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变应性接触性皮炎的免疫学机制新进展

更新时间:2020-12-29 08:22点击:

  金莉 曹经江
  
  三峡大学附属仁和医院皮肤科
  
  摘    要:
  
  变应性接触性皮炎(ACD)是常见的T细胞介导的Ⅳ型超敏反应,主要分为三个阶段:致敏期、激发期和消退期。每个阶段所涉及到的细胞和分子作用不尽相同,都有可能成为治疗ACD新的靶点,本文对变应性接触性皮炎的免疫学机制新进展进行了综述。
  
  关键词:
  
  接触性皮炎 半抗原 模式识别受体 树突状细胞 T淋巴细胞
  
  变应性接触性皮炎(allergic contact dermatitis, ACD)是过敏原特异性T细胞介导的炎症反应,主要是IV型超敏反应,影响着20%的成年人,是常见的职业病之一[1-3]。ACD主要分为三个阶段:致敏期、激发期和消退期。致敏期,过敏原与皮肤接触产生先天免疫,角质形成细胞释放先天炎症介质并诱导树突状细胞(DCs)成熟,半抗原被DCs识别形成半抗原-肽复合物,并提呈迁移到外周淋巴结,形成半抗原特异性T细胞,这些T细胞与肥大细胞和嗜酸粒细胞一起增殖并进入循环和初始暴露的部位。激发期,相同的过敏原再次接触皮肤时,半抗原特异性T细胞聚集到皮肤暴露点产生炎症反应。消退期主要是调节性T细胞(Tregs)发挥作用[1-3]。本文将对致敏期、激发期和消退期涉及到的各种细胞和分子最新免疫学进展进行综述。
  
  1 致敏期
  
  1.1 半抗原
  
  最近发现与最佳剂量的过敏原相比,高剂量高浓度的过敏原可抑制后续的ACD免疫反应,且不同的给药途径中高剂量高浓度的作用机制也不一样。口服高剂量高浓度过敏原可诱导特异性T细胞失能,导致激发失败;静脉注射主要是激活Tregs导致效应性T细胞失能;经皮肤接触则主要通过抑制DCs从皮肤向淋巴结迁移导致致敏失效[4]。此研究为临床上早期预防ACD提供了新的思路,但是高剂量和高浓度的标准尚不明确,运用于临床尚待进一步研究。
  
  1.2 模式识别受体(PRR)
  
  皮肤的第一道防线是先天免疫,并在第二道防线适应性免疫反应的激活中发挥关键作用。没有充足的半抗原引起的非特异性T细胞炎症,激发期的特异性T细胞炎症也不会发生[5]。
  
  先天免疫的特点是通过PRR识别病原体(细菌、病毒)即病原体相关分子模式(PAMPs)。PRR在巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、角质形成细胞和上皮细胞都有表达。PRR主要包含Toll样受体(TLRs)、NOD样受体(NLRs)、C型凝集素受体(CLRs)和RIG-I样受体(RLR),最常见的是TLRs和NLRs[5,6]。在致敏初期,镍、钴和钯可直接激活TLR4并刺激角质形成细胞分泌细胞因子IL-1β和TNF-α,这两种细胞因子有利于DCs从皮肤迁移到淋巴结诱导幼稚T细胞分化[5,6]。同时,皮肤受损可刺激角质形成细胞释放内源性因子三磷酸腺苷(ATP)和活性氧(ROS)到细胞外。ATP可作为损伤相关分子模式(DAMP)与周围的ATP受体(P2X7)结合,激活NLR3分泌IL-1β和IL-18,IL-18可诱导DCs的成熟及迁移,NLR3还可增强TNF-α和IFN-r的表达,有利于Th1细胞的皮肤免疫应答[5]。
  
  最近有研究[7]显示与其他的促炎NLRs不同,NLRP12可减弱炎症反应,起负调节作用。研究发现沉默NLRP12启动子上Blimp-1导致NLRP12基因和蛋白表达增加,IL-18表达下降,此研究证明了在过敏原刺激前,NLRP12是炎症的负调节剂,Blimp-1是NLRP12的抑制剂,而且此研究还发现不同的抗原诱发NLRP12和Blimp-1的速度也不同,相对于对苯二胺,强过敏原二硝基氯苯可以更快的上调Blimp-1,诱导IL-18产生。
  
  最近,Kostarnoy等[8]通过对皮肤刺激受损产生的PRR基因进行检测,发现与其他先天免疫受体的变化相比,CLR家族中的Clec4e基因(Mincle)在受伤后极易被诱发。该研究还发现在接触性超敏反应模型中,Mincle可通过识别受损表皮释放的胆固醇硫酸盐激活DCs放大炎症反应,并且Mincle主要引起Th17细胞增多。此研究弥补了人们对PRR认识的不足,有助于更深入的了解先天免疫在ACD中的作用,为预防ACD和制定治疗策略提供更多的依据。
  
