皮肤组织常驻记忆T细胞与炎症性皮肤病复发的研究进展

陈雪琴 宋志强

陆军军医大学第一附属医院皮肤科,重庆,400038

TRM存在于皮肤等外周非淋巴组织中,是适应性免疫应答的第一道防线,具有在外周组织中长期存活和低迁移的两大重要特点[1,2]。有证据表明,环境和遗传因素会导致自身反应性T细胞的异常激活,并促进自身免疫的发生;其次Tregs与TRM和T效应物的比例降低和/或Tregs在皮肤组织中的功能降低有助于自身免疫的发展;由于自身反应性TRM的持续存在,可能在治疗停止后导致疾病易复发[3,4]。异常活化的TRM细胞与慢性炎症性皮肤病的复发密切相关,包括银屑病、白癜风、特应性皮炎、固定性药疹、斑秃等。因此,本综述将重点讨论皮肤 TRM细胞在炎症性皮肤病致病中的作用。

1 银屑病

银屑病是一种慢性复发性炎症性皮肤病,目前阻断TNF-α和IL-23/Th17相关途径的生物制剂是治疗银屑病最有效的药物[5],尽管生物制剂治疗是有效的,但不同患者对治疗的反应存在差异;一旦停用药物,皮损往往复发,特别是原皮损部位[6]。因此,即使在皮损清除后,一些免疫活性细胞可能仍驻留在皮肤中。

有研究发现,在使用MTX、NB-UVB、TNF-α抑制剂或 IL-12/23抑制剂对银屑病有效治疗后数月,原消退皮损区域表皮中仍存在具有分泌 IL-17 的CD4+TRM及分泌 IL-22的CD8+TRM细胞。Gallais Sérézal等[7]研究表明,银屑病非皮损部位皮肤中也聚集了TRM细胞,并且微生物与遗传易感性对角质形成细胞的相互作用可能会塑造局部的TRM细胞池。因此,消退的银屑病皮损、银屑病非皮损部位皮肤均含有TRM细胞,CD4+TRM保留在真皮层,CD8+TRM和朗格汉斯细胞保留在表皮层,主要为CD8+IL17+TRM细胞和CD8+IFNγ+TRM细胞。虽然健康皮肤中也存在产生IL-17A的CD4+TRM,但表皮中产生IL-17A的CD8+TRM的聚集是银屑病的特征之一[8,9]。在疾病复发时,eLCs和TRM会产生促炎细胞因子IL-23、IL-17A和IL-22,诱导角质细胞增生和疾病复发[8-10]。同时在银屑病的非皮损部位皮肤中,TRM增加了IL-17A的产生;与产生IFN-γ的细胞相比,银屑病非皮损皮肤中CD103+CD8+TRM产生的IL-17A潜能随着病程的延长而增加[9]。

目前关于银屑病治疗对产生IL-17A的TRM细胞影响尚不清楚[11],产生IL-17A的TRM细胞相对减少可能有助于银屑病病情的控制。紫外线照射会减少皮肤中产生IL-17A的TRM细胞。据报道,局部外用维生素D3衍生物和糖皮质激素可减少皮损中产生IL-17A的TRM细胞。关于生物制剂治疗银屑病对于TRM细胞的影响仍有争议,有研究显示,司库奇尤单抗治疗阻断IL-17A信号传导,减少了银屑病皮肤中T细胞的浸润;然而有少量的T细胞,包括TRM细胞,在治疗24周后仍驻留在皮肤中[12]。另一项关于使用生物制剂治疗的研究显示,残留的银屑病皮损角质形成细胞增殖减少,但治疗后产生IL-17A的CD103+TRM细胞的百分比没有明显下降[13]。同样,在已缓解的银屑病皮损中,产生IL-17A的TRM细胞与CCR6和IL-23R表达持续存在[10]。在TNF-α抑制剂有效治疗后,产生IL-17A的CD8+TRM细胞和产生IL-22的CD4+TRM细胞在银屑病表皮中保留长达六年之久。与靶向IL-17A的生物制剂相比,靶向IL-23的生物制剂更能降低病变中的T细胞数量。研究发现,司库奇尤单抗治疗银屑病到第4周,Treg细胞减少,但CD8+TRM细胞增加。相反,古塞奇尤单抗降低了CD8+TRM细胞,Treg细胞增多[14]。

