田雅寧 夏育民

西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院皮膚科，陜西西安,710004

腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)樣細(xì)胞弱凋亡因子(TNF-like weak inducer of apoptosis, TWEAK)屬于腫瘤壞死因子配體超家族成員，與其受體成纖維細(xì)胞生長誘導(dǎo)因子14(fibroblast growth factor-inducible 14, Fn14)結(jié)合后相互作用，激活下游信號(hào)通路，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子及趨化因子，在調(diào)控細(xì)胞增殖分化，誘導(dǎo)血管生成及促進(jìn)纖維化和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用。TWEAK/Fn14信號(hào)在多種皮膚病組織中激活，參與多種皮膚病的關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制。

經(jīng)過國內(nèi)外研究者的不斷探索，具有微侵入性、易采集等特點(diǎn)的血清和尿液中生物標(biāo)志物分子很有潛力成為早期診斷與活動(dòng)度評(píng)估的工具。TWEAK以及 Fn14在皮膚出現(xiàn)破損、炎癥反應(yīng)及應(yīng)激時(shí)大量表達(dá)，阻斷或激活TWEAK/Fn14信號(hào)的某些環(huán)節(jié)可能成為治療皮膚病的新策略。近年來有較多文獻(xiàn)對(duì)TWEAK/Fn14信號(hào)參與皮膚病的發(fā)病機(jī)制及在診斷或治療方面的應(yīng)用進(jìn)行報(bào)道，本文對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。

1 TWEAK/Fn14信號(hào)的基本生物功能

TWEAK是結(jié)構(gòu)高度保守的Ⅱ型跨膜蛋白，其胞外區(qū)C端折疊形成的三聚體之間的凹槽構(gòu)成受體結(jié)合的TNF同源結(jié)構(gòu)域，并可經(jīng)水解加工裂解為可溶性TWEAK，在多種皮膚組織中均有表達(dá)。不同類型的TWEAK會(huì)觸發(fā)Fn14不同性質(zhì)的活動(dòng)。可溶性TWEAK激活非經(jīng)典核因子(nuclear factor，NF)-κB通路(主要誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡)，而弱激活經(jīng)典NF-κB 信號(hào)；相反的，膜結(jié)合型TWEAK則是兩種NF-κB通路的潛在誘導(dǎo)劑[1]。Fn14屬于Ⅰ型跨膜蛋白，其胞外區(qū)域有與配體結(jié)合的位點(diǎn)，而胞質(zhì)區(qū)域尾端能夠與TNF受體(TNF receptor，TNFR)相關(guān)因子(TNFR associated factor, TRAF)結(jié)合，介導(dǎo)信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)。TRAF是十分重要的銜接分子，TRAF1和TRAF2屬于TRAF家族的銜接蛋白。TRAF2能夠直接結(jié)合TNF-α受體，募集細(xì)胞凋亡抑制因子(cellular inhibitor of apoptosis protein 1/2, cIAP1/2)，而TRAF1與TNFR的連接則需要依靠TRAF1-TRAF2異二聚體的形成[2]。因此，F(xiàn)n14通常通過TRAF、TNFR等分子產(chǎn)生信號(hào)傳遞。

由于胞質(zhì)段末端結(jié)構(gòu)不同，不同亞型的TNFR會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞增殖和凋亡兩種截然不同的結(jié)局。其中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的是Fn14-TRAF2-TNFR1 信號(hào)軸，促進(jìn)細(xì)胞增殖的是Fn14-TRAF2-TNFR2 信號(hào)軸。這是由于TNFR1的胞質(zhì)段末端有一個(gè)死亡結(jié)構(gòu)域，被激活后能夠募集caspase-8和Fas相關(guān)死亡區(qū)域蛋白，形成凋亡復(fù)合物激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。TNFR2則沒有死亡結(jié)構(gòu)域，通過激活JNK/MAKP通路和NF-κB通路拮抗TNFR1誘導(dǎo)的caspase信號(hào)，并激活NF-κB通路促進(jìn)細(xì)胞增殖[3]。以上信號(hào)傳遞導(dǎo)致細(xì)胞趨向凋亡或增殖的不同命運(yùn)方向。

2 TWEAK/Fn14信號(hào)在皮膚病早期診斷及活動(dòng)度評(píng)估中的作用

2.1 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)屬于結(jié)締組織病，病因尚不明確，累及全身多個(gè)系統(tǒng)。狼瘡性腎炎是SLE較為多見且病情嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，死亡率高。現(xiàn)有的敏感實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)有限，具有侵襲性的腎臟穿刺活檢是診斷狼瘡性腎炎的金標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要尋找微創(chuàng)或無創(chuàng)，具有高靈敏度及特異度的生物標(biāo)志物，構(gòu)建生物標(biāo)志物數(shù)據(jù)庫。