  1.3 树突状细胞
  
  树突状细胞(DCs)是皮肤上主要的抗原提呈细胞(APCs)。DCs的功能主要是将接触到的抗原提呈给外周淋巴结的幼稚T细胞[9]。在皮肤上树突状细胞主要分为三类,一类是在表皮的朗格汉斯细胞(LCs),主要参与Th17细胞的活化,另外两类主要分布于真皮层,分别是树突状细胞(dDC)、浆细胞样树突状细胞(pDCs),主要参与CD8+T细胞的引发。相对于其他两类DCs,LCs表达更多的归巢到淋巴结的趋化因子(CCR7)。所以在ACD致敏阶段是关键的APCs[9]。LCs大量表达脂质递呈分子CD1a,但是因为小鼠缺乏CD1a,所以对CD1a的研究一直较少。最近有研究[9]利用能表达人CD1a的转基因小鼠,发现相对于传统半抗原二硝基氟苯引起的CD8+T细胞浸润,转基因CD1a小鼠对毒性常春藤来源的漆酚大量表达Th17细胞。漆酚主要是与CD1a特异性结合,直接接触TCR形成CD1a-漆酚-TCR三元复合物,而在缺乏转基因CD1a的小鼠中DNFB反应被抑制。此研究证明LCs上CD1a的表达对漆酚产生特异性Th17细胞是必需的,靶向阻断CD1a可消除ACD,此研究结果为临床上应用抗CD1a抗体治疗ACD提供了实验室的依据。
  
  1.4 单核/巨噬细胞
  
  当皮肤受到损伤发生过敏反应时,单核/巨噬细胞(MФ)消化受损组织和过敏原,但是MФ内的酶功能障碍可能会削弱其发挥这些重要作用的能力。Natsuaki等[10]研究发现半抗原暴露后,皮肤中单核/巨噬细胞大量聚集,突出了巨噬细胞在ACD中的关键作用。Suwanpradid等[11]用半抗原4-二硝基苯磺酸钠盐刺激小鼠皮肤,导致皮肤中MФ的一氧化氮合酶(iNOS)聚集,精氨酸酶1(Arg1)下调,并且发现当Arg1缺乏时iNOS和IL-16显著增加且ACD反应增强,该研究证明半抗原过敏原破坏了MФ中Arg1和Nos2的平衡,Arg1可通过调节iNOS控制ACD的反应强弱。不同于传统上只认识到Arg1和iNOS是M1(经典活化的MФ)和M2(选择性活化的MФ)的标志物,这个实验显示了Arg1和iNOS在ACD免疫机制中的新作用,为以后临床上ACD的治疗提供了新的突破口。
  
  1.5 NK-T细胞
  
  NK-T细胞是第四类淋巴细胞,其细胞表面不只表达T细胞受体,还表达NK细胞受体。NK-T细胞不仅能分泌Th1细胞和Th2细胞,还具有NK细胞的细胞毒性作用。与T细胞识别蛋白质不同,NK-T细胞识别的是脂质。人类的接触性皮炎(镍过敏)的损伤皮肤中发现了NK-T细胞,推断可能是水溶性镍容易通过离子通道进入细胞内,并与细胞膜上的自身脂质结合,激活NK-T细胞[12]。该研究[12]还报道在金属过敏小鼠模型中,检测到金属特异性T细胞表面受体和NK-T细胞的受体相同,说明在金属过敏的先天免疫和后期适应性免疫中NK-T细胞都起了关键作用。在金属过敏的敏化阶段,NK-T细胞通过影响DC成熟和存活,调节过度免疫反应。在金属过敏的激活阶段,NK-T细胞通过影响金属特异性T细胞产生Th1细胞分泌IFN-γ,调节适应性免疫反应。因此,我们认为NK-T细胞可调节金属特异性T细胞引起的过敏,为金属导致ACD的治疗提供了新的靶点。
  
  1.6 γδT细胞
  
  γδT细胞是由γ和δ链组成的T细胞,主要分布在皮肤的表皮层和真皮层,其含量远远低于αβT细胞[13]。但是当皮肤受损伤时,角质形成细胞发生应激反应导致γδT产生IL-17A,诱导外周T细胞聚集,修复皮肤伤口并额外产生相关的细胞因子恢复皮肤屏障。除此之外,γδT细胞还对皮肤细菌和真菌感染有免疫监视作用[13]。在ACD中,αβT细胞中的CD4+T和CD8+T是主要效应细胞,然而,γδT细胞在ACD中的作用知之甚少。有研究发现在接触过敏原后角质形成细胞衍生的IL-1β可触发γδT细胞产生IFN-γ,并激活和诱导DC成熟产生以IL-17A介导的炎症[13]。
  
