痤疮与皮肤微生物

刘馨镁，鲁 莎，席丽艳

（中山大学孙逸仙纪念医院，广东 广州 510030）

痤疮是一种毛囊皮脂腺单位的炎症性疾病，颜面部为主要发病部位，临床表现可分为非炎性皮损如粉刺和炎性皮损如丘疹、脓疱、结节、囊肿。普遍认为皮脂腺过量分泌脂质、毛囊皮脂腺导管角化异常、痤疮丙酸杆菌等皮肤微生物增殖、发炎与免疫反应是痤疮发生的四个要件［1］。近年学者在皮肤微生物与痤疮之间的关联得到进展，现综述如下。

1 皮肤微生态与皮肤微生物

皮肤微生态（skin microbiome）是由寄居在人体表上的微生物群落构成，皮肤微生态的存在使皮肤黏膜发挥的生理功能更加完善。皮肤表面栖居的正常皮肤微生物群（skin microbiota）包括长期存留及短期存留两种，前者为皮肤常驻菌，如痤疮丙酸杆菌（Cutibacterium acnes，C.acnes）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis，S.epidermidis）及 马拉色菌等，常驻菌所产生的抗菌肽可以抑制和杀灭病原菌；后者为皮肤暂驻菌，包括金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S.aureus）、链球菌及白念珠菌等，它们是引起皮肤感染的主要病原菌［2］。皮肤微生物群以自由漂浮的浮游状态和生物膜状态存在，生物膜是由微生物群及胞外聚合基质组成，生物膜会帮助微生物免受宿主免疫攻击［3］。人体受外伤、感染以及免疫系统紊乱时会造成皮肤微生物组成发生改变，皮肤微生态失衡导致病原菌繁殖或正常皮肤微生物过量增殖、皮肤发生异常免疫反应，引起皮肤疾病的出现或加剧，如C.acnes的增殖与痤疮相关；马拉色菌分解皮脂所产生的代谢产物可导致脂溢性皮炎的发生［4］；特应性皮炎患者的皮损和非皮损皮肤部位中的S.aureus含量均高于健康人群［5，6］。

2 皮肤微生物在痤疮发病机制中的作用

毛囊皮脂腺单位的厌氧及含脂质的环境，使C.acnes成为优势菌群［7］。研究发现皮损区除常驻菌如C.acnes、S.epidermidis外，还有其他细菌如棒状杆菌、产色素的微球菌和需氧革兰氏阴性菌的增加，故皮肤微生物群的改变所导致的皮肤微生态失衡与痤疮的发生及发展相关［8］。

2.1 痤疮丙酸杆菌 C.acnes可借由各种方式促炎导致痤疮的发生，它不仅能将甘油三酯水解为游离脂肪酸，还可以刺激角质形成细胞、皮脂腺细胞和单核细胞释放各种炎症因子，促进炎症反应。C.acnes通过刺激角质形成细胞上的Toll样受体-2（Toll-like receptors，TLR-2）和TLR-4，使MAPK和NF-kβ途径被激活，导致白细胞介素-1（interleukin，IL-1）、IL-6、 IL-8、肿瘤坏死因 子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、和金属蛋白质-9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）的生成，从而加重促炎效应。角质形成细胞上的白细胞分化抗原-36（Cluster of Differentiatio，CD-36）在识别C.acnes之后会释放活性氧，活性氧在杀灭细菌的同时也会诱导炎症反应。皮脂腺细胞和单核细胞的TLR-2被激活后也会释放各种炎症因子，以及C.acnes可以增加单核细胞中NLRP3炎性小体的基因表达，使IL-1β释放增加。此外，C.acnes还通过激活胰岛素样生长因子-1（insulin like growth factor，IGF-1）/IGF-1受体信号通路，上调聚丝蛋白的表达，使角质形成细胞增殖和分化［8］。

Kelhala 等［9］利用16S rRNA 基因扩增子测序分析痤疮患者和健康人的毛囊皮脂腺的微生物组成，发现在两者的毛囊皮脂腺中C.acnes均占主要地位，且痤疮严重程度与其含量呈正相关。也有研究发现C.acnes的数量在痤疮患者与健康人的毛囊皮脂腺内无显著差别［10］，以及认为成年女性及青少年的痤疮更可能与非微生物因素有关，如激素引起皮肤变化、先天免疫激活或环境因素［11］。Fitz-Gibbon 等［7］指出，痤疮患者与健康人的毛囊皮脂腺内存在不同亚型的C.acnes。初期C.acnes的分型是依据细胞壁糖含量、血清凝集素反应和对噬菌体的易感性，将C.acnes分为I型和II型，后来又将形态上具有细丝的分为III型。近几年，C.acnes利用全基因组多位点序列细分为IA1、IA2、IB1、IB2、IB3、IC、II和III型，与使用16S rRNA 基因扩增子测序将C.acnes分类得到的核糖分型（ribotypes，RTs）有交叉，IA2型主要为RT4和RT5、IB1型主要为RT8和IC 型主要为RT5，上述几种主要可以在痤疮患者毛囊皮脂腺当中发现，与痤疮发生密切相关；而主要在健康人毛囊皮脂腺内发现的菌株亚型为包括RT2和RT6在内的II型菌株；IA1、IB2和IB3可在健康人或痤疮患者的毛囊中发现；而III型菌株在面部很少见，主要存在于躯干，并与进行性黄斑黑素减退症有关［8］。一项针对辽宁省痤疮患者皮损进行的全基因组测序，结果显示痤疮患者的II型菌株远多于健康人，故认为II型菌株与中国患者的痤疮有关，但这项研究的取材方式不是取毛囊内容物，而是擦取皮肤表面后做检测，提示取材方式的不同会影响C.acnes分型的检测结果［12］。研究还指出，除Ⅲ型外，其他亚型的C.acnes均含有透明质酸酶（hyaluronate lyase，HYL），HYL能降解细胞外基质，有助于C.acnes的定植，随着细胞外基质的分解，炎症细胞侵入毛囊，使角蛋白、皮脂向真皮渗出，促进炎症的扩散，导致痤疮瘢痕的形成［13］。

