特应性皮炎与皮肤微生态研究进展

曹 婷，邹 颖

皮肤是人体与环境接触机会最多的器官，承担了主要的免疫防御功能。寄生皮肤的微生物（细菌、真菌、病毒）与宿主相互作用，构成为一个“共生”的生态系统。“共生”的概念表现在：微生物的稳态帮助宿主维持正常的物理屏障和免疫应答功能，同时宿主自身又会影响微生态的组成[1]。

特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）又称特应性湿疹，是一种常见的以反复发作、多形性皮损、皮肤干燥和剧烈瘙痒等为基本临床特征的慢性炎症性皮肤疾病。它的确切病因及发病机制尚未完全阐明，可能与免疫失常、皮肤屏障功能障碍、皮肤微生物失调及其交互作用相关[2]。其中，皮肤微环境的微生物失调，如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S.aureus，简称金葡菌）的优势定植，对AD 的发生、发展起着重要的作用[1,3]。本文就近年对AD 微生态失调及其对物理屏障和免疫平衡的影响机制进行综述。

1 皮肤微生态的建立

人类皮肤的微生物群在人的一生中会发生变化。出生时，新生儿全身即存在分布高度一致的微生物群，其组成由分娩方式决定。顺产儿带有母亲阴道菌群，以乳酸菌、普雷沃特氏菌、纤毛菌为主，而剖腹产的婴儿继承了他们母亲皮肤的菌群，以葡萄球菌、棒状杆菌为主[4]。性成熟后相关的微生物群有显著变化，青春期依赖性的棒状杆菌及丙酸杆菌的丰富度相对于尚未性成熟的受试者要高[5]。

微生物群落随着个体成长逐渐分化，至幼年后期实现相对的长期稳定[6]。分化完成后，微生物群的定植相对丰富度主要取决于皮肤部位的生理状况（图1），主要分为3 种：①干性区域（手背、前臂内侧等）；②潮湿区域（鼻孔、肘前窝、腹股沟、手指指缝、腘窝等）；③皮脂腺分泌旺盛区域（鼻翼、脸颊、眉间、外耳道、枕部、背部等）。干性区域微生物群相对复杂；潮湿区域病毒相对较多，细菌以葡萄球菌属、丙酸菌属为主；皮脂腺区域定植微生物最为稳定，细菌以丙酸杆菌属为主[7]。

2 AD患者的皮肤微生态失调

由于个体与皮肤微生态存在的“共生”关系，微生物群的定植很大程度受到宿主皮肤微环境的影响。宏观上看，AD 患者皮肤微环境的特点有：含水量减少、pH 升高、易感染、通透性增加等[8]。多种因素导致的AD 皮肤pH 值升高，形成的微环境使致病微生物更易生长[9,10]。针对AD 皮损局部使用糖皮质激素（topical corticosteroid，TCS）调节患者该处皮肤的免疫微环境后，皮损处的微生物群可恢复到与非皮损处相似的状态[11]。从分子水平看，AD 患者皮肤微生态失调的可能原因有：抗微生物肽（antimicrobial peptides，AMPs）异常表达、丝聚蛋白（filaggrin，FLG）基因缺陷、天然保湿因子（natural moisturizing factors，NMFs）减少、脂质组成改变[12,13]。AMPs也可称为宿主防御肽，具有抵御潜在的致病微生物，调节皮肤免疫活性和维持皮肤正常微生态系统的功能[12]。急慢性AD 患者的浅表皮中抗菌肽（LL-37）和人β 防御蛋白-2 的表达量均显著降低[14]。表皮FLG 点突变遗传缺陷在AD 患者中的发生率可高达60%，是最典型的广泛性皮肤屏障损伤的原因[8]。研究发现，FLG 基因缺陷的健康人皮肤的微生物组成更接近于FLG 缺陷的AD 患者[15]。NMFs 的产生量减少与FLG 的缺陷或功能丧失密切相关，NMFs的组成成分咪唑丙烯酸（urocanic acid，UCA）和吡咯烷酮羧酸（pyrrolidone carboxylic acid，PCA）是FLG 的代谢产物。NMFs 可增加金葡菌在角质层细胞的粘附，使之成为皮肤的优势定植菌[16]。UCA 和PCA 的减少可使皮肤pH 升高[10]。表皮脂质的组成可影响皮肤微生物的多样性和组成，AD 患者易感部位长链不饱和脂肪酸增加的同时，丙酸杆菌和棒状杆菌的丰富度也增加[15]。

AD 患者微环境的改变可影响正常的微生物菌群，通常表现为某些微生物占优势地位，而微生态的丰富度降低。在细菌的属水平，一种具抗炎、抗微生物特性的放线菌——皮肤球菌丰富度明显减少，而双球菌、链球菌、葡萄球菌的丰富度明显增加。与非皮损部位相比，AD 个体葡萄球菌的种属丰富度在急性及慢性病变时均存在显著差异，病情较轻的患者以表皮葡萄球菌为主，病情更严重的患者以金葡菌为主。在真核细胞水平，马拉色菌的丰富度明显减少[9,15,17]。AD 易感部位微生物的群落组成与非皮损部位有显著差异，但在疾病恶化期间整体微生物多样性是否减少尚存在争议。有研究指出治疗后链球菌、丙酸杆菌和棒状杆菌种类增加，即微生物多样性增加[18]，但在另一项全基因测序的研究中，疾病恶化时并没有相对于发病间期的整体生物多样性减少[9]。

