魏 偉 何奕德 李 萌 夏 宇 隋秉東 高 琳 李 凱綜述,劉 玲審校
(1.解放軍63888部隊 河南 濟源 454650;2.第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院骨科 陜西 西安 710032;3.第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院軍事口腔醫(yī)學重點實驗室 陜西 西安 710032;4.第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院皮膚科 陜西 西安 710032)
白癜風(vitiligo)是一種因表皮黑素細胞被破壞而引起以色素脫失斑為特征的損容性皮膚病,發(fā)病率0.5%~2%,呈逐年上升趨勢[1]。表皮黑素細胞的破壞與氧化應激、遺傳、自身免疫、細胞凋亡等密切相關。既往研究表明,白癜風是一種自身免疫性疾病,體液免疫和細胞免疫均可導致表皮黑素細胞的破壞與凋亡[2]。其中,細胞免疫應答是介導白癜風患者表皮黑素細胞破壞的主要途徑,而皮損周圍浸潤的自身反應性T細胞(CD8+CTL等)是發(fā)揮殺傷作用的主要效應細胞[3-4]。CD4+CD25+FOXP3+調節(jié)性T細胞(T regulatory cells,Treg)是具有較強免疫調控作用的T細胞亞群,插頭/翅膀狀螺旋轉錄因子3(Forkhead/Winged helix transcription factor 3, FOXP3)特征性地高表達在Tregs上,可與多種轉錄調節(jié)蛋白結合形成FOXP3蛋白復合體,通過調控包括其自身在內的基因特異性轉錄,影響Tregs的免疫調節(jié)功能[5]。Tregs可抑制包括CD8+T細胞在內的多種效應免疫細胞的功能,Tregs數量或功能的異常可導致自身免疫性疾病的發(fā)生[6]。Tregs的深入研究為探索自身免疫性疾病的發(fā)病機制和尋找有效治療提供了新思路[7]。
近年研究表明,在白癜風發(fā)病過程中,Tregs的數量和功能出現的病理性變化[8-14],對白癜風的自身免疫激活和疾病進展可能具有重要作用,但具體效應和機制仍未闡明。本文就近年來Tregs在白癜風發(fā)病機制中的作用及治療應用的研究進展作一綜述。
2007年,Zhang等[7]在靶向Tregs治療黑素瘤小鼠模型時意外發(fā)現,小鼠體內Tregs數量的下降激活了抗黑素瘤細胞CTL,其在導致黑素瘤細胞凋亡的同時,也殺傷了正常黑素細胞,從而誘發(fā)小鼠罹患白癜風。此后利用流式細胞學檢測發(fā)現,白癜風患者外周血中的Tregs數量低于正常人群[9],其中處于白癜風早期和進展期的患者Tregs數量減少更為顯著[10,15]。國內研究也有相似發(fā)現,吳艷紅等[16]通過分析進展期白癜風患者外周血中Tregs細胞,發(fā)現其比例相對于正常人明顯降低,而經NB-UVB治療癥狀改善的患者其Tregs比例明顯回升。此外,白癜風患者皮損處的Tregs數量相對于周圍正常皮膚也明顯減少[17]。Eby等在最近的研究中發(fā)現,在罹患白癜風的小鼠模型中,白癜風癥狀改善的過程伴隨著Tregs的大量浸潤,Tregs的作用可明確為抑制機體對黑素細胞的進行性自身免疫反應[18]。有研究報道了穩(wěn)定期白癜風患者外周血和皮損處Tregs數目并未發(fā)生改變[19],甚至還有可能增加[20]。這可能與白癜風不同發(fā)病階段免疫穩(wěn)態(tài)的不同相關。在白癜風進展期更依賴與免疫穩(wěn)態(tài)異常導致的黑素細胞被破壞,而在白癜風穩(wěn)定期免疫穩(wěn)態(tài)異常并不顯著。
進一步研究發(fā)現,在白癜風發(fā)病中,不但Tregs細胞數量異常,Tregs細胞功能也存在異常,對Tregs功能異常及其調控因素的變化闡述將有助于我們進一步認識白癜風的發(fā)病機理。
