蜂毒治疗特应性皮炎的研究进展

张玉,崔晶,刘海玉,金珊

特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)是一种常见的与遗传过敏有关的慢性、复发性、炎症性皮肤病,发病率逐年上升。AD的发病机制涉及遗传和环境因素、皮肤屏障功能障碍、微生物失衡和免疫失调之间的相互作用[1-3]。目前,局部糖皮质激素和局部钙调神经磷酸酶抑制剂的抗炎治疗广泛用于轻中度AD的治疗,而系统性免疫抑制剂,如糖皮质激素、环孢素、甲氨蝶呤或者生物制剂(度普利尤单抗),可用于重症病例。其他治疗包括紫外线光疗,但疗效和不良反应仍然值得关注[1,4-5]。近几年来,替代医学已越来越多地用于AD的治疗,因蜂毒有效成分的抗炎、抗菌特性,多项研究已证实蜂毒治疗AD的有效性。本文将对蜂毒治疗AD的最新研究进行综述。

1 蜂毒的有效成分

蜂毒(bee venom,BV)由蜜蜂产生,它包括蜂毒肽、蜂毒明肽、肥大细胞脱颗粒肽等肽,磷脂酶A2、透明质酸酶、酸性磷酸单酯酶和溶血磷脂酶等酶,还包含各种胺类,如组胺、多巴胺和去甲肾上腺素[6-8]。

1.1蜂毒肽(melittin) 蜂毒肽是一种代表干重50%～60%的肽,由26个残基组成[8-9]。在抗炎、抗菌、抗真菌、抗病毒方面有着不错的效果[7-8,10-11],其也是蜂毒中毒性最强的化合物[6]。蜂毒肽可以增加磷脂酶A2的活性[8,12]。

1.2磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2) PLA2约占蜂毒的10%～12%,是由128个氨基酸组成的单肽链。相对别的成分PLA2更容易引起过敏,约57%～97%的患者可能对其过敏[8]。这种酶具有抗菌作用,并在抗炎过程中发挥积极作用[13-14]。PLA2通过与CD206相互作用减轻AD[15]。

1.3蜂毒明肽(apamin) 蜂毒明肽是蜂毒中分子量最小的神经毒素,是由18个氨基酸构成的肽[8,16],它在AD[16]、痛风性关节炎[17]、动脉粥样硬化病变[18]的治疗中可显示抗炎作用。

1.4肥大细胞脱颗粒肽(mast cell degranulating peptide,MCDP) MCDP占蜂毒干重的2%～3%,含有22个氨基酸,是一种强大的抗炎剂,可能是研究炎症细胞(如肥大细胞、嗜碱性粒细胞和白细胞)分泌机制的潜在候选药物[7-8]。在大量释放后,MCDP可抑制肥大细胞脱颗粒[12]。

2 蜂毒及其有效成分治疗AD的研究

2.1蜂毒润肤剂治疗AD的临床研究 在You等[9]的研究中,将确诊为AD的136例受试者随机分组,并要求使用含有蜂毒和丝蛋白的润肤剂或不含蜂毒的润肤乳4周。与未使用蜂毒润肤剂的患者相比,使用含蜂毒润肤剂的受试者的湿疹面积和严重程度指数(EASI)和视觉模拟评分(VAS)值显著降低。蜂毒对患者皮肤的不良反应发生率没有显著差异。其证明了含有蜂毒的润肤剂治疗AD的有效性和安全性。

2.2蜂毒及其有效成分作用于AD样小鼠的体内研究 Gu等[19]的研究考察了卵清蛋白(OVA)诱导的AD样皮肤损伤的进展以及蜂毒的作用机制。研究中,蜂毒治疗组小鼠的AD症状减少。在给予100 mg/kg浓度蜂毒的治疗组中血清IgE水平降低,抑制了嗜酸性粒细胞和肥大细胞的浸润。

Kim等[20]观察到通过皮下注射蜂毒治疗AD样小鼠时,AD症状得到缓解。小鼠血清C3转化酶(C3C)和膜攻击复合物(MAC)水平降低,而CD55水平升高,研究证明蜂毒通过诱导CD55使补体系统失活,从而缓解AD。蜂毒,尤其是蜂毒肽,可以通过控制补体来缓解AD。