多项证据表明，金葡菌在皮肤的优势地位与AD的发生发展关系最密切。一项成人的Meta 分析显示，金葡菌定植在病变皮肤的概率为70%，非病变皮肤为39%[19]。在不同的身体部位，最明显的部位是腘窝、肘前窝金葡菌的丰富度最高，这与AD 的易发病部位相同[15]。一项对从出生到2 岁的儿童前瞻性的对比可培养的皮肤细菌发现，金葡菌的定植往往早于AD的发病[20]。同时，对比AD 发病间期和治疗后发现疾病恶化时金葡菌的占比更大[18]。

3 AD微生态失调与屏障破坏

AD 患者的皮肤屏障破坏可由FLG 突变、免疫炎症反应、搔抓、微生物作用多种原因导致[8]。多项研究证据表明，AD 相关微生物中直接引起屏障功能损伤的主要因素是金葡菌。AD 患者金葡菌定植可加重受试者屏障功能（经皮水分丢失和角质层完整性）的受损情况[21]。首先，金葡菌分泌黏附分子B 帮助其粘附到角质层角质形成细胞的角质化包膜中[22]，在其粘附后依赖于细菌活力和蛋白酶活性穿透表皮[13]。金葡菌分泌一种穿孔毒素α-毒素，可直接导致角质形成细胞损伤，从而影响皮肤屏障功能[23]。细菌源性的蛋白酶staphopains 可将抗菌肽LL-37 分裂成小片段，使其丧失降解细菌的能力[24]。金葡菌特异性激活角质形成细胞，同时促进内源性丝氨酸蛋白酶（激肽释放酶6、13、14），降解角质形成细胞间的桥粒芯蛋白-1 和FLG，影响皮肤屏障完整性[25]。瘙痒-搔抓反应引起屏障破坏相关的微生物主要是白念珠菌，其机制是通过释放降钙素相关基因肽刺激感觉神经产生瘙痒[26]。

4 AD微生态失调与免疫失衡

微生物的病原相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）与角质形成细胞的模式识别受体结合被感知[7]。金葡菌的PAMPs 主要是其分泌的苯酚可溶性调节素（phenol soluble modulins，PSMs）。实验证实PSMs 可在体内或体外模型刺激角质形成细胞分泌白细胞介素（IL）-18[27]。PSM-γ 也被称为δ-毒素，可通过刺激酪氨酸激酶，引起蛋白激酶C/Ca2+介导的肥大细胞脱颗粒[28]，进而引起组胺、前列腺素、IL 等炎性因子的分泌，诱发瘙痒和Th2 型免疫反应[29]。PSM-α 刺激表皮角质形成细胞产生IL-36a 和IL-1β，通过IL-36R/MyD88 途径介导IL-17 的释放，进而诱导IL-17 依赖性的T 淋巴细胞、γδT 淋巴细胞、2 型淋巴细胞和中性粒细胞浸润，使皮肤免疫失调[30,31]。

葡萄球菌相关的超抗原直接与主要组织相容性复合体II 分子结合，诱导T 淋巴细胞、B 淋巴细胞增殖，活化巨噬细胞，释放细胞因子，诱发皮肤炎症反应[23]。

金葡菌引发皮肤屏障损伤后皮肤渗透性增加，进入真皮层的细菌抗菌肽分泌减少，诱导炎症因子（如IL-4、 IL-13、胸腺基质淋巴细胞生成素、IL-17 和IL-22）分泌，使皮损部位免疫失调，Th2、Th17 和Th22 细胞增殖，皮肤增厚[13,17]。

5 微生物干预和治疗策略

微生态建立初期，儿童可通过早期增加与多样微生物的接触来预防AD[32]。临床上针对0 ～55 岁的AD 患者使用益生菌对于症状的改善并无明显作用[33]；但在婴儿期使用益生菌可大大降低患病风险[34]。应用TCS 乳膏或漂白浴，减少金葡菌定植可有效改善AD 皮损症状[11]。同时抗金葡菌疫苗的研究也有了一定的进展[35]。此外，特定共生的玫瑰单胞菌在AD患者皮肤局部种植可用于改善AD 症状[36]。

实验室发现，微生物彼此之间可相互影响，为AD 治疗提供了方向。凝固酶阴性葡萄球菌可通过抑制所有类金葡菌的agr（一种毒素调节因子）介导的群体感应来防止金葡菌定植和感染，且该菌产生的微生物肽干扰金葡菌定植[37,38]。

目前，共生皮肤细菌治疗AD 的临床前和临床试验结果均证实了其有效性。然而，这些研究还处于初级阶段，针对外用对皮肤微生物治疗的安全性(包括长期安全性)和影响尚不清楚。微生物的运用和安全性可作为一个研究方向，此外儿童与成人在微生态组成与免疫的差别也提示可针对不同年龄阶段运用不同的干预措施。