  2 激发期
  
  2.1 T细胞
  
  当皮肤再次接触过敏原时,特异性T细胞聚集到皮肤暴露点,产生大量的细胞因子,产生炎症。特异性T细胞主要是CD4+T细胞和CD8+T细胞,ACD多认为是Th1细胞和Th2相互作用[14]。CD4+T细胞和CD8+T细胞的亚群Th1/Tc1细胞分泌细胞因子IFN-γ和IL-2,引起炎性细胞浸润。Th2/Tc2细胞分泌IL-4、IL-5和IL-13抑制ACD[15]。除了Th1细胞和Th2细胞,第三代辅助T细胞Th17也被发现通过促进中性粒细胞聚集参与ACD[16]。最近发现Th9细胞通过产生IL-9也在ACD中发挥作用。Th9细胞主要有两种来源,一是通过IL-4和TGF-β激活幼稚T辅助细胞转化,二是IL-9可由Th2细胞在TGF-β刺激下产生。Th9细胞参与接触性超敏反应的相对重要性可能取决于实验模型,因为在苯二胺诱导的过敏反应中,发现IL-9受体缺陷型小鼠表现出接触性超敏反应加重,耳部肿胀更多,这提示Th9可能抑制相关的效应T细胞,而在DNFB诱导的接触性超敏反应中观察到IL-9缺陷小鼠的耳肿胀不太明显[17]。
  
  3 消退期
  
  3.1 调节性T细胞
  
  效应性T细胞和Tregs之间的平衡是决定ACD是否发生的关键因素。Tregs细胞是T细胞的亚型,主要通过两种机制来抑制免疫应答:分泌IL-10来阻断白细胞聚集到皮肤,和细胞接触,使细胞毒性T淋巴细胞抗原4(CTLA-4)结合外周DCs抑制效应T细胞激活[18]。最近有研究[19]发现ATP可影响DCs的迁移,Tregs可通过外核苷酸酶CD73将ATP去磷酸化为腺苷,阻止DC迁移到外周淋巴结。Tregs也可以分泌分解酶CD39,分解ATP阻止淋巴结归巢分子(CD62L)从T细胞的脱落,抑制T细胞迁移出淋巴结,导致致敏失效。CD62L除了是黏附分子外,CD62L还参与调节CD8+T细胞的IFN-γ产生,CD62L缺乏,会导致CD8+T激活失效[20]。
  
  虽然已确认Tregs在ACD中发挥抑制作用,但是Tregs细胞表型的作用尚不清楚。整合素αe(CD103)在DCs和T细胞上都有表达,最近有研究发现CD103缺陷小鼠T细胞浸润变多,且发现CD103缺陷小鼠的Tregs细胞上的FoxP3表达减少,这表明CD103不仅与Tregs细胞的本身功能有关,还影响Tregs细胞在ACD表达[21]。目前,关于Tregs的实验研究很多,弄清Tregs在ACD中的确切机制,有利于开发出治疗ACD的药物。
  
  4 其他
  
  4.1 维生素D
  
  维生素D受体在T细胞、B细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞中均有表达。维生素D可通过抑制单核细胞产生Toll样受体,抑制脂多糖(LPS)激活树突状细胞,增强针对微生物的防御机制,并抑制先天性和适应性免疫系统中的炎症。最近一项动物实验发现[22],缺乏维生素D小鼠相比正常小鼠,ACD反应增强,说明维生素D在ACD中也能发挥抑制作用。低剂量紫外线辐射(UVR)可能成为有效治疗ACD的一种方法,因为紫外线辐射有助于维生素D储存,但因为缺少人体实验,需要进一步的临床研究。
  
  4.2 肽能神经纤维(CPNF)
  
  由于高浓度肽能特异去神经毒素(辣椒素)局部和全身应用都能抑制ACD, 所以有学者[23]提出高浓度辣椒素参与ACD的作用机制,可直接抑制ACD的发生。CPNF可与DC直接接触释放神经肽(如SP),引起肥大细胞和巨噬细胞分泌炎症因子(组胺、白三烯),导致血管扩张,免疫细胞外渗到淋巴结,激活幼稚T细胞。SP也可直接激活DC导致抗原特应性反应。充分认识CPNF的作用,我们可更高效安全的应用去神经毒素治疗ACD。
  
  5 结语
  
  ACD是涉及到多种免疫细胞的迟发型过敏反应,每个阶段的每个细胞及因子等,对ACD的发生发展都起着至关重要的作用。高浓度高剂量的过敏原、PRR (Mincle)、LCs表面的 CD1a分子、MΦ的标志物iNOS和Arg1、NKT细胞、γδT细胞、Th9细胞、Tregs的表型CD103、维生素D、CPNF等最新研究的结果,都为我们治疗ACD提供了新的思路和突破点。ACD是机制复杂的免疫反应,还有更多的细胞和分子在其中的作用尚未充分认识,如其他的PRR(CLRs和RLR),都有待于我们进一步的研究。充分认识和了解ACD的发病过程,有利于我们预防ACD和制定治疗策略。
  
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