Kim等[21]的实验检测了蜂毒对化合物48/80诱导的小鼠抓挠行为的影响。结果显示,蜂毒可能通过抑制肥大细胞脱颗粒和促炎细胞因子的表达来改善AD相关症状。

Sur等[22]在偏苯三酸酐(TMA)诱导的小鼠皮肤损伤模型中评估了蜂毒针灸(BVA)改善AD的治疗潜力。 BVA在委中穴治疗可显著抑制耳皮肤和淋巴结中Th1和Th2细胞因子的表达。通过BVA治疗可显著缓解耳部皮肤感染症状,如AD样症状,包括厚度、炎症和淋巴结重量增加。BVA治疗同时可抑制T细胞的增殖和浸润以及IL-4和IgE的合成,这是典型的Th2过敏反应。令人感兴趣的是,与放置在尾巴底部的非穴位相比,委中穴的BVA显示出更明显的抑制作用。这些结果表明,在特定穴位注射蜂毒可抑制TMA诱导的AD小鼠的过敏和炎症反应。

Jung等[14]在研究中使用粉尘螨提取物(DFE)诱导AD小鼠模型,在模型中局部应用PLA2可显著降低血清IgE、Th1和Th2细胞因子。应用PLA2可减轻AD诱导的组织学变化和肥大细胞浸润。但在调节性T细胞(Treg细胞)缺失组中未观察到这些作用,这表明蜂毒磷酯酶A2(bvPLA2)有潜力通过诱导Treg细胞来对抗AD样皮损相关炎症反应。总的来说,结果证明局部应用PLA2可能会改善AD炎症。

Treg细胞是具有免疫抑制作用的CD4+T细胞的一个子集,在局部炎症损伤中可通过调节外周CD4+T细胞和管理免疫反应的多个方面,从而在维持生理免疫稳态中发挥重要作用[23]。它们可抑制多种免疫细胞,包括CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、巨噬细胞、肥大细胞、自然杀伤(NK)细胞和树突状细胞(DC)[24]。Baek等[13]的研究表明,bvPLA2介导的凋亡信号调节在诱导Treg细胞中起主要作用。

Jo等[25]的研究则强调了bvPLA2可通过人外周血CD206+树突状细胞激活Treg细胞,并表明人类外周血中CD206+树突状细胞的比例可以作为预测个体对应用bvPLA2的易感性的标记。

丝聚蛋白在表皮屏障功能中起重要作用[1,3]。STAT3的激活可下调丝聚蛋白和Th2诱导的细胞因子,包括IL-4和IL-13,它们是STAT3信号的激活剂。Kim等[10]利用IL-4和IL-13刺激的人角质形成细胞研究了蜂毒肽在AD中的作用,结果显示,蜂毒肽治疗组OVA诱导的皮肤增厚和炎症浸润减少。蜂毒肽可预防OVA诱导的丝聚蛋白缺乏和不平衡的炎症介质。此外,蜂毒肽可通过阻断人角质形成细胞中STAT3的激活,从而抑制IL-4/IL-13诱导的丝聚蛋白下调。

2.3蜂毒及其有效成分作用于人角质形成细胞的体外研究 An等[11]使用TNF-α/IFN-γ刺激的人角质形成细胞进行的体外研究表明,蜂毒和蜂毒肽可通过阻断NF-κB和STAT信号通路,抑制趋化因子(如CCL17和CCL22)和促炎细胞因子(包括IL-1β、IL-6、IFN-γ)的表达增加。

Kim等[26]研究了蜂毒明肽对TNF-α和IFN-γ诱导的人角质形成细胞炎症反应的抗炎作用。服用蜂毒明肽可阻止JAK/STAT和NF-κB的激活,后者是TNF-α和IFN-γ处理的人角质形成细胞中与炎症细胞因子相关的转录因子。这些结果表明,蜂毒明肽对AD有抗炎作用。蜂毒明肽可通过抑制Th2相关细胞因子改善炎症状况。此外,蜂毒明肽可下调人角质形成细胞中JAK/STAT和NF-κB信号通路的激活。在TNF-α和IFN-γ刺激的人角质形成细胞中,炎性细胞因子(如IL-1β和IL-6)以及Th2相关趋化因子(包括胸腺和活化调节的趋化因子以及巨噬细胞衍生的趋化因子)的表达增加。蜂毒明肽对TNF-α和IFN-γ诱导的JAK/STAT和NF-κB信号通路的激活有抑制作用。因此,可以得出结论,蜂毒明肽可以通过改善炎症状态对AD起到治疗作用[16]。