TWEAK與其受體Fn14結(jié)合后相互作用，激活下游信號(hào)通路，促進(jìn)炎癥反應(yīng)及纖維化進(jìn)程，損傷濾過屏障，參與SLE和相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)展過程及損害。我們研究表明TWEAK促進(jìn)抗雙鏈DNA IgG向腎小球系膜細(xì)胞內(nèi)滲透，并與抗雙鏈DNA抗體協(xié)同誘導(dǎo)多種纖維化因子的表達(dá)，觸發(fā)腎臟細(xì)胞的纖維化進(jìn)程，誘導(dǎo)狼瘡性腎炎患者的腎臟損害[4]。同時(shí)，TWEAK/Fn14信號(hào)在紅斑狼瘡皮膚病變組織灶中處于激活狀態(tài)，外源性TWEAK不僅能夠增強(qiáng)紫外線B對(duì)Ro52表達(dá)的促進(jìn)作用，依賴NF-κB和PI3K/Akt信號(hào)上調(diào)角質(zhì)細(xì)胞促炎因子水平，還有利于巨噬細(xì)胞的趨化反應(yīng)[5]。這表明TWEAK/Fn14信號(hào)參與紅斑狼瘡多種靶器官損害。

Mirioglu等[6]的研究結(jié)果顯示，活動(dòng)性SLE患者組的血清和尿中TWEAK和中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白水平明顯高于非活動(dòng)性SLE組，且TWEAK水平與SLE疾病活動(dòng)度指數(shù)(SLEDAI)顯著相關(guān)，他們認(rèn)為血清或尿液中TWEAK可能是評(píng)估SLE疾病活動(dòng)度的生物學(xué)標(biāo)志物；但它缺乏特異性，高水平TWEAK值在抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性血管炎累及的腎臟損害中也可以見到。Salem等[7]發(fā)現(xiàn)無腎臟累及的SLE組、有非活動(dòng)性狼瘡性腎炎的SLE組及健康對(duì)照組的尿液中TWEAK水平顯著低于伴有活動(dòng)性狼瘡性腎炎的SLE組，并且尿液中TWEAK值與SLEDAI評(píng)分在統(tǒng)計(jì)學(xué)上呈顯著相關(guān)性。Elsaid等[8]的研究表明，活動(dòng)性狼瘡性腎炎組的尿液中TWEAK水平顯著高于其他SLE組和對(duì)照組，利用TWEAK檢測(cè)SLE活動(dòng)度和狼瘡性腎炎活動(dòng)度的敏感性分別為80.43%和100%，特異性分別為50%和100%。

此外，血清TWEAK能區(qū)分活動(dòng)期狼瘡性腎炎患者和不伴有狼瘡性腎炎的SLE患者[6]。Choe等[9]的研究顯示SLE組TWEAK水平顯著高于健康對(duì)照組，且狼瘡性腎炎患者組高于非狼瘡性腎炎患者組。他們認(rèn)為高水平血清TWEAK是SLEDAI高評(píng)分及腎臟受累的決定性因素。

基于TWEAK水平與狼瘡性腎炎患者疾病活動(dòng)度有關(guān)，Suttichet等[10]募集110例狼瘡性腎炎患者，測(cè)定其復(fù)發(fā)期3個(gè)月和6個(gè)月后尿TWEAK水平，結(jié)果顯示在完全緩解組中尿TWEAK水平持續(xù)較低，在部分緩解組中3個(gè)月后呈下降趨勢(shì)，在未緩解組中持續(xù)較高，提示在誘導(dǎo)治療期間監(jiān)測(cè)尿TWEAK值可評(píng)估療效。