2.1 FOXP3基因表達不良:FOXP3是叉頭狀轉錄因子家族成員,調控該轉錄因子基因的持續(xù)性表達是Tregs行使正常的免疫抑制功能所必須存在的因子[5]。FOXP3可以與許多轉錄調節(jié)蛋白形成FOXP3蛋白復合體,動態(tài)調控包括其自身在內的基因特異性轉錄,介導Tregs的免疫調節(jié)功能[21]。在白癜風的相關研究中,發(fā)現白癜風患者體內存在FOXP3表達量減少的現象,這可能是體內Tregs功能喪失的重要原因[10]。Hegazy等[11]發(fā)現白癜風患者皮損處及皮損周圍FOXP3 mRNA水平比正常人的顯著降低,李延慧等[16]的研究證實,經NB-UVB治療后顯效的患者,其Tregs細胞中FOXP3 mRNA較前有顯著增加。FOXP3基因突變會引起多種自身免疫性疾病[22]。既往研究發(fā)現FOXP3基因多態(tài)性與白癜風易感性有聯系[23]。rs3761548基因,即位于FOXP3基因表達序列的一個單核苷酸位點,其基因多態(tài)性中的rs3761548 AA基因型可影響轉錄因子E47與C-Myb之間的聯系從而導致FOXP3的缺陷表達[24]。Jahan和Song等[25-26]分別對印度和中國漢族人口進行FOXP3基因研究,發(fā)現rs3761548和rs2232365單核苷酸位點與白癜風易感性有著重要關聯,其中rs3761548 AA基因型、rs223236 GG基因型降低FOXP3的表達從而影響Tregs功能,并可破壞Th1與Th2亞群細胞之間的平衡,導致白癜風的發(fā)生。
2.2 Tregs分泌免疫調控細胞因子水平下降:轉化生長因子-β(TGF-β)被證實有誘導CD4+CD25-Tregs向CD4+CD25+Tregs轉化的作用[27],也可促使FOXP3在iTregs中表達[28]。研究認為,Tregs的免疫抑制功能是通過TGF-β相關機制實現的[29]。在活動期白癜風患者的血清中,TGF-β聚集能力相比穩(wěn)定期患者顯著下降,提示低水平的TGF-β可能與Tregs功能抑制和疾病進展相關[12]。
白介素-10(IL-10)可誘導產生Tregs,Tregs進而也可分泌IL-10發(fā)揮免疫抑制作用[30]。動物實驗發(fā)現,對自發(fā)性黑色素瘤小鼠模型殺傷Tregs、中和IL-10,可降低黑色素瘤轉移幾率,但同時也導致小鼠白癜風發(fā)病率顯著提高[31]。Tembhre等[9]證實,活動期白癜風患者體內IL-10水平較穩(wěn)定期顯著下降[12]。通過衡量機體內自身反應性T細胞的增殖情況和其產生細胞毒性因子的能力,也可間接證明白癜風患者體內Tregs功能顯著下調。
2.3 趨化因子CCL22表達減少:歸巢至皮膚的T淋巴細胞是皮膚免疫系統的主要功能細胞,在炎癥性皮膚病、過敏性皮膚病及皮膚腫瘤中發(fā)揮著重要作用[32]。早期研究證實,趨化因子CCL22、CCL17和趨化因子受體CCR4具有介導Tregs向皮膚歸巢的作用[33]。Klarquist等[13]利用免疫酶染色技術分別對白癜風患者外周血和皮膚Tregs含量進行了分析,證實了白癜風患者外周血中Tregs含量明顯高于皮膚,提示Tregs含量的差異可能為Tregs向皮膚歸巢能力降低所致。進一步研究表明,白癜風患者皮膚中趨化因子CCL22表達減少,這可能為導致Tregs向皮膚歸巢能力受損的首要原因[34]。
2.4 白癜風患者CTLA-4表達減少:細胞毒性T淋巴細胞表面抗原-4(CTLA-4或CD152)是Tregs的一類特異性抗原,在介導Tregs活化及誘導對自身抗原的免疫耐受方面有十分重要的作用。研究表明,CTLA-4功能異常會導致包括白癜風在內的幾種自身免疫性疾病的產生[35]。Dwivedi等[14]證實,白癜風患者體內的CTLA-4 mRNA含量和可溶性CTLA-4的分泌水平均有下降,Tregs的免疫抑制功能受到干擾,而出現CTLA-4的未翻譯基因片段CT60GG(rs3087243)。
上述研究表明,Tregs具有維持機體免疫平衡的作用,其數量減少和功能不良可導致白癜風的產生,這為白癜風的治療提供了新思路。