2.2 葡萄球菌 与皮肤相关的葡萄球菌包括S.epidermidis与S.aureus，近期研究发现，比起健康皮肤及痤疮患者的炎性皮损，非炎性皮损中所含的葡萄球菌更加丰富，这可能与生物膜较高频率出现于粉刺当中相关，生物膜为葡萄球菌提供一个良好的生长环境且保护它不被杀灭［14］。

S.epidermidis分泌的自溶酶可以抑制潜在致病菌的繁殖，维持微生态平衡，还能释放琥珀酸来抑制C.acnes的定植，且可以阻断TLR-2的表达进而抑制痤疮的炎症表现，因此S.epidermidis可能具有预防痤疮的作用，但这一假设需要进一步验证［8］。以往分析痤疮皮损中微生物的组成并未分离出S.aureus［8，15］，但近年Jusuf等［16］在厌氧的环境当中培养痤疮患者的皮损以及非皮损部位的皮肤并做细菌鉴定，指出S.epidermidis在非炎性皮损以及炎性皮损当中培养的样本含量相当;而S.aureus在炎性皮损当中培养的样本含量明显比非炎性皮损高。可以发现S.aureus与痤疮的发生是相关的，且体外实验证明C.acnes所产生的卟啉可诱导S.aureus聚集和促进其生物膜的形成［17］。

2.3 马拉色菌 马拉色菌是皮肤上最丰富的真菌，它的体积是C.acnes的100倍，且具有较强的脂酶活性，使毛囊导管异常角化，还可诱导角质形成细胞及单核细胞分泌 IL-1β、IL-6、IL-8 及TNF-α，并抑制IL-10 分泌，加剧炎症反应［18，19］。

使用PCR方法比较痤疮患者及健康人的皮损，可发现痤疮患者的球形马拉色菌多于健康人，认为痤疮与马拉色菌之间有显著相关性［15，19］；使用高通量测序技术分析痤疮患者皮损的研究［18，20］，发现限制性马拉色菌的显著上升与痤疮的发生发展相关，且限制性马拉色菌在非炎性病变比炎性病变更多。刘颖等［21］通过直接镜检痤疮皮损内容物，发现性别及年龄与马拉色菌带菌率无明显关联，但与痤疮严重程度明显呈正相关。多项对难治性痤疮使用抗真菌药物的研究，在用药后皮损有所好转，因此认为马拉色菌与难治性痤疮相关［22］，临床上对于病情反复的中重度痤疮重视马拉色菌的检查。

3 痤疮的治疗与皮肤微生态

3.1 痤疮的抗生素治疗与耐药性痤疮丙酸杆菌四环素类、林可霉素类、大环内酯类、头孢菌素类、喹诺酮类、硝基咪唑类和磺胺类等是痤疮常见的抗生素治疗的选择，而四环素类如多西环素、米诺环素是我国推荐的一线抗生素［23］，而国外指南推荐红霉素和克林霉素［24］。但长期口服抗生素会诱导耐药性C.acnes产生，在欧洲国家当中，痤疮杆菌对红霉素的耐药率超过50%，在墨西哥北部对阿奇霉素的耐药率达到82%～100%，在英国对克林霉素的耐药性从1999年的4%增加到2016年的90.4%［22］。针对我国痤疮患者所做的耐药性C.acnes的Meta 分析显示我国患者对大环内酯类、甲硝唑耐药率明显高于四环素类抗生素，并且多种抗生素之间存在交叉耐药［25］。耐药性C.acnes可能会在皮肤上停留相当长的一段时间，导致痤疮的复发，此外，当患者再次使用抗生素治疗时，疗效会降低或无效［22］。