2.2 銀屑病 銀屑病是一種發(fā)病機(jī)制尚未闡明，以表皮基底層角質(zhì)細(xì)胞增殖加速，有絲分裂周期及表皮更替時(shí)間縮短為重要病理特征的慢性、復(fù)發(fā)性、炎癥性、系統(tǒng)性疾病。TWEAK和Fn14在銀屑病的皮膚病灶中均高表達(dá)，處于激活狀態(tài)[11]。TWEAK促進(jìn)病灶處角質(zhì)形成細(xì)胞合成凋亡蛋白2抑制劑和Flice抑制蛋白，提示在銀屑病炎癥微環(huán)境下，TWEAK/Fn14促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖而非凋亡，其機(jī)制可能與NF-κB 信號(hào)依賴性抗凋亡蛋白及TNF受體的偏好性表達(dá)有關(guān)。TNFR2在銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞中優(yōu)勢(shì)表達(dá)，F(xiàn)n14-TRAF2-TNFR2信號(hào)軸誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖，促進(jìn)銀屑病相關(guān)損害[11]。TWEAK促進(jìn)CD34陽性血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖及血管內(nèi)皮生長因子A、白介素(IL)-18和IL-23表達(dá)，從而誘導(dǎo)病理性血管生成[12]。這些結(jié)果顯示，TWEAK/Fn14信號(hào)在銀屑病發(fā)病機(jī)制中起重要作用。

2.3 特應(yīng)性皮炎 特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis，AD)是一種與遺傳過敏素質(zhì)有關(guān)的慢性炎癥性皮膚病，表現(xiàn)為多形性皮損、瘙癢并有滲出傾向。Th1/Th2分化失衡所引起的細(xì)胞因子分泌異常促進(jìn)AD的發(fā)展，AD的急性皮損中多種Th2型細(xì)胞因子優(yōu)勢(shì)表達(dá)[17]。Sidler等[18]表明，TWEAK及其受體Fn14在特應(yīng)性皮炎患者血清中的表達(dá)水平顯著上調(diào)，TWEAK敲除小鼠AD特征Th2細(xì)胞、C-C趨化因子配體17及胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素表達(dá)缺陷。皮下注射重組TWEAK引起類似AD的炎癥反應(yīng)，且重組TWEAK誘導(dǎo)單核細(xì)胞募集和皮膚嗜酸粒細(xì)胞增多，說明TWEAK參與AD關(guān)鍵環(huán)節(jié)且在皮損中處于激活狀態(tài)。因此，TWEAK可能是AD早期診斷有潛力的生物標(biāo)志物。一項(xiàng)病例對(duì)照研究納入了30例AD患者及30名健康人作為對(duì)照組，結(jié)果表明TWEAK在AD患者中的水平顯著高于對(duì)照組，且其水平與AD的病程長短呈正相關(guān)，但與年齡，濕疹面積及嚴(yán)重程度指數(shù)(EASI)及家族史沒有關(guān)聯(lián)[19]。還有研究表明[20]，F(xiàn)n14基因敲除的AD小鼠模型皮損較輕，炎癥細(xì)胞浸潤少，促炎因子水平下調(diào)，局部應(yīng)用TWEAK刺激會(huì)惡化皮損；認(rèn)為Fn14基因敲除通過抑制炎癥因子及角質(zhì)細(xì)胞的凋亡改善AD病灶。所以，檢測(cè)外周血中TWEAK或者皮損中Fn14表達(dá)水平，有望在AD診斷與藥物療效評(píng)估中具有價(jià)值。

3 基于TWEAK/Fn14信號(hào)原理治療皮膚病

TWEAK/Fn14信號(hào)在皮膚病中的作用是一把“雙刃劍”，它的輕度激活有利于部分損傷的修復(fù)，但持續(xù)或過度激活則會(huì)誘發(fā)各種病理反應(yīng)。因此，阻斷或激活TWEAK/Fn14信號(hào)通路的某些環(huán)節(jié)可能成為治療皮膚疾病的新策略，包括阻斷TWEAK/Fn14信號(hào)軸、激活Fn14下游信號(hào)或構(gòu)建TWEAK/Fn14分子耦聯(lián)藥物。

3.1 阻斷TWEAK/Fn14信號(hào)軸 用抗TWEAK單克隆抗體在體外處理人近端腎小管細(xì)胞(HK2細(xì)胞)，能夠消除TWEAK上調(diào)該細(xì)胞表達(dá)轉(zhuǎn)化生長因子β1、p38絲裂原活化蛋白激酶、p-Smad2、I型膠原蛋白以及α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的作用，上調(diào)鈣黏蛋白表達(dá)，減緩疾病進(jìn)程而改善狼瘡性腎炎[21]。Xue等[22]的研究表明，抗TWEAK抗體通過拮抗NF-κB改善脂質(zhì)代謝，減少纖連蛋白以及Ⅰ型膠原蛋白形成，從而改善狼瘡性腎炎的腎間質(zhì)纖維化。RG7212(人源化的IgG1κ單克隆抗體)作用于可溶性TWEAK，阻斷TWEAK與Fn14結(jié)合，抑制Fn14陽性腫瘤細(xì)胞系的生長，在臨床Ⅰ期實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)有良好的耐藥性和良好的藥代動(dòng)力學(xué)，實(shí)體腫瘤患者病情長期穩(wěn)定[23]。