Tohyama等[15]研究发现通过靶向Bcl-3,可以阻断银屑病的CD4+和CD8+TRM疾病通路;但Bcl-3的表达促进CD4+T细胞存活,并且是Th1、Th2和Th17细胞正常发育所必需的;虽然Bcl-3抑制剂作为潜在的肿瘤治疗药物已被广泛研究,但其在银屑病或其他皮肤病治疗中的作用尚未被探索。阻断由TRM细胞产生的银屑病微环境已被证明在治疗疾病方面是有效的,但如何直接靶向TRM细胞仍是一大难题,靶向TRM治疗的风险尚不清楚,它可能导致皮肤对病原体的局部免疫记忆丧失,或可能影响其他组织固着免疫[16]。因此针对银屑病功能障碍性TRM的特定治疗靶点,不包括其他TRM和皮肤固有免疫细胞,将是理想的靶向治疗策略,仍有待更多研究。

2 白癜风

白癜风是一种自身免疫性色素脱失性皮肤病,由产生IFN-γ的CD8+T细胞异常攻击自体黑素细胞,导致皮肤色素脱失。大约40%的白癜风患者在停止治疗后一年内复发[17],通常在同一部位复发,提示可能存在自身免疫记忆。

研究发现,在活跃的白癜风皮损周围皮肤中含有一群CD8+CD69+TRM细胞,这些TRM细胞在皮肤中持续存在超过一年,并在表皮内聚集,以CD103+和CD103-细胞为主。这些细胞具有中等的细胞毒性,分泌促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α[18]。CD49在白癜风皮肤的表皮和真皮CD8+TRM细胞中也有表达;在IL-15存在下,表达该标志物的细胞分泌IFN-γ、穿孔素和颗粒酶B[19]。这些分子对于诱导白癜风患者黑素细胞的凋亡必不可少。通过分泌细胞因子和趋化因子,TRM细胞可能有直接细胞毒性作用或在其他效应免疫细胞的募集中发挥作用。此外,TRM细胞还可能通过抑制对毛囊中干细胞再生至关重要的局部Treg细胞来阻止黑素细胞的补充[18]。

然而,仅有TRM细胞不足以维持白癜风的病变,Riding等[20]在白癜风患者血液中检测到自身反应性循环记忆T细胞(TRCM)。Richmond等[21]最近的一项研究发现TRCM和TRM细胞共同维持白癜风色素脱失。这两种细胞都能识别皮肤中的自身抗原并产生IFN-γ。此外,TRM细胞产生C-X-C基序趋化因子配体CXCL9和CXCL10。这些趋化因子与TRCM细胞表面的C-X-C趋化因子受体CXCR3结合,有可能将它们招募到皮肤上。与健康对照组相比,白癜风患者循环中的CXCR3+CD8+TRCM细胞有更强的增殖能力[18]。在缺乏CXCL10的动物中,TRCM细胞更可能进入淋巴结,而不是被募集到表皮。此外,阻止TRCM进入皮肤或消耗这些细胞病情改善。

白癜风常用的治疗方法主要包括外用皮质类固醇激素、外用钙调磷酸酶抑制剂和/或紫外线,研究显示这些治疗可以非特异性抑制TRM细胞的激活/增殖。Azzolino等[22]的一项小鼠研究发现,在托法替布和芦可替尼治疗期间观察到显著的色素沉着后,TRM细胞仍驻留在皮肤中。特异性靶向TRM细胞的新策略是未来白癜风治疗的发展方向。目前,一些研究已经开始将TRM细胞作为白癜风的潜在治疗靶点。在小鼠模型中,用抗CD122抗体短期阻断减少了IFN-γ的分泌,长期阻断IL-15受体可以耗竭皮肤中抗原特异性的TRM细胞,并观察到持久性复色[23]。因此,靶向IL-15信号可能是白癜风有效且持久的治疗策略,目前探索IL-15阻断抗体在白癜风治疗的疗效正在临床试验中。

3 特应性皮炎

特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)是一种慢性瘙痒性炎症性皮肤病。特应性病史或家族史,以及参与皮肤屏障功能的丝聚蛋白基因(FLG)功能缺失性突变是AD的主要病因。

AD复发伴随着失控的免疫激活,免疫记忆被认为参与了AD的复发。研究表明,在AD皮损和非皮损皮肤间均有丰富的T细胞克隆,局部糖皮质激素治疗好转后仍基本不变;与正常皮肤相比,AD患者皮损中CD4+CD8+CD69+TRM细胞聚集,可产生较高水平的IL-4、IL-13、IL-17和IL-22;这表明AD皮损和非皮损皮肤中存在潜在致病性TRM细胞[24]。此外,胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)是AD中重要的致病因素,它增加了CD69+TRM细胞的表达。因此认为TRM细胞可能是AD复发的主要原因[25]。

