5)基因突变可导致Netherton综合征，这是一种严重常染色体阴性遗传皮肤疾病，同时合并IgE升高和毛干结构异常[41]，近年来研究发现SPINK5 rs9325071变异型患儿更容易发生食物过敏反应[42]。此外，研究发现2型免疫激活将诱导编码皮肤屏障相关蛋白(FLG、兜甲蛋白、内皮蛋白)的基因表达整体水平下降，从而导致食物过敏原更容易渗透通过皮肤。

4 细胞相关研究

一些细胞相关研究也证实了皮肤屏障功能与食物过敏的关系。Chan等[43]在对花生耐受和过敏患者Th细胞分型分析中发现一种T细胞亚群与花生过敏有关，实验显示花生过敏患儿中花生特异性Th细胞表达黏膜归巢受体分子——黏膜淋巴抗原(CLA)，倾向于Th2型细胞分泌IL-4和IL-13，而对于花生耐受儿童中花生特异性Th细胞表达肠道归巢分子——整合素α4β7，倾向于Th1型细胞分泌IFNγ和TGFβ，提示花生致敏可能来自于皮肤途径而肠道途径可能诱导食物耐受。

最近研究提示嗜碱性粒细胞参与皮肤致敏，发现TSLP可以引起嗜碱性粒细胞依赖Th2细胞因子应答[44-45]，IgE表达增加和肠内肥大细胞聚集并促进食物过敏[46]。利用OVA通过皮肤途径致敏嗜碱性粒细胞缺陷和TSLP受体缺陷小鼠均无法诱导食物过敏和特异性IgE生成，进一步强调了嗜碱性粒细胞和TSLP在皮肤致敏中的关键作用[47]。嗜碱性粒细胞可以通过非专职抗原提呈细胞或与DCs细胞联合产生IL-4介导Th2效应[48-49]，并导致严重过敏发应。

5 润肤剂与食物过敏

润肤剂通过减少皮肤水分流失和皮肤水合作用等起到保护皮肤屏障的功能，因此润肤剂作为AD治疗的主要手段可以明显减轻AD症状甚至可以延长AD发生的间隔时间[50]。然而，由于不同公司产品成分及配方上的差异而使润肤剂使用效果不同，不是所有润肤剂都可以起到保护作用。pH较高的润肤剂可以导致皮肤表面pH升高，皮肤表面蛋白受损，油脂丢失，从而出现皮肤干燥、敏感、瘙痒甚至促进表面水分丢失[51]。研究表明含神经酰胺的润肤剂在表面水分丢失方面略优于以凡士林为主要成份的润肤剂[52]。

既然大量研究表明通过皮肤屏障可以导致食物过敏，笔者推测减轻AD的症状或持续时间就有可能减少食物过敏的发生。Lowe等[53]发现在接受每周大于5天润肤剂处理的幼儿期其食物过敏发生率低于对照组。然而多数研究中均为发现润肤剂对食物过敏具有预防作用，两项RCT研究——儿童特应性皮炎和过敏预防研究[54]和增强屏障预防湿疹研究[55]评价了润肤剂对AD和食物过敏的保护作用。两项研究均为发现润肤剂AD发生率明显减少，而在增强屏障预防湿疹研究中反而发现润肤剂干预患儿存在皮肤感染率和食物过敏发生率增加的情况。Dissanayake等[56]利用合生元和润肤剂对幼儿出生第一年进行干预评价，同样发现AD和食物过敏发生率并无明显降低。相关研究也讨论了与实验及机制不同结果的原因，可能由于开始接触润肤剂的时间，患儿的依从性，所用润肤剂的特性等。

6 结语

过敏原双重暴露假说及多项研究表明，皮肤屏障损伤可能是导致食物过敏的重要因素，尤其是在幼年时期通过对皮肤屏障的保护可能降低食物过敏的发生风险。因此，明确皮肤屏障功能在食物过敏中的作用及过敏原如何通过皮肤屏障引起致敏，将为食物过敏的预防治疗提供更多的理论支撑和药物靶标。