用Fn14-Fc融合蛋白治療SLE模型小鼠，結(jié)果顯示血清中IgG、IgG1、IgG2a和抗雙鏈DNA抗體的水平降低，與此同時(shí)Tfh細(xì)胞、B細(xì)胞、漿細(xì)胞在小鼠脾臟中的數(shù)量減少，這表明Fn14-Fc是一種治療SLE的潛在藥物[24]。人重組TWEAK能顯著增強(qiáng)人腎小球系膜細(xì)胞NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)細(xì)胞增殖和趨化因子表達(dá)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的趨化，而用TWEAK抗體阻斷TWEAK或抑制NF-κB活性可以逆轉(zhuǎn)上述影響，從而改善狼瘡性腎炎的癥狀[25]。所以，運(yùn)用抗TWEAK抗體或Fn14-Fc阻斷TWEAK/Fn14信號(hào)軸是治療皮膚病的潛在策略之一。

3.2 激活Fn14分子 局部外用TWEAK能夠促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)，細(xì)胞因子的產(chǎn)生及細(xì)胞外基質(zhì)的合成，協(xié)同加速實(shí)驗(yàn)性燒傷創(chuàng)面愈合[26]。除此之外，TWEAK可以上調(diào)體外真皮成纖維細(xì)胞的分化標(biāo)志蛋白包括平滑肌肌動(dòng)蛋白和細(xì)胞支架蛋白palladin，提示該信號(hào)激活促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞分化，對(duì)燒傷創(chuàng)面的愈合有一定的幫助[26]。

Liu等[27]表明，TWEAK與皮損病灶表面的細(xì)胞Fn14結(jié)合并激活，調(diào)控成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等增殖分化，促進(jìn)多種炎癥因子的合成(單核細(xì)胞趨化蛋白-1、干擾素誘導(dǎo)蛋白-10、C-C趨化因子配體5等)，還能促進(jìn)新生血管形成，肉芽組織形成及再上皮化。因此，應(yīng)用TWEAK制劑適度激活Fn14有利于促進(jìn)皮膚急性創(chuàng)傷愈合。所以，運(yùn)用TWEAK激活Fn14分子是治療皮膚病的潛在策略之一。

3.3 其他治療策略 Fn14在多種皮膚病組織中高表達(dá)，直接殺滅Fn14陽性細(xì)胞也可作為皮膚病治療的策略之一。Alvarez等[28]發(fā)現(xiàn)GrB與結(jié)合域融合蛋白能靶向性往細(xì)胞內(nèi)傳遞有效的毒性成分，GrB-Fc-IT4在體內(nèi)外均顯示出高親和力、高選擇性的細(xì)胞毒性，是一種有效治療Fn14陽性腫瘤的藥物前體。Liu等[29]表明LV-TWEAK-shRNA治療能改善蛋白尿和腎臟組織病理改變，下調(diào)TGF-β1, p-p38MAPK, I型膠原蛋白的表達(dá)，減緩狼瘡性腎炎患者的組織纖維化進(jìn)程，改善其癥狀。故利用TWEAK構(gòu)建高效穩(wěn)定表達(dá)的慢病毒轉(zhuǎn)染系統(tǒng)或者偶聯(lián)蛋白也可能是治療方式之一。

4 小結(jié)

總之，TWEAK/Fn14信號(hào)參與多種皮膚病關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制，有潛力成為早期診斷及活動(dòng)度評(píng)估的標(biāo)志物，可能是治療皮膚病的新靶點(diǎn)。目前，上述策略仍存在局限性：1)TWEAK作為早期診斷指標(biāo)的敏感性和特異性尚不令人滿意；2)關(guān)于TWEAK評(píng)估疾病活動(dòng)度的研究多為橫斷面研究，很少在前瞻性人群中進(jìn)行評(píng)估；3)對(duì)于TWEAK/Fn14分子用于診斷和評(píng)估疾病活動(dòng)度的研究結(jié)果存在爭議，可能由于納入的樣本量過小或研究人群不同或單一中心設(shè)計(jì)等造成；4)許多皮膚病的發(fā)病機(jī)制多樣，異質(zhì)性強(qiáng)，沒有單一的生物標(biāo)志物能夠診斷及評(píng)估活動(dòng)度，需要建立生物標(biāo)志物數(shù)據(jù)庫進(jìn)行綜合評(píng)估。