目前关于TRM细胞在AD复发的机制以及AD现有治疗对TRM细胞影响的研究较少。近期Wu等[26]研究显示,病灶内一次性注射5-氟尿嘧啶和曲安奈德对慢性湿疹治疗安全有效,可进一步减少皮损中的TRM细胞和慢性湿疹复发。因此以TRM细胞为靶标治疗AD的方法仍有待更多研究。

4 固定性药疹

固定型药疹(fixed drug eruption, FDE)是常见的药物不良反应,特征为再次使用相同或类似结构致病药物后同一部位皮疹复发。急性FDE通常表现为单个或少量的暗红色或紫红色斑块,愈后遗留炎症后色素沉着。

组织学染色显示,在缓解的FDE皮损中,表皮内CD8+记忆T细胞群为主,能够在激活时产生IFN-γ和TNF-α。这些T细胞结构性地表达皮肤淋巴细胞相关抗原CD11a、CD69和CD103,而不表达CD62L或CCR7。此外,TRM细胞在致敏药物刺激后3 h迅速产生IFN-γ,比对应的外周细胞更快;CD8+TRM细胞的重新激活可引发病变,同时在广泛的病变中观察到循环中CD4+和CD8+T细胞的募集。在FDE皮损的表皮中,丰富的调节性T细胞有助于限制异常的免疫反应。在没有抗原刺激的情况下,局部皮损产生IL-15也能维持表皮CD8+TRM细胞的存活。因此,异常激活的TRM细胞是FDE复发的主要效应细胞之一[25]。但目前关于TRM细胞在FDE中的作用机制研究较少,仍需更多的基础和临床研究证据。

5 斑秃和瘢痕性脱发

斑秃(alopecia areata,AA)是以非瘢痕性脱发为特征的慢性复发性疾病,毛囊失去免疫豁免状态是关键的致病因素[27]。瘢痕性脱发(alopecia cicatrisata,CA)包括一组脱发性疾病,如前额纤维化脱发(frontal fibrosing alopecia, FFA)、毛发扁平苔藓(lichen planopilaris, LPP)和中央远心性瘢痕性脱发(central centrifugal cicatricial alopecia, CCCA),毛囊周期不可逆性停滞导致毛发永久性脱落,毛囊球部的毛囊干细胞缺失被认为是CA的病因[28]。

Del Duca等[29]研究发现,与非皮损皮肤相比,AA和FFA患者的皮损中有更多的CD8+细胞毒性T细胞、CD11c+树突细胞和CD103+CD69+TRM细胞。FFA中IFNγ/CXCL9/CXCL10途径和JAK-STAT途径显著上调[30]。近期Yang等[31]报道一例接受JAK抑制剂托法替布治疗的FFA患者,其扁平苔藓活动指数(LPPAI)评分显著改善,该患者曾予以曲安奈德局封、糖皮质激素外用、强力霉素和羟氯喹等治疗无效。JAK抑制剂治疗AA也是有效的[32]。然而,与白癜风类似,JAK抑制剂停止治疗后出现脱发[33]。AA和FFA的复发,CD103+CD69+TRM细胞上调以及JAK抑制剂治疗有效,支持TRM细胞在疾病发病机制中的关键作用。

Xing等[34]研究发现,在斑秃小鼠模型中系统给予IL-15β受体(IL-15Rβ)阻断抗体可防止脱发。因此,选择性或同时抑制细胞因子IL-2、IL-9和IL-15治疗脱发可能对TRM细胞有影响,目前相关靶向药物正在临床研究中。

6 小结

目前TRM细胞在炎症性皮肤病中的复杂作用已得到广泛关注。TRM细胞不同的亚群具有不同的表面标志和效应功能,可能与不同的疾病和/或解剖位置有关。因此,对一种疾病有效的TRM细胞靶向治疗可能对另一种疾病无效。此外,应特别注意不同TRM细胞亚型、TRM细胞与其他免疫细胞、TRM细胞与环境因素的潜在联系[25]。

其次在TRM细胞起致病作用的疾病中,TRM细胞的长寿特征是一个难点,早期治疗可能是防止它们在疾病发作期间聚积的关键。同时TRM细胞依赖于多种细胞因子和趋化因子来促进其激活、发育和存活,包括TGF-β、TNF-α、IL-33、IFN-I、IL-15等,未来可能的治疗包括针对这些因子或这些细胞上表达的标志物,如ICR[35]。其次TRM细胞的独特特征是其生存依赖于外源性脂质摄取,缺乏脂肪酸结合蛋白4和5(FABP4和FABP5)的细胞过早死亡[36,37],因此外源脂肪酸的氧化代谢对于TRM细胞的生存至关重要,靶向这些细胞的代谢途径似乎是有希望的治疗策略。