3 蜂毒及其有效成分对AD的治疗机制

3.1蜂毒及其有效成分治疗AD的抗炎机制 在AD中,蜂毒可通过降低IgE、TNF-α和胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)水平来抑制炎症细胞因子。它还可抑制肥大细胞和嗜酸性粒细胞的浸润[19]。蜂毒显著增加人单核细胞白血病细胞(THP-1)分泌补体形成抑制剂CD55,导致血清C3C和MAC水平显著降低。蜂毒通过下调NF-κB活化,可显著抑制肥大细胞脱颗粒和促炎细胞因子的合成,如TNF-α和IL-1β[22]。蜂毒治疗抑制了由Th2型过敏反应诱导的T淋巴细胞增殖和浸润以及IL-4和IgE的产生[17]。

蜂毒肽是一种非常有效的抗炎剂,在动物模型中的效力是氢化皮质醇的100倍[27]。蜂毒肽可降低CD4+T淋巴细胞、肥大细胞浸润和血清IgE、IFN-γ、IL-4和TSLP水平;还可通过抑制角质形成细胞中NF-κB、STAT1和STAT3信号通路的激活,抑制趋化因子(如CCL17和CCL22)和促炎细胞因子(包括IL-6、IL-1β和IFN-γ)的产生[11]。此外,蜂毒肽可抑制IL-4和IL-13诱导的角质形成细胞丝聚蛋白缺乏;还可抑制肥大细胞浸润和AD相关的炎症分子,如CD14、CD11b、IL-1β、TNF-α和TSLP,并增强IgE反应[27]。

PLA2作用于AD样皮损后,全面降低了表皮和真皮厚度,抑制了IgE水平的上调,抑制了炎症细胞因子,增加了Treg细胞,同时阻断了AD小鼠巨噬细胞和肥大细胞的浸润[15]。

MCDP也是蜂毒中的一种重要成分,MCDP具有独特的免疫特性,因为其在浓度低于0.1 mg/mL时能够诱导肥大细胞释放组胺,而肥大细胞在炎症和过敏中起着核心作用。然而,在较高浓度时MCDP表现出相反的作用,可作为抗炎化合物抑制肥大细胞脱颗粒(即可抑制组胺释放)。因此,MCDP也可以作为一种抗过敏分子。研究已经证明,MCDP在体外和体内都具有抗炎活性[12]。据推测,MCDP和IgE可建立分子间二硫化物复合物,引起IgE构象变化,并抑制信号传递至FCεRI受体。也有人强调,MCDP可以与这些受体结合,抑制IgE的结合,最终避免组胺释放[7]。

蜂毒明肽也是一种抗炎剂,能够抑制环氧合酶-2,降低TNF-α、IL-1、IL-6和NO的水平[17,28]。在这方面,另一项研究表明,在抑制人角质形成细胞系中NF-κB(核因子κB的抑制作用)和STAT通路的激活的同时[29],蜂毒明肽能够抑制Th2相关的趋化因子和其他促炎细胞因子[26]。

3.2蜂毒及其有效成分治疗AD的抗菌机制 AD是一种与皮肤屏障缺陷相关的复杂疾病,可导致过敏原或病原体入侵和免疫功能紊乱,导致炎症的恶性循环。由于这种失调,皮肤微生物群发生了改变,金黄色葡萄球菌等病原微生物更容易在皮肤上定植[1-3]。大多数AD患者易被金黄色葡萄球菌定植,并且随着这种微生物的过度生长,疾病会复发。因此抗菌尤其是抑制金黄色葡萄球菌对AD患者不容忽视[30]。

同时,AD患者容易受到皮肤病毒感染,包括单纯疱疹和威胁生命的痘苗感染。皮肤真菌病(体癣)和马拉色菌感染也常在AD中发生,后者也能刺激特异性IgE的产生。总之,AD患者缺乏有效的抗菌屏障[31]。

据报道,蜂毒具有抗菌活性,这归因于其两种主要成分,蜂毒肽和PLA2。这类化合物可以通过其膜产生孔隙,导致其受损、分解,从而对细菌产生抗菌作用[7-8]。根据Pucca等[32]的研究,这些蜂毒肽可能通过异源寡聚形成毒素复合物而产生协同增强的毒性。增强的细菌裂解可能通过在磷脂双层膜上形成蜂毒肽-PLA2杂低聚物来介导。当蜂毒肽与PLA2结合时,蜂毒肽更容易与分子脂质表面上的中性外膜结合,从而协同增强溶解。这种结合可能是通过蜂毒肽的碱性氨基酸残基和磷脂酰胆碱(细胞膜的主要成分)的磷酸基之间的静电吸引介导的。蜂毒肽-PLA2结合使蜂毒肽齐聚、形成膜孔和溶解[33]。