3.1 過繼轉移iTregs:根據起源、抗原特異性和效應機制的不同,Tregs可分為自然調節(jié)性T細胞(Nature T regulatory cells, nTregs)和誘導調節(jié)性T細胞(Induced T regulatory cells,iTregs)。機體內正常發(fā)育的nTregs經抗原刺激后即發(fā)育為iTregs[36],因此,iTregs具有抗原特異性,這一特性或可應用于靶向治療。在自身免疫性疾病中,引入活化的Tregs可誘發(fā)機體的免疫抑制效應從而中和過強的免疫反應。由于Tregs數量的減少或功能的異常對白癜風的疾病進展有著重要作用,通過向機體內引入體外增殖的功能正常且具有特異性抗原的iTregs為治療白癜風提供了一種潛在可能。研究已證實,通過過繼轉移iTregs可抑制狼瘡綜合征的疾病進展[37],在白癜風的治療中也取得了一定效果。Chatterjee等[38]利用轉基因小鼠進行的實驗結果表明,通過過繼轉移特異的iTregs,患有自發(fā)性白癜風的小鼠癥狀得到持續(xù)緩解。
3.2 利用誘導產生Tregs的益生菌:利用微生物和微生物代謝產物預防和治療異常的免疫反應已獲得越來越多的關注。益生菌是指可改善宿主腸內微生態(tài)的平衡,并對宿主有正面效益的活性微生物,可通過多種機制調節(jié)機體免疫穩(wěn)態(tài),其中誘導產生Tregs是重要功能[39]。研究證實,雙歧桿菌屬嬰兒沙門菌35624可誘導人體分泌IL-10并上調FOXP3的表達[40]。研究也表明,三種乳酸桿菌菌株的混合物(副干酪乳桿菌 DSM 13434、胚芽乳酸桿菌 DSM 15312、胚芽乳酸桿菌DSM 15313)可誘導產生FOXP3+Tregs并加強機體分泌IL-10和TGF-β[41]。目前,應用益生菌治療腸道炎癥、過敏性皮炎和風濕性關節(jié)炎已取得了一定的治療效果[42],將其應用于白癜風治療需進一步研究。
3.3 干預FOXP3基因調控網絡:FOXP3的穩(wěn)定表達對于Tregs正常發(fā)揮免疫抑制功能有重要作用。針對FOXP3的基因調控網絡的干預措施或可應用于自身免疫性疾病的治療[43]。雖然目前關于白癜風患者體內介導FOXP3表達的相關基因異常與白癜風患者體內Tregs功能下調關系的研究仍很缺乏,但已有研究表明FOXP3基因與白癜風易感性有一定的聯系[23]。通過基因測序來對比正常人和體內存在缺陷FOXP3基因的白癜風患者基因序列的不同,了解這些基因變異與Tregs分化、功能之間的關系,可幫助我們修正一些白癜風患者突變的FOXP3基因從而根治白癜風,或調控FOXP3基因促進FOXP3的表達,上調機體Tregs功能,最終實現治療效果。
白癜風屬于多發(fā)病,社會影響巨大,但其發(fā)病機制復雜、治療手段局限、治療效果不佳。近年來對白癜風中免疫穩(wěn)態(tài)的研究表明,Tregs與白癜風的發(fā)病密切相關。Tregs數量減少與功能異常導致白癜風患者免疫失衡,過度活躍的自身反應性T細胞攻擊機體內正常存在的黑色素細胞,造成其進行性功能喪失,進而造成皮膚色素脫失形成白斑[9]。鑒于Tregs在白癜風發(fā)病中的重要作用,向患者體內轉移功能正常的Tregs來調節(jié)失衡的免疫系統,誘導自身產生Tregs,以及干預機體基因網絡、在分子層面調控Tregs等方法,都為白癜風的治療提供了新的思路與展望。然而,現有研究仍然存在不足,關于Tregs和CD8+T細胞在白癜風疾病進展中相互作用的直接證據仍較缺乏,白癜風患者體內Tregs發(fā)揮作用的具體機制有待闡明,應用特異性抗原靶向治療Tregs的方法仍待建立。目前,針對Tregs及其相關蛋白的功能調控研究已經成為新的熱點[43]。隨著研究的深入,人們終將揭示Tregs異常導致白癜風疾病進展的具體機制,為應用Tregs治療白癜風奠定堅實的基礎。
[1]Alikhan A,Felsten LM,Daly M,et al.Vitiligo:a comprehensive overview Part I. Introduction,epidemiology,quality of life,diagnosis,differentialdia gnosis, associations,histopathology,etiology,and work-up[J].J Am Acad Dermatol,2011, 65(3):473-491.
[2]Le Poole IC,Luiten RM.Autoimmune etiology of generalized vitiligo[J].Curr Dir Autoimmun,2008,10:227-243.