染色体突变和耐药基因的转移皆为C.acnes常见的耐药机制，不同亚型的C.acnes会表现出不同程度的耐药性，RT4和RT5型占耐药性C.acnes的85%～95%。其潜在的耐药分子机制包括以下几种：23S rRNA 结构域的 V 区点突变主要与C.acnes对红霉素及克林霉素的耐药相关，可分为G-T、A-G 突变，又以 A-G 突变较为常见。此区域内不同位点的 A-G 突变影响C.acnes对不同的抗生素耐药，红霉素耐药与2058 处的突变相关，红霉素和克林霉素交叉耐药与2059 处的突变相关；erm（X）转座子的存在则使C.acnes对大环内酯类抗生素产生耐药；而16S rRNA 中单个 G-C碱基交换介导使C.acnes对四环素类抗生素产生耐药［22］。

C.acnes抗生素耐药机制除与染色体突变、耐药基因的转移和C.acnes菌株亚型相关外，还与生物膜相关。生物膜会形成物理性屏障作用，起到延缓抗生素流入的作用；且通过降低C.acnes的生长速率及代谢速率，减慢C.acnes对抗生素的吸收［15］。比起其他分型，RT4和RT5型产生更多的生物膜［13］。

3.2 替代治疗与皮肤微生态平衡 长期使用抗生素除了产生耐药性C.acnes外，也会使其他细菌产生耐药性及皮肤微生态失衡，外用红霉素治疗12周后耐药性S.epidermidis成为皮肤上的优势菌种，且鼻腔的S.aureus相对丰度增加；在使用四环素类药物6周后，患者脸颊上丙酸杆菌的相对丰度降低，但链球菌、葡萄球菌、微球菌和棒状杆菌的相对丰度增加［22］。为了解决抗生素所造成的耐药性菌株日益增加且皮肤微生态失衡的问题，越来越多针对微生物的替代疗法出现。如老年人的痤疮患病率较低，可能与老人皮肤含较多C.acnes噬菌体相关，提示可利用噬菌体对抗C.acnes，进而减少使用抗生素［11］；针对高毒力C.acnes所产生的CAMP（Christie-Atkins-Munch-Petersen）因子的痤疮疫苗在研发中，CAMP因子可激活TLR-2进而诱发炎症，而痤疮疫苗可以在不影响皮肤微生态下改善痤疮［26］；其次，有54%的痤疮患者肠道菌群多样性及数量下降，当肠道屏障被破坏时，肠道菌群所产生的短链脂肪酸可以进入到身体多个器官内包括皮肤导致痤疮的发生，益生菌可以维持肠道和皮肤微生态平衡外，还可以抑制角质形成细胞分泌的IL-8并促进IL-10的生成进而调节免疫抑制炎症，因此外用和口服益生菌可以辅助治疗痤疮［27］。

痤疮的其他药物疗法还包括口服异维 A 酸、过氧化苯甲酰、果酸和水杨酸治疗，研究发现痤疮患者使用异维 A 酸和赖甲四环素治疗后能显著降低C.acnes含量，异维 A 酸使皮脂分泌减少进而降低C.acnes含量以及使皮肤变得干燥，这一系列效应可能改变皮肤微生物的组成，形成类似于特应性皮炎患者皮肤微生物的组成，即链球菌及葡萄球菌的比例上升［9，28］；Ahluwalia等［11］表明使用过氧化苯甲酰并不会影响微生物多样性；果酸和水杨酸具有抗炎、溶解粉刺和纠正毛囊导管角化作用，果酸还被证明有杀灭C.acnes的作用［29］。

此外，目前对于不同严重程度的痤疮，物理治疗也成为医师的治疗手段之一，物理治疗的作用有以下几种，蓝光、磷酸钛氧钾激光、光动力疗法及强脉冲光可激活C.acnes的内源性卟啉，使后者释放活性氧进而抑制C.acnes；其次，微针、二氧化碳激光、光动力疗法及强脉冲光可利用光热效应破坏皮脂腺，改变C.acnes的原有生态环境。其中，光动力疗法被证实比外用阿达帕林和系统性多西环素用药更有效［30，31］。物理治疗的疗程较短和不良反应较轻，且不产生耐药性C.acnes，所以患者依从性佳，但各种激光或光设备、治疗参数的不同会导致结果的异质性，这也是未来可再深入研究的方向。

4 结语

C.acnes的增殖一直被视为导致痤疮的主要因素之一，但并不是所有亚型的C.acnes都会导致痤疮，主要与痤疮相关的是IA2、IB1、IC型，而II型主要与健康皮肤相关。临床治疗痤疮时常选择抗生素，但长时间使用抗生素使得耐药性C.acnes日益增多，并在抑制与痤疮相关的亚型的同时，也抑制了与健康皮肤相关的亚型。应利用微生物之间的相互作用与改变皮肤微生态来治疗痤疮，不仅可以促进维持皮肤的健康状态，又可以降低耐药性C.acnes的生成，为目前研究的热点。相关的替代治疗包括使用C.acnes噬菌体、痤疮疫苗和利用益生菌促进肠道微生态平衡进而抑制痤疮的发生;多种物理治疗也被证实可以激活C.acnes的内源性卟啉以及破坏皮脂腺改变生长环境，以上种种皆可达到抑制C.acnes生长的效果。然而这些治疗方式尚未完全成熟，如何在除掉致病菌的同时又保持皮肤微生态平衡也是未来值得研究的方向。