蜂毒肽对不同类型的细菌可表现出广泛的抗菌活性[34]。同时,蜂毒肽对广泛的真菌属具有抑制作用,它可以通过几种机制阻碍真菌生长,如膜通透性、活性氧介导的线粒体/半胱氨酸依赖途径诱导凋亡、抑制(1,3)-β-D-葡聚糖合酶以及真菌基因表达的改变[35]。

蜂毒的抗病毒活性也很有应用前景,因为蜂毒和蜂毒肽对包括HIV在内的广泛包膜病毒和少数非包膜病毒都具有显著的毒性作用[8,32]。

PLA2也具有抗菌活性,是一种重要的宿主防御分子。PLA2通过其强大的过敏特性破坏活细胞膜,蜂毒可以通过磷脂酶A2的存在抑制微生物生长[36]。PLA2也可以阻止病毒的复制[8]。

4 蜂毒及其有效成分治疗AD的不良反应

4.1过敏反应 蜂毒肽可能是一种潜在的致敏原, 一项20世纪70年代的研究表明,它可在大约1/3的蜂毒敏感患者中诱导IgE反应,并且蜂毒肽似乎可以引起一些患者过敏[37]。PLA2也是一种致敏原,负责诱导IgE介导的过敏反应[38]。

4.2溶血,细胞毒性作用 蜂毒肽也因其对人类红细胞的高溶解活性而闻名,它可直接与红细胞结合并释放血红蛋白。当蜂毒肽引起溶血时,在阳离子从细胞膜漏出后可观察到红细胞肿胀[30]。蜂毒肽对人外周血淋巴细胞具有细胞毒性,且呈剂量和时间依赖性。它还可诱导细胞膜颗粒化、形态变化,导致细胞的溶解[39]。

4.3基因毒性效应 Gajski等[39]研究表明,蜂毒肽对人外周血淋巴细胞具有遗传毒性,并提供了氧化应激参与其DNA损伤效应的证据。蜂毒肽可调节与凋亡、DNA损伤反应和氧化应激相关的基因表达。该研究还观察到遗传毒性与活性氧形成增加、谷胱甘肽水平降低、脂质过氧化和磷脂酶C活性增加一致。

5 为克服蜂毒及其有效成分治疗AD的不良反应所做的探索研究

5.1蜂毒载于聚合物和纳米颗粒(NPs)的潜力 由于蜂毒注射有许多缺点,因此有必要设计合适的缓释系统,以提供长期和恒定的治疗效果。NP是由可生物降解聚合物,如聚D,L-乳酸-共乙醇酸(PLGA)、海藻酸钠和壳聚糖制备的。这些聚合物及其NPs是生物活性化合物的优良和有效载体。因此,蜂毒可以装载在这些聚合物及其NPs上,以改善其输送和释放,从而通过消除频繁注射的需要来改善患者的依从性[33]。

5.2解毒蜂毒 在研究中[40],通过水解蜂毒肽和调整蜂毒中成分的比例,制造解毒蜂毒以减少不良反应并保持药理作用。结果证明,与蜂毒相比,解毒蜂毒的细胞毒性和过敏性降低,抗炎活性增强。证实了蜂毒的解毒降低了蜂毒的细胞毒性和过敏性,同时保持了其固有的抗炎活性。

5.3蜂毒脂质体 脂质体内的蜂毒可通过减少促炎细胞因子,抑制NF-κB和MAPK信号通路的激活,在体外协同显示抗炎作用。此外,与单独使用蜂毒相比,脂质体中的蜂毒在减轻炎症方面具有协同效应。因此,蜂毒脂质体治疗AD具有广阔的应用前景[41]。

6 小结

综上,蜂毒对AD有明显治疗效果,可通过影响主要炎症信号通路和诱导抑制促炎症基因表达来抑制炎症,通过破坏生物膜产生抗菌作用。当前越来越多的研究者致力于通过改变蜂毒给药途径等方式克服蜂毒治疗可能出现的不良反应。虽然蜂毒的安全性和可能出现的不良反应仍存在一些问题,仍需要进一步的基础和临床研究来解决;但可以预见,蜂毒和常规药物的结合有可能是一种有价值的治疗方式。