[3]van den Boorn JG,Konijnenberg D,Dellemijn TA,et al.Autoimmune destruction of skin melanocytes by perilesional T cellsfrom vitiligo patients[J].J Invest Dermatol, 2009,129(9):2220-2232.
[4]Kaur M,Bagga PK,Kaur T,et al.Evaluation of Histologically and Histochemically Proven Cases of Vitiligo and its Correlation with CD4+and CD8+Lymphocyte Counts using Flow Cytometry[J].J Clin Diagn Res,2017,11(5):EC09-EC12.
[5]Williams LM,Rudensky AY.Maintenance of the Foxp3-dependentdevelopmental program in mature regulatory T cells requirescontinued expression of Foxp3[J].Nat Immunol, 2007,8(3):277-284.
[6]Rudensky AY,Campbell DJ.In vivo sites and cellular mechanismsof T regcell-mediated suppression[J].J Exp Med,2006,203(3):489-492.
[7]Sakaguchi S,Yamaguchi T,Nomura T,et al.Regulatory T cells andimmune tolerance[J]. Cell,2008,133(5):775-787.
[8]Zhang P,C?té AL,de Vries VC,et al.Induction of postsurgical tumor immunity and T-cell memory by a poorly immunogenic tumor[J].Cancer Res,2007,67(13): 6468-6476.
[9]Ben Ahmed M,Zaraa I,Rekik R,et al.Functional defects of peripheral regulatory T lymphocytes in patients with progressive vitiligo[J].Pigment Cell Melanoma Res,2012,25(1):99-109.
[10]Lili Y,Yi W,Ji Y,et al.Global Activation of CD8+ Cytotoxic T Lymphocytes Correlates with an Impairment in Regulatory T Cells in Patients with Generalized Vitiligo[J].PLoS One,2012,7(5):e37513.
[11]Hegazy RA,Fawzy MM,Gawdat HI.T helper 17 and Tregs:a novel proposed mechanism for NB-UVB in vitiligo[J].Exp Dermatol,2014,23(4):283-286.
[12]Tembhre MK,Sharma VK,Sharma A,et al.T helper and regulatory T cell cytokine profi le in active,stable and narrow band ultraviolet B treatedgeneralized vitiligo[J].Clin Chim Acta,2013,424:27-32.
[13]Klarquist J,Denman CJ,Hernandez C,et al.Reduced skin homing by functional Treg in vitiligo[J].Pigment Cell Melanoma Res,2010,23(2):276-286.
[14]Dwivedi M,Laddha NC,Imran M,et al.Cytotoxic T-lymphocyte associated antigen-4 (CTLA-4) in isolated vitiligo:a genotype–phenotype correlation[J].Pigment Cell Melanoma Res,2011,24(4):737-740.
[15]Hegab DS,Attia MA.Decreased circulating T regulatory cells in Egyptian patients with nonsegmental vitiligo: correlation with disease activity[J].Dermatol Res Pract,2015,2015:145409.
[16]李廷慧,侯曉彬,肖漓,等.CD4+CD25+調節(jié)性T細胞與Foxp3表達在白癜風發(fā)病中的作用[J].中國美容醫(yī)學,2009,18(6):819-822.
[17]Abdallah M,Lotfi R,Othman W,et al.Assessment of tissue FoxP3+,CD4+ and CD8+ T-cells in active and stable nonsegmental vitiligo[J].Int J Dermatol,2014,53(8):940-946.
[18]Eby JM,Kang HK,Klarquist J,et al.Immune responses in a mouse model of vitiligo with spontaneous epidermal deand repigmentation[J].Pigment Cell Melanoma Res,2014, 27(6):1075-1085.
[19]李強,蔡大幸,陳光,等.白癜風患者外周血CD4+CD25+Foxp3+調節(jié)性T細胞的檢測及意義[J].山東大學學報,2012,50(1):133-135.
[20]李泓馨,王華,高天文.尋常型進展期白癜風患者外周血CD4+CD25+調節(jié)性T細胞檢測[J].臨床皮膚科雜志,2008,37(11):714-716.
[21]Li B,Samanta A,Song X,et al.FOXP3 interactions with histone acetyltransferase and class Ⅱ histone deacetylases are required for repression[J].Proc Natl Acad Sci USA,2007,104(11):4571-4576.
[22]Inoue N,Watanabe M,Morita M,et al.Association of functional polymorphisms related to the transcriptional level of FOXP3 with prognosis of autoimmune thyroid diseases[J].Clin Exp Immunol,2010,162(3):402-406.
[23]Jahan P,Tippisetty S,Komaravalli PL,et al.FOXP3 is a promising and potential candidate gene in generalised vitiligo susceptibility[J].Front Genet,2015,6:249.
[24]Shen Z,Chen L,Hao F,et al.Intron-1 rs3761548 is related to the defective transcription of Foxp3 in psoriasis through abrogating E47/c-Myb binding[J].J Cell Mol Med,2010,14(1-2),226-241.
[25]Jahan P,Cheruvu R,Tippisetty S,et al.Association of FOXP3(rs3761548) promoter polymorphism with nondermatomal vitiligo:a study from India[J].J Am Acad Dermatol,2013,69(2):262-266.
[26]Song P,Wang XW,Li HX,et al.Association between FOXP3 polymorphisms and vitiligo in a Han Chinese population[J].Br J Dermatol,2013,169(3),571-578.
[27]Fu S,Zhang N,Yopp AC,et al.TGF-beta induces FOXP3+ T-regulatory cells from CD4+CD25+precursors[J].Am J Transplant,2004,4(10):1614-1627.
[28]Fantini MC,Becker C,Monteleone G,et al.Cutting edge:TGF-beta induces a regulatory phenotype in CD4+CD25-T cells through FOXP3 induction and down-regulation of Smad7[J].J Immunol,2004,172(9):5149-5153.
[29]Zhang W,Wu K,He W,et al.Transforming growth factor beta 1 plays an important role in inducing CD4+CD25-forhead box P3+regulatory T cells by mast cells[J].Clin Exp Immunol,2010,161(3):490-496.
[30]Kidir M,Karabulut AA,Ercin ME,et al.Regulatory T-cell cytokines in patients with nonsegmental vitiligo[J].Int J Dermatol,2017,56(5):581-588.
[31]Pommier A,Audemard A,Durand A,et al.Infl ammatory monocytes are potent antitumor effectors controlled by regulatory CD4+ Tcells[J].Proc Natl Acad Sci USA,2013, 110(32):13085-13090.
[32]劉江波.皮膚T淋巴細胞歸巢[J].國外醫(yī)學免疫學分冊,2000,23(5):287-290.
[33]Hirahara K,Liu L,Clark RA,et al.The majority of humanperipheral blood CD4+CD25+highFoxp3+regulatory T cells bear functional skinhomingreceptors[J].J Immunol, 2006,177(7):4488–4494.
[34]Eby JM,Kang HK,Tully ST,et al.CCL22 to Activate Treg Migration and Suppress Depigmentation in Vitiligo[J].J Invest Dermatol,2015,135(6):1574-1580.
[35]Gerold KD,Zheng P,Rainbow DB,et al.The soluble CTLA-4 splice variant protects from type 1 diabetes and potentiates regulatory T-cell function[J]. Diabetes, 2011,60 (7):1955–1963.
[36]程愛榮,程焱,孫保亮.調節(jié)性T細胞及其免疫抑制機制[J].中國臨床神經科學,2014,4 (22):438-444.
[37]Lan Q,Fan H,Quesniaux V,et al.Induced FoxP3+regulatory T cells:a potential new weapon to treat autoimmune and inflammatory diseases[J].J Mol Cell Biol,2012, 4(1):22-28.
[38]Chatterjee S,Eby JM,Al-Khami AA,et al.A quantitative increase in regulatory T cells controls development of vitiligo[J].J Invest Dermatol,2014,134(5):1285-1294.
[39]Konieczna P,Akdis CA,Quigley EM,et al.Portrait of an immunoregulatory Bifi dobacterium[J].Gut Microbes,2012,3(3):261-266.
[40]Konieczna P,Groeger D,Ziegler M,et al.Bifi dobacterium infantis 35,624 administration induces FoxP3 T regulatory cells in human peripheral blood:potential role for myeloid and plasmacytoid dendritic cells[J].Gut,2012,61(3):354-366.
[41]Lavasani S,Dzhambazov B,Nouri M,et al.A novel probiotic mixture exerts a therapeutic effect on experimental autoimmune encephalomyelitis mediated by IL-10 producing regulatory T cells[J].PLoS One,2010,5(2):e9009.
[42]Kwon HK,Lee CG,So JS,et al.Generation of regulatory dendritic cells and CD4+FoxP3+T cells by probiotics administration suppresses immune disorders[J].Proc Natl Acad Sci USA,2010,107(5):2159-2164.
[43]孔超,李丹,陳祚珈,等.FOXP3蛋白復合體及調節(jié)性T細胞功能研究進展[J].科技導報,2014,32(15):73-79.